Материал: Технология машиностроения. Пачевский В.М

3.2.2. Обработка на сверлильных станках

Сверлильные станки подразделяют на универсальные, специализированные и специальные. На универсальных сверлильных станках можно выполнять любые операции по обработке отверстий. К универсальным станкам относятся: вертикально-сверлильные, радиально-сверлильные, настольно-сверлильные и др.; к специализированным сверлильные станки для глубокого сверления. В массовом производстве применяют специальные агрегатные многошпиндельные сверлильные станки, предназначенные для выполнения определенной операции.

При необходимости соблюдения точных межцентровых расстояний между отверстиями применяют кондукторные плиты, которые перед сверлением отверстий подводят к поверхности обрабатываемой заго­товки, а затем шпиндели с инструментами направляют для сверления через кондукторные втулки, установленные на плите.

В массовом производстве при обработке заготовок корпусных деталей и др. применяют агрегатные многошпиндельные станки, кото­рые состоят из нормализованных узлов и механизмов. На агрегатных станках производят сверление, развертывание, нарезание резьбы и прочие работы, кото­рые обычно выполняют на сверлильных станках. Агрегатные сверлильные стан­ки во многих случаях встраивают в авто­матические станочные линии. Их можно переналаживать в зависимости от ус­ловий и требований технологического процесса.

Основные виды обработки, которые можно выполнять на сверлильных стан­ках, приведены на рис. 3.10.

Сверление отверстий произво­дится при вращении сверла и его осе­вой подаче (рис. 3.10, а). Инструментом служит обыкновенное спиральное или другой конструкции сверло. Сверление обеспечивает шероховатость Ra = 5 - 20 мкм и 9-й квалитет точности.

На сверлильном станке часто выпол­няют рассверливание, т. е. вторичную обработку сверлом большего диаметра ранее просверленного отверстия, это делают для того, чтобы сохра­нить межцентровое расстояние при сверлении отверстий больших диаметров, когда обработка одним сверлом большего диаметра может дать значительное отклонение оси сверления. При нормальном свер­лении достигается точность отверстия по 9 - 10-му квалитетам.

Зенкерование отверстий (рис. 3.10, б) производится зенке­ром и служит для улучшения геометрической формы ранее просвер­ленного цилиндрического отверстия. Черновое зенкерование обеспечивает точность обработки отверстия 9-й квалитет и шероховатость Ra = 5-20 мкм, чистовое зенкерование обеспечивает точность обработки отверстия 7-8 квалитеты и шероховатость Ra = 1,25-10 мкм.

Развертывание отверстий (рис. 3.10, в) выполняют после зенкерования, для того чтобы устранить грубые следы предыдущей обработки; расположение оси отверстия при этой операции не может быть исправлено.

Развертывание производят одно- или многократно. При однократном развертывании достигается точность обработки отверстия по 7 ÷ 8-му квалитетам, а при двух- или трехкратном развертывании можно достигнуть точности по 6 ÷7-му квалитетам. Шероховатость поверхности отверстия при развертывании может быть доведена до 0,16- 0,32 мкм.

Нарезание резьбы (рис. 3.10, г) производят после сверления отверстия под размер нарезаемой резьбы метчиками различных конструкций. При этом необ­ходим обратный ход шпин­деля (реверсирование) для вывертывания метчика из заготовки после нарезания резьбы. Исключение со­ставляют так называемые «падающие» метчики (выпа­дающие из гнезда шпинде­ля) и специальные гаечные метчики, у которых наре­занные гайки перемещают­ся последовательно на гладкую часть стержня метчика.

Цекование (рис. 3.10 е) предусмотрено для подрезки торца бобышки заготовки или для получения ступенчатого отверстия. Эту операцию выполняют специальным инструментом - цековкой, которая имеет переставной резец 1, устанавливаемый по размеру диаметра обрабатываемой поверхности, и направляющую часть 2 для обеспе­чения соосности поверхностей ступенчатого отверстия.

Рис. 3.10. Основные виды обработки на сверлильных станках

3.2.3. Обработка на расточных станках

Расточные станки применяют главным образом для обработки в заготовках корпусных деталей отверстий с точно координированными осями (блоки двигателей, коробки передач и т. п.).

