ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВАЛОВ. МАРШРУТНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
В первой части технологического процесса (операции №10 – 40)
обеспечивается формирование предварительного контура заготовки на
токарном высокопроизводительном оборудовании. Первую часть тех-
нологического процесса можно разделить на три основных этапа:
первый этап (операции № 10 – 15) – обработка внутренней полости
вала на токарных станках и подготовка технологических баз для сле-
дующего этапа;
второй этап (операции №20 – 30) – формирование наружного конту-
ра вала. Эти операции выполняются на подготовленных базах методом
токарной обработки;
третий этап (операции №35 – 40) – снятие внутренних напряжений
методом термической обработки и подготовка базовых поверхностей
для проведения качественной обработки в следующей части техноло-
гического процесса.
Во второй части технологического процесса (операции №45 –115)
выполняется получистовая обработка основных поверхностей вала и
формируется профиль вала, близкий к профилю готовой детали. Важ-
ной задачей этой части технологического процесса является обеспече-
ние точного расположения поверхностей вала относительно друг друга
и подготавливаемых базовых поверхностей. В этой части технологиче-
ского процесса осуществляется также контроль качества выполнения
основных параметров заготовок.
В третьей части технологического процесса (операции №120 –
175) обеспечиваются качественные показатели вала для основных по-
|
|
|
верхностей. Данные операции выполняются на высокоточном токарном
и шлифовальном оборудовании. Большое внимание в этой части техно-
логического процесса уделяется созданию и поддержанию в хорошем
состоянии базовых технологических поверхностей.
В четвертой части технологического процесса (операции №180 –
335) методами окончательной доводки формируются параметры рабочих
и конструкторских поверхностей. В этой части технологического про-
цесса осуществляется отделка и окончательный контроль вала ротора
ГТД.
План механической обработки исходной заготовки имеет следую-
щую последовательность.
Первая часть
№5. Штамповка.
№10–15. Предварительная токарная обработка внутреннего контура
вала.
188
№20–30. Предварительная токарная обработка наружного контура
вала.
№35-40. Подготовка и контроль базовых поверхностей.
Вторая часть.
№45–80. Получистовая расточка внутреннего контура вала, снятие
напряжений, контроль и подготовка базовых поверхностей.
№85–100. Чистовая токарная обработка «стебля» вала и подготовка
наружных базовых поверхностей.
Третья часть.
№ 105–115. Окончательная токарная обработка фланца и внутренне-
|
|
|
го контура.
№ 120–125. Шлифование внутренних цилиндрических поверхностей.
№130. Полирование внутреннего контура и конуса вала.
№ 135–140. Промывка и контроль качественных показателей.
№ 145–150. Алмазное выглаживание внутренних поверхностей вала.
№155. Окончательная обработка наружного профиля вала.
№ 160. Обработка отверстий во фланце.
№ 165–175. Проточка лабиринтных уплотнений и канавок. Шлифо-
вание наружных базовых поверхностей. Контроль качественных пока-
зателей вала.
Четвертая часть.
№ 180–195. Обработка технологического образца, его монтаж на ва-
лу, долбление и шлифование шлиц на образце.
№ 200–215. Обработка шлиц на валу.
№220 Слесарная обработка вала.
№ 225 Контроль.
№ 230–240. Дробеструйная обработка и доводка поверхностей
шлиц.
№ 245–270. Фрезерование небольших выемок и обработка впадин и
отверстий методом сверления и зенкерования.
№275. Слесарная обработка.
№ 280–290. Магнитный контроль материала вала.
№295–310. Снятие внутренних напряжений и доработка вала в слу-
чае необходимости.
№ 315–335. Окончательный контроль качественных показателей вала.
Рассмотрим выполнение отдельных операций технологического
процесса изготовления валов ГТД.
|
|
|
Первая часть технологического процесса механической обра-
ботки (рис. 5.5) предусматривает предварительную, грубую обработку
189
вала. На операции №10 исходная заготовка устанавливается на токар-
ный станок типа 1D63 по подготовленным наружным базовым поверх-
ностям с помощью роликовых люнетов, ориентируется в осевом на-
правлении по малому торцу вала и приводится в движение четырехку-
лачковым патроном. На этой операции производится расточка внутрен-
него контура, формируются цилиндрические пояски и конусные обра-
зующие. В процессе обработки удаляются значительные припуски.
