Вольфрам. раздел 6(1). Заготовок деталей машин
 Скачать 0.55 Mb.
|
|
Глава VI Обработка заготовок на станках сверлильно-расточной группы 1. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА СВЕРЛЕНИЯ Сверление - распространенный метод получения отверстий в сплошном материале. Сверлением получают сквозные и несквозные (глухие) отверстия и обрабатывают предварительно полученные отверстия в целях увеличения их размеров, повышения точности и снижения шероховатости поверхности. Сверление осуществляют при сочетании вращательного движения инструмента вокруг оси - главного движения резания и 362 МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН поступательного его движения вдоль оси -движения подачи. Оба движения на сверлильном станке сообщают инструменту. Процесс резания при сверлении протекает в более сложных условиях, чем при точении. В процессе резания затруднены отвод стружки и подвод охлаждающей жидкости к режущим кромкам инструмента. При отводе стружки происходит трение ее о поверхность канавок сверла и сверла о поверхность отверстия. В результате повышаются деформация стружки и тепловыделение. На увеличение деформации стружки влияет изменение скорости главного движения резания вдоль режущей кромки от максимального значения на периферии сверла до нулевого значения у центра. За скорость главного движения резания при сверлении принимают окружную скорость точки режущей кромки, наиболее удаленной от оси сверла, м/с: v = nZ)n/(l000-60), где D - наружный диаметр сверла, мм; п -частота вращения сверла, об/мин. Рис. 6.38. Силы, действующие на сверло Подача sB(мм/об) равна осевому перемещению сверла за один оборот. За глубину резания при сверлении отверстий в сплошном материале принимают половину диаметра сверла, мм: t = D/2, а при рассверливании t = (D-d)/2, где d - диаметр обрабатываемого отверстия, мм. В процессе резания сверло испытывает сопротивление со стороны обрабатываемого материала. Равнодействующую сил сопротивления, приложенную в некоторой точке А режущей кромки, можно разложить на три составляющие силы: Р„ Руи Рг(рис. 6.38). Составляющая Рхнаправлена вдоль оси сверла. В этом же направлении действует сила Рпна поперечную режущую кромку. Суммарная всех указанных сил, действующих на сверло вдоль оси х, называется осевой силой. Радиальные силы Ру, равные по величине, но направленные противоположно, взаимно уравновешиваются. В расчетах для определения осевой силы Р0(Н) и крутящего момента Мк(Н • м) используют эмпирические формулы 1q — K^pLJ S Кр-, MK=CHDx»s>»kH, где СРи См - коэффициенты, учитывающие физико-механические свойства обрабатываемого материала и условия резания; хР, уР, хм, уи- показатели степеней; кРи ки - поправочные коэффициенты на измененные условия резания. Коэффициенты и показатели степеней приведены в справочниках. Осевая сила и крутящий момент являются исходными для расчета сверла и узлов станка на прочность, а также для определения эффективной мощности. Эффективная мощность (кВт), затрачиваемая на резание при сверлении, Ме=Мки/(Ю00-60). ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ СВЕРЛИЛЬНО-РАСТОЧНОЙ ГРУППЫ 363 2. ТИПЫ СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКОВ Сверлильные станки делят на несколько типов. Настольно-сверлильные станки выпускают для сверления отверстий диаметром до 16 мм; вертикально-сверлильные и радиально-сверлильные - для сверления отверстий диаметром до 100 мм. Горизонтально-сверлильные станки предназначены для получения глубоких отверстий специальными сверлами. Широкая универсальность сверлильных станков позволяет использовать их во всех отраслях промышленности. Конструкции сверлильных станков различных типов имеют много общего. На фундаментной плите Iвертикально-сверлильного станка (рис. 6.39, а) смонтирована колонна 2 В верхней части колонны расположена коробка скоростей б, через которую шпинделю с режущим инструментом сообщают главное вращательное движение резания. Движение подачи (поступательное вертикальное) инструмент получает через коробку подач 5, расположенную в кронштейне 4 Заготовку устанавливают на столе 3. Стол и кронштейн имеют установочные перемещения по вертикальным направляющим колонны 2. Совмещение оси вращения инструмента с заданной осью отверстия достигается перемещением заготовки. На фундаментной плите Jрадиально-сверлильного станка (рис. 6.39, б) закреплена колонна 2 с поворотной гильзой 3, по которой перемещается в вертикальном направлении и устанавливается в нужном положении с помощью механизма 5 траверса 4. По горизонтальным направляющим траверсы перемещается шпиндельная головка б, в которой расположены коробка скоростей 7 и коробка подач 8. Шпиндель 9 с инструментом получает главное вращательное движение резания и движение вертикальной подачи. Заготовку закрепляют на столе 