Тех.маш.Ч

–по точности размеров поверхностей до IТ 9;

–по шероховатости поверхности до Ra = 6,3...0,8 мкм;

–отклонение от плоскостности поверхностей до 40...60 мкм.

Одним из способов сокращения основного времени на операциях фрезерования является внедрение скоростного и силового фрезерования.

Скоростное фрезерование характеризуется повышением скоростей резания при обработке стали до 350 м/мин, чугуна – до 450 м/мин, цветных металлов – до 2000 м/мин, при небольших подачах на зуб фрезы:

–Sz = 0,05...0,12 мм/зуб – при обработке сталей;

–Sz = 0,30...0,80 мм/зуб – при обработке чугуна и цветных сплавов.

Силовое фрезерование характеризуется большими подачами на один зуб фре-

зы (Sz > 1 мм).

Как скоростное, так и силовое фрезерование выполняется фрезами, оснащёнными твердосплавными и керамическими пластинами.

Тонкое фрезерование характеризуется малыми глубинами резания (t ≤ 0,1 мм), малыми подачами (Sz = 0,05…0,10 мм) и большими скоростями резания.

3.3. Протягивание плоских поверхностей

Протягивание плоскостей применяется в крупносерийном и массовом производствах с использованием вертикально и горизонтально-протяжных станков, многопозиционных протяжных станков. Основными достоинствами данного метода является высокая производительность, точность и чистота поверхности, высокая стойкость режущего инструмента.

Наружное протягивание плоскостей может производиться не только при прямолинейном главном движении протяжки или обрабатываемых заготовок (рис. 1.5), но также и при круговом их перемещении, что создаёт непрерывность процесса.

а)

б)

Рис. 1.5. Схемы протягивания плоскостей: а) продольное; б) прогрессивное

11

Характер работы наружных протяжек позволяет легко осуществлять принцип непрерывной обработки заготовок без остановки станка и обратного хода протяжки.

При прямолинейном главном движении это происходит путём передвижения обрабатываемых заготовок относительно неподвижной протяжки при помощи замкнутой цепи (рис. 1.6, а). Так работает горизонтально-протяжной станок непрерывного действия.

При круговом главном движении протягиваемые заготовки закрепляются на вращающемся круглом столе и перемещаются относительно неподвижной протяжки (рис. 1.6, б). Так работает карусельно-протяжной станок непрерывного действия.

Для протягивания сравнительно больших плоскостей, например цилиндровых блоков автомобилей, применяются мощные полуавтоматические станки тоннельного типа.

Рис. 1.6. Непрерывное протягивание заготовок: а) на горизонтально-протяжном станке;

б) на карусельно-протяжном станке (1 – протяжка, 2 – заготовки)

Ограничениями широкого применения операций протягивания заготовок являются его высокая стоимость и сложность инструмента.

Обычно на операциях протягивания используются следующие режимы резания:

–подача на зуб Sz = 0,1…0,4 мм/зуб;

–скорость резания V = 6…12 м/мин с максимальными припусками до 4 мм и с шириной протягивания до 350 мм.

При протягивании обеспечивается точность размеров обрабатываемых поверхностей в пределах 7…9 квалитет и шероховатость поверхностей в пределах

Ra = 0,8…3,2 мкм.

12

3.4. Шлифование плоских поверхностей

Шлифование плоских поверхностей заготовок осуществляются на плоскошлифовальных станках с прямоугольным или круглым столом, как обычного исполнения, так и с ЧПУ. Плоское шлифование является одним из основных методов обработки плоскостей деталей машин (особенно закалённых) для достижения требуемого качества. В ряде случаев плоское шлифование может с успехом заменить фрезерование.

Шлифование плоских поверхностей заготовок может быть осуществлено двумя способами: периферией круга или торцом круга (рис. 1.7, а и 1.7, б) на станках с круглым или прямоугольным столом.

На этих операциях шлифования заготовка базируется на плоскость и закрепляется при помощи магнитной плиты.

Рис. 1.7. Схемы шлифования плоскостей заготовок: а) периферией круга;

б) торцом круга на станках с прямоугольным столом; в) торцом круга на станках с круглым столом

Снятие припуска на операциях шлифования плоскостей может осуществляться следующими способами:

13

1.Многопроходное шлифование (поперечная подача круга производится после каждого продольного рабочего хода стола, а вертикальная – после прохода круга по всей поверхности заготовки).

