ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ОБРАБОТКА СПЕЦИАЛЬНЫХ ДИСКОВ

В качестве примеров рассмотрим процессы обработки состав­ного зубчатого колеса и стального шкива маховика.

Составное зубчатое колесо (фиг. 56) редуктора привода нож­ниц 800 состоит из трех основных деталей: ступицы 1 (центра коле­са), изготовляемой из серого чугуна СЧ 21-40, весом 9220 кг\

Бандажа 2, выполненного из стали 40ХН, весом 4070 кг и двух стягивающих колец 3 из стали 50, весом по 418 кг каждое.

Согласно техническим условиям:

1. Перекос шпоночных пазов относительно оси. расточки допус­кается не более половины допуска на ширину паза.

2. Предельное биение по наружной окружности должно быть не более 0,2 мм, торцовое биение ± 0,3 мм. ■

3. Балансировку ведут с учетом контрольного момента Мк = 6750 кгсм.

4. Стяжные кольца 3 насаживают по горячей посадке (после посадки зубчатого колеса на вал); 1

5. После затяжки болтов-фиксаторов 4 (12 шт. МЗО X 90) вы­ступающие части срезают.

Процесс обработки колеса состоит из трех основных этапов.

Первый этап: центр и бандаж обрабатывают раздельно под соединение. Обработку производят на карусельном многосуппорт­ном станке с планшайбой диаметром 3500—4000 мм. Посадочные места по диаметру 2915 мм обтачивают и растачивают начисто в пределах указанных допусков. Остальные поверхности обрабаты­вают начерно с припуском 10—12 мм на сторону.

Второй этап: подготовленные к соединению детали передают в прессовый цех. После разогрева бандаж насаживают на центр.

Третий этап является наиболее сложным и трудоемким. Сое­диненные бандаж и ступицу передают в механический цех как цельную деталь для полной обработки. Для большей прочности соединения устанавливают 12 болтов у фиксаторов. Последова­тельность обработки (операции) собранной заготовки приведена, ниже.

I. Разметочная — размечают 12 отверстий диаметром 26,1 мм.

II. На радиально-сверлильном станке с переустановкой дета­ли сверлят 12 отверстий диаметром 26,1 мм, глубиной 80 мм и на­резают в них резьбу МЗО.

III. Слесарная — устанавливают болты 4. Головки болтов МЗО срезают заподлицо с торцом детали.

IV. Карусельная — за две установки производят получистовую обработку шестерни.

Первая установка. Заготовку устанавливают с подкладками на планшайбе станка и крепят кулачками враспор. Выверку произ­водят чертилками, укрепленными в боковом и вертикальном суп - • портах, с точностью до 0,5 мм.

Проверяют концентричность расположения обода и ступицы относительно оси планшайбы, горизонтальность положения торцов и равномерное расположение припуска как по обрабатываемым окружностям, так и по торцам. После выверки и закрепления за­готовки подрезают торец обода и ступицы (5-й класс чистоты) с припуском 2 мм на сторону. Одновременно обтачивают обод по диаметру 3151,68 мм с припуском 1 мм на сторону и снимают фаски. Обточку производят при глубине резания 4 мм, подаче 0,61 мм/об и скорости резания 40 м/мин. С внутренней стороны обода вытачивают контрольный поясок шириной 20 мм до чисто­ты 6-го класса. Отверстие диаметром 600 мм растачивают с при­пуском на сторону 5 мм, с чистотой поверхности 5-го класса. По начальной окружности резцом наносят базовую риску.

Вторая установка. Заготовку устанавливают обработанным торцом (поверхностью А) к планшайбе, производят подрезку обо­да и ступицы с припуском 2 мм на сторону и снятие фасок.

Для проверни размеров после обработки применяют штанген­циркуль, метр и рулетку. Проверку производят на станке с отпу­щенными зажимами, так как в этом случае деталь примет свою естественную форму и устранится влияние зажимов.

V. Зуборезная. Нарезают зубья начерно с припуском 2 мм на сторону зуба.

VI. Карусельная. За две установки производят чистовую обра­ботку шестерни.

Первая установка. Устанавливают деталь на столе станка тор­цом (поверхностью Б) вверх. Проверяют индикатором по прове­рочному пояску и торцу. Закрепляют кулачками враспор.

Дополнительное крепление производят планками и болтами через отлитые окна.

