Колесо зубчатое сталь 45
Обновлено: 25.04.2024
Сталь 45 относится к конструкционным углеродистым качественным сталям. Благодаря высокой выносливости и терпимости к значительным перепадам температуры, сталь 45 применяется при производстве редукторов. Из данной стали изготавливают валы-шестерни и зубчатые колёса для таких массовых изделий из нашего каталога, как редукторы РМ-250, РМ-350, РМ-400, РМ-500 и РМ-850. Сталь 45 является относительно дешёвым металлом, что позволяет производить из неё и цепные приводные звёздочки. После соответствующей термообработки звездочки для цепей ПР-25,4, ПР-31,75, ПР-38,1, ПР-44,45 и ПР-50,8 обеспечивают долгую работоспособность цепного привода.
Химический состав стали.
Хотя основной долей в составе Стали 45 обладает железо (Fe) – до 97%, но определяющим показателем марки является углерод (C), его доля составляет 0,42 – 0,5%. Именно это число обозначается в маркировке стали. Приведём полный химический состав:
- железо (Fe) - до 97%;
- углерод (С) – от 0,42 до 0,5%;
- кремний (Si) – от 0,17 до 0,37%;
- хром (Cr) – до 0,25%;
- марганец (Mn) - 0,5 - 0,8%;
- никель (Ni) – до 0,25%;
- медь (Cu) – до 0,25%;
- фосфор (P) – до 0,035%;
- сера (S) – до 0,04%;
- мышьяк (As) - 0,08.
Малое процентное содержание хрома и никеля определяет подверженность изделий из Стали 45 коррозии, что необходимо учитывать при техническом обслуживании и смазке редукторов и цепных звёздочек.
Сталь 45 ГОСТ.
Сталь 45 применяется в качестве заготовки для самых разнообразных изделий. В зависимости от формы, весь металлопрокат регламентируется ГОСТами. Подробнее:
- Сортовой прокат, в том числе фасонный - ГОСТ 1050-74, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 8509-86, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8239-72, ГОСТ 8240-72, ГОСТ 10702-78.
- Калиброванный пруток ГОСТ 1050-74, ГОСТ 7414-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78.
- Лист толстый ГОСТ 1577-81, ГОСТ 19903-74.
- Лист тонкий ГОСТ 16523-70.
- Лента ГОСТ 2284-79.
- Полоса ГОСТ 1577-81, ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.
- Проволока ГОСТ 17305-71, ГОСТ 5663-79.
- Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1131-71.
- Трубы ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 8731-87, ГОСТ 21729-78.
Сталь 45. Механические свойства.
Механические характеристики при повышенных температурах
| t испытания, °C | s0,2, МПа | sB, МПа | d5, % | d, % | y, % | KCU, Дж/м2 |
| Нормализация | ||||||
| 200 | 340 | 690 | 10 | 36 | 64 | |
| 300 | 255 | 710 | 22 | 44 | 66 | |
| 400 | 225 | 560 | 21 | 65 | 55 | |
| 500 | 175 | 370 | 23 | 67 | 39 | |
| 600 | 78 | 215 | 33 | 90 | 59 | |
| Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с. | ||||||
| 700 | 140 | 170 | 43 | 96 | ||
| 800 | 64 | 110 | 58 | 98 | ||
| 900 | 54 | 76 | 62 | 100 | ||
| 1000 | 34 | 50 | 72 | 100 | ||
| 1100 | 22 | 34 | 81 | 100 | ||
| 1200 | 15 | 27 | 90 | 100 | ||
Механические свойства проката
| Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | sB, МПа | d5, % | d4, % | y, % |
| Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации | 25 | 600 | 16 | 40 | |
| Сталь калиброванная 5-й категории после нагартовки | 640 | 6 | 30 | ||
| Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после отпуска или отжига | 40 | ||||
| Листы нормализованные и горячекатаные | 80 | 590 | 18 | ||
| Полосы нормализованные или горячекатаные | 6-25 | 600 | 16 | 40 | |
| Лист горячекатаный | 550-690 | 14 | |||
| Лист горячекатаный | 2-3,9 | 550-690 | 15 | ||
