21. Технология изготовления крупных деталей машиностроения в мелкосерийном производстве

В машиностроении наиболее характерными узлами и деталями являются корпуса, станины, валы и колеса. При изготовлении их в сварном исполнении требуемую точность размеров и формы обеспечивают, как правило, механической обработкой. Изделия тяжелого и энергетического машиностроения (станины прессов, валы и колеса мощных турбин и др.) выпускают мелкими сериями; сварные узлы имеют обычно весьма большие размеры и толщину элементов до 100 мм. Части уникальных машин могут иметь толщину, превышающую 1 м, и их изготовление в виде поковки или отливки либо невозможно, либо нецелесообразно. Расчленение таких деталей на более мелкие отливки или поковки значительно облегчает производство, тогда как сварка любых самых больших сечений электрошлаковым методом обычно особых затруднений не вызывает. Готовые детали перед окончательной обработкой, как правило, проходят термообработку. При изготовлении станин тяжелых прессов сварные соединения обычно выполняют путем полного проплавления всей толщины присоединяемого элемента (рис. 12.8, а). Это позволяет получать сварные соединения с минимальной концентрацией напряжений при относительно простой подготовке элементов под сварку. Однако требуется проведение последующей термической обработки готового узла или изделия. Иногда ограничиваются минимальными размерами швов, но в этом случае производят плотную подгонку мест сопряжений листов и постановку разгрузочных заплечиков, штифтов, шипов и пазов. Дополнительные затраты на подгоночные работы компенсируются снижением трудоемкости сварочных работ. Кроме того, малый объем наплавленного металла позволяет обходиться без последующей термообработки конструкций.

Выполнение сборочно-сварочных операций назначают в такой последовательности, чтобы концы каждого из швов, выполняемых электрошлаковой сваркой, можно было вывести за пределы тела детали. Поэтому общей сборке сложной детали обычно предшествует При изготовлении деталей тяжелых машин завершающими операциями являются послесварочная термическая и механическая обработки. Рамы и станины с толщиной свариваемых элементов более 100 мм как правило подлежат термообработке. Для деталей, эксплуатируемых в условиях нормальных температур и изготовленных из сталей, сохраняющих высокие пластические свойства в зоне термического влияния, можно ограничиться проведением высокого отпуска. При более жестких условиях сварную деталь для улучшения свойств сварных соединений обычно перед высоким отпуском подвергают нормализации. Точность размеров станин и рам в основном обеспечивается последующей механической обработкой. Характерными примерами сварных валов большого размера могут служить валы крупных турбин. Конструкция валов гидравлических турбин проста — это массивная труба с одним или дву¬мя фланцами. Заготовки обечаек обычно получают ковкой; заго¬товки фланцев — ковкой или иногда в виде стальных отливок. На сборку среднего стыка обечайки поступают после черновой меха¬нической обработки с припуском 20 мм на последующую меха¬ническую обработку по внешнему и внутреннему диаметрам.