2.Однопроходное (глубинное) шлифование. Шлифовальный круг устанавливается на глубину, равную припуску и при малой скорости перемещения стола обрабатывается заготовка по всей длине. После каждого рабочего хода стола шлифовальный круг перемещается в поперечном направлении на 0,7…0,8 высоты круга. Для чистового рабочего хода стола оставляется припуск 0,01…0,02 мм, который снимается первым способом. Этот способ применяется при обработке заготовок на специальных мощных шлифовальных станках.

3.Шлифование профильным ступенчатым кругом (шлифовальный круг профилируется ступенями фасонными алмазными роликами, при этом припуск, распределённый между ступенями, снимается за один технологический переход).

Данные способы шлифования плоскостей, с учётом режимов обработки и характеристик шлифовальных кругов, обеспечивают примерно следующие параметры точности размеров и шероховатости поверхностей:

1.Черное шлифование до 8…9 квалитет, Ra = 1,6…2,5 мкм.

2.Чистовое шлифование до 7…8 квалитет, Ra = 0,4…1,6 мкм.

3.5. Отделочные методы обработки плоских поверхностей

Шабрение плоскостей выполняется с помощью специального режущего инструмента – шабера, вручную или механическим способом. Сущность шабрения состоит в соскабливании шаберами слоёв металла (толщиной около 0,005 мм) для получения ровной поверхности после её чистовой предварительной обработки.

Шабрение вручную малопроизводительный процесс, требуются большые затраты времени и высокая квалификация рабочего, но при этом обеспечивается высокая точность обработки

Механический способ выполняется на специальных станках, на которых шабер совершает возвратно-поступательное движение.

Точность шабрения определяется по числу пятен контакта на площади 25х25 мм (при проверке на краску контрольной плитой). Чем больше пятен контакта, тем точнее обработка. Шабрение называется тонким, если число пятен более 22 и Ra ‹ 0,08 мкм, и чистовым, если число пятен контакта 6…10 с Ra < 1,6 мкм.

В процессе сборки машин шабрению подвергаются плоские поверхности корпусов (плоскости разъёма, направляющие) и цилиндрические поверхности (вкладыши подшипников, втулки). Процесс трудоёмкий и малопроизводительный, но это один из основных способов достижения требуемой точности пригонки плоских поверхностей при сборке узла.

Полирование поверхностей также является методом отделочной обработки. В качестве абразивных инструментов применяются эластичные шлифовальные круги, шлифовальные шкурки.

Доводка плоскостей осуществляется на плоскодоводочных станках. Тонкая доводка плоских поверхностей производится притирами при давлении 20... 150

14

кПа, причем, чем меньше давление, тем выше качество обработанных поверхностей. Скорости резания при тонкой доводке небольшие – 2...10 м/мин. С повышением давления и скорости производительность повышается.

Одним из перспективных способов отделочной обработки является магнитноабразивное полирование (МАП), позволяющее на разнообразных по физикомеханическим свойствам материалах (сталях, твёрдых сплавах, цветных металлах и сплавах, стекле и других неметаллах) получать низкие параметры шероховатости поверхности с высотой микронеровностей в пределах 0,05–0,40 мкм и благоприятными для эксплуатации другими физико-химическими характеристиками. Роль режущего инструмента при МАП выполняется магнитно-абразивными порошками, которые обладают одновременно высокими магнитными и режущими свойствами. Силы резания создаются с помощью магнитного поля, воздействующего на зерна магнитно-абразивного порошка, размещенного между полюсами магнитного индуктора и обрабатываемой поверхностью.

4.ОБРАБОТКА ОТВЕРСТИЙ НА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЯХ

4.1.Типовые технические требования, предъявляемые к отверстиям корпусных деталей

Корпусные детали в большинстве случаев являются базовыми элементами, в которые устанавливаются различные детали и механизмы, они имеют точные основные отверстия, скоординированные между собой и относительно базовых плоскостей,а также крепёжные, маслоподводные и другие отверстия.