| Лист холоднокатаный | 550-690 | 15 | |||
| Лист холоднокатаный | 2-3,9 | 550-690 | 16 |
Механические свойства поковок
| Сечение, мм | s0,2, МПа | sB, МПа | d5, % | y, % | HB |
| Нормализация | |||||
| 100-300 | 245 | 470 | 19 | 42 | 143-179 |
| 300-500 | 245 | 470 | 17 | 35 | 143-179 |
| 500-800 | 245 | 470 | 15 | 30 | 143-179 |
| 275 | 530 | 20 | 44 | 156-197 | |
| 100-300 | 275 | 530 | 17 | 34 | 156-197 |
| Закалка. Отпуск | |||||
| 300-500 | 275 | 530 | 15 | 29 | 156-197 |
| Нормализация. Закалка. Отпуск. | |||||
| 315 | 570 | 17 | 39 | 167-207 | |
| 100-300 | 315 | 570 | 14 | 34 | 167-207 |
| 300-500 | 315 | 570 | 12 | 29 | 167-207 |
| 345 | 590 | 18 | 59 | 174-217 | |
| 100-300 | 345 | 590 | 17 | 54 | 174-217 |
| 395 | 620 | 17 | 59 | 187-229 | |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
Механические свойства в зависимости от сечения
| Сечение, мм | s0,2, МПа | sB, МПа | d5, % | y, % | KCU, Дж/м2 |
| Закалка 850 °С, отпуск 550 °С. Образцы вырезались из центра заготовок. | |||||
| 15 | 640 | 780 | 16 | 50 | 98 |
| 30 | 540 | 730 | 15 | 45 | 78 |
| 75 | 440 | 690 | 14 | 40 | 59 |
| 100 | 440 | 690 | 13 | 40 | 49 |
Технологические свойства стали.
- Начало – 1250 о С;
- Конца – 700 о С;
- Сечение до 400 мм охлаждается на воздухе.
Свариваемость – трудно свариваемая, способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием - в горячекатаном состоянии при НВ 170-179 и sB = 640 МПа Ku тв.спл. = 1, Ku б.ст. = 1.
Детали машин
Выбор материала зубчатых колес зависит от назначения передачи и условия ее работы, а также габаритных размеров. При этом необходимо обеспечить контактную и изгибную прочность зубьев колес, сопротивление заеданию и изнашиванию.
Чаще всего для изготовления зубчатых колес применяют стали, реже – чугуны и пластмассы. Еще реже для изготовления зубчатых колес используют другие материалы - цветные металлы, и даже камень и дерево.
Зубчатые колеса из стали
Основными материалами для изготовления зубчатых колес силовых передач служат термически обрабатываемые стали. В зависимости от твердости рабочих поверхностей зубьев после термообработки зубчатые колеса можно условно разделить на две группы.
Первая группа – зубчатые колеса с твердостью поверхностей зубьев Н ≤ 350 НВ. Материалами для колес этой группы служат углеродистые стали марок 40, 45, 50Г, легированные стали марок 40Х, 45Х, 40ХН и др.
Термообработку – улучшение, нормализацию – производят до нарезания зубьев. Твердость сердцевины зуба и его рабочей поверхности для улучшенных колес одинакова. Колеса при твердости поверхностей зубьев Н ≤ 350 НВ хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению.
Применяют зубчатые колеса первой группы в слабо- и средненагруженных передачах. В настоящее время область применения улучшенных зубчатых передач сокращается.
Твердость шестерни прямозубой передачи рекомендуется принимать на 25…30 НВ больше твердости колеса. Это способствует прирабатываемости, сближению долговечности шестерни и колеса, повышению сопротивления заеданию зубчатых колес.
Для косозубых передач твердость рабочих поверхностей зубьев шестерни желательна по возможности большая, поскольку с ее ростом увеличивается несущая способность передачи по критерию контактной прочности.
Если в прямозубой передаче в процессе зацепления пары зубьев контактная линия зацепления движется параллельно основанию зуба, то в косозубой передаче контактная линия зацепления наклонена к основанию зуба и проходит одновременно по поверхностям головки и ножки зубьев.
