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

По мере повышения точности обработки поверхностей погреш­ ности установки уменьшаются. При разработке технологического процесса в первую очередь необходимо выбрать технологические базы для достижения требуемой точности относительно поворотов поверхностей деталей, а затем — технологические базы для дости­ жения точности относительных расстояний и размеров поверх­ ностей. При этом, при прочих равных условиях, в каждой из координатных плоскостей следует выбирать поверхности с наи­ большей протяженностью. В качестве измерительных баз реко­ мендуется использовать технологические базы деталей, т. е. желательно, чтобы измерительные базы совпадали с технологи­ ческими. Поверхности технологических баз, используемые при установке заготовки (детали) на первых операциях, обычно отли­ чаются значительной шероховатостью и отклонениями от правиль­ ных геометрических форм, особенно, если они не обработаны. В этом случае погрешность установки уменьшается, если детали располагают технологическими базами на заранее выбранные и конструктивно оформленные опорные точки. Так, деталь, разме­ щаемая на четырех точках, может поворачиваться при установке только вокруг оси, соединяющей две любые точки из четырех, до соприкосновения с третьей точкой из двух оставшихся. Если одну из четырех точек сделать подводимой (или лучше самоустанавливающейся), то погрешность установки еще больше умень­ шится, так как положение детали будет определяться тремя не­ подвижными точками. Поэтому детали сложной конфигурации (корпуса, крышки) обрабатывают на токарных станках в четырех­ кулачковом патроне.

Правильный выбор точек приложения зажимных сил, постоян­ ство величин сил и соблюдение последовательности их приложе­ ния также уменьшают погрешности установки. Постоянство зажимных сил достигается использованием пневматических, гидра­ влических, пружинных, электромагнитных и других зажимов и приспособлений. Опыт показывает, что одной из причин увели­ чения погрешности при установке является попадание стружки и грязи между поверхностями технологических баз детали и по­ верхностями стола станка или приспособлениями, служащими для крепления и определения положения детали. Поэтому свое­ временному удалению стружки и очистке этих поверхностей необходимо уделять серьезное внимание.

§ 9. КАЧЕСТВО ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ГИДРОПРИВОДОВ

При разработке конструкции машины шероховатость поверх­ ностей деталей задают классом чистоты. Одновременно устанав­ ливают и требования к состоянию поверхностного слоя материала, характеризуемого структурой, твердостью, знаком и величиной напряжений и т. д. Количественные показатели, определяющие перечисленные характеристики качества деталей, обеспечиваются

в результате обработки. Следовательно, при разработке техноло­ гического процесса должны быть включены необходимые переходы или операции и выбраны соответствующие оборудование и режимы обработки.

Для получения требуемого состояния поверхностного слоя материала используют различные технологические процессы. Так, плотный и износостойкий поверхностный слой материала достигается при нагреве, закалке и отпуске. Для упрочнения рабочих поверхностей деталей поршневых золотниковых и дрос­ сельных пар и придания нм повышенной стойкости против воз­ действия внешних сред при различной температуре их подвер­ гают химико-термической обработке. Применяют также и механи­ ческие способы упрочнения поверхностного слоя материала деталей: например, накатывание поверхностей деталей роликами, закрепленными в специальных державках на суппортах станков. Сила давления на ролик достигает 500—3000 Н. В результате накатывания поверхностный слой уплотняется и упрочняется, вследствие чего долговечность деталей повышается на 50—100% [2]. Шероховатость накатанной поверхности у 1 0 —V12. Валь­ цевание (раскатывание) поверхностей отверстий (например, гильз гидроцилиндров) деталей шариками, роликами, прошивками со­ здает на поверхности пластически уплотненный слой глубиной 0,8—1,0 мм при шероховатости поверхности V9—V10. Под вальцевание оставляют припуск 0,02—0,2 мм на диаметр. Для вальцевания используют специальные раскатные головки с ша­ риками или роликами, а также специальные прошивки и обычные шарики от подшипников.

