Проектирование ТП изготовления станин и рам

Ковальчук, И.М. Колесов и др. – М.: Машиностроение, 1986.
2. Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник. – Л.: Машиностроение, Ленинград.отд., 1985.
3. Ковшов А.Н. Технология машиностроения: Учебник. – М.: Машиностроение, 1987.
4. Справочник технолога-машиностроителя: В 2-х т. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985.
5. Станки с программным управлением: Справочник / Под ред. Г.А.Монахова. – М.: Машиностроение, 1975.

основания и рамы (станков, сборочных, измерительных, транспортных, энергетических и других машин и агрегатов) предназначены для обеспечения требуемых относительных положений и движений присоединяемых к ним сборочных единиц и деталей в условиях допустимых воздействий рабочих нагрузок и внешней среды в течение заданного периода времени эксплуатации

рамы

требуемые относительные положения присоединяемых к станине неподвижных сборочных единиц и деталей;

требуемые относительные движения устанавливаемых на станине подвижных сборочных единиц и деталей;

допустимые статические и динамические нагрузки;

допустимые тепловые воздействия;

рамы

допустимые внешние воздействия и параметры окружающей среды;

требуемый период эксплуатации до ремонта и общий срок эксплуатации;

регламент обслуживания станины;

другие характеристики: эргономические, эстетические, экономические и т.п., габариты, масса.

(окончание)

преимущест-венно в рамах транспортных машин

наиболее распра-странены

Классификация заготовок станин

Заготовки станин

допустимо отбеливание чугуна в тонких стенках, приводящее к большим напряжениям, короблениям и трещинам.

Основные требования к литым заготовкам станин

станины:

уменьшение разницы в толщине направляющих и стенок станины;

использование упрочняющей обработки направляющих (например, закалки);

применение накладных направляющих.

использование высококачественных чугунов;

использование специальной технологии литья;

стержневой смеси

Изготовление модели

их твердость;

Установка холодильников в виде плоских, ребристых и шиповидных чугунных плит в местах направляю-щих при сборке формы позволяет:

состава марок СЧ20, СЧ25, СЧ30 для получения высококачественных отливок;

с легирующими элементами

Методы уменьшения расхода легирующих элементов

Заливка в форму сначала легирован-ного чугуна под на-правляющие, а затем нелегированного чугуна

дефекты – без предварительного нагрева или с незначительным нагревом (150…300°С).

Все дефекты литья заваривают газовой или дуговой сваркой чугунными электродами:

Все дефекты, открывшиеся после черновой обработки заготовки, исправляют перед старением, а места исправлений зачищают.

Ст5 и др.

Тонкостенные станины менее металлоемки по сравнению с толстостенными, но сложнее в изготовлении из-за большого числа перегородок и ребер, необходимых для обеспечения требуемой жесткости.

возни-кающих в результате структурных изменений ма-териала в процессах литья, сварки, термообра-ботки и пластической деформации.

Методы предотвращения коробления

Использование упрочняющих материалов

Коробление станины может произойти в процес-се изготовления станины, сборки и эксплуатации станка.

открытом воздухе

для станков нормальной точности не менее 3 месяцев

для станков повышенной точности не менее 6 месяцев

для станков высокой точности не менее 6 месяцев после черновой и не менее 3 месяцев после получистовой обработки

Операции естественного и искусственного ста-рения, предусматриваемые в ТП изготовления металлических станин, снижают напряжения и создают более равномерное их распределение по объему станины.

последующим естественным старением для станин прецизионных станков)

этапов определяется числом операций старения, которые проводят между этапами.

разделения во времени полной черновой и чистовой обработки заготовки литой станины, а для маложестких станин прецизионных станков еще и получистовой обработки;

желательность сокращения до минимума числа установок заготовки станины для полной обработки;

Особенности, учитываемые при построении ТП изготовления станин:

требует выделения этой операции в качестве самостоятельной и ведет к увели-чению числа установок заготовки.

На этапах черновой, получистовой и чистовой обработки заготовки станины последователь-ность обработки поверхностей определяется выбором технологических баз и в основном сохраняется постоянной.

– поверхности, используемые в качестве технологических баз для обработки большинства поверхностей заготовки.

Затем обрабатывают наиболее ответственные поверхности станины – направляющие, чтобы возможные дефекты отливки, вскрывающиеся при обработке, могли быть своевременно ис-правлены, либо в случае обнаружения неис-правимых дефектов стоимость предшествую-щей обработки заготовки была минимальной.

поверхностей, например, в процессе повторной установки станины.

Крепежные отверстия, как правило, сразу обрабатывают на этапе чистовой обработки станины.

Высокоточные отверстия, являющиеся вспо-могательными базами станины, следует обра-батывать либо за одну установку, либо после обработки направляющих и привалочных по-верхностей с выверкой положения заготовки по направляющим.

правки и др., требующими от-крепления обрабатываемой заготовки;

если конструкция заготовки позволяет на-дежно закрепить ее за необрабатываемые поверхности, не мешая доступу инструмен-тов ко всем обрабатываемым поверхностям;

если обрабатываемая система позволяет подвести инструмент к заготовке со всех обрабатываемых сторон.

Условия полной обработки заготовки за одну установку:

делает невозможным полную обработку заготовки станины за одну установку.

Однако если вы-полняются второе и третье условия, то на каждом эта-пе черновой или чистовой обработ-ки можно обрабо-тать станину за одну установку.

базы станины – наи-более точные поверхности станины, относительно которых закоординиро-ваны в станине большинство поверх-ностей с наибольшей точностью;

плоскость основания станины и платики на боковых стенках.

Возможные варианты:

времени для осуществления выверки заготовки по направляющим, как правило, вручную на большинстве операций.