Обод по диаметру 3151,68—о. зб мм обтачивают за один про­ход при глубине резания 1 мм, подаче 0,61 мм/об и скорости реза­ния 20 м/мин.

Режимы резания несколько занижены потому, что обточку про­изводят по нарезанным зубьям с ударами, в условиях, неблагопри­ятных для инструмента.

Отверстие диаметром 600+ 0,11 мм растачивают за три пере­хода с глубиной резания, соответственно: 3,5; 1и 0,5 мм. В послед­нем переходе принимают подачу 0,34 мм/об и скорость резания 17—18 м/мин. Заниженная скорость вызвана тем, что поверхность отверстия прерывистая. С этой же установки подрезают торцы обо­да и ступицы, точат посадочное место под кольцо диаметром 910 Гр 2а+ і |о1 и наносят резцом базовую риску по начальной окружности. Снимают фаски. За базовый торец принимают тот, который обрабатывают начисто за одну установку с чистовой об­точкой обода и расточкой центрального отверстия. Им пользуют­ся как установочной базой при зуборезной операции.

Вторая установка. Деталь переустанавливают базовым торцом на мерные плитки, выверяют индикатором с точностью до 0,05 мм и закрепляют аналогично первой установке. Полностью начисто обрабатывают торцы, посадочное место под стяжное кольцо и снимают фаски.

Проверку и прием детали производят на станке. Измерительный инструмент — микрометрическая скоба и микрометрический нутро­мер.

VII. Зуборезная — производят нарезание зубьев начисто.

VIII. Слесарная — снимают заусеницы на зубьях.

IX. Разметочная — размечают два шпоночных паза под углом 120° в размер 140 X 635,5+0,4 мм и 12 Отверстий диаметром 20,6 мм по торцу.

X. Строгальная — строгают два паза под углом' 120° в размер HOi»'1^ х 635+ °-4 X 720 мм.

Ввиду больших габаритных размеров колеса шпоночные пазы обрабатывают на переносном поперечно-строгальном станке с хо­дом ползуна 1200—1500 мм. Заготовку крепят к вертикальным угольникам, установленным на стендовой плите, на которой нахо­дится и станок. Основную выверку производят по взаимно-перпен­дикулярным рискам чертилкой, укрепленной в резцедержателе станка на ползуне. Параллельность оси отверстия направлению движения ползуна выверяют при помощи индикатора, укреплен­ного в резцедержателе ползуна и перемещаемого по поверхности отверстия, вдоль его оси. Выверку производят по двум взаимно - перпендикулярным диаметрам.

Ввиду сложности установки и выверки колеса точность обра­ботки получается ниже, чем при обработке на долбежном станке, а объем слесарно-подгоночных работ на сборке увеличивается.

XI. Сверлильная — на радиально-сверлильном станке сверлят 12 отверстий диаметром 20,6 мм и нарезают в них резьбу М24Х50.

XII. Слесарная — зачищают заусеницы после механической об­работки.

К особенностям обработки колеса относится то, что поверх­ность ступицы не сплошная, а прерывистая и черновое нарезание зубьев является промежуточной операцией между получистовой и чистовой обработкой на карусельном станке.

Все это несколько усложняет обработку и увеличивает ее дли­тельность, но вызвано следующими причинами.

Отливка центра с разрезанной ступицей упрощает процесс*по­лучения заготовки и снижает напряжения, которые возникают при остывании металла.

Бандаж колеса имеет сравнительно небольшое сечение. При ковке и последующей насадке на центр он подвергается неодно­кратному нагреву и охлаждению, что вызывает в нем образование остаточных внутренних напряжений. При нарезании зубьев бан­даж прорезается по толщине больше чем на 50%. Такой значи­тельный съем металла у бандажа, сидящего на центре по горя­чей посадке, может вызвать перераспределение внутренних напря­жений и, как следствие, его деформацию, в то время как точность изготовления по техническим условиям (ТУ) должна соответство­вать 3-му классу. Для устранения этих последствий чистовую ка­русельную обработку производят после чернового нарезания зубь­ев, когда уже произошло перераспределение напряжений и закон­чилась возможная деформация.

Стальной шкив-маховик диаметром 8 м для листопрокатного стана (фиг. 57) является уникальной деталью как по размерам и весу, так и по сложности отливки и механической обработки.

