Конспект лекций по технологии машиностроения. 1. Технология изготовления валов 3 Способы получения заготовок валов 3

• Название: 1. Технология изготовления валов 3 Способы получения заготовок валов 3
• Анкор: Конспект лекций по технологии машиностроения.doc
• Дата: 30.01.2017
• Размер: 3.82 Mb.
• Имя файла: Конспект лекций по технологии машиностроения.doc
• Тип: Документы; #1292
• Категория: Промышленность. Энергетика
• страница: 4 из 14

2.5. Обработка плоскостей корпусов

Плоскости корпусов обрабатывают строганием, фрезерованием, протягиванием, точением и шлифованием.

Строгание плоскостей на продольно-строгальных станках применяют в единичном производстве. Недостатком строгания является низкая производительность, преимуществом – простота и невысокая стоимость инструмента.

Чаще всего плоскости корпусов обрабатывают фрезерованием. В единичном и мелкосерийном производствах небольших корпусов применяют консольно-фрезерные станки с поворотными столами, позволяющими обрабатывать в один установ заготовку с четырех сторон.

Более тяжелые заготовки обрабатывают на бесконсольных фрезерных станках. В серийном производстве корпуса призматической формы обрабатывают на многошпиндельных продольно-фрезерных станках с использованием многоместных приспособлений. В крупносерийном и массовом производстве плоскости фрезеруют на карусельно- и барабанно-фрезерных станках непрерывного действия.

При черновой обработке плоскостей эффективно применение обдирочного шлифования торцом сборного сегментного круга со снятием припуска до 5 мм. Торцовые поверхности корпусов, имеющих конфигурацию тел вращения, обрабатывают резцами на токарно-карусельных или расточных станках, на многорезцовых и многошпиндельных токарных полуавтоматах.

Плоскости небольших корпусов протягивают на вертикально-протяжных станках. При этом обеспечивается параметр шероховатости мкм, допуск плоскостности 5 мкм на длине 300 мм и точность размеров по 7 квалитету.

Черновое и чистовое торцовое фрезерование обеспечивает допуск плоскостности 0,03 мм на длине 300 мм и точность размеров по 11 квалитету при параметре шероховатости мкм.

Для достижения более высокой точности применяют чистовое шлифование и тонкое фрезерование плоскостей, а в единичном и мелкосерийном производствах – шабрение.

Ранее на заводах находило применение также тонкое строгание.

2.6. Обработка отверстий корпусных деталей

2.6.1. Оборудование для обработки отверстий

В единичном и серийном производствах обработка небольших основных и вспомогательных отверстий может выполняться на вертикально- и радиально-сверлильных станках. Последние используют обычно при массе заготовки свыше 30 кг. Для уменьшения потерь времени на замену последовательно работающих инструментов применяют быстросменные патроны и оправки, устанавливают на шпиндель станка револьверные головки.

При увеличении объема выпуска применяют вертикально-сверлильные станки с поворотными столами и многошпиндельные насадки. На радиально-сверлильных станках поворот заготовки осуществляется с помощью специальных приспособлений – кантователей.

Корпуса фланцевого типа обрабатывают на токарно-карусельных и токарно-револьверных станках, а заготовки коробчатой формы – на расточных станках. В крупносерийном и массовом производствах эффективно применение агрегатных станков и автоматических линий.

Чистовая и отделочная обработка точных отверстий в единичном и мелкосерийном производствах выполняется на координатно-расточных и круглошлифовальных станках. В крупносерийном и массовом производствах – на отделочно-расточных и хонинговальных.

В настоящее время в серийном производстве получили распространение станки с ЧПУ, в т.ч. и обрабатывающие центры с автоматической сменой инструмента. Станки с ЧПУ расширяют возможности многостаночного обслуживания, уменьшают потребность в высококвалифицированной рабочей силе, повышают качество обработки за счет оптимизации режимов резания, увеличения скорости вспомогательных ходов, концентрации переходов, устранения многих ошибок субъективного характера и т.д.