Ножки зубьев обладают меньшей стойкостью против выкрашивания, чем головки, так как у них неблагоприятное сочетание направления скольжения и перекатывания зубьев. Следовательно, ножка зуба колеса, работающая с головкой зуба шестерни, начнет выкрашиваться в первую очередь. При этом вследствие наклона контактной линии нагрузка (полностью или частично) передается на головку зуба колеса, работающую с ножкой зуба шестерни. Слабая ножка зуба колеса разгружается, и выкрашивание уменьшается.
Дополнительная нагрузка ножки зуба шестерни не опасна, поскольку она изготовлена из более стойкого материала. Применение высокотвердой шестерни позволяет дополнительно повысить нагрузочную способность косозубых передач до 30%.
Повышение твердости достигают применением различных методов поверхностного упрочнения.
Вторая группа – колеса с твердостью рабочих поверхностей Н > 45 HRC (Н > 350 НВ). При Н > 350 НВ твердость материала измеряется по шкале HRC (1 HRC = 10 НВ). Высокая твердость поверхностных слоев материала при сохранении вязкой сердцевины достигается применением поверхностного термического или химико-термического упрочнения: поверхностной закалки, цементации и нитроцементации с закалкой, азотирования.
Поверхностная закалка зубьев с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ) в течение 20…50 с целесообразна для зубчатых колес с модулем более 2 мм. При малых модулях мелкий зуб прокаливается насквозь, что приводит к его короблению и делает зуб хрупким.
Для закалки ТВЧ применяют стали марок 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ. Твердость на поверхностях зубьев Н = 45…53 HRC.
Цементация – длительное поверхностное насыщение углеродом на глубину 0,3 m (модуля зацепления) с последующей закалкой. Наряду с большой твердостью (Н = 56…63 HRC) поверхностных слоев цементация обеспечивает и высокую прочность зубьев на изгиб.
Для цементации применяют стали марок 20Х, 12ХНЗА, 18ХГТ.
Азотирование (насыщение азотом) обеспечивает особо высокую твердость (Н = 58…65 HRC) поверхностных слоев зубьев. Оно сопровождается малым короблением и позволяет получить зубья высокой точности без доводочных операций.
Азотированные колеса не применяют при ударных нагрузках (из-за опасности растрескивания тонкого упрочненного слоя толщиной 0,2…0,3 мм) и при работе в загрязненной абразивом среде (из-за опасности истирания).
Для азотируемых колес применяют стали марок 38Х2МЮА, 40ХНМА.
Нитроцементация – насыщение поверхностных слоев зубьев углеродом и азотом с последующей закалкой – обеспечивает им высокую прочность, износостойкость и сопротивление заеданию. Процесс нитроцементации протекает с достаточно высокой скоростью. В связи с тем, что толщина насыщенного слоя и деформации малы, последующее шлифование зубьев не применяют.
Зубья колес с твердостью Н > 45 HRC нарезают до термообработки. Отделку зубьев производят после термообработки.
Передачи с твердыми (Н > 45 HRC) рабочими поверхностями зубьев плохо прирабатываются, и обеспечивать в таких передачах разность твердости зубьев шестерни и колеса не требуется.
Выбор марок сталей для зубчатых колес
Без термической обработки механические характеристики всех сталей близки, поэтому применение легированных сталей без термообработки нерационально ввиду их более высокой стоимости.
Прокаливаемость сталей различна: высоколегированных – наибольшая, углеродистых – наименьшая. Стали с плохой прокаливаемостью при больших сечениях заготовок нельзя термически обработать до высокой твердости. Поэтому марку стали для зубчатых колес выбирают с учетом размеров их заготовок (поковок). Окончательно решить вопрос о пригодности заготовки можно после проведения прочностных расчетов и определения геометрических размеров зубчатой передачи.
На рис. 1, а – в показаны эскизы заготовок червяка, вала-шестерни и колеса с выемками.