10 или непосредственно на фундаментной плите /. Инструмент устанавливают в рабочее положение поворотом траверсы вместе с гильзой 3 и перемещением шпиндельной головки по направляющим траверсы. На радиально-сверлильных станках обрабатывают отверстия, расположенные на значительном расстоянии друг от друга, в крупногабаритных и большой массы заготовках. Эти станки в отличие от вертикально-сверлильных обеспечивают (без изменения положения заготовки) совмещение осей режущего инструмента и обрабатываемых отверстий перемещением шпиндельной головки. а)б) Рис. 6.39. Основные типы сверлильных станков в) 364 МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН Для обработки заготовок с большим числом отверстий целесообразно использовать сверлильные станки с ЧПУ. У вертикально-сверлильного станка с ЧПУ (рис. 6.39, в) на основании 1 установлена колонна 4, по вертикальным направляющим которой перемещается суппорт 5 (движение подачи по оси z) с револьверной головкой 6 для автоматической смены режущего инструмента. Крестовый стол, состоящий из салазок 2 и стола 3, совершает два взаимно перпендикулярных движения по осям х1, у', что позволяет точно устанавливать заготовку относительно инструмента без предварительной разметки и специальных приспособлений. Быстрый подвод инструмента к заготовке, глубина сверления, изменение частоты вращения и движения подачи производятся автоматически по программе. Для одновременной обработки нескольких отверстий применяют многошпиндельные вертикально-сверлильные станки. Шпиндели на этих станках устанавливают в сверлильной головке в зависимости от расположения отверстий в заготовке. На одношпиндельных и многошпиндельных сверлильных автоматах и полуавтоматах циклы обработки отверстий совершаются без вмешательства рабочего. 3. РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКОВ Отверстия на сверлильных станках обрабатывают сверлами, зенкерами, развертками и метчиками. Сверла по конструкции и назначению подразделяют на спиральные, центровочные и специальные. Наиболее распространенный для сверления и рассверливания инструмент - спиральное сверло (рис. 6.40, а), состоящее из рабочей части 6, шейки 2, хвостовика 4 и лапки 3. В рабочей части б различают режущую 1 и направляющую 5 части с винтовыми канавками. Шейка 2 соединяет рабочую часть сверла с хвостовиком. Хвостовик 4 необходим для установки сверла в шпинделе станка. Лапка 3 служит упором при выбивании сверла из отверстия шпинделя. Рис. 6.40. Конструкции сверл: а, б- части, элементы и углы спирального сверла; в, г - специальные сверла для глубокого сверления ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ СВЕРЛИЛЬНО-РАСТОЧНОЙ ГРУППЫ 365 Элементы рабочей части и геометрические параметры спирального сверла показаны на рис. 6.40, б. Сверло имеет две главные режущие кромки 11, образованные пересечением передних 10 и задних 7 поверхностей лезвия и выполняющие основную работу резания; поперечную режущую кромку 12 (перемычку) и две вспомогательные режущие кромки 9. На цилиндрической части сверла вдоль винтовой канавки расположены две узкие ленточки 8, обеспечивающие направление сверла при резании. Геометрические параметры сверла определяют условия его работы. Передний угол у измеряют в главной секущей плоскости II-II, перпендикулярной к главной режущей кромке. Задний угол а измеряют в плоскости /-/, параллельной оси сверла. Передний и задний углы в различных точках главной режущей кромки различны. У наружной поверхности сверла угол у наибольший, а угол а наименьший; ближе к оси - наоборот. Угол при вершине сверла 2ф измеряют между главными режущими кромками; его значение различно в зависимости от обрабатываемого материала. Угол наклона поперечной режущей кромки \\> измеряют между проекциями главной и поперечной режущих кромок на плоскость, перпендикулярную к оси сверла. Угол наклона винтовой канавки ю измеряют по наружному диаметру. С увеличением угла ш увеличивается передний угол у; при этом облегчается процесс резания и улучшается выход стружки. Рекомендуемые геометрические параметры сверла приведены в справочной литературе. Для глубоких отверстий (длина отверстия больше пяти диаметров) применяют специальные сверла. На рис. 6.40, в показано однокромочное сверло для сверления глубоких отверстий диаметром 30 ... 80 мм. Сверло имеет твердосплавную режущую пластинку 1 и две направляющие пластинки 2. Смазочно-охлаждающая жидкость подается в зону резания и вымывает стружку через внутренний канал 3 сверла. Сквозные отверстия диаметром более 100 мм сверлят кольцевыми сверлами (рис. 6.40, г). Сверло состоит из полого корпуса 5 с винтовыми канавками. На его торцовой части закреплены режущие пластинки 4 (резцы), ширина которых больше толщины стенок корпуса. Режущие кромки пластинок выступают со стороны торца наружного и внутреннего диаметров корпуса. Число пластинок 4 ... 