В крупносерийном и массовом производствах могут использоваться гибкие автоматические линии (ГАЛ) из модулей, имеющих несколько шпиндельных головок для обработки заготовок с разных сторон. При этом должна обеспечиваться возможность автоматической смены головок и передачи заготовок по гибкому маршруту.

2.6.2. Обработка отверстий в единичном и мелкосерийном производствах

В единичном и мелкосерийном производствах заготовку устанавливают на столе станка с выверкой, добиваясь того, чтобы основные базы или оси размеченных отверстий были параллельны оси шпинделя. На современных станках для этого используют датчики касания. В шпиндель вставляют инструмент или консольную оправку с режущим инструментом, совмещают оси шпинделя и одного отверстия и производят обработку. Затем, используя механизмы и отсчетные устройства станка, последовательно совмещают ось шпинделя с осями других отверстий и выполняют их обработку.

Для растачивания отверстий в удаленных стенках и при обработке отверстий со взаимно перпендикулярными осями стол станка поворачивают соответственно на 180⁰ или 90⁰. Менее удобно применение длинных () оправок, т.к. они нуждаются в дополнительной опоре. Точность растачивания зависит от схемы обработки, жесткости оправок, состояния станка, квалификации и внимательности рабочего.

2.6.3. Обработка отверстий в серийном и массовом производствах

В серийном и массовом производствах отверстия корпусов обрабатывают в кондукторах – приспособлениях с кондукторными втулками для направления инструмента. Положение оси инструмента определяется кондуктором, и точность координат оси отверстия почти не зависит от точности станка, поэтому сравнительно высокую точность координат удается получить даже на изношенных станках.

При предварительной наладке инструмента точность обработки не зависит и от квалификации рабочего.

Инструмент может быть жестко связан со шпинделем или иметь возможность небольшого поступательного перемещения и/или поворота относительно него. При жесткой связи используются 2 схемы расположения кондукторных втулок (рис. 2.3.).



Рис. 2.3. – Схема обработки отверстия с использованием кондуктора.

Преимуществом схемы «а» является простота конструкции приспособления, меньшая длина инструмента, простота обслуживания станка.

Недостатками – меньшая жесткость системы и производительность обработки.

При жесткой связи необходимо точно совместить оси шпинделя и отверстия кондукторной втулки, поэтому такую связь чаще всего используют при обработке на вертикально- и радиально-сверлильных станках, где совмещение осей не вызывает затруднений.

При относительно свободном (шарнирном) соединении инструмента со шпинделем также возможны 2 схемы расположения кондукторных втулок, направляющих одну оправку, - с разных сторон от заготовки или с одной стороны (рис. 2.4.).

Преимуществом первой схемы являются: увеличенная жесткость системы, повышенная точность обработки, меньшие габариты станка и приспособления.

Однако, при этой схеме возрастает длина вспомогательных ходов, увеличивается длина и масса инструментов, затрудняется ввод инструмента в кондуктор и обслуживание станка.

Тип кондуктора и компоновка специальных агрегатных расточных станков выбираются на основании технико-экономического анализа, при котором в первую очередь учитываются требования точности детали.

Необходимость направления инструмента усложняет конструкцию приспособления. На современных координатно-расточных станках с программным управлением, благодаря жесткой конструкции станка, обработка отверстий производится без направления инструмента. Это уменьшает потребность в специальных инструментах, упрощает обслуживание и подготовку производства.



Рис. 2.4. – Схема растачивания отверстий «плавающим» инструментом.

2.6.4. Инструменты для обработки отверстий

В качестве режущих инструментов при обработке небольших отверстий используют сверла, зенкеры, развертки, цековки и зенковки. Отверстия средних и больших диаметров получают обычно в исходных заготовках, а затем обрабатывают резцами, расточными пластинами и блоками, зенкерами, развертками и резцовыми головками. Наиболее часто используют резцы, которые просты, относительно недороги, позволяют добиться прямолинейности и правильности положения оси отверстия.