Для упрочнения поверхностного слоя можно применять дробе­ струйный наклеп, осуществляемый с помощью головок, в сопле которых подводят стальную дробь диаметром 0,4—2 мм. Послед­ няя выбрасывается из сопла на обрабатываемую поверхность детали струей сжатого воздуха. Глубина наклепа 0,2—1 мм, шероховатость поверхности V4—уб. В поверхностном слое создаются условия более эффективного его сопротивления пла­ стической деформации и усталостному изнашиванию, а также снижению напряжений в местах их концентрации. Качество поверхностного слоя материала деталей повышается при обра­ ботке его режущими инструментами со специальной заточкой, обеспечивающей постоянное по величине давление режущего инструмента. Для достижения требуемой шероховатости поверх­ ностей деталей гидромашин пригодны некоторые электрические способы обработки.

К электрическим способам получения чистоты поверхностей высокого класса относятся:

1) электрополирование, основанное на неоднородном анодном растворении отдельных участков шероховатой поверхности при электролизе; при этом обеспечивается шероховатость поверх­ ности V4;

34

Строгание: черновое чистовое

1

Фрезерование: черновое чистовое

вание: чистовое тонкое

Хонингование: черновое

чистовое

1

Суперфиниширо­ вание:

чистовое

тонкое

зеркальное

Ручная доводка: чистовая отделочная зеркальная

2) анодно-механическая обработка, основанная на удалении с поверхности нерастворимой пленки толщиной от нескольких сотых до нескольких десятых микрометра. Пленка образуется на поверхности металла, погруженного в электролит, при пропуска­ нии постоянного тока. Деталь используется как анод. Механи­ ческим удалением пленки достигается полирование поверхности, обеспечивающее шероховатость поверхности V7. При анодномеханическом шлифовании получают шероховатость поверх­ ности V 6—V10, при анодно-механической доводке V9—V12.

Каждый технологический процесс характеризуется возмож­ ностью экономического достижения надлежащей шероховатости поверхности (табл. 2). Факторов, оказывающих влияние на ше­ роховатость поверхности обработанной детали, несколько. Глав­ ными из них являются скорость резания, подача, геометрия, состояние режущего инструмента и используемая смазочно-

36

охлаждающая жидкость. В зависимости от требуемой шерохова­ тости поверхности приходится выбирать перечисленные факторы или использовать дополнительно другие технологические про­ цессы, обеспечивающие нужное качество поверхности. К таким процессам относится хонингование, тонкое обтачивание и раста­ чивание, суперфиниширование, полирование, притирка, абра­ зивное гидрохонингование и т. д.

§ 10. МАТЕРИАЛЫ

При производстве гидроприводов применяются металлические (стали, чугуны, цветные металлы и их сплавы, редкие металлы) и неметаллические (эластомеры, полимеры, изделия из картона, бумаги, войлока и кожи) материалы.

Металлические материалы

Детали гидроприводов изготовляют в основном из высоколеги­ рованных и высококачественных инструментальных, цементуе­ мых, азотируемых и (реже) нержавеющих сталей, отличающихся повышенной износостойкостью, малым коэффициентом линейного расширения, минимальной деформацией при термической обра­ ботке, эксплуатации и хранении.

Материал золотниковых, дроссельных пар должен сохранять свои первоначальные размеры в процессе работы. Малые дефор­ мации при термической обработке позволяют оставлять минималь­ ный припуск для доводочных операций. Высокая твердость ра­ бочих поверхностей наиболее ответственных деталей (прецизион­ ных, деталей МСХ и т. д.) предотвращает шаржирование в них твердых включений, встречающихся в рабочей жидкости, а их износостойкость обеспечивает наименьшее истирание трущихся поверхностей.

Дадим краткую характеристику материалам, применяемым для изготовления деталей гидропривода (табл. 3). Более подробно свойства различных материалов рассмотрены в специальной ли­ тературе.

Стали. Для приобретения нужных качеств стали подвергают термической обработке. Предел прочности сталей на растяжение ав =(55-i-200) 103Н/см2, предел текучести ах = (33-н170) ЮН/см2,

относительное удлинение б =25-ь5% , тведость (после термо­ обработки) HRC 40—62.

Чугуны. При рабочих давлениях до 103 Н/см2 применяют чаще всего серый конструкционный, сравнительно дешевый чугун СЧ 21-4Q. Корпусные детали и силовые элементы узлов, работаю­ щих под большим давлением, изготовляют из чугунов с шаровид­ ным графитом (так называемых сфероидальных чугунов), отли­ чающихся плотной и компактной структурой графита, что обеспе­ чивает наименьшее отношение поверхности к объему. Преиму­ щество такого чугуна в том, что можно в широких пределах изме-

37