Характеристики механических свойств сталей, применяемых для изготовления зубчатых колес, после термообработки приводятся в справочных таблицах.
При поверхностной термической или химико-термической обработке зубьев механические характеристики сердцевины зуба определяет предшествующая термическая обработка (улучшение).
Характеристики сталей зависят не только от химического состава и вида термообработки, но и от предельных размеров заготовок.
Расчетные размеры заготовки Dзаг и Sзаг (рис. 1) не должны превышать предельных значений D и S , приводимых в справочных таблицах для данного вида стали.
Применяют следующие стали и виды термической обработки (ТО):
I – марки сталей одинаковы для колеса и шестерни: 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ. ТО колеса – улучшение, твердость 235…262 НВ. ТО шестерни – улучшение, твердость 269…302 НВ.
II – марки сталей одинаковы для колеса и шестерни: 40Х, 40ХН, 35ХМ. ТО колеса – улучшение, твердость 235…262 НВ, ТО шестерни – улучшение с последующей закалкой ТВЧ, твердость 45…50 HRC, 48…53 HRC и др. (зависит от марки стали).
III – марки сталей одинаковы для колеса и шестерни: 40Х, 40ХН, 35ХМ. ТО колеса и шестерни одинакова – улучшение с последующей закалкой ТВЧ, твердость 45…50 HRC, 48…53 HRC и др. (зависит от марки стали).
IV – марки сталей различны для колеса и шестерни. Для колеса: 40Х, 40ХН, 35ХМ. ТО колеса – улучшение и последующая закалка ТВЧ, твердость 45…50 HRC, 48…53 HRC (зависит от марки стали). Марки сталей для шестерни: 20Х, 20ХНМ, 18ХГТ. ТО шестерни – улучшение, затем цементация и закалка; твердость 56…63 HRC.
V – марки сталей одинаковы для колеса и шестерни: 20Х, 20ХНМ, 18ХГТ. ТО колеса и шестерни одинакова – улучшение, затем цементация и закалка; твердость 56…63 HRC.
Несущая способность зубчатых передач по контактной прочности тем выше, чем выше поверхностная твердость зубьев.
Наибольшие контактные напряжения σH возникают в тонком поверхностном слое материала зубьев. Поэтому для повышения его контактной прочности достаточно упрочнить только поверхностный слой зубьев. Для зубчатых передач толщина этого слоя составляет (0,2…0,3) m – модуля зацепления.
На практике это достигается поверхностными термическими или химико-термическими упрочнениями, которые в несколько раз повышают нагрузочную способность передач по сравнению с улучшенными сталями.
Однако при назначении твердости рабочих поверхностей зубьев следует иметь в виду, что большей твердости соответствуют более сложная технология изготовления зубчатых колес и небольшие размеры передачи.
Стальное литье
Стальное литье применяют при изготовлении крупных зубчатых колес ( d0 > 500 мм). Марки сталей – 35Л…55Л. Литые колеса подвергают нормализации.
Чугуны
Чугуны применяют для изготовления зубчатых колес тихоходных открытых передач. Марки серых чугунов – СЧ20…СЧ35, а также высокопрочных чугунов – ВЧ35…ВЧ50 (с шаровидным графитом и добавкой магния).
Зубья чугунных колес хорошо прирабатываются, могут работать в условиях ограниченного смазывании.
Существенный недостаток - пониженная прочность на изгиб, поэтому габариты чугунных колес значительно больше, чем стальных.
Пластмассы
Пластмассы в качестве материала зубчатых колес применяют в быстроходных слабонагруженных передачах для шестерен, работающих в паре с металлическими колесами.
Зубчатые колеса из пластмасс отличаются бесшумностью работы, плавностью хода, неприхотливостью к смазыванию.
Наиболее широко в качестве материала зубчатых колес используется текстолит (марок ПТ и ПТК), капролон , полиформ-альдегид , фенилон .
Сталь 45.
Материал и термическая обработка зубчатых колес
Основными материалами для зубчатых колес являются углеродистые и легированные стали, которые термически упрочняются до высокой твердости, марок 45, 20Х, 40Х, 40ХН, 35ХМ и пр.