Недостатками при использовании резцов являются:

1. Неуравновешенная радиальная сила резания, изгибающая оправку, и, как следствие, увеличенный износ кондукторных втулок;

2. Меньшая производительность, чем при обработке многолезвийным инструментом.

Выбор состава переходов и инструментов определяется размерами и формой отверстия, требованиями к точности обработки, качеством исходных заготовок и другими конкретными условиями.

Например, в серийном производстве обработка отверстия в отливке включает черновое зенкерование или растачивание (), получистовое растачивание или зенкерование (), предварительное и чистовое развертывание (,).

2.6.5. Условия работы многолезвийного инструмента

Пусть многолезвийный инструмент направляется шпинделем станка с кондуктором, кроме того, он стремится занять такое положение, при котором его ось совпадала бы с осью ранее полученного отверстия заготовки. Это приводит к уводу оси инструмента, т.е. смещению оси инструмента и обработанного отверстия относительно оси вращения шпинделя. Чем меньше главный угол в плане (рис. 2.5.), тем больше радиальная составляющая силы резания, тем больше увод.



Рис. 2.5. – Схема обработки отверстия многолезвийным инструментом.

При очень малых значениях инструмент может полностью направляться обрабатываемым отверстием. Для использования этого эффекта нужно полностью освободить инструмент от связи. Примером такого освобожденного или «плавающего» инструмента являются ручные развертки, плавающие пластины, качающиеся развертки (рис. 2.6.).



Рис. 2.6. – Схема «плавающего» инструмента.

Припуски, удаляемые плавающим инструментом с диаметрально противоположных участков обрабатываемой поверхности, имеют одинаковую толщину, что облегчает достижение высокой точности диаметральных размеров, круглости и малой шероховатости поверхности отверстий. В то же время «плавающие» инструменты не исправляют координаты, увод и искривление осей отверстия. Эти ошибки устраняют жестко направленные инструменты. Для улучшения условий их работы рекомендуется:

1. Увеличивать главные углы в плане . Например, у зенкеров и пластин, которые применяют при необходимости врезания со стороны наклонной поверхности, при неравномерном припуске и т.п. угол в плане .

2. Стремиться к совпадению оси обрабатываемого отверстия с осью шпинделя, поэтому предпочтительно вести обработку в один установ.

2.6.6. Отделочная обработка отверстий

Отделочная обработка отверстий выполняется тонким растачиванием, хонингованием, внутренним шлифованием, поверхностным растачиванием, доводкой.

Тонкое растачивание и шлифование позволяет получить точность диаметральных размеров по 7 квалитету, шероховатость мкм, высокую точность расположения оси отверстия.

Тонкое растачивание выполняется на специальных отделочно-расточных станках. Для шлифования отверстий корпусных деталей используются станки с круговым движением подачи инструмента (1) при неподвижной заготовке (2) (рис. 2.7.).



Рис. 2.7. – Схема шлифования отверстия в корпусе.

После развертывания или тонкого растачивания отделка отверстия осуществляется хонинговальной головкой с абразивными брусками (рис. 2.8.).



Рис. 2.8. – Схема хонингования отверстия

Хонингование исправляет овальность и конусность отверстия, позволяет получить точность диаметра по 6 квалитету, шероховатость поверхности мкм и менее.

По сравнению со шлифованием хонингование имеет следующие преимущества:

1. На многошпиндельных станках можно одновременно хонинговать несколько отверстий.

2. Отсутствует отжим инструмента неуравновешенной радиальной силой и легче достигается точность формы отверстия.

3. Отсутствуют вибрации при обработке.

4. Возможна обработка глубоких отверстий.

Однако, хонинговальная головка является плавающим инструментом и не может исправить положение отверстия. Недостатком хонингования является высокая стоимость современных хонинговальных станков.

Альтернативой хонингования может служить так называемое «алмазное развертывание» - обработка притиром с нанесенным на него методом гальваностегии абразивом.

Обработка осуществляется на любом станке с вращающимся шпинделем. Погрешность формы при обработке деталей холодильника «Минск» (компрессора) не превышает 1 мкм.