8 в зависимости от диаметра сверла. Таким сверлом вырезается кольцевая канавка шириной, равной ширине пластинок. Смазочно-охлаждающую жидкость подают через внутреннюю полость сверла, а стружка отводится по винтовым канавкам. Зенкерами (рис. 6.41) обрабатывают отверстия в литых или штампованных заготовках, а также предварительно просверленные отверстия. В отличие от сверл зенкеры снабжены тремя или четырьмя главными режущими кромками и не имеют поперечной кромки. Режущая часть / выполняет основную работу резания. Калибрующая часть 5 служит для направления зенкера в отверстии и обеспечивает необходимые точность и шероховатость поверхности (2 - шейка, 3 - лапка, 4 -хвостовик, 6 - рабочая часть). По виду обрабатываемых отверстий зенкеры делят на цилиндрические (рис. 6.41, а), конические (рис. 6.41, б) и торцовые (рис. 6.41, в). Зенкеры бывают цельные с коническим хвостовиком (рис. 6.41, а, б) и насадные (рис. 6.41, в). Развертками окончательно обрабатывают отверстия. По форме обрабатываемого отверстия различают цилиндрические (рис. 6.41, г) и конические (рис. 6.41, д) развертки. Развертки имеют 6 ... 12 главных режущих кромок, расположенных на режущей части 7 с направляющим конусом. Калибрующая часть 8 направляет развертку в отверстии и обеспечивает необходимые точность и шероховатость поверхности. По конструкции закрепления развертки делят на хвостовые и насадные. На рис. 6.41, е показана машинная насадная 366 МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН Рис. 6.41. Инструменты для обработки отверстий на сверлильных станках: а, б, в - зенкеры; г, д, е - развертки; ж - метчик; з - комбинированный зенкер с пластинками из твердого сплава развертка с механическим креплением режущих пластинок в ее корпусе. Метчики применяют для нарезания внутренних резьб. Метчик (рис. 6.41, ж) представляет собой винт с прорезанными прямыми или винтовыми канавками, образующими режущие кромки. Рабочая часть метчика имеет режущую 9 и калибрую- щую 10 части. Профиль резьбы метчика должен соответствовать профилю нарезаемой резьбы. Метчик закрепляют в специальном патроне. При обработке на сверлильных станках применяют различные приспособления для установки и закрепления заготовки на столах станков (рис. 6.42). Рис. 6.42. Приспособления для закрепления заготовок на сверлильных станках ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ СВЕРЛИЛЬНО-РАСТОЧНОЙ ГРУППЫ 367 Заготовки закрепляют прижимными планками (рис. 6.42, а) или в машинных тисках. При обработке отверстий, оси которых параллельны или расположены под углом к установочной плоскости, используют угольники (рис. 6.42, б). Заготовки, имеющие цилиндрические части, закрепляют в трех- или четырехку-лачковых патронах, которые закрепляют на столе станка. При сверлении отверстий в цилиндрических заготовках их устанавливают на призме и закрепляют струбциной (рис. 6.42, в). Для сверления нескольких точно расположенных отверстий в заготовках, обрабатываемых большими партиями, широко используют специальные приспособления - кондукторы (рис. 6.42, г). Они имеют направляющие втулки 2, обеспечивающие определенное положение режущего инструмента относительно обрабатываемой заготовки /, закрепляемой в кондукторе. Необходимость в разметке при использовании кондукторов отпадает. Режущий инструмент в шпинделе сверлильного станка закрепляют с помощью вспомогательного инструмента: переходных втулок, сверлильных патронов и оправок. Режущие инструменты с коническим хвостовиком закрепляют непосредственно в шпинделе сверлильного станка (рис. 6.43, а). Если размер конуса хвостовика инструмента меньше размера конического отверстия шпинделя, то применяют переходные конические втулки (рис. 6.43, б). а)6)в) Рис. 6.43. Схемы закрепления инструмента на сверлильных станках Инструменты с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в двух-, трехкулач-ковых или цанговых патронах. Закрепление режущего инструмента в цанговом патроне показано на рис. 6.43, е. На резьбовую часть корпуса патрона 1 навинчена втулка 2, в которой находится разрезная цанга 3. Цилиндрический хвостовик инструмента 4 вставляют в отверстие цанги и закрепляют вращением втулки 2. 4. СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК НА СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКАХ На сверлильных станках выполняют сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание, цекование, зенкование, нарезание резьбы и обработку сложных отверстий (рис. 6.44). Сверление сквозного отверстия показано на рис. 6.44, а. Режущим инструментом служит спиральное сверло. В зависимости от требуемой точности и величины партии обрабатываемых заготовок отверстия сверлят в кондукторе или по разметке. Рассверливание - процесс увеличения диаметра ранее просверленного отверстия сверлом большего диаметра (рис. 6.44, б). Диаметр отверстия под рассверливание выбирают так, чтобы поперечная режущая кромка в работе не участвовала. В этом случае осевая сила уменьшается. Зенкерование - обработка предварительно полученных отверстий для придания им более правильной геометрической формы, повышения точности и снижения шероховатости многолезвийным режущим инструментом - зенкером (рис. 6.44, в). Развертывание - окончательная обработка цилиндрического или конического отверстия разверткой (обычно после зен-керования) в целях получения высокой точности и малой шероховатости обработанной поверхности (рис. 6.44, г, д). Цекование - обработка торцовой поверхности отверстия торцовым зенкером для достижения перпендикулярности плоской торцовой поверхности к его оси (рис. 6.44, ё). 368 МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН Зенкованием получают в имеющихся отверстиях цилиндрические или конические углубления под головки винтов, болтов, заклепок и других деталей. На рис. 6.44, ж, з показано зенкование цилиндрического углубления цилиндрическим зенкером (зенковкой) и конического углубления коническим зенкером. Нарезание резьбы - получение на внутренней цилиндрической поверхности с помощью метчика винтовой канавки (рис. 6.44, и). Отверстия сложного профиля обрабатывают с помощью комбинированного режущего инструмента. На рис. 6.44, к показан комбинированный зенкер для обработки двух поверхностей: цилиндрической и конической. Сверление глубоких отверстий (длина отверстия больше пяти диаметров) выполняют на специальных горизонтально-сверлильных станках. При обработке глубоких отверстий спиральными сверлами происходят увод сверла и "разбивание" отверстия: затрудняются подвод смазоч-но-охлаждающей жидкости и отвод стружки. Поэтому для сверления глубоких отверстий применяют сверла специальной конструкции (см. рис. 6.40, в, г). На рис. 6.44, л показана схема сверления глубокого отверстия специальным однокромочным сверлом на горизонтально-сверлильном станке. Заготовке /, закрепленной в трехкулачковом патроне и люнете, сообщают главное вращательное движение резания (Д.). Сверло 7 закреп- ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ СВЕРЛИЛЬНО-РАСТОЧНОЙ ГРУППЫ 369 ляют на резьбе в стебле 3 (трубе), а второй конец последнего - в суппорте 4 и сообщают сверлу продольную подачу (Ds). Смазочно-охлаждающая жидкость под большим давлением подается насосом из резервуара 6 по трубопроводу через мас-лоприемник 2 к режущей кромке сверла, стружка отводится вместе с жидкостью через внутренний канал сверла в струж-косборник 5. При данном способе глубокого сверления для получения отверстия заданного размера весь металл, подлежащий удалению, превращается в стружку (рис. 6.44, б). Глубокие отверстия большого диаметра (D > 100 мм) сверлят сверлами кольцевого типа (см. рис. 6.40, г). В процессе сверления в стружку превращается только металл кольцевой полости (рис. 6.44, в). Оставшийся после сверления центральный стержень используют как заготовку для изготовления различных деталей. 5. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА РАСТАЧИВАНИЯ Главным движением резания при растачивании является вращение резца или другого режущего инструмента. Движение подачи сообщают заготовке или инструменту. Направление движения подачи может быть продольным, поперечным, радиальным и вертикальным в зависимости от характера обрабатываемой поверхности. При работе на расточных станках вращательное движение инструмента характеризуется скоростью главного движения резания, За скорость главного движения резания принимают окружную скорость вращающегося режущего инструмента, м/с: v = 7tZ)n/(l000-60), где D - диаметр обработанной поверхности, мм; п - частота вращения режущего инструмента, об/мин. Подача s - перемещение режущего инструмента (или заготовки) относительно обрабатываемой поверхности (измеряется в мм/мин или за один оборот шпинделя в мм/об). Глубина резания при растачивании отверстий, мм: t = {D-d)/2, где D - диаметр отверстия после обработки, мм; d - диаметр отверстия до обработки, мм. 6. ТИПЫ РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ Расточные станки подразделяют на горизонтально-расточные, координатно-рас-точные, алмазно-расточные и специальные. Наиболее широкое распространение получили горизонтально-расточные станки (рис. 6.45, а), на которых чаще всего обрабатывают заготовки крупно- и сред-негабаритных корпусных деталей. На станине / таких станков установлена стойка 2, на вертикальных направляющих которой смонтирована шпиндельная бабка 3. В шпиндельной бабке расположены коробка скоростей и коробка подач. Шпиндель коробки скоростей полый, на нем закреплена планшайба 4 с радиальным суппортом 5. Внутри полого шпинделя