Термическая обработка применяется для повышения твердости зубьев. С повышением твердости растет несущая способность передач по контактной прочности. Поэтому закалку используют для повышения твердости зубьев в силовых передачах. В кинематических передачах, предназначенных для точной передачи вращательного движения между валами при небольших значениях крутящего момента, зубчатые колеса закалке не подвергаются. Основными видами упрочняющей термической обработки зубчатых колес являются:
Объемная закалка является наиболее простым способом термообработки колес. К ее недостаткам следует отнести высокую прокаливаемость материала, что уменьшает сопротивление усталости материала при изгибе зубьев.
Поверхностной закалкой обеспечивается высокая твердость поверхности зубьев при вязкой сердцевине. Нагрев колес при поверхностной закалке производится в индукторах токами высокой частоты (ТВЧ).
Химико-термическая обработка (ХТО)заключается в насыщении поверхности металла за счет диффузии при высокой температуре различными химическими элементами. В настоящее время применяются следующие виды ХТО:
Цементация – насыщение стали углеродом при температуре 900 0 с последующей закалкой обеспечивает высокую твердость поверхности зубьев при вязкой сердцевине. Для цементации применяются легированные стали с низким содержанием углерода: 20Х, 12ХН3А, 20ХНМ, 15ХФ и пр.
Азотирование – насыщение стали азотом в среде аммиака при температуре 500 0 . Азотирование обеспечивает высокую твердость поверхности зубьев. До азотирования детали подвергают закалке, высокому отпуску (улучшению) и чистовой обработке. Сталями для азотирования являются 38Х2МЮА, 40ХФА, 40ХНА и пр. Зубья после азотирования не шлифуют. В этой связи азотирование применяют для упрочнения колес зубчатых передач с внутренним зацеплением. Недостатком азотирования является длительность процесса (до 60 час.) и малая толщина упрочняемого слоя до 0,5 мм.
Нитроцементация – процесс насыщения поверхности стали одновременно углеродом и азотом при температуре 700—950 °C в газовой среде, состоящей из науглероживающего газа и аммиака. После нитроцементации изделия подвергают закалке. Сталями для данного вида ХТО являются 40Х, 18ХГТ и пр.
Стальное литье применяют для колес большого диаметра. Литейными марками сталей являются: 35 – 55Л, 40ХЛ, 30ХГСЛ и пр. Литые колеса подвергают нормализации. Эти стали отличаются повышенной жидкотекучестью за счет повышенного содержания марганца и кремния.
Чугуны применяют для изготовления зубчатых колес открытых тихоходных передач. Чугуны проявляют хорошую стойкость к заеданию. Поэтому чугунные зубчатые колеса могут работать без смазки. Для изготовления чугунных колес используют серые чугуны марок СЧ25 - СЧ45, а также высокопрочные чугуны с шаровидным графитом.
2.1.4. Методы получения заготовок
Заготовки для зубчатых колес в мелкосерийном производстве изготавливают из проката или свободной ковкой. В крупносерийном и массовом производстве - штамповкой на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах (ГКМ). Металл перед ковкой и штамповкой нагревают до температуры 1200 - 1300 0 .
Заготовки из проката получают их отрезкой от прутка на заданный размер. Максимальный диаметр проката, который выпускает промышленность, составляет 250 мм, что следует учитывать при выборе заготовки для зубчатых колес.
Свободную ковку осуществляют на молотах или прессах между плоскопараллельными плитами. Этим методом можно получать осаживанием заготовки из проката диаметром свыше 250 мм. Однако форма заготовки лишь приближена к профилю зубчатого колеса. Для снижения трудоемкости при механической обработке в крупных заготовках прошивают посадочное отверстие. При механической обработке заготовок полученным из проката и свободной ковкой расходный коэффициент металла является наиболее высоким по сравнения с штампованными заготовками.