Удаление припусков проводится в несколько проходов. Обработка
осуществляется при скорости резания v = 60…70 м/мин., продольная
подача при этом So = 0,6 мм/об. Для растачивания отверстий использу-
ются прямые расточные резцы со следующими основными геометриче-
скими параметрами: ϕ = 45°; ϕ1 = 45°; ã =12°; á = 10°; ë= 2°. Радиус у
вершины резца r = 1 мм. Сечение державки резца равно 25×25 мм.
Резцы устанавливаются и закрепляются в специально оправе (бор
штанге). Отверстие диаметром 258+0,6 мм и торец фланца на этой опе-
рации готовятся как базы для последующей обработки.
|
|
|
На операции №15 заготовка устанавливается в трехкулачковый па-
трон по расточенному пояску диаметром 258+0,6 мм и ориентируется в
осевом направлении по торцу фланца вала. Другой конец вала устанав-
ливается в технологической системе с помощью роликового люнета,
который неподвижно закреплен на станине станка. На данной операции
производится расточка отверстия в «стебле» вала. Диаметр отверстия
равен 86 мм, а длина расточки более 1000 мм. При обработке отверстия
удаляемый припуск неравномерный, что определяется особенностью
изготовления исходной заготовки. В отдельных случаях эта неравно-
мерность припуска может проявиться, как «чернота» в средней части
обрабатываемого отверстия.
При выполнении этой операции осуществляется также подготовка
базовой установочной фаски, которая растачивается под углом 30°.
Расточка производится при малых режимах обработки с целью обеспе-
чения высокого качества поверхности фаски. Важным условием при
расточке фаски является обеспечение совмещения оси фаски с осью
отверстия диаметром 86 мм, а также созданием формы фаски с мини-
мальным отклонением от номинальных значений.
Последующие операции № 20 и 25 выполняются на подготовленных
базовых установочных поверхностях и предусматривают обработку
наружного контура.
190
Рис. 5.5. Предварительный этап обработки вала
191
|
На операции №20 удаляется основной припуск, осуществляется вы-
резка технологических образцов (см. рис. 5.3). Припуск при обработке
различных поверхностей колеблется в значительных пределах и удаля-
ется за несколько проходов.
Простановка операционных размеров в операциях технологического
процесса предусматривает возможность их выполнения на настроенном
станке в полуавтоматическом режиме. Один размер (12±0,4 мм) задает-
ся относительно установочной базы, а остальные – обеспечивают внут-
рикомплексную размерную связь обрабатываемых поверхностей. Опе-
рация №20 проводится на высокопроизводительном токарном станке
1Д63. Скорость резания – v = 60 м/мин, продольная подача So = 0,6
мм/об. При обработке достигается шероховатость поверхностей до
Rz80. Допуски на линейные размеры выполняются в пределах 1,2 мм, а
на диаметральные размеры – от 0,53 до 0,68 мм.
Операция №25 выполняется после контроля качества выполняется
на высокопроизводительном токарном станке мод. V-800NC
«BOEHRINGER». На этой операции производится проточка наружного
контура вала, выполняется предварительное формирование канавок,
выступов, лабиринтных полок и других важных элементов конструк-
ции.
На этой операции заготовка устанавливается по подготовленным
ранее базовым поверхностям. После проточки пояска на наружной по-
верхности, который строго согласуется с установочной фаской, произ-
водится дополнительная установка вала по люнету. Такой способ ори-
ентирования заготовки в технологической системе позволяет обеспе-
чить надежность обработки поверхностей вала в данной операции тех-
нологического процесса.
На операции №30 заготовка устанавливается по двум цилиндриче-
ским поверхностям, подготовленным под люнеты. Эти поверхности
строго ориентируют заготовку в технологической системе. После уста-
новки заготовки производится проверка ее положения. Допустимое
биение при установке не должно превышать 0,03 мм. На данной опера-
ции производится предварительная обработка большого фланца вала и
входного контура отверстия со стороны фланца. В этой части техноло-
гического процесса уменьшается припуск на последующую обработку
и создается его равномерное расположение относительно друг друга.
Скорость резания при обработке v = 60 м/мин, а продольная подача
So = 0,2 мм/об. Шероховатость обрабатываемых поверхностей при этом
равна Rz 20.