К поверхностям отверстий корпусных деталей предъявляются следующие технические требования:

–точность диаметральных размеров основных отверстий (опоры валов на подшипниках) соответствует 6…7 квалитету (реже 8 квалитету) точности;

–шероховатость поверхности основных отверстий Ra = 0,63…2,5 мкм (иногда до Ra = 0,08 мкм);

–допуски формы основных отверстий в поперечном и продольном сечениях – 0,12…0,3 допуска на диаметр отверстия;

–отклонение отверстий от соосности – 0,5 допуска на диаметр меньшего отверстия (зависит от типа применяемых подшипников);

–отклонение от параллельности осей основных отверстий – 0,02…0,05 мм на 1000 мм длины;

–отклонение от перпендикулярности торцовых поверхностей к осям главным отверстий 0,01 – 0,10 мм на 100 мм радиуса;

–отклонение межосевых расстояний главных отверстий зависит от степени точности размещенных в корпусе механизмов и передач и равно (0,6…0,7) допуска межосевого расстояния передачи;

–допуски расположения крепежных отверстий принимают (0,1…0,2) диаметра крепежного отверстия.

15

4.2. Основные методы обработки отверстий в корпусных деталях

Основные отверстия заготовок корпусных деталей обрабатываются на агрегатных одношпиндельных и многошпиндельных станках, универсальных гори- зонтально-расточных станках с ЧПУ сверлильно-фрезерно-расточной группы, на горизонтальных и вертикальных отделочно-расточных станках.

Точность межосевых расстояний, параллельность и перпендикулярность осей, а также соосность отверстий обеспечивается обработкой отверстий с направлением и без направления инструмента.

Обработка с направлением инструмента выполняется на горизонтальнорасточных и агрегатно-расточных многошпиндельных и одношпиндельных станках.

Обработка основных отверстий без направления может производиться консольно закреплённым инструментом на агрегатно-расточных, горизонтальнорасточных и отделочно-расточных станках, а также на расточных и многоцелевых станках с ЧПУ. Точность расположения отверстий обеспечивается перемещением узлов станка по заданным координатам.

Сверлением обрабатываются отверстия с диаметрами от 0,25 мм до 80 мм с применением спиральных свёрл. Использование свёрл больших диаметров ограничивается усилием на приводе станка, необходимым для создания требуемой подачи.

При обработке отверстий часто используются кондукторные втулки, которые могут располагаться относительно обрабатываемой заготовки следующим обра-

зом (рис. 1.8):

–перед обрабатываемым отверстием;

–после обрабатываемого отверстия (при обработке уже имеющегося отверстия);

–с обеих сторон от обрабатываемого отверстия.

Для сокращения числа рабочих позиций при обработке ступенчатых отверстий или отверстий с фаской, используются комбинированные инструменты: свёрла, сверло + зенкер.

Зенкерование применяется при обработке отверстий, выполненных в литой или кованой заготовке (черновое зенкерование), а также для обработки отверстий после сверления или чернового зенкерования (чистовое зенкерование). Благодаря более высокой устойчивости зенкера во втулке точность обработки отверстий при зенкеровании существенно выше, чем при сверлении.

Точность диаметров отверстий при обработке в разных условиях обеспечивается в пределах 7…12 квалитетов.

16

Рис. 1.8. Типовые схемы обработки отверстий с использованием кондукторных втулок:

1 – обрабатываемая заготовка; 2 – кондукторная втулка; 3 – режущий инструмент

Зенкерование может проводиться жёсткозакреплённым инструментом без направления и с направлением по одной втулке или с дополнительным направлением (по передней втулке) по специальному цилиндрическому хвостовику цельного зенкера (рис. 1.9).

V V

Рис. 1.9. Схемы зенкерования отверстий:

а) без направления инструмента; б) с дополнительным направлением.

Развертывание служит методом окончательной обработки отверстий в деталях ответственного назначения.

Точность диаметра при развёртывании обеспечивается в пределах 7-го квалитета, причем при обработке чугуна точность более стабильна.

Параметры шероховатости поверхности при развертывании:

17

–для стали Rа = 5 мкм (при обработке заготовок из мягкой низколегированной стали Rа = 10 мкм);

–для чугуна Ra = 2,5 мкм;

–для алюминия Ra = 5 мкм.

При обработке отверстий на корпусах из чугуна и алюминия с применением СОЖ шероховатость поверхности снижается.

Развертывание отверстий осуществляется при плавающем или жёстком соединении инструмента со шпинделем станка с направлением по режущей части инструмента (рис. 1.10, б и 1.10, г) или со специальной направляющей части (рис. 1.10,

аи 1.10, в).