Растачивание может быть предварительным, чистовым и тонким. При предварительном растачивании Ra = 80…10, при чистовом 10…1,25, при тонком 2,5…0,63 мкм.

Универсально-расточные станки подразделяют на станки для обычных расточных работ и для точных расточных работ; к последним, в частности, относятся координатно-расточные станки, служащие для обработки отверстий с особо точными межцентровыми расстояниями. Они бывают горизонтальные и вертикальные.

На горизонтально-расточных станках можно сверлить и развертывать отверстия, нарезать в них резьбу и фрезеровать плоскости. Такие станки применяют в единичном и мелкосерийном производствах для обработки заготовок корпусных деталей.

На рис. 3.11 показаны основные виды работ, выполняемые на горизонтально-расточном станке, с указанием движений основных узлов станка.

На рис. 3.11, а показано одновременное растачивание двух концентричных отверстий резцами, закрепленными на борштанге 2, которую приводит во вращение шпиндель 1 и поддерживает люнет 3 задней стойки. При обработке заготовки стол 4 перемещается параллельно оси шпинделя (продольная подача). Этот способ растачивания с продольной подачей стола применяется в случае, когда расположенные соосно растачиваемые отверстия имеют значительную длину и возможен прогиб борштанги 2.

На рис. 3.11, б показано растачивание отверстия большого диаметра с помощью резца, закрепленного в резцедержателе 2, который укреплен на планшайбе 1. Продольная подача заготовки осуществляется движением стола 3, а радиальная подача резца - радиальным перемещением резцедержателя на планшайбе. Этим способом можно растачивать отверстия большого диаметра, но сравнительно малой длины.

На рис. 3.11, в показана обработка «летучим» суппортом торца заготовки после растачивания отверстия. В данном случае заготовка неподвижна и стол не перемещается. Планшайба 1 вращает резцедержатель 2 с закрепленным резцом, который перемещается радиально, обрабатывая торцевую поверхность заготовки. Эта операция часто встречается при обработке больших несимметричных поверхностей.

Рис. 3.11. Схемы основных видов работ, выполняемых

на горизонтально-расточном станке

На рис. 3.11, г показан пример совместной работы шпинделя 2 и планшайбы 1. Одновременно растачивается отверстие резцом, закрепленным на борштанге 4, и обрабатывается торец заготовки резцом, закрепленным в резцедержателе 3. Заготовка вместе со столом 5 неподвижна.

3.2.4. Обработка на шлифовальных станках

Внутреннее шлифование применяют главным образом при обработке точных отверстий в закаленных деталях, а также в тех случаях, когда по каким-либо причинам невозможно применять другие, более произ­водительные методы точной обработки отверстий, например алмазное растачивание, хонингование и др.

Существуют два способа внутреннего шлифования: шлифование отверстия во вращающейся заготовке, шлифование отверстия в непод­вижной заготовке.

Первый способ применяют при шлифовании отверстий в небольших по размерам заготовках, большей частью представляющих собой тела вращения, например отверстий в зубчатых колесах, в кольцах шарико-и роликоподшипников, а второй - при шлифовании отверстий в заготовках корпусных деталей, которые неудобно или невозможно закрепить в патроне станка.

В первом случае обрабатываемую заготовку зажимают в патроне и приводят во вращательное движение, как это производят на токарном станке (рис. 3.12, а). Во втором случае заготовка устанавливается на столе станка, а шпиндель шлифовального круга, помимо вращатель­ного движения, скорость которого соответствует окружной скорости шлифовального круга, имеет и планетарное движение со скоростью, соответствующей скорости вращения заготовки при шлифовании (рис. 3.12, б).

Рис. 3.12. Методы шлифования отверстий:

а - с вращением обрабатываемой заготовки;

б - с планетарным движением шлифовального круга

В обоих случаях осуществляется продольная подача шлифовального круга вдоль оси шлифуемого отверстия: в первом случае - движением шпиндельной головки, во втором - движением стола.

Наиболее существенное отличие внутреннего шлифования от наружного круглого шлифования заключается в том, что обработка производится кругом малого диаметра. Обычно диаметр круга при внутреннем шлифовании составляет 0,7 ÷ 0,9 диаметра шлифуемой заготовки.

