книги / Основы технологии машиностроения. Методы обработки заготовок и технологические процессы изготовления типовых деталей машин
.pdfФедеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Пермский государственный технический университет»
В.А. Бахвалов
ОСНОВЫТЕХНОЛОГИИМАШИНОСТРОЕНИЯ
Часть 1 Методы обработки заготовок
и технологические процессы изготовления типовых деталей машин
Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия
Издательство Пермского государственного технического университета
2008
УДК 621.002 (075.8) ББК 34.5
Б30
Рецензенты:
доктор технических наук, заместитель генерального директора по научной работе
Пермского научно-исследовательского технологического института И.Б. Шендеров;
доктор технических наук, профессор Пермского государственного технического университета
В.И. Свирщёв
Бахвалов, В.А.
Б30 Основы технологии машиностроения: учеб. посо- бие. Ч. 1. Методы обработки заготовок и технологиче- ские процессы изготовления типовых деталей машин. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2008. – 449 с.
ISBN 978-5-88151-893-6
Изложены методы обработки поверхностей заготовок, сущность этих методов, технологические возможности, область применения, оборудование и инструмент при их реализации, рекомендации по параметрам режима обработки, приведена классификация технологических процессов и операций, изло- жены принципы разработки рациональных (оптимальных) тех- нологических процессов обработки заготовок и технологиче- ские процессы изготовления типовых деталей машин.
Предназначено для подготовки бакалавров по направле- нию 150900 «Технология, оборудование и автоматизация ма- шиностроительных производств», а также для студентов дру- гих машиностроительных специальностей высших учебных заведений.
УДК 621.002 (075.8) ББК 34.5
ISBN 978-5-88151-893-6 © ГОУ ВПО «Пермский государственный технический университет», 2008
СОДЕРЖАНИЕ |
|
ПРЕДИСЛОВИЕ ........................................................................... |
8 |
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................... |
10 |
1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ |
|
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ |
|
ДЕТАЛЕЙ МАШИН..................................................................... |
17 |
1.1. Технологический процесс и его структура..................... |
17 |
1.2. Технологическая характеристика различных |
|
типов производства .................................................................. |
19 |
1.3. Классификация технологических процессов |
|
и структура операций............................................................... |
25 |
1.3.1. Виды технологических процессов............................ |
25 |
1.3.2. Оформление документации |
|
технологических процессов ................................................ |
28 |
1.3.3. Концентрация и дифференциация операций........... |
30 |
1.3.4. Структура технологических операций..................... |
31 |
1.4. Исходные данные для проектирования |
|
технологических процессов механической |
|
обработки деталей машин........................................................ |
34 |
1.5. Общие правила разработки технологических |
|
процессов и основные принципы составления |
|
технологических маршрутов механической |
|
обработки заготовок................................................................. |
36 |
2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА |
|
ИСХОДНЫХ ЗАГОТОВОК......................................................... |
42 |
2.1. Очистка заготовок ............................................................. |
43 |
2.2. Термическая обработка заготовок ................................... |
43 |
2.3. Правка заготовок ............................................................... |
44 |
2.3.1. Ручная правка ............................................................. |
44 |
2.3.2. Машинная правка....................................................... |
44 |
2.4. Обдирка прутков................................................................ |
47 |
2.5. Резка заготовок .................................................................. |
48 |
2.5.1. Ручная резка................................................................ |
48 |
2.5.2. Механическая резка ................................................... |
48 |
2.6. Вырубка заготовок ............................................................ |
50 |
2.7. Выполнение центровых отверстий (центрование)......... |
51 |
|
3 |
3. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ НАРУЖНЫХ |
|
ПОВЕРХНОСТЕЙ ВРАЩЕНИЯ................................................. |
57 |
3.1. Обработка наружных поверхностей вращения |
|
лезвийным инструментом........................................................ |
57 |
3.2. Обработка наружных поверхностей вращения |
|
абразивным инструментом ...................................................... |
63 |
3.2.1. Шлифование наружных поверхностей вращения... |
63 |
3.2.2. Хонингование наружных поверхностей вращения... |
67 |
3.2.3. Суперфиниширование наружных поверхностей |
|
вращения ............................................................................... |
68 |
3.2.4. Притирка наружных поверхностей вращения......... |
70 |
3.2.5. Полирование наружных поверхностей вращения..... |
72 |
3.2.6. Выглаживание наружных поверхностей |
|
вращения обкатыванием роликами .................................... |
73 |
4. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ |
|
ПОВЕРХНОСТЕЙ ВРАЩЕНИЯ................................................. |
75 |
4.1. Обработка отверстий лезвийными инструментами ....... |
75 |
4.1.1. Сверление отверстий ................................................. |
75 |
4.1.2. Зенкерование отверстий ............................................ |
80 |
4.1.3. Развертывание отверстий .......................................... |
81 |
4.1.4. Растачивание отверстий ............................................ |
84 |
4.1.5. Тонкое растачивание отверстий ............................... |
88 |