смонтирован расточной шпиндель б. Задняя стойка 7 с люнетом 8 предназначена для поддержания длинных расточных оправок. Люнет 8 перемещается по задней стойке 7 синхронно со шпиндельной бабкой 3, сохраняя соосность со шпинделем. Заготовку устанавливают на поворотном столе II, состоящем из двух частей: салазок 9, перемещающихся вдоль станины, и каретки 10, имеющей поперечное перемещение. Главным движением резания является вращение расточного шпинделя или планшайбы. Движение подачи в зависимости от характера обрабатываемых поверхностей получает стол (заготовка) или инструмент за счет осевого перемещения расточного шпинделя 6, радиального перемещения суппорта 5 или вертикального перемещения шпиндельной бабки 3 по направляющим стойки 2. 370 МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН Рис. 6.45. Основные типы расточных станков На координатно-расточных станках обрабатывают с высокой точностью отверстия, при этом обеспечивается большая точность расположения их осей. На рис. 6.45, б показан одностоечный координатно-расточной станок. На станине / смонтирована стойка 2. В верхней части стойки расположены коробка скоростей 3 и расточная головка 4 со шпинделем 5. Шпинделю с инструментом сообщают главное вращательное движение резания через коробку скоростей. Шпиндель станка имеет также вертикальное перемещение (движение подачи). Заготовку относительно инструмента устанавливают на заданные координаты перемещением стола б в двух взаимно перпендикулярных направлениях: продольном по направляющим салазок 7 и поперечном по направляющим станины 1. Во время обработки заготовка не перемещается. Для точного отсчета перемещений (координат) на станке имеются специальные оптические устройства. Точность установки координатных размеров достигает 0,001 мм. Для обеспечения высокой точности обработки эти станки изолируют от воздействия колебаний соседнего оборудования и устанавливают в помещении с постоянной температурой +20 °С (±1 °С). Координатно-расточные станки используют также для точных измерений и разметки. Наибольшее применение эти станки получили в инструментальном производстве для изготовления штампов, пресс-форм, шаблонов, копиров и т. п. На алмазно-расточных станках окончательно обрабатывают отверстия алмазными и твердосплавными резцами в корпусных заготовках небольших размеров. На рис. 6.45, в показан одношпиндель-ный алмазно-расточной станок с горизонтальным расположением шпинделя. На станине 1 установлена расточная головка 2. В головке расположен шпиндель, в котором закреплена оправка с резцом. Заго- ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ СВЕРЛИЛЬНО-РАСТОЧНОЙ ГРУППЫ 371 товку закрепляют на столе 3, имеющем перемещение по направляющим станины -движение продольной подачи, величина которой регулируется механизмом подач 4. Два соосных отверстия обрабатывают на алмазно-расточных станках двустороннего действия, имеющих две расточные головки. Высокая точность и малая шероховатость обработанной поверхности обеспечиваются применением высоких скоростей резания (3,5 ... 16,5 м/с), малых подач (0,01 ... 0,1 мм/об) и глубин резания (0,05 ... 0,2 мм). Обработка на этих станках ведется по полуавтоматическому циклу. Алмазно-расточные станки широко применяют для растачивания отверстий в блоках цилиндров и гильзах тракторных, автомобильных и мотоциклетных двигателей. На базе горизонтально- и координатно-расточных станков создают расточные станки с ЧПУ. На этих станках весь цикл обработки заготовки производится в автоматическом или полуавтоматическом режиме. В последнем случае программируются установка заготовки относительно инструмента на заданные координаты и фиксация подвижных узлов станка. Станки с ЧПУ могут быть многооперационными с автоматической сменой инструментов и предназначены для комплексной обработки заготовок. Многоцелевой станок, созданный на базе координатно-расточного станка, показан на рис. 6.45, г. На станине / закреплена стойка 2. В верхней части стойки размещены привод главного движения резания - вращения шпинделя и редуктор движения подачи по координате z гильзы шпинделя. Шпиндельная головка 5 имеет установочное перемещение по вертикальным направляющим стойки. На стойке укреплен инструментальный магазин 4, из которого необходимый инструмент для обработки заданной поверхности по программе вместе с оправкой переводится в рабочее положение (поворачивается на 90° относительно оси инструментального магазина) и подается автоматической ру- кой 3 в шпиндель и в нем закрепляется. Станок оснащен крестовым координатным столом б. По горизонтальным направляющим станины перемещаются в поперечном направлении салазки 7 по координате у', а в продольном направлении по направляющим салазок - стол по координате х'. К числу специальных расточных станков относятся и агрегатные