Файл: Кабаков, М. Г. Технология производства гидроприводов учеб. пособие.pdf

Vfffv)

Рис. 66. Вал аксиально-поршневой гидромашины

рических гнезд для установки шатунов и одно для установки цен­ трирующего шипа. Вал работает на кручение, изгиб и восприни­ мает внецентренные осевые нагрузки.

Биение посадочного диаметра 0 25Я, шейки 0 35Zo;os, диа­

метра окружности расположения сферических гнезд ( 0 47,25io,’o5), расточки центральной сферы 0 19,ЗЛ4 относительно поверхности А — не более 0,02 мм. Биение торца Б относительно поверхности А не более 0,01 мм. Биение поверхностей расточек внешних гнезд 0 19,3 Л4 относительно поверхностей соответствующих сфер не более 0,04 мм. Шероховатость поверхности шеек V8, поверхности сфер V10, остальное V6. Основные посадочные размеры не ниже 2-го класса точности.

Заготовка штампуется на пневматическом молоте с одновремен­ ной высадкой фланца. После штамповки заготовку отжигают для снятия внутренних напряжений. Выше показан план операций механической обработки. При значительных объемах выпуска вместо станка 16К20 следует применять токарные полуавтоматы с гидрокопировальными устройствами. Если в конструкции вала предусмотрены шлицы, то их фрезерование производится конце­ выми фрезами на вертикально-фрезерном станке. При крупносе­ рийном производстве шлицы нарезают червячными фрезами на зубофрезерном станке методом обкатки. В шлицевых соединениях повышенной точности шлицы шлифуют на специальных шлицешли­ фовальных станках.

§ 27. ПРУЖИНЫ

Для гидроприводов применяют в'основном витые цилиндриче­ ские пружины сжатия, воспринимающие продольно-осевую сжи­ мающую нагрузку.

Пружины сжатия изготовляют с поджатыми на концах витками и шлифованными торцовыми установочными поверхностями. Для

140

ответственных пружин неперпендикулярпость продольной оси к опорной плоскости не более 0,1 на 100 мм длины. Ввиду того что рассматриваемые пружины часто подвергаются значительным дина­ мическим воздействиям, к материалам для пружин предъявляют высокие технические требования. Так, после термообработки про­ волока должна обладать наряду с устойчивыми упругими свойст­ вами значительной прочностью и выносливостью, а также достаточ­ ной пластичностью и сопротивлением ударным нагрузкам. На по­ верхности витков не допускаются мелкие трещины, надрезы и дру­ гие микродефекты.

При выборе материала пружинной стали учитывают прокаливаемость, возможность поверхностного упрочнения и экономич­ ность процесса изготовления.

Широкое распространение для пружин с диаметром прутка до 8 мм получила углеродистая холоднотянутая проволока по ГОСТ 9389—60, подвергаемая на заводе-изготовителе специальной термической обработке (патентированию) и последующему воло­ чению. Патентированная углеродистая проволока отличается вы­ сокой прочностью, пластичностью, возможностью дополнитель­ ного поверхностного упрочнения. Ее высокие механические свой­ ства связаны с фазовым превращением переохлажденного аусте­ нита при патентировании с образованием сорбитной микрострук­ туры, а также наклепом высокой степени в результате пластической деформации при волочении (деформационным наклепом) [5]. Все эти свойства обеспечиваются в состоянии поставки. На заводеизготовителе производится лишь низкотемпературный (200— 300° С) отпуск готовой пружины, снимающий напряжения и спо­ собствующий стабилизации тонкой структуры, полученной в ре­ зультате фазового и деформационного наклепа. Механические свойства патеитированной проволоки приведены в ГОСТ 9389—60.

Для особо ответственных пружин, применяющихся в автоматах постоянной мощности, предохранительных клапанах периодиче­ ского действия, подвергающихся импульсным нагрузкам, целесооб­ разно применять специальные легированные стали с тщательным контролем состава, режимов навивки, термообработки и последую­ щей упрочняющей обработки. Технологическая характеристика

имеханические свойства некоторых наиболее распространенных пружинных сталей приведены в табл. 25.

Всоответствии с требованиями ГОСТ 1769—53 проволоку диа­ метром от 3 до 12 мм можно заказывать в шлифованном состоянии. Шлифование и полирование прутков обеспечивают высокое каче­ ство покрытия и повышают предел усталости. Шлифуют и поли­ руют прутковую пружинную сталь на бесцентрово-шлифовальных

иленточных шлифовально-полировальных станках. Технологический процесс изготовления пружин включает сле­

дующие этапы:

1)контроль качества и подготовку проволоки к навивке;

2)навивку;

141

3)обработку опорных витков;

4)термическую обработку;

5)очистку;

6)осадку и заневоливание;

7)нанесение защитных покрытий;

8)упрочнение;

9)контроль и испытания.

В зависимости от назначения, степени ответственности и усло­ вий нагружения содержание и количество этапов технологического процесса могут изменяться.

Качество каждой вновь поступающей партии проволоки подвер­ гают контролю, во время которого определяют механические хг.'