Штамповку на прессах или молотах заготовок для зубчатых колес производят в подкладных или закрепленных штампах. Заготовку в подкладных штампах деформируют с торца (рис. 2.1.2, а). Закрепленные штампы могут быть закрытыми или открытыми (рис. 2.1.2, б; в). В открытых штампах в плоскости разъема образуется заусенец – облой, который удаляют затем в обрезных штампах в холодном или горячем состоянии. В закрытых штампах образуется торцовый заусенец, который удаляют точением. Штамповку в закрепленных штампах производят с торца, когда разъем штампа перпендикулярен оси заготовки, или с разъемом штампа вдоль оси заготовки (рис. 2.1.3, а; б).
Штамповкой (высадкой) на ГКМ получают заготовки из прутков для блоков зубчатых колес или валов – шестерен, т.е. когда заготовки имеют участки с большим перепадом по диаметру (рис. 2.1.4). Схема работы ГКМ показана на рис. 2.1.5. Матрица ГКМ имеет разъем. Одна часть матрицы подвижная другая неподвижная. Пуансон при высадке перемещается в горизонтальном направлении. Штамповка производится в следующей последовательности: I – пруток закладывается в разъемную матрицу до упора; II – упор отводится, пруток зажимается в матрице и деформируется пуансоном; III – процесс деформации заканчивается, IV – подвижная часть матрицы пуансон отводятся в исходное положение, поковка извлекается из штампа.
2.1.5. Базирование зубчатых колес при механической обработке
Поверхности для базирования необходимо выбирать так, чтобы соблюдались принципы совмещения, постоянства и последовательности перемены баз.
Принцип совмещения или единства баз заключается в совмещении при механической обработке технологической и измерительной баз, что позволяет исключить погрешность базирования.
Суть принципа постоянства баз состоит в использовании одних и тех же поверхностей для базирования на всех или большинстве операций технологического процесса, что повышает точность относительного расположения обработанных поверхностей. Максимальная точность обеспечивается при обработке заготовок за один установ.
Принцип последовательности перемены баз следует использовать тогда, когда при механической обработке, необходимо многократно менять положение заготовки с установкой на разные базы. В этом случае необходимо обрабатывать поверхности в порядке повышения точности их размеров.
Задачей базирования зубчатых колес является обеспечение соосности делительной окружности колеса и посадочных поверхностей (центрального отверстия колеса или шеек вала-шестерни). От этого зависят такие параметры точности зубчатых колес и передачи, как колебание межосевого расстояния, боковой зазор и радиальное биение зубчатого венца.
Базовыми поверхностями зубчатых колес на большинстве операций при механической обработке (токарных, зубонарезных, зубоотделочных) являются торец ступицы, и посадочное (центральное) отверстие. У одновенцовых и многовенцовых колёс длинное посадочное отверстие является двойной направляющей базой, а торец колеса - опорной базой.
У одновенцовых колёс типа дисков короткое посадочное отверстие является двойной опорной базой, а торец колеса установочной базой. Если после нарезания зубьев колеса подвергаются закалке, то форма и размеры колеса после термообработки изменяются. В этом случае торец и посадочное отверстие после термообработки шлифуют. Колесо базируют по боковой поверхности зубьев, что обеспечивает соосность делительной окружности и посадочного отверстия (рис.2.1.18). Базовыми поверхностями зубчатых колес типа валов являются центровые отверстия.
2.1.6. Структура технологического процесса при обработке цилиндрических зубчатых колес
Технология изготовления зубчатых колес зависит от следующих факторов: программы выпуска, конструкции, размеров, метода получения заготовок, материала, точности и термической обработки. Основными факторами являются точность и конструкция зубчатых колес.
Типовой технологический процесс изготовления зубчатых колес включает изготовление штамповок или поковок, токарную обработку наружных поверхностей и торцов; обработку центрального отверстия, зубонарезание, термическую обработку, отделочные и доводочные операции базовых и зубчатых поверхностей. Особенностью технологического процесса изготовления зубчатых колес – валов является наличие операций по обработке зубьев, а в остальном он тот же, что и при изготовлении ступенчатых валов.