Вбольшинстве случаев направляющей служит режущая часть инструмента. Достигаемое при этом уменьшение расстояния между торцами втулки и инструмента способствует повышению точности обработки. Однако под влиянием обратной конусности режущей части инструмента точность расположения осей отверстий снижается.

Для обеспечения соосности точных отверстий, расположенных в двух или нескольких стенках на одной оси и имеющих достаточный перепад по диаметру, целесообразно применять комбинированные развертки, при этом достигается точность диаметра по 10 квалитету.

Рис. 1.10. Типовые схемы развертывания отверстий с направлением: а) по специальной направляющей части инструмента; б) по режущей части инструмента;

в) насадными развёртками с направлением инструмента по оправке; г) сверление и развёртывание отверстий комбинированным инструментом

Растачиванием обрабатываются полученные в заготовке или предварительно обработанные отверстия при следующих условиях:

– обработка отверстий нестандартных диаметров, для которых нет развёрток;

18

–обработка отверстий большого диаметра, при отсутствии соответствующего шлифовального оборудования;

–обработка коротких отверстий, при развёртывании которых встречаются затруднения;

–обработка некоторых цветных сплавов, трудно поддающихся развёртыванию

ишлифованию.

Растачивание отверстий может производиться как одиночными резцами, так и резцовыми головками, оснащёнными сменными регулируемыми ножами (рис. 1.11). Растачивание отверстий в зависимости от конфигурации заготовки и схемы её базирования на данной операции производится следующими способами.

1.Заготовка вращается, при этом центр вращения заготовки будет совпадать с центром вращения отверстия. Отверстие получается с точной прямолинейной осью, но возможно появление погрешности формы отверстия в виде конуса.

2.Заготовка неподвижна, а вращается оправка с резцом. В этом случае положение оси отверстия не совпадает с осью заготовки, а формируется за счёт направления перемещения оправки с резцом, но при этом обеспечивается более высокая точность формы отверстия.

а) б) в)

Рис. 1.11. Схемы растачивания основных отверстий:

а) однорезцовое; б) двурезцовое; в) многорезцовое

Для получения точности диаметральных отверстий по 5…6 квалитетам используется тонкое алмазное растачивание.

Обработка ведётся на высоких скоростях резания (от 100 м/мин до 800 м/мин) с малыми припусками (0,1…0,3 мм на сторону) и малыми подачами (0,02…0,10 мм на оборот). При этом обеспечивается шероховатость Ra = 1,25…0,30 мкм и отклонение геометрической формы (овальность, конусообразность) в пределах 0,003…0,005 мм на диаметрах до 120 мм.

Внутреннее шлифование применяется в основном для обработки отверстий диаметром больше 150 мм, а также для заготовок, имеющих твёрдость поверхно-

сти HRCэ > 40…45 ед.

19

Шлифованием обеспечивается получение отверстий с диаметральной точностью 5…7 квалитет и шероховатостью Ra = 0,16…0,32 мкм, причём на одной операции можно исправить кривизну оси отверстия и прошлифовать торец, обеспечив перпендикулярность оси торца.

Обработка может осуществляться как на неподвижной заготовке (сложные корпуса), так и с вращением заготовки (рис. 1.12).

Недостатками метода шлифования отверстий являются:

–невысокая производительность (по сравнению с другими подобными методами обработки отверстий);

–быстрый износ шлифовального круга;

–нежёсткая технологическая система (большой вылет оправки шлифовального круга малого диаметра).

Рис. 1.12. Схема шлифования основных отверстий:

а) заготовка неподвижна; б) заготовка вращается

Хонингование применяется при обработке сквозных гладких отверстий диаметром от 25 до 500 мм в корпусных заготовках, изготовленных, главным образом, из чугуна и стали.

С помощью операций хонингования достигается:

–точность диаметральных размеров отверстий по 6-му квалитету;

–точность геометрической формы отверстий (диаметром до 250 мм) в преде-

лах 0,003…0,004 мм;

–параметры шероховатости поверхности Ra = 0,16…0,04 мкм.

Однако этот процесс не позволяет исправить положение оси отверстия относительно базовых поверхностей корпуса.

Обработка ведётся с помощью специальной хонинговальной головки с раздвижными абразивными или алмазными брусками (рис. 1.13). В зависимости от зернистости брусков, материала заготовки и вида предшествующей обработки припуски на операциях хонингования составляют:

–для чугуна 0,02…0,10 мм;

–для стали 0,01…0,04 мм.

20