Шкив состоит из обода весом около 50 т, ступицы весом 20 т и 16 спиц, выполненных из стального листового проката. Обод и ступица представляют собой стальные отливки, из двух половин каждая, жестко соединенные болтами и стяжными кольцами.

Сложность обработки шкива объясняется не только большими размерами и значительным весом его, но также и тем, что шкив состоит из целого ряда деталей, которые должны иметь точное взаимное расположение после сборки. При обработке применяют­ся как крупные стационарные, так и различные переносные станки.

Обработка обода шкива. Половину обода устанавливают на разметочной плите. Производят проверку отливки, равномерности распределения припуска, наносят осевые риски и размечают плоскости разъема. За базу принимают внутренний диаметр обода.

Деталь устанавливают на подставках высотой 650—700 мм на' стендовой плите расточного станка с подвижной колонкой, после чего за несколько переходов фрезеруют начисто плоскости разъ­ема.

После разметки у станка производят сверление 12 отверстий диаметром 65 мм под соединительные болты. На второй половине обода по подметке производят сверление аналогичных 12 отвер­стий диаметром 65 мм. На слесарной операции пригоняют две по­ловины обода; слесарными развертками развертывают 12 отвер­стий диаметром 65А, после чего обе половины обода скрепляют стяжными болтами.

Основным креплением двух половин обода служат выступаю-, щие приливы и замковые впадины для бугелей. Бугеля устанав-' ливают по горячей посадке на месте монтажа маховика. Опера­цию обработки выступающих приливов для посадки бугелей выпол­няют переносным расточным станком, установленным внутри со­бранного обода.

Обод, скрепленный болтами и дополнительно фальш-бугелями, передают на карусельную обработку, которую производят на крупном многосуппортном карусельном станке с диаметром план­шайбы 9—10 м. Устанавливают строго по разъему и по предвари­тельно выполненной разметке. За базу при разметке принят внут­ренний диаметр обода. Деталь крепят шпильками с внутренней стороны обода и кулачками враспор.

На карусельном станке с одной установки отрезают остаток литниковой части, подрезают чисто под 5-й класс, верхний торец обода с припуском 15 мм на сторону, обтачивают обод по ци-

Линдрической поверхности с припуском 30 мм на диаметр, т. е. выдерживают размер 8030 мм, и подрезают нижний торец начер­но с припуском 15 мм в размер 1865 мм. Верхний торец обода при­нимают за базу при дальнейшей обработке.

При черновой карусельной обработке снимают литейную корку, удаляют значительное количество металла, при этом происходит перераспределение внутренних напряжений, что может вызвать деформацию детали. Поэтому после карусельной обработки при­ходится тщательно проверять геометрическую форму детали. Для этого шкив устанавливают на подставках на стендовой плите, снимают фальш-бугеля, освобождают соединительные болты и производят замеры. При наличии перекосов на плоскостях разъе­ма их подвергают вторичному фрезерованию.

Собранный обод устанавливают на стендовой плите на призмах в вертикальном положении для фрезероівания гнезд под спицы, приливов и замковых впадин для бугелей.

Обрабатывают по разметке двумя переносными расточными станками. Станки устанавливают с двух сторон обода на столах высотой 2 м и выверяют по базовому торцу. Для фрезерования на­клонных плоскостей гнезд станки поворачивают под углом к осе­вой линии обода. '

Обрабатывают с поворотом обода на призмах. Размеры выдер­живают от базового то<рца с учетом имеющегося припуска 15 мм на сторону. Обработку гнезд под спицы контролируют специаль­ными шаблонами.

После указанных операций обод поступает на общую сборку оо ступицей для окончательной обработки.

Обработка ступицы. После разметки на продольно-фрезерном или продольно-строгальном станке обрабатывают плоскость разъ­ема. На одной половине ступицы (на плоскости разъема) разме­чают и сверлят 16 отверстий под стяжные болты. После пригонки плоскостей разъема подмечают и сверлят отверстия во второй по­ловине ступицы.

Собранную из двух половин ступицу. направляют на разметку под карусельную обработку. На станке установку выверяют по плоскости разъема и, по разметке. За две установки производят черновую расточку внутреннего диаметра 600 мм с припуском 20 мм, на сторону и подрезку торцов. Первый торец обтачивают начерно с припуском 15—20 мм. Второй 'базовый торец обрабаты­вают начисто по 5-му классу чистоты.