2.1.7. Токарная обработка
В мелкосерийном производстве зубчатые колеса до нарезания зубьев обрабатываются на универсальных токарно-винторезных станках (рис.2.1.6; 2.1.7). В среднесерийном производстве для повышения производительности применяются токарно-револьверные станки (ТРС). Общий вид этого станка показан на (рис.2.1.8).Станок имеет два суппорта. Суппорт 1 такой же, как у обычного универсального токарно-винторезного станка. Он может работать с продольной и поперечной подачами. Поэтому его называют крестовым. На этом суппорте установлен поворотный резцедержатель 2. Для закрепления заготовки используется патрон 3. Револьверная головка 4 размещена на суппорте 5. Поэтому этот суппорт называется револьверным. Он установлен вместо задней бабки на направляющих станины и работает только с продольной подачей. Револьверная головка представляет собой поворотное устройство на шесть позиций. Для установки режущего инструмента: резцов, сверл, зенкеров, сверл, метчиков используются оправки 6, которые закрепляются в гнездах револьверной головки. Крестовый и револьверный суппорты могут перемещаться независимо друг от друга. За счет установки на револьверной головке в одной позиции двух и более инструментов можно при обработке совмещать переходы. Например, одновременно обтачивать поверхность и сверлить отверстие.
Точность диаметральных и линейных размеров деталей при обработке на ТРС обеспечивается наладкой станка, т.е. оснащением станка необходимым режущим инструментом с установкой его в определенном положении. Точность диаметральных размеров обеспечивается мерным инструментом, сверлами, зенкерами, развертками, а также регулировкой вылета резцов, установленных на оправках. Точность линейных размеров обеспечивается ограничением хода суппортов упорами. Наружную резьбу нарезают плашками, внутреннюю резьбы нарезают метчиками. Пример наладки токарно-револьверного станка при обработке втулки показан на рис. 2.1.9. Деталь зажимают в патроне 1 и обрабатывают инструментами, установленными в резцедержателе суппорта 2 и револьверной головки 3. Смена инструмента производится поворотом резцедержателя и револьверной головки.
В настоящее время независимо от типа производства широко проименяются токарные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) разных моделей от различных производителей. Общий вид токарного станка с ЧПУ показан на рис. 2.1.10. Станок имеет следующие основные узлы: 1- привод; 2 - передняя шпиндельная бабка; 3 и 7 - верхний и нижний суппорты; 4 и 6 - поворотные резцедержатели; 5 - задняя бабка; 8 - станина с направляющими. Все модели этих станков имеют практически одинаковую конструкцию и снабжены револьверными головками рис. 2.1.11. Револьверные головки служат для установки резцов, сверл, зенкеров, разверток, метчиков, фрез. Причём, часть позиций револьверной головки может иметь индивидуальный привод для вращения инструмента. Это обеспечивает обработку отверстий, расположенных эксцентрично относительно оси шпинделя, а также фрезерование плоских и фасонных поверхностей.
Для повышения производительности применяются двухшпиндельные токарные станки с ЧПУ, у которых вместо задней бабки установлена шпиндельная бабка с самоцентрирущим патроном (рис.2.1.12). Перемещением бабки в осевом направлении производится смена установ заготовки для обработки ее с другой стороны.. Можно также одновременно обрабатывать два зубчатых колеса с противоположных сторон.
Токарную обработку крупных цилиндрических колес диаметром свыше 500 мм для тяжелого машиностроения выполняют на токарно-карусельных станках (ТКС) (рис.2.1.13). По своей компоновке ТКС делятся на одностоечные и двухстоечные. Одностоечный станок имеет следующие основные узлы: 1 – станина» 2 – планшайба; 3 – револьверная головка; 4 – траверса; 5 - вертикальный револьверный суппорт; 6 – стойка; 7 – боковой (горизонтальный суппорт); 8 – резцедержатель бокового суппорта. Колеса 8 степени точности и менее точные обрабатываются на ТКС окончательно. Колеса 7 степени точности и более точные обрабатываются на ТКС с припуском для окончательной обработки после сборки с валом. Диаметр заготовок, обрабатываемых на ТКС, достигает 20 м. Широко применяются ТКС с ЧПУ.
Читайте также: