Материал: Методические указания выбор методов и последовательности обработки поверхностей. Численное формирование состава переходов. Копылов Ю.Р

Сверление осуществляется с вращением сверла на станках сверлильно-расточной группы; с вращением заготовки на станках токарной группы. Для сверления отверстий применяются сверла: спиральные; полукруглые; ружейные с односторонним резанием с внешним отводом смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) и с двухсторонним резанием с внутренним отводом сож; кольцевые сверла. Сверление отверстий диаметром до 30–40 мм осуществляют спиральными сверлами за один переход. При обработке отверстий от 30–40 мм до 80 мм — сверление и рассверливание выполняется за два и более перехода, при диаметре отверстий свыше 80 мм применяют сверлильные головки [1, 2].

Для уменьшения увода сверла, при сверлении глубоких отверстий (L/D>10), применяется малая подача, точная заточка; предварительное засверливание; кондукторные втулки; сверление вращающейся заготовки при не вращающемся сверле (последний — самый эффективный).

Зенкерование используется для обработки отверстий, углубления под головки винтов, гнезда под клапаны и др. по 11–13-му квалитету точности. Зенкеры изготовляют цельными диаметром 3–40 мм; насадными – диаметром 32–100 мм и сборными с регулируемым диаметром 40–120 мм. Технологические возможности зенкерования представлены в [1, 2].

Растачивание отверстий выполняется при вращении заготовки на токарных и карусельных станках при невращающемся инструменте; при неподвижной заготовке и вращающемся инструменте, закрепленном в шпинделя расточного станка.

При растачивании резцы закрепляются в державках в шпинделе или борштангах, расточных головках. Растачивание нескольких соосных отверстий, расположенных на большом расстоянии в осевом направлении, осуществляется двухопорной расточной борштангой. Режимы растачивания менее интенсивные, чем при токарной обработке, в связи с меньшей жесткостью технологической системы шпинделя. Технологические возможности растачивания и других методов обработки отверстий представлены на рис. 2, подробнее возможности растачивания представлены в [1, 2].

Развертывание отверстий применяется в качестве чистовой обработки отверстий с точностью до 7-го квалитета. Развертыванием обрабатывают отверстия тех же диаметров, что и при зенкеровании. Развертки рассчитаны на снятие малого припуска. Они отличаются от зенкеров большим числом (6–14) зубьев.

Для обработки отверстий повышенной точности, отверстий с продольными пазами применяют винтовые развертки. Развертыванием достигается высокая точность и малая шероховатость. Припуски на развертывание рекомендуются 0,2–0,5 мм.

Протягивание способ обработки цилиндрических, шлицевых, многогранных отверстий на протяжных станках. Протягивание производительнее развертывания. Горизонтальное протягивание применяется в основном для обработки внутренних поверхностей. Вертикальное протягивание занимает меньше площади. Припуск на протягивание цилиндрических поверхностей составляет 0,5–1,5 мм на диаметр.

Продольное шлифование отверстий применяется для обработки закаленных стальных деталей на внутришлифовальных станках. Достигаемая точность и параметры шероховатости кратко представлены в табл. 2, подробнее в [1, 2]. Различают три основных метода внутреннего продольного шлифования: планетарное в неподвижной заготовке, планетарное во вращающейся заготовке и бесцентровое. Высоту круга выбирают больше длины шлифуемой поверхности. Припуск на планетарное шлифование составляет 0,1–0,25 мм для диаметра до 30 мм; 0,18–0,75 мм — для диаметра до 250 мм.

При планетарном шлифовании шпиндель с деталью и шлифовальный круг имеют четыре движения: вращение вокруг своей оси; планетарное движение по окружности внутренней поверхности заготовки; возвратно-поступательное движение вдоль оси заготовки; поперечное перемещение подачи.

Врезное шлифование осуществляется с поперечной подачей шлифовального круга при ширине его несколько большей длины шлифуемой поверхности.

Бесцентровое шлифование отверстий осуществляется при базировании заготовки по наружной предварительно обработанной цилиндрической поверхности. Заготовка поддерживается роликами: ролик большего диаметра является ведущим, он вращает заготовку. Верхний нажимной ролик прижимает заготовку к ведущему ролику и нижнему поддерживающему ролику. При смене заготовки ролики отводятся, вставляется новая заготовка.

Хонингование — метод финишной обработки отверстий, осуществляется с помощью хонинговальных головок (хонов) со вставными абразивными брусками на вертикально и горизонтально-хонинговальных станках. Используют короткоходовое (скорость резания V=30–90 м/мин) и длинно ходовое хонингование (V=50–65 м/мин). Хонинговальная головка совершает вращение и возвратно-поступательное движение при постоянном давлении абразивных брусков на поверхность в среде смазочно–охлаждающей жидкости.

Рис. 2. Методы обработки отверстий

Таблица 2

Параметры шероховатости и квалитеты точности при различных видах лезвийной обработки отверстий

При хонинговании абразивные бруски удаляют слой металла толщиной 0,3–0,5 мкм за один двойной рабочий ход при общем припуске 10–70 мкм для стали и 20–200 мкм для чугуна. Снимаются микронеровности, устраняется конусность, овальность. Предварительная обработка отверстий под хонингование выполняется по 7-му квалитету с Rа 6,3–3,2 мкм.

