ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ВАЛОВ И КОЛОНН ГИДРОПРЕССОВ

 

План

1.     Типы колонн гидропрессов

2.     Технические условия на колонны

3.     Режимы и методы обработки валов и колонн

4.     Типовой технологический процесс изготовления валов и колонн

5.     Подрезание торцов у буртов и обтачивание центрирующих конусов

6.     Контроль тяжелых валов и колонн

 

1.     Типы колонн гидропрессов

 

Тяжелые валы конструктивно разделяются на многоступенчатые,

 полые или имеющие глубокие центральные отверстия, валы с коническими поверхностями и резьбой, валы фланцевые, валы шестерни, коленчатые валы.

Тяжелые валы в большинстве случаев изготовляются из углеродистых сталей. Особенно ответственные валы изготовляются из легированных никелем, хромом, молибденом сталей. Одной из разновидностей валов являются колонны гидропрессов. Колонны пресса служат для жесткого соединения верхней поперечины и станины пресса в единую раму. В прессах с подвижной верхней поперечиной колонны выполняют роль ее направляющих. На концах колонны имеется резьба для гаек, метрическая для прессов до 300 Кн и упорная для более крупных прессов. В зависимости от способа закрепления колонны делятся на следующие: 1) колонны без буртов (рис. 17.1,а) применяются для соединения верхней и нижней поперечин с помощью контргаек. Колонны такого типа имеют на каждом конце резьбу; 2) колонны с буртами (рис.17.1,б), торцы буртов служат конструктивными базами, на которые опираются верхняя и нижняя поперечины станины; 3)колонны с конусами (рис.17.1,в), которые служат для центрирования верхней и нижней поперечин. В качестве материала для колонн используют углеродистую сталь 35 и 45.

Колонны изготавливают из кованых заготовок с припусками по диаметру 5-10 мм. После разметки и подрезки торцов приступают к обтачиванию заготовок на токарных станках.

 

 

 

 

Рис.17.1. Типы колонн: а – без буртов; б – с буртами; в – с конусами

 

 

 

2. Технические условия на колонны

При изготовлении тяжелых валов и колонн посадочные шейки

 обрабатывают по 6-9 квалитетам точности, поверхности, служащие для направления поперечины при ее перемещении, выполняют по 8 квалитету точности, ходовой посадки; прочие поверхности обрабатываются по 14 квалитету точности. Допустимое биение посадочных шеек и направляющих колонн  0,02-0,1 мм. Торцевое биение фланцев 0,02-0,1 мм, выпуклость фланцев не допускается. У колонн с буртами и конусами (рис.17.1,б,в), размер А между вершинами конусов или между торцами необходимо выдержать в комплекте из двух или четырех колонн в пределах 0,06-0,1 мм. Не перпендикулярность базового торца к оси детали должна быть не более 0,04 мм.

Заготовки из проката в большинстве случаев применяют для валов, имеющих чистовые размеры по диаметру до 200 мм. Если тяжелые валы после обдирки подвергаются термической обработке, то необходимо прибавить припуски на чистовую обработку в пределах от 5 до 30 мм на диаметр с учетом возможного коробления валов. Припуски на размеры по длине устанавливаются с учетом возможностей КПО.

 

2.     Режимы и методы обработки валов и колонн

 

Обычно осуществляют обтачивание заготовок колонн и валов в два этапа. Вначале производят черновое обтачивание, затем чистовое. Особенно такая последовательность обтачивания необходима для получения валов и колонн высокой точности и нежестких валов с отношением длины к диаметру больше 20-25, когда после обдирки требуется правка, а также в тех случаях, когда колонны проходят термообработку.

Черновое обтачивание проводится резцами с пластинками из твердых сплавов Т15К10 или из быстрорежущей стали Р18. Нежесткие колонны и валы при обработке устанавливают в центрах. Люнеты устанавливают на расстояниях 12-14 диаметров друг от друга. Обработка ведется несколькими суппортами (резцами) сразу, что увеличивает производительность и равномерность нагрузки на станок, приспособление, инструмент, деталь (СПИД) и точность.

Чистовое обтачивание жестких валов и колонн осуществляется широкими резцами с пластинками из Р18 с малыми скоростями резания 1,5-6 м/мин, глубиной резания 0,03-0,05 мм с большими продольными подачами (15-30 мм/об). Охлаждающая жидкость: олифа 60%, скипидар-30%,керосин-10%. Чистовое обтачивание с большими скоростями резания и с малыми подачами  осуществляется резцами с пластинками из твердых сплавов. Для повышения производительности и стойкости применяют резцы с механическим креплением металлокерамических пластин, технических алмазов, эль бора, что позволяет обтачивать на высоких оборотах резания V=250-400 м/мин, подачи S=0,1-0,15 мм/об.