142

рактеристики стали методом испытания на растяжение. При этом определяют временное сопротивление ств, предел текучести ат, относительное удлинение 8, относительное сужение тр. Для про­ волоки диаметром менее 2 мм проводят технологические испытания на кручение, перегиб, разрыв с узлом и навивание. В соответствии с ГОСТ 2052—53 испытания на разрыв производят на разрывных

машинах на образцах с расчетной длиной I = 11,3 l/A , где F — сечение проволоки. Прутки из стали 50ХФА испытывают на образ­ цах пятикратной длины. Точность измерения усилия — 2Н, диа­ метра — 0,005 мм. Технологические испытания на кручение, пере­ гиб, разрыв с узлом и навивание позволяют судить о пластических свойствах металла и степени его неоднородности. Эти испытания выявляют и макродефекты проволоки. Испытания на скручивание производят по ГОСТ 1545—63. Образец должен выдержать опре­ деленное число скручиваний в условиях, оговоренных стандартом. Глубина обезуглероженного слоя определяется металлографиче­ ским анализом и регламентируется ГОСТ 1763—68. Увеличение глубины обезуглероженного слоя отрицательно сказывается на выносливости пружины. Для особо ответственных пружин произ­ водят контроль на отсутствие поверхностных дефектов методом магнитной дефектоскопи и.

Подготовка проволоки к навивке заключается в правке прут­ ков на специальных правильных устройствах пружинно-навивоч- ных автоматов или в пропускании ее через полый цилиндр, зажа­ тый во вращающемся патроне токарного станка. Затем проволоку нарезают на заготовки пуансонными ножницами (диаметром до 12 мм) или на рихтовально-отрезном станке.

Навивка пружины может быть холодная или горячая. Суще­ ствуют два способа холодной навивки: безоправочная (с помощью роликов и специальных завивателей) и на оправку. Большинство конструкций пружинно-навивочных автоматов работает по пер­ вому принципу, при котором пружины формируют по наружному диаметру между специальными формовочными вальцами, имею­ щими направляющие прорези в соответствии с диаметром навивае­ мой проволоки [51. Автоматы обеспечивают непрерывный процесс навивки. Пружины разрубают во время навивки при подаче ножазубила. Шаг пружины и диаметр устанавливают при наладке авто­ мата путем радиального и осевого смещений формовочных пальцев. К таким автоматам относятся станки А520 (диаметр проволоки до 1,6 мм/наружный диаметр пружины 25 мм), А521 (2,5/40 мм),

А522А (4/60 мм), А523 (6,3/80 мм).' ■

Широко применяются также автоматы, работающие по прин­ ципу навивки на оправку. К их числу относятся модели А561 (6,1/25 мм), А562 (3/50 мм), А563 (6,3/75 мм). Все операции, свя­ занные с формообразованием, в том числе с поджатием концевых витков и обрезкой готовой пружины, автоматизированы. При небольших сериях пружины навивают с помощью спецоправок или приспособлений на токарном или фрезерном станке. Оправку

143

закрепляют одним концом в патроне токарного станка, а другим — в центре задней бабки. Необходимый шаг устанавливают механиз­ мом продольной подачи станка.

Диаметр оправки

D o = D BU/ K ,

где DBH— внутренний диаметр пружины;

К— коэффициент учета механических характеристик мате­ риала.

По В. П. Остроумову [5] коэффициент К имеет следующие значения:

При горячей навивке пруток, нагретый до 800—1000° С, про­ пускают через направляющее приспособление продольного суп­ порта токарного станка и закрепляют одним концом на оправке, устанавливаемой в патроне шпинделя с опорой в центре задней бабки. Заданный шаг обеспечивается ходовым винтом и соответ­ ствующей настройкой гитары. Наиболее удобны для горячей на­ вивки специально приспособленные токарные станки, которые имеют съемное устройство, обеспечивающее быстрый зажим конца заготовки при навивке и освобождение его после навивки, равно­ мерный шаг всех витков и поджатие опорных витков, свободный съем готовой пружины с оправки.

Обработку торцовой поверхности пружины производят на за­ точных или плоскошлифовальных станках. Пружины устанавли­ вают на горизонтальном столе станка в кассетах и обрабатывают торцом круга при вращении стола. Затем кассету переворачивают, и обрабатывают противоположную плоскость пружины. Пружины, изготовленные холодной навивкой из патентированной проволоки, подвергают только низкому отпуску с температурой нагрева 200— 350° С. Более низкая температура отпуска рекомендуется для пру­ жин с малой амплитудой цикла, при большой амплитуде колеба­ ний (коэффициент асимметрии цикла г = 0 или г — —1) назна­ чают более высокий температурный режим отпуска, обеспечиваю­ щий высокую пластичность.

Пружины из углеродистых и легированных сталей, навиваемые в холодном и горячем состоянии, подвергают закалке и отпуску. Режим нагрева должен обеспечить полный и равномерный прогрев пружины во избежание неполной закалки. Пружины перед нагре­ вом помещают в специальные приспособления, препятствующие короблению, деформации крайних витков и т. д. Состав ванн для нагрева пружин под закалку приведен в табл. 26. Режимы термо­ обработки пружинной стали некоторых марок и достигаемые при этом механические свойства приведены в табл. 27. Для придания

144

Таблица 27

Механические свойства термически обработанной пружинной стали, закаленной в масле

Термическая

обработка (ориентировочно)

пружинам определенного запаса пластичности применяют произ­ водимый после закалки среднетемпературный отпуск (350—550° С). Время выдержки при закалке и отпуске указаны в табл. 28.

После термообработки пружины очищают на гидропескоструй­ ном аппарате, в котором, как правило, ванны с моющим и пасси­ вирующим (во избежание коррозии) составом и сушильной камерой