Таблица 3

Высотные параметры шероховатости и квалитеты точности, достигаемые при продольном шлифовании внутренних цилиндрических поверхностей (для стали)

Обработка плоских поверхностей включает в себя: фрезерование черновое, чистовое и тонкое; строгание черновое, чистовое и тонкое; протягивание; долбление; шлифование черновое, чистовое и тонкое; шабрение; опиловку; доводку. Обработка плоских поверхностей производится на фрезерных, строгальных, долбежных, протяжных, токарных, многоцелевых, шабровочных; на шлифовальных, полировальных, доводочных станках. Технологические возможности методов обработки плоских поверхностей представлены в [1, 2] и др.

Фрезерование осуществляется на вертикально-фрезерных, горизонтально-фрезерных, продольно-фрезерных станках. Применяют фрезерование: цилиндрическое, торцовое, одно- и многостороннее, фасонное. Применяются торцовые, цилиндрические, концевые и фасонные фрезы, цельные и со вставными твердосплавными пластинами. Фрезерование осуществляется многозубыми фрезами.

Обработка представляет собой прерывистый процесс, сопровождается ударным врезанием и колебаниями сил резания. Поэтому к станкам, инструменту и оснастке предъявляются высокие требования по жесткости.

Скоростное фрезерование выполняется при скорости: для стали – до 350 м/мин, чугуна — до 450 м/мин, цветных сплавов до 2000 м/мин. Подачи: для сталей S_ф=0,05–0,12 мм/зуб, чугунов и цветных сплавов S_ф =0,3–0,8 мм/зуб. Режущие пластины изготавливаются из твердого сплава типа ВК, ТК; из сверхтвердых материалов гексанит-Р, эльбор-Р.

Силовое фрезерование выполняется с большими подачами до >1 мм/зуб. Тонкое фрезерование – с подачами S_ф =0,05–0,10 мм/об и большими скоростями резания 350–450 м/мин, глубиной менее 0,1 мм [2].

Долбление применяется для обработки плоских поверхностей во внутренних или закрытых для выхода инструмента конструктивных элементов детали. Например, долбление шпоночного паза в посадочном отверстии зубчатого колеса; долбление профиля зуба в блоке шестерен. При долблении режимы резания назначаются менее интенсивными [2].

Протягивание выполняется на протяжных станках в крупносерийном и массовом производствах, скорость 10–40 м/мин, подача 0,01 мм/дв. ход.

Шлифование плоских поверхностей осуществляют на плоскошлифовальных станках с крестовым или круглым столом. Плоское шлифование является одним из основных методов обработки плоскостей закаленных стальных деталей машин для достижения 8–9 квалитетов точности при предварительном шлифовании, 7–8 при чистовом, 6–7 при тонком.

Черновое шлифование может заменить фрезерование. Шлифование плоских поверхностей осуществляется периферией или торцом.

При многократных рабочих ходах, поперечное движение подачи круга производится после каждого продольного хода, а вертикальное (в направлении снятия припуска) — после полного рабочего хода по всей поверхности. Для чистового рабочего хода припуск равен 0,01–0,02 мм [2]. При шлифовании с установкой шлифовального круга на всю величину припуска, шлифование ведется при малой скорости перемещения стола.

После рабочего хода шлифовальный круг перемещают в поперечном направлении до 0,7–0,8 его высоты. Квалитеты точности и параметры шероховатости, достигаемые при абразивном шлифовании плоских поверхностей, представлены в табл. 3; подробнее технологические возможности различных видов шлифования представлены в [1, 2] и др.

Шабрение применяется для ручной доводки направляющих станин и сопрягаемых с ними поверхностей столов и суппортов. При шабрении снимается припуск 0,005 мм. Точность шабрения определяется по числу пятен на площади 25х25 мм и осуществляется контрольной плитой и специальной «синьки». Шабрение называется тонким, если число пятен более 20–25 и Rа<0,08 мкм, чистовым, если число пятен 6–10, Rа<1,25 мкм

Строгание применяется в мелкосерийном и единичном производствах благодаря тому, что для работы на строгальных станках требуется менее сложные приспособления и инструменты. Строгание менее производительный метод обработки по сравнению с фрезерованием. Однако, в ряде случаев, например, при обработке клиновых пазов, соединений типа «ласточкин хвост» и других — это эффективный метод обработки под углом расположенных поверхностей.

Строгание сталей выполняется при скорости V=15–45 м/мин, подаче 2,5–0,5 мм/дв. ход; — серых чугунов с НВ200–250 V=20–40 м/мин, подача 1,6–0,4 мм; для легированных чугунов с НВ 250–450 V=15–26 м/мин, подача 1,2–0,4 мм [1, 2] и другие.

Опиливание — это преимущественно ручная обработка со снятием мелкой стружки многозубым инструментом – напильником (надфилем). Опиливание применяют при слесарных операциях для изготовления инструментов, форм и моделей [1, 2]. Опиливание обеспечивает на небольшой площади поверхности точность по 14–17 квалитетам, а при пригоночных работах 12 квалитет точности; высотный параметр шероховатости от Ra 20–40 мкм до Ra 5–2,5 мкм. Опиливание требует высокой квалификации рабочего. Опиливание выполняется различными по форме напильниками в зависимости от формы обрабатываемых поверхностей.

Рис. 3. Методы обработки плоских поверхностей

Таблица 4

Высотный параметр шероховатости Ra и квалитет точности IT, достигаемый при абразивной обработке плоских поверхностей