3.     Типовой технологический процесс изготовления валов и колонн

 

  Типовой технологический процесс обработки колонн гидравлических прессов в общем виде приведен в таблице 17.1

 

 

 

 

 

 

Таблица 17.1 типовой технологический процесс изготовления колонн

№ операции	Содержание операции	Оборудование
1.	Отрезка припусков по торцам заготовки	Дисковая пила
2.	Проверка заготовки и разметка центральных гнезд	Разметочная плита
3.	Центрирование с одной стороны	Горизонтально-расточные станки
4.	Черновое обтачивание и отрезание	Токарные станки
5.	Обработка глубоких отверстий	Станки для глубокого сверления
6.	Растачивание отверстия под пробки или центрирование с двух сторон	Токарные станки
7.	Чистовое обтачивание с двух установок	Токарные станки
8.	Шлифование центрирующих и направляющих шеек	Кругло шлифовальные станки
9.	Нарезание резьбы	Токарно-винторезные станки
10.	Подрезание торцов у буртов в один размер у комплекта колонн	Токарные станки с двумя суппортами
11.	Чистовое обтачивание центрирующих конусов	Токарные станки с двумя суппортами
12.	Обработка прочих поверхностей (сверление крепежных отверстий, пазов)	Горизонтально-расточные и другие типы станков
13.	Слесарная заправка витков нитки резьбы
14.	Контроль	Измерительный инструмент и приспособления

 

Для колонн без буртов технологический маршрут заканчивается нарезанием резьбы. Операции 10 и 11 выполняются только для колонн с буртами или конусами, когда необходимо выдержать с высокой точностью размер между опорными торцами у комплекта колонн, обычно состоящего из четырех штук.

Разметка поковок колонн (валов) производится на разметочных плитах, призмах, подкладках при помощи рейсмуса. Черновое обтачивание крупных валов и колонн производят на универсальных токарных станках общего назначения. Крупные валы и колонны могут обрабатываться сразу на окончательный размер, если точность их диаметров не превышает 11-13 квалитетов. Шлифование наружных поверхностей у валов производится на кругло шлифовальных станках. Заготовка устанавливается в центре с люнетами. Шлифование производится методами продольной подачи и разбивается на предварительное и окончательное. При отсутствии необходимых шлифовальных станков обработка успешно ведется накатыванием поверхности цилиндрическими роликами из стали ШХ18. Режим накатки: подача S=0,5-3мм/об, скорость вращения V=4-8 м /мин, давление на ролик Р=50,0-180,0 Кн, число проходов 1-2, смазка – машинное масло.

Нарезание упорной и других резьб на колоннах производится на универсальных токарно-винторезных станках резцами с твердосплавными пластинками. Число черновых проходов 4-15, число чистовых 2-4, скорость резания до 180м/мин в зависимости от свойств обрабатываемого материала.

Для обеспечения гарантированного и легкого повертывания гаек на колонны при крупной упорной резьбе диаметром до 400 мм и выше предусматривают выполнение наружного и среднего диаметров резьбы меньше номинального (допуск со знаком минус), благодаря чему будет выдерживаться гарантированный зазор.

 

4.     Подрезание торцов у буртов и обтачивание центрирующих конусов

 

 Расстояние между базовыми торцами (размер А) и расстояние между центрующими конусами (размер Б) для комплекта колонн нужно выдерживать с точностью 0,05-0,1 мм. В противном случае возникает перекос колонн, что недопустимо. Для обработки торцевых поверхностей комплекта колонн с точностью до 0,1 мм применяют токарные станки с двумя суппортами, расположенными на станке так, чтобы  между режущими кромками резцов был выдержан размер А. Подрезание буртов у колонн производится обоими суппортами одновременно при их поперечном перемещении. Размер А замеряется штихмасом. Обработка центрирующих конусов производится также двумя суппортами одновременно.

 

 

5.     Контроль тяжелых валов и колонн

 

Контроль тяжелых валов и колонн происходит после каждой операции. У поковок должны быть проверены размеры и в особо ответственных случаях механические свойства (ударная вязкость, предел прочности). После черновой и чистовой обработки проверяют точность расстояний меду опорными буртами, а также между вершинами центрирующих конусов у комплекта колонн. Угол конуса контролируется шаблоном на просветы.

Упорная резьба диаметром от 200 до 600 мм проверяется поэлементно с последующим суммированием ее погрешностей. Наружный размер резьбы измеряется с помощью микрометра и концевой плитки. Профиль впадины резьбы проверяется профильным шаблоном на просвет. Для измерения погрешности шага наружной резьбы диаметром от 200 о 600 мм применяется накладной шагомер.