Перевести страницу
0
Корзина пуста

Машиностроительное предприятие - цех металлообработки, станочные работы любой сложности

Статьи

Подписаться на RSS

Строгание и долбление плоских поверхностей

Строгальные станки предназначены для обработки резцами горизонтальных, вертикальных и наклонных поверхностей. Строгание выполняется прерывисто: рабочий ход (РХ) резца сменяется вспомогательным (ВХ); применяется в условиях единичного (n <) и мелкосерийного производства.

В продольно-строгальных станках 71 и 72 (71 – одностоечные, 72 – двухстоечные) главным движением является прямолинейное возвратно-поступательное движение стола с заготовкой; подача в поперечном направлении сообщается строгальному резцу в конце вспомогательного хода стола. У поперечно-строгальных станков 73 главное движение возвратно-поступательное совершает ползун с резцом, подача сообщается столу с заготовкой в конце вспомогательного хода резца в направлении, перпендикулярном движению инструмента

На долбежных станках производят обработку плоских вертикальных и наклонных поверхностей, пазов, канавок, профильных отверстий и т. п. Главным движением является возвратно-поступательное перемещение ползуна с долбежным резцом; движение периодической подачи совершает стол с заготовкой.

Строгальные резцы изготавливают с более массивными, чем у токарных резцов, державками прямыми и изогнутыми. Такая конструкция увеличивает его прочностные и упругие свойства при периодическом врезании в заготовку. Резцы изготавливают из быстрорежущей стали или с пластинками из твердых спеченных сплавов проходными, отрезными, прорезными, чистовыми. Для повышения производительности обработки применяют чистовые широкие резцы с шириной режущего лезвия 35 – 40 мм.

Долбежные резцы изготавливают проходными, прорезными, для шпоночных пазов с шириной режущего лезвия от 4 до 28 мм. Чистовое строгание позволяет получить параметры шероховатости Ra = 0,4 – 6,3 мкм.

Мнемосхема

Фрезерование плоских поверхностей

Фрезерование – метод обработки поверхностей заготовки фрезами (многолезвийными режущими инструментами). Фрезерование плоских поверхностей можно производить на станках горизонтально-фрезерных 68 (группа 6, тип 8), вертикально-фрезерных 68 (группа 6, тип 1) и др.

Движения в станке 68: главное – вращение шпинделя с фрезой вокруг горизонтальной оси; движения подач – продольное, поперечное и вертикальное перемещение стола с заготовкой.

Движения в станке 61: главное – вращение шпинделя с фрезой вокруг вертикальной оси; движения подач идентичны станку 68.

Фрезерование плоских поверхностей на станках 68 к 61 осуществляют двумя способами: против подачи (направления вращения фрезы и подачи противоположны), по подаче (направление вращения фрезы совпадает с направлением подачи).

Фрезерование против подачи имеет ряд особенностей: нагрузка на зубья фрезы возрастает постелено до максимальной; при этом на заготовку действует сила, которая стремится оторвать ее от стола – это вызывает вибрации и увеличение шероховатости поверхности. При фрезеровании по подаче каждый зуб фрезы начинает срезать припуск от максимальной толщины до минимальной Действующая на заготовку сила прижимает ее к столу, что снижает вибрацию.

Ознакомимся с некоторыми схемами фрезерования плоских поверхностей на станках 68 и 61.

На горизонтально-фрезерных станках фрезеруют разнообразные поверхности: горизонтальные (цилиндрическими фрезами), вертикальные (торцовыми фрезами), комбинированные (набором фрез), уступы и прямоугольные пазы (концевыми и дисковыми фрезами), скосы (одноугловыми фрезами) и др. На вертикальнофрезерных станках также обрабатывают поверхности: горизонтальные, вертикальные, скосы (торцовыми фрезами), уступы и прямоугольные пазы (концевыми фрезами).

Установка заготовок при обработке на станках 68 и 61 производится непосредственно на столах станков с креплением прихватами, а также на угольниках, призмах, в машинных тисках, делительных головках.

Размерная точность (квалитеты) и шероховатость при фрезеровании черновом, чистовом, тонком равна соответственно 13 – 14, Ra = 6,3 – 12,5 мкм; 8 – 10, Ra = 1,6 – 3,2 мкм; 6 – 7, Ra = 0,80 мкм.