станки. Агрегатные станки обеспечивают концентрацию видов обработки, выполняемых в совокупности на расточных, сверлильных и бесконсольно-фрезерных станках. Агрегатные станки изготовляют из стандартных и нормализованных деталей и узлов (агрегатов), которые могут многократно использоваться при перекомпоновке станка на выпуск нового изделия. Компоновка станков весьма разнообразна. Она зависит от формы, размеров заготовки, характера выполняемых работ и точности обрабатываемой заготовки. На рис. 6.45, д приведена одна из разновидностей компоновки агрегатного станка. Основными нормализованными узлами станка являются станина 1, силовая головка 2 и стол 3. Заготовку закрепляют в приспособлении, установленном на столе станка, и обрабатывают с трех сторон одновременно многими инструментами, закрепленными в шпинделях силовых головок. Инструментальные шпиндели вращаются от приводного вала силовой головки - главное движение резания, а движение подачи вдоль оси отверстия получают перемещением корпуса силовой головки по направляющим станины. Компоновка агрегатных станков с использованием делительных поворотных столов (рис. 6.45, е) позволяет реализовать многоинструментальные параллельно-последовательные схемы обработки поверхностей. Заготовки обрабатывают с двух сторон - сверху и с горизонтально расположенных вокруг стола / агрегатных силовых головок 2 с инструментами. 372 МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН На агрегатных станках выполняют сверление, зенкерование, растачивание, развертывание, фрезерование и другие виды обработки в заготовках типа корпусов, плит, панелей и т.д. Агрегатные станки - это преимущественно станки-полуавтоматы, и их часто встраивают в автоматические линии. Они обеспечивают высокую производительность и стабильную точность обработки. Агрегатные станки с ЧПУ, как правило, многооперационные. Они оснащены или револьверными головками, или магазинами инструментов. Переналадка станка на обработку различных заготовок заключается в замене управляющей программы. Агрегатные переналаживаемые станки с ЧПУ являются эффективным средством автоматизации производства, выпускающего изделия сравнительно малыми партиями. 7. РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ На расточных станках для обработки поверхностей используют различные ин- А-А струменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, фрезы. Расточные резцы по форме поперечного сечения стержня подразделяют на квадратные, прямоугольные (рис. 6.46, а) и круглые (рис. 6.46, б). В зависимости от вида обработки используют расточные резцы различных типов: проходные, подрезные, канавочные и резьбовые. Широко применяют пластинчатые резцы - основной инструмент для растачивания отверстий диаметром более 20 мм. Пластинчатые резцы делят на одно- и двухлезвийные (рис. 6.46, в). Двухлезвийные пластинчатые резцы выполняют по размеру растачиваемого отверстия. Расточные блоки (рис. 6.46, г) представляют собой сборную конструкцию, состоящую из корпуса 1 и вставных регулируемых резцов 2, закрепленных винтами 3 и 4. Резцы регулируют по диаметру растачиваемого отверстия. Расточные головки применяют для обработки отверстий большого диаметра. На рис. 6.46, д показана разъемная расточная головка для обработки отверстий диаметром      >\ ш £Е Рис. 6.46. Режущий инструмент для растачивания отверстий ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ СВЕРЛИЛЬНО-РАСТОЧНОЙ ГРУППЫ 373 130 ... 225 мм. Подрезные резцы головки предварительно устанавливают по диаметру и торцу на заданный размер, что позволяет обрабатывать ряд соосных отверстий как по диаметру, так и по торцам. Специальные развертки с нерегулируемыми и регулируемыми ножами применяют для окончательной обработки отверстий после предварительного растачивания их резцами. Регулируемая плавающая развертка (рис. 6.46, е) имеет два ножа 5, взаимно перемещающихся по шпонке/и скрепленных винтами б при упоре в винт 8, положение которого регулируется в зависимости от заданного размера обрабатываемого отверстия. Развертка оснащена пластинками из твердого сплава. Заготовки на столе расточного станка закрепляют с помощью различных универсальных приспособлений: прижимных планок, станочных болтов, угольников, призм (см. рис. 6.42). При обработке отверстий и плоскостей, расположенных под углом к основанию заготовки или друг к другу, применяют угольники. Заготовки с опорными поверхностями цилиндрической формы устанавливают на призмы. Корпусные детали отличаются большим многообразием форм и размеров обрабатываемых поверхностей и точностью их обработки. В зависимости от этого используют различные конструкции расточных кондукторов для закрепления корпусных заготовок и обеспечения правильного положения инструмента относительно обрабатываемой поверхности. Режущий инструмент