192
Операции №35 и 40 (контроль базовых поверхностей) выполняются
с целью создания точных установочных поверхностей для дальнейше-
го проведения комплекса операций по повышению качественных по-
казателей заготовки. При этом производится чистовая проточка ци-
линдрических поясков с точностью 0,05 мм, обеспечивается их бие-
ние относительно друг друга и расточенного пояска в отверстии не
более 0,02 мм.
Шероховатость на базовых поясках выполняется не ниже Ra 3,2.
Полученные параметры тщательно проверяются на контрольно-
измерительных приборах.
Таким образом при обработке исходной заготовки вала в первой
части технологического процесса выполнены следующие работы:
1) проведена основная предварительная обработка внутреннего и
наружного контура заготовки, сняты внутренние напряжения терми-
ческой обработкой и проверено качество материала в соответствии с
первой группы контроля;
2) обеспечено равномерное распределение припуска по образую-
щим поверхностям на дальнейшую обработку заготовок.
3) подготовлены технологические установочные поверхности (ба-
зы) для качественного проведения дальнейшей обработки валов.
Вторая часть (рис. 5.6)технологического процесса изготовле-
ния валов (операции №45–100) предусматривает постепенное повы-
шение точности на операциях и приближение контура заготовки к
контуру готовой детали. В этой части технологического процесса
предусматривается также снятие внутренних напряжений, получен-
ных на предшествующих этапах обработки и тщательный контроль
изменения геометрических параметров заготовок. Важным условием
для устранения возможных короблений заготовок при термической
обработкой является вертикальное положение вала в процессе прове-
дения этой операции.
Обновление базовых установочных поверхностей (поясков и фа-
сок) тщательно контролируется, а погрешности устраняются за счет
выверки и доработки установочных элементов вала.
После проведения проточки наружных цилиндрических базовых
поверхностей (операции № 65) и контроля качества исполнения этих
поверхностей проводится чистовое растачивание глубокого отверстия
с помощью расточной головки.
193
Рис. 5.6. Получистовой этап обработки вала
194
|
Операция № 75 – расточка отверстия, выполняется на высокоточ-
ном токарном станке В-630 «BOERINGER». Заготовку, установлен-
ную в роликовые люнеты и выверенную по наружной цилиндриче-
ской поверхности до 0,02 мм, приводит в движение четырехкулачко-
вый патрон. Резцовая головка получает строгое направление относи-
тельно специальной направляющей системы станка. Эта система по-
зволяет обеспечить минимальное смещение оси растачиваемого от-
верстия относительно номинального положения. При глубине расточ-
ки 1426+1,5 мм биение отверстия относительно установочных по-
верхностей не превышает 0,05 мм. Диаметр растачиваемого отверстия
при этом обеспечивается 107,95+0,05 мм. Шероховатость поверхности
составляет Rz20.
После установки, контроля и проверки положения базовых поверх-
ностей производится обработка отверстия диаметром 95,95+0,05 мм с
противоположной стороны вала (операция №85). При выполнении
этой операции заготовка также устанавливается в роликовые люнеты
и приводится в движении от шпинделя станка с помощью четырехку-
лачкового патрона. В процессе установки заготовки в технологиче-
ской системе контролируется ее положение. Биение не должно пре-
вышать 0,02 мм.
Операции №90 и 100 предусматривают получистовую обработку
наружного контура и создание базовых установочных поверхностей
для чистового этапа обработки валов.
Весьма ответственными операциями при обработке внутренней по-
лости вала являются расточки глубоких отверстий (операция №45, 75,
85) с помощью расточных головок. От качества выполнения этих опе-
раций во многом зависит работоспособность роторной части ГТД.
При расточке необходимо обеспечивать размер отверстия и точность
расположения его относительно базовых установочных поверхностей.
Смещение обрабатываемого отверстия относительно номинального
положения на предварительных операциях приводит к увеличению
припуска на окончательную обработку вала, а повышенное смещение
растачиваемого отверстия на окончательных операциях технологиче-
ского процесса – к появлению неуравновешенности элементов вала
относительно конструкторских базовых поверхностей.