4.1.6. Протягивание отверстий............................................ |
88 |
4.2. Обработка отверстий абразивным инструментом.......... |
92 |
4.2.1. Шлифование отверстий ............................................. |
92 |
4.2.2. Хонингование отверстий........................................... |
95 |
4.2.3. Притирка (доводка) отверстий.................................. |
97 |
5. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ....... |
99 |
5.1. Строгание и долбление плоских поверхностей.............. |
99 |
5.1.1.Черновое строгание и долбление............................... |
102 |
5.1.2. Чистовое строгание и долбление.............................. |
102 |
5.1.3. Тонкое строгание........................................................ |
103 |
5.2. Фрезерование плоских поверхностей.............................. |
103 |
5.2.1. Черновое фрезерование ............................................. |
110 |
5.2.2. Чистовое фрезерование ............................................. |
110 |
5.2.3. Тонкое фрезерование ................................................. |
111 |
5.3. Протягивание наружных поверхностей .......................... |
111 |
5.3.1. Чистовое протягивание.............................................. |
116 |
5.3.2. Отделочное протягивание ......................................... |
116 |
4 |
|
5.4. Шлифование плоских поверхностей ............................... |
117 |
5.4.1. Шлифование периферией круга ............................... |
118 |
5.4.2. Шлифование торцом круга ....................................... |
120 |
5.4.3. Обдирочное шлифование .......................................... |
122 |
5.4.4. Черновое шлифование............................................... |
122 |
5.4.5. Чистовое шлифование ............................................... |
122 |
5.4.6. Тонкое (отделочное) шлифование............................ |
123 |
5.5. Притирка плоских поверхностей ..................................... |
123 |
5.6. Полирование плоских поверхностей............................... |
125 |
5.7. Шабрение плоских поверхностей .................................... |
125 |
6. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ КОНУСНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ..... |
127 |
6.1. Обработка наружных конусных поверхностей .............. |
127 |
6.2. Обработка внутренних конусных поверхностей............ |
131 |
7. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ .... |
134 |
7.1. Классификация фасонных поверхностей........................ |
134 |
7.2. Обработка наружных фасонных поверхностей |
|
точением .................................................................................... |
136 |
7.3. Обработка внутренних фасонных поверхностей |
|
растачиванием и сверлением................................................... |
142 |
7.4. Обработка фасонных поверхностей фрезерованием ..... |
144 |
7.5. Обработка фасонных поверхностей строганием............ |
146 |
7.6. Обработка фасонных поверхностей шлифованием ....... |
147 |
8. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ КРЕПЕЖНЫХ РЕЗЬБ.................... |
148 |
8.1. Нарезание резьб резцами и гребенками .......................... |
150 |
8.2. Нарезание резьбы вращающимися резцами |
|
(вихревым методом) ................................................................. |
159 |
8.3. Нарезание резьбы метчиками, плашками |
|
и резьбонарезными головками ................................................ |
160 |
8.4. Фрезерование резьбы ........................................................ |
162 |
8.5. Шлифование резьбы.......................................................... |
164 |
8.6. Полирование резьбы.......................................................... |
166 |
8.7. Накатывание резьбы.......................................................... |
166 |
9. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС...................... |
171 |
9.1. Обработка цилиндрических зубчатых колес .................. |
173 |
9.1.1. Обработка цилиндрических колес методом |
|
копирования.......................................................................... |
173 |
|
5 |
9.1.2. Обработка цилиндрических колес методом |
|
обкатки .................................................................................. |
176 |
9.2. Обработка червячных зубчатых колес ............................ |
188 |
9.3. Обработка конических зубчатых колес........................... |
192 |
9.4. Обработка червяков........................................................... |
199 |
9.5. Чистовая обработка зубчатых колес................................ |
203 |
10. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ШПОНОЧНЫХ ПАЗОВ |
|
И ШЛИЦЕВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ............................................ |
223 |
10.1. Обработка шпоночных пазов ......................................... |
223 |
10.2. Обработка шлицевых поверхностей.............................. |
225 |
11. СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ......................... |
237 |
11.1. Обработка давлением в холодном состоянии............... |
237 |
11.2. Физико-механическая обработка поверхностей........... |
248 |
12. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ |
|
ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ МАШИН................................................ |
259 |
12.1. Технологические процессы обработки |
|
станин станков .......................................................................... |
259 |
12.2. Технологические процессы обработки |
|
корпусных деталей ................................................................... |
278 |
12.2.1. Технологические процессы обработки |
|
корпуса редуктора................................................................ |
285 |
12.2.2. Технологические процессы обработки |
|
корпуса коробки скоростей токарного станка................... |
290 |
12.3. Технологические процессы обработки валов ............... |
295 |
12.3.1. Технологические процессы обработки |