на расточных станках закрепляют с помощью вспомогательного инструмента: консольных оправок, двухопорных оправок и патронов. Использование вспомогательного инструмента обусловлено тем, что резец нельзя непосредственно закреплять в расточном шпинделе или радиальном суппорте. Расточные оправки имеют прямоугольные, квадратные или круглые окна, расположенные под углом 45 или 90° к оси оправки для установки резцов. Короткие консольные оправки предназначены для за- крепления одного или двух резцов при растачивании глухих и сквозных отверстий небольшой длины. Для растачивания отверстий, находящихся на большом расстоянии от торца планшайбы станка, или нескольких соосных отверстий используют удлиненные консольные оправки (рис. 6.47, а). Применяют консольные оправки также для пластинчатых плавающих разверток (рис. 6.47, б). Пластинку 3 вставляют в гнездо оправки и винтом 1 удерживают от выпадения. В то же время благодаря наличию небольшого зазора (0,1 ... 0,15 мм) между пазом 2 пластинки 3 и винтом / развертка может самоустанавливаться ("плавать"). Двухопорная расточная оправка (рис. 6.47, в) представляет собой длинный вал с коническим хвостовиком на одном конце для установки его в шпинделе станка. Другой конец оправки закрепляют в люнете задней стойки станка. По длине оправки расположены окна для установки стержневых и пластинчатых резцов. Для закрепления стандартных многолезвийных режущих инструментов (сверл, зенкеров, разверток, фрез и т.п.) на расточных станках применяют специальные оправки, переходные втулки и патроны. 8. СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК НА РАСТОЧНЫХ СТАНКАХ На расточных станках обрабатывают отверстия, наружные цилиндрические и плоские поверхности, уступы, канавки, реже конические отверстия и нарезают внутреннюю и наружную резьбы резцами. Наиболее распространенный вид обработки на расточных станках - растачивание отверстий резцами. Расточные резцы работают в менее благоприятных условиях, чем токарные. Они имеют меньшие размеры, зависящие от размера оправок, в которых их закрепляют, и диаметра обрабатываемого отверстия. Растачиванием можно обрабатывать отверстия любых диаметров: от 3 ... 5 мм и более. 374 МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН ЗВЗЕЗэ а) 1 1 3 Рис. 6.47. Оправки для закрепления режущего инструмента на расточных станках Растачивание цилиндрических отверстий выполняют резцами, установленными на консольной или двухопорной оправке. Использование консольной оправки целесообразно в тех случаях, когда длина обрабатываемого отверстия / < 5d, так как с увеличением длины оправки снижается ее жесткость. На рис. 6.48, а показана схема растачивания отверстия небольшой длины двухлезвийным пластинчатым резцом, закрепленным в консольной оправке. Заготовке сообщают продольную подачу. При небольшой длине отверстия, когда возможна работа с короткой жесткой оправкой, растачивают при осевой подаче расточного шпинделя. Растачиванием с продольной подачей заготовки получают более правильное отверстие вследствие постоянного вылета шпинделя. Отверстия с отношением lid > 5 и соосные отверстия растачивают резцами, закрепленными в двухопорной оправке. На рис. 6.48, б показано одновременное растачивание двух соосных отверстий. Оправка с резцами получает главное вращательное движение резания, а заготовка - движение продольной подачи в направлении от задней стойки к шпиндельной бабке. Отверстия большого диаметра, но малой длины растачивают резцом, закрепленным в радиальном суппорте планшайбы (рис. 6.48, в). Планшайбе с резцом сообщают главное вращательное движение резания, а столу с заготовкой - движение продольной подачи. Отверстия диаметром более 130 мм обрабатывают расточными блоками и головками. Растачивание параллельных и взаимно перпендикулярных отверстий выполняют с одной установки заготовки. После растачивания первого отверстия перемещают стол в поперечном направлении или шпиндельную бабку в вертикальном направлении на величину, равную межцентровому расстоянию, затем растачивают второе и другие отверстия. Если требуется расточить взаимно перпендикулярные отверстия, то после растачивания первого отверстия стол поворачивают на 90° и растачивают второе отверстие. Растачивание конических отверстий осуществляют расточными головками, закрепленными в расточном шпинделе, ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ СВЕРЛИЛЬНО-РАСТОЧНОЙ ГРУППЫ 375 Рис. 6.48. Схемы обработки заготовок на горизонтально-расточных станках которому сообщают движение осевой подачи. Конические отверстия диаметром более 80 мм растачивают резцом с использованием универсального приспособления, смонтированного на радиальном суппорте планшайбы (рис. 6.48, г). Сверление, зенкерованне, развертывание, цекование, зенкование и нарезание резьбы метчиками