195
Рис. 5.7. Схема расточки отверстия со стороны фланца вала (операция №45)
196
|
Операции №45 – расточка центрального отверстия со стороны флан-
ца вала выполняется на токарном станке В-630 мод. «BOERINGER»
(рис. 5.7). Заготовка вала 2 устанавливается в технологической системе
станка по двум базовым сечениям (б-б, с-с) на подвижные люнеты. Ба-
зирование осуществляется на два вращающихся ролика, которые раз-
мещены в подвижных башмаках 16 и 18 люнета. При наладке операции
эти башмаки сводятся к центру за счет вращения винта 15, обеспечивая
центрирование заготовки относительно шпинделя станка и патрона 1.
Верхний прижимной ролик 17 подводится к заготовке для фиксации
положения с помощью рукоятки 11. Прижим заготовки к вращающим-
ся роликам выполняется после поворота в поперечном направлении
планки 12 и закрепления ее на люнете фиксатором 13. Установка вала в
технологической системе должна обеспечивать строгое расположение
его в поперечном направлении относительно оси вращения шпинделя
станка и оси борштанги 5.
После установки вала в люнеты производится контроль положения
его в технологической системе. На предварительной операции (опера-
ция №45) допустимое биение составляет 0,05 мм., а на получистовых
операциях (операции №75, 85) биение должно быть не более 0,02 мм.
После проверки заданных условий по расположению вала в попе-
речном направлении с помощью индикаторных часов производится
подвод кулачков 9 и 10 четырехкулачкового патрона 1 и надежное за-
крепление заготовки. Важным условием при закреплении заготовки
является фиксация ее без искажения ее начального положения.
Шпиндель станка обеспечивает вращение (nзаг.). Борштанга 5, уста-
новленная в направляющих 6-8 станка, осуществляет плавное переме-
щение резцовой головки 14 в продольном направлении (стрелка А). Это
движение обеспечивается специальной гидравлической системой стан-
ка.
Таким образом, во второй части технологического процесса выпол-
нены следующие работы:
1) проведена получистовая обработка вала и повышена точность ос-
новных поверхностей;
2) окончательно сформированы геометрические параметры для ос-
новных свободных поверхностей вала;
3) обеспечено точное расположение поверхностей вала относитель-
но технологических базовых установочных поверхностей;
4) подготовлены базовые установочные поверхности для дальней-
шей обработки:
197
– для обработки наружного контура подготовлены центровые фаски
и внутренние цилиндрические пояски;
– для обработки внутреннего контура подготовлены наружные ци-
линдрические пояски для люнетов.
Третья часть технологического процесса (операции №105–175)
предусматривает чистовую обработку ответственных поверхностей ва-
ла на токарных и шлифовальных станках (рис. 5.8). В этой части техно-
логического процесса проводятся операции по обработке сложно-
фасонных поверхностей высокой точности, формируются лабиринтные
уплотнения, обеспечивается повышение качества поверхностей вала за
счет выглаживания, полирования и других технологических методов.
Операция №105 предусматривает окончательную токарную обра-
ботку большого фланца вала и конической образующей внутреннего
контура.
На операциях № 110–115 осуществляется вторичная расточка отвер-
стия вала со стороны фланца. Обработка выполняется расточной голов-
кой на токарном станке В-630 «BERINGER». При расточке диаметр
отверстия увеличивается до 108,7+0,054 мм.
Операции № 120–150 предусматривают окончательную обработку
внутренней полости вала: производится шлифование, алмазное выгла-
живание и полирование внутреннего контура. При этом улучшается
качественное состояние поверхностного слоя и обеспечивается повы-
шение ресурса работы валов при эксплуатации.
Расположение внутреннего контура вала относительно базовых тех-
нологических поверхностей на этих операциях обеспечивается с высо-
кой точностью. Смещение внутреннего контура вала относительно но-
минального положения не должно превышать 0,025 мм. Такая характе-
ристика точности позволяет обеспечивать минимальное смешение масс
элементов вала относительно оси вращения при эксплуатации и улуч-
шать условия сбалансированности роторной части ГТД.
На операции № 155 проводится окончательная токарная обработка
основных поверхностей наружного контура вала. Смещение наружного
контура вала относительно номинального положения выполняется в
пределах от 0 до 0,02 мм.
198
Рис. 5.8. Чистовой этап обработки вала
199
|
Рис.5.9. Чистовая проточка лабиринтов, нарезка резьб и подготовка
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 2069; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!