Отделочная обработка отверстий. Пластическое деформирование отверстий

Хонингование отверстий производят на хонинговальных станках 38 (группа 3, тип 8) с целью получения высокой размерной точности, уменьшения шероховатости и снижения отклонений формы. Операции подвергают стали, чугуны, цветные метал ты. При хонинговании на поверхности образуется микропрофиль в виде сетки, что способствует удержанию смазочного материала при работе. Главное движение (вращательное) и движение продольной подачи (возвратно-поступательное) совершает хонинговальная головка (устройство, в которое установлены алмазные или алмазно-металлические бруски). Хонингование проводят с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей (керосин, водно-мыльные эмульсии и др.)

Хонингование имеет ряд преимуществ по сравнению с внутренним шлифованием: большее количество абразивных зерен участвует в процессе резания одновременно, отсутствует упругий отжим аоразивного инструмента, резание происходит более плавно, без вибраций. Качество хонингования: квалитеты 5 – 6, параметр шероховатости Ra = 0,1 – 0,8 мкм. Припуски при хонинговании назначают в зависимости от требуемых параметров шероховатости в пределах 5 – 40 мкм. Устройство хонинговальной головки позволяет раздвигать абразивные бруски в радиальном направлении.

Притирка отверстий – это окончательная обработка, обеспечивающая высокое качество поверхности (Ra = 0,025 – 0,80 мкм) при незначительных погрешностях формы. Производится на станках 38. Притир совершает движения вращательное и возвратно-поступательное. На притиры (чугунные, стальные, латунные, медные, стеклянные) наносят абразивные пасты, абразивный порошок либо подают в зону обработки суспензию (абразивный порошок, керосин и др.). В качестве абразивных материалов используют: электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, эльбор, алмазные микропорошки.

Для обработки отверстий поверхностным пластическим деформированием (ППД) применяют раскатывание, калибрование, алмазное выглаживание.

Раскатывание отверстий производят с помощью раскаток шариковых и роликовых на токарных и др. станках. Обработка позволяет получить точность размеров по 7 – 11 квалитетам, параметры шероховатости Ra = 0,2 – 0,8 мкм

Калибрование отверстий – операция ППД, при которой в отверстиях перемещают с натягом деформирующий инструмент (оправки, шарики). При этом инструмент сглаживает микронеровности, устраняет погрешности формы; упрочняет поверхность. Калиброванию подвергают заготовки из углеродистых и легированных сталей, цветных металлов и сплавов. Деформирующий инструмент изготавливают из твердых спеченных сплавов ВК8, ВК15. Обработка ведется с обязательным применением смазочно-охлаждающих технологических средств (эмульсии и др.). Скорость обработки 2 – 25 м/мин. Параметры шероховатости Ra = 0,1 – 0,8 мкм.

Алмазное выглаживание отверстий производят с помощью инструмента-наконечника, в который вмонтирован алмаз (масса 0,2 – 0,85 карата). Используют станки сверлильные, токарные, расточные и др. Алмаз хрупок, поэтому не рекомендуется обрабатывать алмазным выглаживанием прерывистые поверхности. Параметры шероховатости обработанных поверхностей Ra = 0,05 – 0,1 мкм. Отверстия после выглаживания обладают высокой износостойкостью и выносливостью.

Мнемосхема

Шлифование отверстий

Высокоточную обработку отверстий производят на внутри-шлифовальных станках 32 (группа 3, тип 2). Движения, совершаемые при внутреннем шлифовании: главное — вращение абразивного круга, продольная подача — перемещение круга вдоль оси отверстия, поперечная подача — периодическое смещение бабки шлифовального круга, круговая подача — вращение заготовки.

Шлифование отверстий на станках 32 производят двумя методами: напроход и врезанием. Шлифование врезанием применяют для обработки коротких, фасонных и глухих отверстий. При шлифовании сквозных отверстий используют метод напроход.

Размеры шлифовального круга (диаметр и ширина) выбирают в зависимости от диаметра и длины отверстия. Так, диаметр шлифовального круга составляет 0,7 — 0,9 диаметра отверстия. Скорость вращения круга соотносится с материалом заготовки. Круговая подача (вращение заготовки) составляет 0,03 от скорости шлифовального круга.

На станках 32 заготовки обрабатывают в патронах кулачковых (единичное производство n < ) и мембранных (серийное n > и массовое n >> производство).

Припуски на шлифование устанавливают в зависимости от диаметра отверстия (для больших диаметров предусмотрены большие припуски). Качество внутреннего шлифования оценивается размерной точностью по квалитетам 5 — 6 и параметрам шероховатости Ra = 0,4 — 1,6 мкм.