Обработку диаметра 950+ 0,03 мм под стяжные кольца выпол­няют начисто.

Ступицу для фрезерования гнезд под сПицы устанавливают на призмах в вертикальном положении на стендовой плите. Фрезе­руют двумя расточными станками. Операция производится анало­гично подобной же операции при обработке обода. Переход от од - ного гнезда к другому осуществляют поворачивая ступицу. Раз­меры выдерживают от базового торца.

После контроля и приемки фрезерованных гнезд 'Сйгуггица посту­пает на сборку с ободом для дальнейшей совместной обработки.

Шкив собирают на специальном стенде. Обод и ступицу уста­навливают на подставках в горизонтальной плоскости базовыми торцами вверх и проверяют по осевым разметочным рискам и ба­зовым торцам.

Для каждой спицы замеряют раздвижным шаблоном ее дли­ну (по месту) и обрабатывают отдельно по замеру, а затем при­гоняют ее по местам в ободе и ступице. В пригнанных восьми верх­них спицах сверлят и развертывают (через обод и ступицу) пе­реносными радиально-сверлильными станками отверстия диамет­ром 65 мм для болтов и распорок. После обработки отверстий устанавливают болты и закрепляют их гайками.

Закрепив спицы верхней стороны, шкив перекантовывают на 180° и установив его опять горизонтально на подставках, произ­водят замеры по местам, обработку отверстий и крепление осталь­ных восьми спиц, аналогично тому, как это делали с первыми во­семью спицами, а также производят установку и крепление рас­порок.

После окончательного закрепления спиц с ободом и ступицей шкив передают на дальнейшую обработку.

Обработка собранного шкива. Собранный и размеченный шкиз устанавливают на планшайбе карусельного станка базовым тор­цом вниз. Для равномерной передачи веса шкива по всей площади планшайбы предварительно на планшайбе устанавливают специ­альный настил. Деталь крепят кулачками в распор и дополнитель­ными прихватами со шпильками.

После тщательной проверки и крепления детали за одну уста­новку обтачивают наружный диаметр 8000 мм, подрезают верхний и нижний торцы в размер. 1835 мм, обтачивают торец ступицы, протачивают по ободу 23 фасонные канавки и окончательно рас­тачивают отверстие диаметром 600 ± 0,06 мм. Канавки протачи­вают с предварительной прорезкой и последующей развалкой их в обе стороны. Калибровку выполняют специальными резцами по шаблону. Контроль производят шаблонами на профиль и на шаг. Отверстие ступицы проверяют нутромером.

После обточки шкив передается на статическую балансиров­ку. Балансировка необходима для того, чтобы добиться равномер­ного распределения масс металла относительно оси вращения. В противном случае возникающие при работе неуравновешенные центробежные силы вызывают дополнительную, нагрузку на опоры и расшатывают всю систему. Статическую балансировку такого тяжелого шкива производят на роликах. В отверстие шкива встав­ляют фальш-вал, который своими шейками укладывают на спе­циальные ролики, установленные по уровню на плитах. Шкив по­ворачивают на роликах и выявляют опытным путем его несба­лансированность и вес дополнительного металла, который надо прикрепить к более легкой стороне. Полностью сбалансированный шкив должен находиться в состоянии безразличного равновесия при любом его провороте. Такое положение означает, что факти­ческий центр тяжести шкива лежит на геометрической оси враще­ния его.

После балансировки производят разметку и обработку шпо­ночных канавок. Обе половины шкива разъединяют.

Для фрезерования шпоночных канавок каждую половину шки­ва устанавливают на столах высотой 650 мм плоскостью разъема к 'планшайбе расточного станка. Правильность установки в гори­зонтальной и вертикальной плоскостях проверяют индикатором. Шпоночные канавки фрезеруют торцовой фрезой и контролируют специальными шаблонами.

Канавки можно было бы обрабатывать и не разъединяя поло­вины шкива, используя для этого переносный поперечно-строгаль­ный станок с ходом ползуна 2 м. Подобная операция будет менее целесообразной, так как связана с более сложной установкой и вы­веркой шкива в вертикальной плоскости; кроме того, метод обра­ботки менее производителен. Разборку шкива все равно пришлось бы делать перед его отправкой, так как по своим размерам шкив - маховик является настолько большим, что не вписывается в нор­мальные железнодорожные габариты при транспортировке к месту установки.