По методу обеспечения заданной шероховатости внутреннее шлифование может быть черновым, предварительным и чистовым. Черновое шлифование применяется очень редко в тех случаях, когда поверхность отверстия в заготовке имеет следы песка, твердые шлаковые включения. Предварительное шлифование обеспечивает шероховатость Ra = 1,25…0,63, чистовое 0,63…0,16 мкм. Чистовое шлифование в ряде случаев может считаться отделочным видом обработки.

3.2.5. Обработка на протяжных станках

Протягивание - процесс обработки поверхности специальным инструментом - протяжкой, зубья которой за один ход снимают весь припуск.

На протяжке, кроме основных режущих зубьев, имеются калибрующие, придающие обрабатываемой поверхности требуемые точность и чистоту.

Различают три основных вида протягивания: по профильной схеме (рис. 3.12, а), осуществляемый протяжками, все зубья которых имеют профиль, подобный профилю (контуру) поперечного сечения обрабатываемой поверхности, различаясь только размерами, причем каждый зуб последовательно снимает слой металла по форме профиля обрабатываемой поверхности; по генераторной схеме (рис. 3.13, б), осуществляемый фигурными протяжками, зубья которых имеют переменный профиль с дугообразной или прямолинейной формой главной режущей кромки, постепенно переходящий к заданному профилю обрабатываемой поверхности; по прогрессивной схеме (рис. 3.13, в), осуществляемый протяжками, у которых все режущие зубья разбиты на группы, обычно по два зуба, причем каждый зуб группы формирует только определенный участок профиля обрабатываемой поверхности. При этом режущие кромки зубьев перекрывают друг друга.

Рис. 3.13. Схемы протягивания

Первая схема применима при протягивании поверхностей со снятием тонкого слоя металла по всей ширине обработки. Обработка по корке при этой схеме не производится. Генераторная схема упрощает изготовление протяжек, так как в этом случае нет необходимости в заточке зуба протяжки по всему фасонному затылку. Прогрессивная схема в основном применяется при протягивании необработанных предварительно поверхностей.

Величины припусков под протягивание при обработке цилиндрических отверстий колеблются от 0,5 до 1,5 мм на диаметр в зависимости от диаметра отверстий. Точность обработки по 8 -му квалитету.

Достигаемая шероховатость поверхности составляет Ra = 2,5…0,32 мкм. На (рис. 3.14) приведен общий вид наиболее распространенного горизонтально-протяжного станка. На станине 4 установлены основные узлы станка; в полой ее части размещен со всеми агрегатами и приводом от электродвигателя 1 гидропривод 3, который приводит в движение шток 2. Наружный конец штока покоится на дополнительной опоре, перемещающейся вместе с ползуном 5. Конец штока снабжен зажимным приспособлением 6 для крепления протяжки 8, другой конец которой поддерживается подвижным люнетом 9. Обрабатываемая заготовка 7 при протягивании упирается в торец станины.

Для перемещения штока с различными скоростями рабочего хода и установки протяжек с различной длиной в гидроприводе предусмотрено устройство для изменения длины и скорости движения ползуна 5.

По конструкции зубьев протяжки бывают режущими и уплотняющими. В первом случае зубья имеют острые режущие кромки, а во втором - округленные, работающие на уплотнение обрабатываемой поверхности.

Рис. 3.14. Общий вид горизонтально-протяжного станка

По профилю протяжки подразделяют на плоские, круглые и фасонные. Различают также сборные протяжки со вставными зубьями и наборные, оснащенные пластинками твердого сплава.

Разность высоты двух смежных зубьев определяет толщину слоя металла, срезаемого каждым зубом протяжки, или величину подъема на зуб, которая зависит от свойств обрабатываемого материала, материала протяжки, жесткости заготовки, формы протягиваемой поверхности и т. д. Для разделения широкой стружки на поверхности режущей части зубьев прорезаны стружкоразделительные канавки (от 6 до 12).

Наиболее распространенными являются круглые протяжки с прямыми зубьями (рис. 3.15, а). Их выполняют иногда сборными в целях экономии быстрорежущей стали.