|
шпинделей станков .............................................................. |
298 |
12.3.2. Технологические процессы обработки |
|
ходовых винтов .................................................................... |
308 |
12.3.3. Технологические процессы обработки |
|
коленчатых валов ................................................................. |
317 |
12.4. Технологические процессы обработки |
|
зубчатых колес.......................................................................... |
333 |
12.4.1. Технологические процессы обработки |
|
цилиндрических зубчатых колес ........................................ |
338 |
12.4.2. Технологические процессы обработки |
|
конических зубчатых колес................................................. |
346 |
12.4.3. Технологические процессы обработки |
|
червячных пар....................................................................... |
354 |
6 |
|
12.5. Технологические процессы обработки |
|
подшипников качения.............................................................. |
361 |
12.6. Технологические процессы обработки |
|
маховиков и шкивов................................................................. |
374 |
12.6.1. Технологические процессы |
|
обработки маховиков........................................................... |
376 |
12.6.2. Технологические процессы |
|
обработки шкивов ................................................................ |
377 |
12.7. Технологические процессы обработки |
|
типовых деталей двигателей внутреннего сгорания............. |
380 |
12.7.1. Технологические процессы обработки шатунов ..... |
380 |
12.7.2. Технологические процессы обработки поршней..... |
404 |
12.7.3. Технологические процессы обработки |
|
поршневых колец ................................................................. |
417 |
12.7.4. Технологический процесс обработки |
|
гильз цилиндров ................................................................... |
427 |
12.8. Технологические процессы обработки |
|
лопаток паровых и газовых турбин ........................................ |
431 |
12.9. Особенности обработки деталей тяжелых машин ....... |
437 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................ |
443 |
ПРИЛОЖЕНИЕ............................................................................. |
445 |
7
ПРЕДИСЛОВИЕ
Необходимость создания настоящего пособия обу- словлена тем, что сведения о методах механической обра- ботки поверхностей заготовок, оборудовании, инструментах, режимах обработки, принципах составления технологиче- ских процессов и о технологических процессах изготовления типовых деталей машин рассредоточены по разным литера- турным источникам.
В учебном пособии обобщены и систематизированы сведения, изложенные в различных учебниках по дисцип- лине «Технология машиностроения» профессоров Б.Б. Ба- лакшина, В.В. Данилевского, М.Е. Егорова, А.А. Зуева, И.М. Колесова, В.С. Корсакова, А.В. Якимова. Наряду с этим при подготовке материалов учебного пособия были использованы результаты разработок передовых пред- приятий и научно-исследовательских учреждений в об- ласти механической обработки.
Вучебном пособии изложены основные методы меха- нической обработки заготовок на оборудовании с ручным управлением, раскрыта сущность этих методов, их техноло- гические возможности, область применения, оборудование
иинструмент при их реализации, даны рекомендации по па- раметрам режима обработки, приведены сведения о принци- пах создания технологических процессов и о технологиче- ских процессах изготовления типовых деталей машин.
Всвязи с тем, что методика проектирования техно- логических процессов автоматизированного производства (на станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах) в принципе та же, что и неавтоматизированного производства (на обо- рудовании с ручным / механическим управлением), автор настоящего учебного пособия акцентировал внимание на тех-
8
нологических процессах изготовления деталей машин на обо- рудовании с ручным / механическим управлением.
Значительную помощь автору при подготовке учеб- ного пособия оказали рецензенты – доктора технических наук В.И. Свирщёв и И.Б. Шендеров своими советами, за- мечаниями и рекомендациями.
Автор надеется, что выпуск в свет написанного им учебного пособия по дисциплине «Основы технологии ма- шиностроения» окажется полезным для подготовки бакалав- ров по направлению 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», а так- же для студентов других направлений машиностроительных специальностей высших учебных заведений.
9
ВВЕДЕНИЕ
Учебная дисциплина «Основы технологии машино- строения» является составной и неотъемлемой частью при- кладной науки «Технология машиностроения», занимаю- щейся изучением закономерностей процессов изготовления машин с целью использования этих закономерностей для обеспечения выпуска машин заданного качества в установ- ленном производственной программой количестве при наименьших затратах живого и прошлого труда (народно- хозяйственных затратах).
Основы технологии машиностроения как учебная дис- циплина представляет собой совокупность знаний и практи- ческих навыков:
–по предварительной обработке исходных заготовок
иметодам обработки различных видов поверхностей заго- товок путем изменения их формы и размеров в результате лезвийного, абразивного, электрофизического и электрохи- мического воздействия;
–по разработке технологических процессов обработ- ки поверхностей заготовок и созданию технологических процессов изготовления типовых деталей машин.
Именно этим определяется необходимость препода- вания дисциплины «Основы технологии машиностроения».
Формированию и развитию учебной дисциплины «Основы технологии машиностроения» предшествовал не- прерывный технический прогресс машиностроения на про- тяжении последних двух столетий. Степень прогресса оп- ределяла интенсивность изучения производственных про- цессов, их научное обобщение и установление закономер- ностей механической обработки поверхностей заготовок.
10