Мнемосхема

Обработка отверстий на протяжных станках

Внутреннее протягивание отверстий производят на горизонтально-протяжных станках (75) и вертикально-протяжных (76) Обработка производится многолезвийным режущим инструментом – протяжкой. Скоростью резания при протягивании является скорость поступательного движения протяжки относительно неподвижной заготовки Подача и глубина резания – это разность размеров двух соседних зубьев протяжки по высоте.

Отличительная особенность протягивания состоит в том, что каждый зуб протяжки срезает небольшой припуск, причем размер каждого последующего зуба протяжки больше предыдущего. На станках 75 и 76 чаще протягивают отверстия 10 – 75 мм с длиной до трех диаметров

Протягивание отверстий можно производить по профильной, генераторной и групповой (прогрессивной) схеме резания. При профильной схеме резания (ПРОФИЛЬ) зубья протяжки имеют поперечный профиль, соответствующий профилю обрабатываемого отверстия. Профильную схему применяют для обработки отверстий простой формы, т к. сложно изготовить точный профиль зубьев протяжки.

Генераторную схему протягивания (ГЕНЕРАТОР) применяют для обработки фасонных отверстий (шлицевых, квадратных и др.).

Протяжка выполнена так, что припуск срезается зубьями, постепенно переходящими от круглой формы к профилю заданного отверстия.

Генераторные протяжки менее сложны в изготовлении, чем профильные. При групповой схеме протягивания (ГРУППА) припуск срезается не по всему профилю, а частями так, что каждый зуб срезает материал с части профиля отверстия, следующий зуб такого же диаметра удаляет припуск с другой части профиля отверстия и т. д. Число зубьев одинакового диаметра в группе 2 – 5.

Производительность протягивания в 3 – 12 раз превышает производительность других методов механической обработки отверстий (развертывания, шлифования и др.). На протяжных станках с автоматической загрузкой заготовок количество обработанных отверстий достигает до 1000 штук в час. Протягивание применяют в крупносерийном и массовом производстве. Высокая производительность протягивания обусловлена тем, что весь припуск (2) снимается за один проход.

Протягиванием получают отверстия круглые, квадратные, многогранные, шлицевые, шпоночные и др. Качество обработанных отверстий высокое и соответствует квалитетам 7 – 9 и пара метрам шероховатости Ra = 0,40 – 1,6 мкм.

Мнемосхема

Обработка отверстий на вертикально-и радиально-сверлильных станках

На станках сверлильной группы (2) отверстия обрабатывают: сверлением, рассверливанием, зенкерованием, развертыванием, цекованием, зенкованием, растачиванием и др. способами.

Рассмотрим обработку отверстий на станках вертикально-сверлильных 21 (группа 2, тип 5) и радиально-сверлильных 25 (группа 2, тип 5). На этих станках режущий инструмент (сверло и др.) совершает вращательное (вокруг оси) и поступательное (вдоль оси) движение подачи (при неподвижной заготовке). Радиально-сверлильные станки обеспечивают обработку отверстий в крупногабаритных и массивных заготовках. Станки 25 в отличие от станков 21 позволяют совместить ось режущего инструмента и обрабатываемого отверстия путем перемещения шпиндельной головки с инструментом (при неподвижной заготовке).

Сверление – операция получения отверстия в сплошном материале (рассверливание – увеличение диаметра просверленного отверстия). Для этих операций в качестве режущего инструмента часто применяют спиральные сверла диаметрами 0,15 – 80 мм. Получаемые отверстия имеют точность размеров по квалитетам 12 – 13 при качестве поверхности Ra = 12,5 – 25 мкм. Для комплексной обработки отверстий применяют многоленточные комбинированные сверла (четырех- или шестиленточные).

Зенкерование – операция обработки предварительно полученного отверстия для придания ему более точной геометрической формы, повышения размерной точности и качества поверхности.

Развертывание – чистовая обработка отверстия с точностью по квалитетам 7 – 9 и параметрам шероховатости Ra = 0,4 – 6,3 мкм. Высокое качество поверхности и точность обработки обеспечиваются наличием у развертки 6 – 12 режущих кромок. Развертывание производят обычно после зенкерования.

Зенкование – обработка конических углублений под головки винтов, заклепок, болтов и др. Обработку ведут зенковками, на конических образующих которых расположены режущие кромки.

