6.5 Установление маршрутов обработки отдельных поверхностей

6.5.1 Корпусные детали

Обрабатывающие центры позволяют совместить операции фрезерования прямолинейных и криволинейных поверхностей, центрования, сверления, рассверливания, раскатывания и накатывания отверстий, нарезания резьбы (метчиками, плашками, резцовыми головками, резцами), кругового фрезерования наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей и круговых пазов концевыми и дисковыми фрезами, и т. д.

Рассмотрим особенности обработки различных элементов контура корпусной детали.

Плоскости фрезеруются торцовыми и концевыми фрезами с твердосплавными многогранными неперетачиваемыми пластинами (МНП). Обычно это делают в два прохода. Первый – черновое фрезерование при больших припусках – целесообразно выполнять торцовыми фрезами, последовательными проходами вдоль обрабатываемой поверхности. Ширину поверхности, обрабатываемой за один рабочий ход инструмента, а следовательно, и диаметр фрезы выбирают такими, чтобы отжим инструмента не сказывался на точности чистового перехода. Поэтому при неравномерном большом припуске диаметр фрезы приходится уменьшать. Для чистового перехода стремятся использовать фрезу, диаметр которой позволяет захватить всю ширину обработки.

Для получения особо мелкой шероховатости поверхности при малых припусках применяют торцовые фрезы с пластинами из эльбора и минералокерамики.

Концевыми фрезами открытые поверхности обрабатывают реже, главным образом тогда, когда эту же фрезу используют для фрезерования других поверхностей (уступов, пазов), чтобы уменьшить номенклатуру применяемых инструментов.

Пазы, окна и уступы обычно обрабатывают концевыми фрезами, оснащенными твердосплавными пластинами.

Для повышения точности обработки по ширине паза и сокращения номенклатуры инструментов диаметр фрезы принимают несколько меньше, чем ширина паза. Обработку выполняют последовательно: сначала фрезеруют среднюю часть паза, затем обе стороны, используя возможность получения высокой точности паза по ширине за счет введения коррекции на радиус фрезы. В конце цикла коррекцию отменяют.

Для повышения стойкости, улучшения отвода стружки применяют концевые фрезы с увеличенным углом наклона спирали и полированными канавками. Для облегчения врезания с осевой подачей применяют

фрезу с особой заточкой торцовых зубьев. Повышенной жесткостью обладает конструкция фрезы с усиленной сердцевиной конической формы и переменной глубиной канавок. При увеличенных вылетах фрезы, обуславливаемых конфигурацией заготовки, используют фрезы с усилительным конусом. Уменьшение вибрации достигается и фрез с тремя и четырьмя зубьями благодаря разному расстоянию между ними (разношаговые фрезы).

Круговое фрезерование – новая операция, которая стала возможной с появлением станков с ЧПУ. Отверстия в корпусных деталях всегда обрабатывались растачиванием. На ОЦ они могут быть обработаны фрезерованием. Для этого фрезе придают круговую подачу. Как показывает анализ данных по построению ТП на фрезерные операции, в современных условиях круговому фрезерованию отдаётся предпочтение во всех случаях, когда этот процесс возможен к применению. Ограничением является лишь глубина отверстия (она ограничена длиной обычных концевых фрез и составляет 60 – 80 мм), его диаметр и точность обработки. Следует отметить, что особенно успешно используют круговое фрезерование для предварительной обработки отверстий в литых заготовках.

Обработка отверстий – самый распространённый вид технологических переходов на ОЦ. Среди них – сверление и нарезание резьбы в крепежных отверстиях под болты, винты и шпильки; сверление; зенкерование, развертывание, растачивание точных посадочных отверстий – гладких и ступенчатых; обработка отверстий в литых деталях.

Соосные отверстия в противолежащих стенках корпусных деталей обрабатываются консольно закреплёнными инструментами, последовательно, с поворотом заготовки вместе со столом станка на 180 градусов. Достигаемая соосность зависит от точности делительного стола. Погрешность деления не должна превышать половины допуска на отклонение взаимного расположения отверстий по чертежу детали. Для увеличения жесткости шпиндельного узла отверстия стремятся растачивать с постоянным вылетом шпинделя, за счет перемещения стола или стойки станка.

Для сокращения времени сверления спиральными свёрламии повышения стойкости инструментов используют быстрое автоматическое изменение режима резания. После ускоренного подвода сверла к заготовке включают рабочую подачу, а когда большая часть отверстия уже просверлена, подачу уменьшают во избежание поломки инструмента из-за скачкообразного изменения нагрузки при выходе сверла из отверстия. Если имеется литейная корка на входе в отверстие или на выходе из него, то на этих участках предусматривают в программе уменьшение частоты вращения шпинделя.

В связи с тем, что на ОЦ при сверлении, как правило, не используют кондуктор, широко применяют засверливание отверстий короткими жесткими свёрлами – своеобразную разметку будущих отверстий.

При работе по литейной корке это позволяет решить и другие задачи: облегчить врезание и повысить стойкость свёрл небольшого диаметра и вместе с тем снять фаску на входе в отверстие, если она предусмотрена чертежом. Засверливание целесообразно применять для обработки отверстий диаметром от 8 до 15 мм в деталях из черных металлов.

Для обработки отверстий в корпусных деталях весьма эффективным оказалось применение инструментов, предназначавшихся ранее только для сверления глубоких отверстий, например, двухкромочных свёрл с механическим креплением трёхгранных пластин. Использование таких свёрл наряду с делением припуска по ширине среза и внутренним подводом СОЖ позволяет в три-пять раз повысить эффективность резания по сравнению с обычными спиральными свёрлами.

Большие возможности повышения производительности при обработке отверстий заключается в использовании комбинированных инструментов разных типов. Например, если отверстие в исходной заготовке отсутствует, то можно использовать инструмент, сочетающий сверло и зенкер. Применяют и трёхступенчатые инструменты, в которых первая ступень изготовлена из инструментальной стали, а вторая и третья ступени, работающие с более высокими скоростями резания, оснащены твердосплавными пластинами. Такой инструмент работает по заранее просверленному отверстию. В зависимости от формы, размеров и расположения твердосплавных пластин вторая и третья ступени могут иметь различное назначение.

Примеры обработки. В Приложениях 18,20,22 представлены технологические наладки обработки корпуса и крышки корпуса червячного редуктора , а также корпуса гидропневмоусилителя. Следует обратить особое внимание на то, что вследствие универсальности применяемого инструмента уменьшается номенклатура используемой инструментальной оснастки. Так, концевой фрезой одного типа обрабатывается более 20 поверхностей (Приложение 20). При обработке отверстий используется как круговое фрезерование , так и растачивание . Здесь также для различных отверстий используются инструменты одного типа. На представленных чертежах для полной обработки двух деталей одного изделия (червячного редуктора) используется 9 инструментов. Общность применяемой оснастки позволяет вести механообработку крышки и корпуса на одном участке.