Станки с ЧПУ для обработки корпусов подшипников

Обработка корпусов подшипников

Корпус подшипника оценивают по двум вещам, которые нельзя увидеть: держит ли он посадку после зажима и остаются ли отверстия соосными после того, как деталь снята со станка. Обе проблемы решаются на этапе обработки, и обе возникают по одной причине — отверстие и установочная поверхность обработаны в разных установах, поэтому погрешность, которую должен компенсировать подшипник, заложена ещё до сборки.

На этой странице описано, почему расточка меняет форму после снятия детали, как связать соосность двух стенок, как выбрать между токарным и фрезерным вариантом и как закрепить тонкостенный корпус, не деформируя его.

Что требуется от корпуса подшипника

Круглость отверстия после снятия детали

Самая частая причина брака в корпусах подшипников — отверстие, которое измерено правильно под зажимом и оказывается овальным на верстаке. Трёхкулачковый патрон или тиски деформируют тонкую стенку до того, как резец коснётся металла, деталь обрабатывается в деформированном состоянии и пружинит обратно после освобождения. Никакой чистовой проход это не исправляет: погрешность создаётся не резцом, а моментом разжима.

Соосность отверстий в двух стенках

Когда отверстия расположены в двух противоположных стенках, они должны быть соосны, иначе вал встанет с перекосом и подшипник будет нагружен на одну сторону. Расточка с одной стороны и последующая перестановка детали переносит погрешность перезажима прямо в соосность. Обработка обоих отверстий за один установ, с поворотом стола или с расточной оправкой, проходящей насквозь, убирает этот вопрос.

Перпендикулярность торцов к оси

Установочный торец подшипника должен быть перпендикулярен оси отверстия, иначе подшипник садится с перекосом и работает с осевым биением. Перпендикулярность задаётся зажимом, а не инструментом: торец, обработанный на поверхности, которая сама не перпендикулярна, не выйдет правильным ни при каких режимах.

Посадочный поясок и его допуск

Поясок, по которому подшипник садится в корпус, обычно имеет допуск в сотых долях, и он обрабатывается тем же резцом, что и отверстие. Если поясок и отверстие обработаны за один проход с одной настройки, их размеры связаны; если в разных установах — между ними появляется смещение, которое проявится как качание вала.

Как построить последовательность обработки

Сначала отверстие и базовый торец, за один установ

Обработайте отверстие и установочный торец за один установ, чтобы торец был перпендикулярен оси по построению. Всё остальное — посадочный поясок, крепёжные отверстия, наружный контур — базируется от этой пары, и каждый последующий установ наследует реальную базу, а не предполагаемую.

Когда деталь всё же приходится переставлять

Если конструкция требует обработки с другой стороны, базируйте деталь по готовому отверстию через оправку или цангу, а не по наружному диаметру. Базирование по наружной поверхности переносит погрешность между наружной поверхностью и отверстием прямо во второй торец, а наружный диаметр корпуса редко является той поверхностью, которая важна.

Крепёжные отверстия — в последнюю очередь

Крепёжные отверстия располагаются от готового отверстия и торца, поэтому их обработка идёт последней. На горизонтальном обрабатывающем центре с поворотным столом отверстия на разных сторонах корпуса обрабатываются поворотом стола, а не перезажимом.

Токарный станок, токарно-фрезерный или обрабатывающий центр

Токарный станок с приводным инструментом

Корпус, у которого основное отверстие лежит на оси вращения, а крепёжные отверстия расположены на торце, обрабатывается за один установ на токарном станке с приводным инструментом и осью C. Деталь не покидает патрон, поэтому отверстие и крепёжное расположение остаются связанными.

Токарно-фрезерный станок для корпусов с боковыми отверстиями

Когда на корпусе есть отверстия, перпендикулярные оси, или фрезерованные площадки, токарно-фрезерный станок с осью Y выполняет всё за один установ. Решающий признак — наличие отверстий, не параллельных оси детали; именно они определяют, нужен ли станок с осью Y.

Горизонтальный центр для корпусов с отверстиями на нескольких сторонах

Корпус с отверстиями на трёх и более сторонах — это работа для горизонтального обрабатывающего центра с поворотным столом. Деталь зажимается один раз, стол поворачивается, и отверстия остаются связанными между собой через положение стола, а не через повторяемость приспособления.

Замечания по обработке корпусов

Проверяйте отверстие после разжима, а не под зажимом

Единственный размер, который имеет значение, — измеренный на свободной детали. Измерение в приспособлении полезно для управления проходом, но не является приёмочным, и именно подмена одного измерения другим даёт партию, которая проходит контроль у станка и не проходит у заказчика.

Мягкие кулачки, расточенные по детали

Мягкие кулачки, расточенные по фактическому диаметру детали, распределяют усилие по всей площади контакта и убирают трёхточечный зажим стандартного патрона. Низкое давление зажима и контроль момента затяжки делают зажим повторяемым между операторами.

Обрабатывайте тонкую стенку при поддержке

Тонкая стенка уходит от резца и пружинит обратно, что даёт дробление и конусность. Уменьшение радиального съёма, резец с меньшим радиусом при вершине и поддержка стенки с внутренней стороны оправкой или заполнением полости — три средства, которые работают вместе.

Связанные руководства

• Фрезерование корпусов подшипников: допуск отверстия — фрезерная сторона обработки корпусов подробно
• Вертикальный или горизонтальный обрабатывающий центр — сколько сторон определяет компоновку
• Токарный станок с наклонной станиной — токарный маршрут для круглых корпусов
• Корпусные детали — картеры редукторов и насосов с отверстиями в нескольких стенках