Цекование – получение цилиндрических углублений или обработка торцовых поверхностей, расположенных перпендикулярно оси отверстия.

Эжекторные сверла (ЭЖЕКТОР) выполняют со сменными многогранными пластинами. Особенность таких сверл в том, что смазочно-охлаждающая жидкость способна создать разрежение в зоне резания для отсоса стружки в центральную полость сверла. Трепанирующие сверла сверлят в сплошном материале кольцевые канавки. При этом образуются небольшое количество стружки и цилиндрический стержень. Смазочно-охлаждающая жидкость подается к режущим кромкам через сверло, а стружка выходит наружу или внутрь.

Мнемосхема

Обработка поверхностей пластическим деформированием

Поверхностное пластическое деформирование (ППД) – эффективный метод обработки давлением, при которой пластически деформируется только поверхностный слой материала детали. Цель ППД – изменение структуры (создание поверхностного наклепа), уменьшение параметров шероховатости и размеров заготовки до допустимых. Основные методы ППД: обкатывание, алмазное выглаживание, накатывание рифлений, ультразвуковое упрочнение, дробеструйное упрочнение и др.

Обкатывание заключается в том, что с помощью роликов (шариков) оказывают давление на поверхность детали. При этом сглаживаются микронеровности, увеличивается микротвердость. При обкатывании создается вращательное и поступательное движение детали и роликового (шарикового) приспособления.

Материал роликов (шариков) – стали ШХ15, ХВГ, У12А и др. Твердость после термообработки 61 – 66 HRCэ. Обкатке подвергают детали, размеры которых изготовлены по квалитетам 7 – 11. Достижимая шероховатость Ra = 0,2 – 0,8 мкм.

Алмазное выглаживание (АЛМАЗ) состоит в том, что алмаз, смонтированный в державке, прижимается с определенной силой к обрабатываемой поверхности. При вращении заготовки алмазный инструмент скользит вдоль нее, в результате чего сглаживаются микронеровности, снижается шероховатость. Алмазное выглаживание позволяет упрочнять тонкостенные детали и детали сложной конфигурации. Процесс может быть произведен на токарных и др. станках. При алмазном выглаживании размеры изменяются незначительно (до 15 мкм), качество поверхности Ra до 0,1 мкм.

Накатывание рифлений (НАКАТ) состоит в местном деформировании материала детали под действием накатных роликов. В результате накатывания несколько увеличивается наружный диаметр. Накатывание производят на токарных, револьверных и др. станках. Скорости накатывания: для стали – 10 – 25 м/мин, для чугуна – 10 – 15 м/мин.

Ультразвуковое упрочнение (УЛЬТРАЗВУК) заготовок

происходит в камере, содержащей стальные шарики 01 – 3 мм, смачиваемые эмульсией. Колебания от ультразвукового генератора через камеру передаются шарикам, которые соударяются с поверхностью заготовки. Шероховатость поверхности после обработки увеличивается.

Мнемосхема

Отделочная обработка поверхности тел вращения абразивным инструментом

Отделочную обработку абразивным инструментом (Ra <<) классифицируют на размерную и безразмерную. Отделочная обработка повышает надежность работы деталей машин. Размерная отделочная обработка уменьшает погрешности размеров, формы и параметры шероховатости (хонингование и доводка). При безразмерной отделке (суперфиниширование, полирование) уменьшаются лишь параметры шероховатости.

Хонингование представляет собой шлифование абразивными брусками. Хонингование предназначается для повышения размерной точности (квалитеты 5 – 6), снижения параметров шероховатости (Ra = 0,1 – 0,025 мкм), повышения точности формы (в 5 – 6 раз).

Доводка обеспечивает высокое качество поверхности Ra = 0,1 – 0,12 мкм), размерную точность (квалитеты 4 – 5) и точность формы (в 10 раз). Доводку производят с помощью притиров и абразивных материалов (абразивными пастами или порошками).

Суперфиниширование представляет собой безразмерную отделочную операцию (Ra до 0,012 мкм). Обработку при этом производят с помощью абразивных брусков, которым придают колебательные движения и продольную подачу.

Полированием уменьшают шероховатость поверхности (Ra до 0,1 мкм) и получают зеркальный блеск. При этом полировальные пасты наносят на быстровращающиеся (фетровые и др.) круги. Полирование производят также с помощью абразивных движущихся лент.