выполняют на расточных станках так же, как и на вертикально-сверлильных. Инструмент закрепляют в расточном шпинделе и сообщают ему главное вращательное движение резания и движение осевой подачи. Заготовка, установленная на столе станка, остается неподвижной. Подрезание торцов выполняют двумя способами: движением подачи резца в направлении, перпендикулярном или параллельном оси шпинделя. На рис. 6.48, д показано подрезание торца проходным резцом, закрепленным на радиальном суппорте планшайбы. Резцу, вращающемуся вместе с планшайбой, сообщают движение радиальной подачи перемещением суппорта по направляющим планшайбы. Небольшие плоскости подрезают пластинчатым резцом (рис. 6.48, е), которому сообщают движение осевой подачи перемещением расточного шпинделя. Обработка торцовых поверхностей с движением радиальной подачи обеспечивает большую их точность. Фрезерование поверхностей показано на рис. 6.48, ж. При фрезеровании вертикальной плоскости торцовой фрезерной головкой, закрепленной в расточном шпинделе, фрезе сообщают главное вращательное движение резания и движение вертикальной подачи перемещением шпиндельной бабки. При использовании специальных приспособлений на горизонтально-расточных станках можно обрабатывать фасонные поверхности и нарезать резьбу резцами. 9. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИЯМ ИЗГОТОВЛЯЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ Отверстия, к которым предъявляют высокие требования по точности изготовления, необходимо выполнять сквозными (рис. 6.49, а), а не глухими. Форма и раз- 376 МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН меры дна глухих отверстий должны соответствовать форме и размерам стандартного инструмента (рис. 6.49, б, в). Поверхность, в которую врезается сверло, должна быть перпендикулярна к направлению его движения. Иначе возникающие изгибные деформации могут вызвать поломку сверла (рис. 6.49, г). Поэтому на цилиндрических поверхностях литых деталей необходимо предусматривать плоскости, перпендикулярные к оси отверстия (рис. 6.49, д), а на заготовках из проката фрезеровать уступы (рис. 6.49, ё). Смазочные отверстия лучше располагать перпендикулярно к поверхности, на которой они должны находиться (рис. 6.49, ж). Наклонное их расположение (рис. 6.49, з) затрудняет обработку. Глубокие отверстия (рис. 6.49, и) рекомендуется заменять двумя неглубокими (рис. 6.49, к), что обеспечивает одновременную обработку с двух сторон на агрегатном станке. Рекомендуется использовать ступенчатые отверстия (рис. 6.49, м) вместо двух глухих соосных отверстий (рис. 6.49, л), что исключает необходимость обработки их за две установки и устраняет погрешности, связанные со взаимным расположением отверстий. В корпусных деталях следует предусматривать отверстия простой формы (рис. 6.49, н). Отверстия глухие глубокие, а также конические и с выточками (рис. 6.49, о) обрабатывать трудно. Детали с несколькими соосными отверстиями целесообразно конструировать так, чтобы их диаметры последовательно уменьшались в одном направлении (рис. 6.49, п). При этом отверстия можно одновременно растачивать за один проход резцами, установленными на двухопорной оправке. Если в корпусной заготовке имеются внутренняя стенка или отверстия небольшого диаметра, не позволяющие ввести оправку, то такая конструкция нетехнологична (рис. 6.49, р). Расположение торцов следует предусматривать в одной плоскости (рис. 6.49, с), чтобы обрабатывать их за один проход. Наличие уступов в отверстиях и расположение торцовых поверхностей на разных высотах (рис. 6.49, т) затрудняют обработку. ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ СТРОГ АЛЬНО-ПРОТЯЖНОЙ ГРУППЫ 377 Большое значение имеет свободный доступ ко всем элементам детали при обработке и измерении. В рекомендуемой на рис. 6.49, у конструкции за счет увеличения диаметра отверстия Б облегчается доступ режущего инструмента для подрезания торца отверстия А. Конструкция, приведенная на рис. 6.49, ф, менее технологична. Обрабатываемые поверхности рекомендуется располагать параллельно или взаимно перпендикулярно (рис. 6.49, х). Применение наклонных обрабатываемых поверхностей затрудняет изготовление деталей из-за сложности установки их на станке (рис. 6.49, ц). ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ Каковы особенности процесса резания при сверлении по сравнению с методом точения? При каких условиях применяют рассверливание, зенкерование и развертывание отверстий? Почему расточные станки должны иметь повышенную жесткость? Как вы предлагаете производить обработку соосных отверстий в нескольких стенках корпусных деталей? Какими способами можно обрабатывать плоскую поверхность на расточном станке? Каковы преимущества агрегатных станков и их значение в автоматизации производства деталей машин? |