Недостатки первого варианта:

Первый вариант можно использовать, если выверка заготовки для обработки большинства поверхностей осуществляется один раз, например, на плитах-спутниках.

баз:

обеспечить требуемую точность общих технологических баз;

обеспечить требуемую точность положения комплекта общих технологических баз относительно других поверхностей заготовки.

толщины полки;

обеспечение равномерного припуска чугунных направляющих, отлитых как одно целое со станиной.

Задачи решаемые при достижении второй цели:

размеров и отклонения припуска

являются более важными.

Это объясняется тем, что устанавливаемые на первой операции размерные связи между обработанными и необработанными поверхностями определяют окончательное качество станины, тогда как неравномерность припусков в ряде случаев может лишь повлиять на увеличение числа рабочих ходов и себестоимость обработки.

с незакаливаемыми направляющими равномер-ность припусков по направляющим также влияет на окончательное качество станины.

При литье заготовки станины направляющими вниз наиболее плотный, прочный и износостойкий слой чугуна формируется у поверхности литых направляющих.

Это связано с анизотропностью свойств литого чугуна по глубине направляющих.

поверхность;

ωt, ωHB – поля рассеяния припуска и твердости соответственно в пределах одной направляющей

оказаться существенно различными по длине направляющих, что недопустимо из-за их неравномерного износа при эксплуатации и быстрой потери точности.

Поэтому в целях обеспечения равномерного припуска наиболее ответственных поверх-ностей станины – литых направляющих – базирование заготовки на первых операциях при обработке плоскости основания и боковых платиков, используемых в качестве общих технологических баз, должно осуществляться по направляющим.

требуемой точностью в соответствии с выбранными технологическими базами при выполнении операций ТП):

посредством контакта поверхностей, реали-зующих технологические базы каждой заго-товки с соответствующими установочными элементами приспособления;

выверкой положения каждой заготовки по обрабатываемым поверхностям, разметоч-ным рискам, обработанным поверхностям.

настроенном приспособлении с минимальными затратами времени и, как правило, не нуждается в контроле точности установки.

Приспособление должно быть заранее настроено и выверено с требуемой точностью на станке или спутнике, что целесообразно при обработке заготовок станин в крупносерийном и серийном производствах при больших размерах партии запуска.

или на плите-спутнике, регулируют, добиваясь необходимой точности положения разметоч-ных рисок или поверхностей заготовки, реали-зующих технологические базы.

При обработке станин на современных многоцелевых станках с ЧПУ используют палеты для совмещения времени выверки одной заготовки с временем обработки другой, тем самым сокращают время простоя станка.

Для регулирования положения заготовки ста-нины используют регулируемые по высоте вин-товые и клиновые опоры и домкраты.

с ЧПУ вместо режущего инструмента.

Измерительный наконечник головки автома-тически подводится к поверхностям заготовки, по которым осуществляется выверка заготовки на станке.

По результатам измерений действительного положения баз заготовки в системе координат станка автоматически вычисляются величины коррекции, которые вводятся в систему ЧПУ станка.

для настройки станков на черновую обработку по разметочным рискам;

Цели разметки заготовки станины:

контроль заготовки по основным параметрам.

конкретной заготовки, обладающей индивидуальными отклонениями размеров.

При разметке решают те же задачи, что и при выборе технологических баз на первой операции:

обеспечивают размерные связи обрабаты-ваемых и необрабатываемых поверхностей;

распределяют фактически имеющиеся припуски между всеми обрабатываемыми поверхностями.

чугун, с обраба-тываемых поверхностей;

Цели черновой обработки:

обеспечить необходимое уточнение разме-ров заготовки;

удалить с обрабатываемых поверхностей заготовки максимально допустимый объем металла перед последующим старением с учетом обеспечения необходимого припуска для дальнейшей обработки;

размерные связи в станине между всеми обработанными и литыми необрабатываемыми поверхнос-тями станины;

выявить возможные дефекты литья на всех ответственных поверхностях.

свыше 140 мм более предпочтительно по времени фрезерование, а при ширине до 140 мм – строгание.

осу-ществляться на универсальных и специальных многошпиндельных продольно-фрезерных станках, а также на многоцелевых станках с ЧПУ.

торцовых поверхностей осуществляется:

фрезерованием;

строганием;

шлифованием;

шабрением (обработка направляющих и других высокоточных поверхностей станины).

ряде случаев необходимо обеспечить выпуклость направляющих после фрезерования.

Для этого используют станки, оснащенные копир-ными устройствами или системами ЧПУ с контурным управлением.

Требуемую выпуклость можно получить и путем упругой деформации станины.

– до зажима заготовки

2 – после зажима заготовки

3 – после обработки направляю-щих и до открепления заготовки

4 – после открепления заготовки с обработанными направляющими

поверхностей вспомогательных баз станин прецизионных станков в зависимости от требований точности оставляют припуск 0,1…0,2 мм на сторону под шабрение или шлифование.

для которых торцевые поверхности являются основными или вспомогательными базами.

Обработка торцевых стенок горизонтальных станин осуществляется на горизонтально-расточных и многоцелевых станках.

последовательность обработки инструментами; б – обработка торцовой фрезой; в – обработка концевой фрезой; г – последовательность обработки отверстий

межцентровых расстояний;

точность положения группы отверстий;

Крепежные отверстия обрабатываются:

ручными машинами (электрические или пневмати-ческие дрели, при этом трудно обеспечить высокую точность по перпендикулярности);

на радиально-сверлильных станках;

на многоцелевых станках.

накладным кондукторам

1 – передняя бабка приспособления; 2 – шпиндельная бабка радиально-сверлильного станка; 3 – плита накладного кондуктора; 4 – сменная втулка кондуктора; 5 – заготовка станины