Мнемосхема

Обработка на шлифовальных станках поверхностей тел вращения

Круглошлифовальные станки 31 (группа 3, тип 1) позволяют производить многопроходное наружное шлифование деталей типа валов, втулок, колец и др. Главное движение осуществляется вращением шлифовального (абразивного) круга. Движение подачи производится перемещением вращающейся заготовки или шлифовального круга в продольном направлении (продольная подача). Поперечная подача шлифовального круга осуществляется на глубину резания.

Заготовки при шлифовании на станках 31 можно устанавливать на неподвижных центрах с поводковым устройством, закреплять в кулачковых или цанговых патронах, на оправках.

Применяют ряд методов шлифования: продольное, врезное, глубинное. При продольном шлифовании заготовка вращается равномерно, совершая возвратно-поступательные движения. Шлифовальный круг вращается и автоматически, в конце каждого хода заготовки, перемещается на величину поперечной подачи. Врезное шлифование применяют при обработке коротких жестких заготовок, когда ширина шлифовального круга превышает ширину шлифуемого участка. При глубинном шлифовании весь припуск снимают за один проход.

Шлифование при закреплении заготовки в цанговом патроне отличается быстродействием, хорошим центрированием. Цилиндрические детали со сквозным отверстием устанавливают на оправке, зажатой в центрах. Этим обеспечивается центрирование наружной и внутренней поверхностей.

При фасонном врезном шлифовании абразивный круг правят по копиру для получения необходимого профиля.

Врезное шлифование конических поверхностей осуществляют поворотом передней бабки или шлифовальной бабки. Схемы базирования заготовок при обработке на станках 31 и 16 идентичны (при соответствующих установках).

Точность н качество поверхностей при круглом шлифовании выше, чем при точении. При круглом шлифовании различают предварительное, чистовое, тонкое. Перечисленные виды обработки оценивают следующими параметрами: предварительное шлифование – Ra = 6,3 – 0,4 мкм, квалитеты 7 – 9; чистовое шлифование – Ra = 3,2 – 0,2 мкм, квалитеты 6 – 7; тонкое шлифование – Ra = 1,6 – 0,1 мкм, квалитеты 5 – 6.

Высокоскоростное шлифование характеризуется значительной скоростью резания – вращение шлифовального круга достигает 50 – 60 м/с. Интенсификация шлифования при этом достигается также за счет повышения точности обработки (снижение силы резания и износа круга), увеличения производительности труда (сокращение числа правок круга), увеличения стойкости круга.

Бесцентрово-шлифовальные станки, как разновидность круглошлифовальных, широко применяют в крупносерийном и массовом производстве. Заготовка, опираясь на опору, расположена между двумя кругами – шлифующим и ведущим. Эти круги вращаются в одном направлении, ид, с различными скоростями. Вследствие возникшего трения заготовка приводится во вращение. Используются методы продольной подачи (при обработке гладких цилиндрических заготовок) и врезания (для обработки коротких и фасонных заготовок). Бесцентровое шлифование в 1,5 – 2 раза производительнее круглого шлифования при высокой точности (квалитеты 5 – 6).

Мнемосхема

Построение технологического процесса

В технологическом маршруте обработки детали предусматривают очередность выполнения обработки: черновая, чистовая (точность по квалитетам 8 — 9), затем местная обработка ранее обработанных поверхностей (фрезерование канавок, нарезание резьбы и т. д.), далее отделочная обработка наиболее ответственных поверхностей (точность по квалитету 7).

При выборе станков учитывают их точность. Менее точные станки используют для черновой обработки, точные — для чистовой и отделочной обработки. При обработке тяжелых и крупногабаритных заготовок предусматривают выполнение черновой и чистовой обработки за одну операцию.

В технологическом процессе предусматривают контроль размеров и качества поверхности и назначают средства измерений параметров.

По разработанному ТП конструируют и изготавливают приспособления, средства механизации и автоматизации

Одним из путей совершенствования обработки деталей является типизация технологических процессов, которая должна устранить многообразие технологических процессов путем обоснованного сведения их к ограниченному числу типов (для сходных по конфигурации и технологическим особенностям деталей).

Разработка ТП с помощью электронно-вычислительных машин (ЭВМ) производится с меньшими затратами времени и трудоемкости. При этом можно выполнить следующие действия: выбор заготовки, расчет размеров, припусков, режимов резания, норм времени, оптимизацию маршрута обработки.

Мнемосхема