Технология обработки деталей различных классов

Обработка наружных поверхностей тел вращения.

Поверхности тел вращения представляют собой наиболее распро­страненный вид обрабатываемых поверхностей заготовок, торцы кото­рых подрезают или фрезеруют, а если по технологическому процессу намечена дальнейшая обработка заготовок в центрах, их центрируют.

Центровые отверстия являются, как правило, установочными базами, и поэтому от точности их исполнения зависит и точность об­работки остальных поверхностей заготовки. Для центрования приме­няют типовые наборы инструмента — спиральные сверла и конические зенковки, а также комбинированные центровочные сверла.

Центровые отверстия обрабатывают на токарных, револьверных, сверлильных и двусторонних центровальных станках. Однако наиболее производительным способом является их обработка на фрезерно-центровальном полуавтомате, предназначенном для последовательной об­работки заготовки: сначала фрезерование торцов, а затем сверление центровочных отверстий.

Заготовку устанавливают в приспособление и вместе с ним подают на фрезерные головки. После этого ее останавливают у сверлильных шпинделей для сверления центровочных отверстий. В качестве техно­логических баз на этой операции используют наружные поверхности заготовки, устанавливаемой в призмы и торец. В полые заготовки после подрезки торца и обработки отверстия с двух сторон вводят пробки или оправки с за центрованными отверстиями или на кромке отверстия снимают конические фаски, используемые в качестве техно­логических баз с последующим удалением их при отделочной обработ­ке. Технологической базой при черновой обработке наружной поверх­ности заготовки тела вращения (вала) являются поверхности центро­вых отверстий. Черновую обработку наружных поверхностей выпол­няют как на обычных, так и на многорезцовых станках (в зависимости от типа производства).

Уменьшение машинного времени может быть достигнуто в резуль­тате применения трех основных технологических приемов: деления Длины обработки, деления длины наибольшей ступени и деления припуска. Так, при обработке наружной поверхности трехступенчатого вала на универ­сальном токарном станке расчетная длина рабочего хода составит сумму длин этих ступеней плюс длина, необходимая для врезания и перебега резца.

 

Механическая обработка корпусных деталей

К наиболее распространенным корпусным деталям относятся: корпуса редукторов подъемно-транспортных машин и оборудования, станины кузнечно-прессового оборудования и металлорежущих стан­ков и другие подобные детали, характеризующиеся наличием располо­женных определенным образом плоскостей и отверстий и предназна­ченные для соединения и координации взаимного положения основных узлов машины, агрегата, станка.

Обработку корпусных деталей выполняют в таком порядке: вна­чале обрабатывают базирующие поверхности и крепежные отверстия, которые могут быть использованы при последующей установке; затем все плоские поверхности и после них — основные отверстия. При этом для корпусов нежесткой конструкции применяют повторную (прове­рочную) обработку базовых поверхностей после черновой обработки всех плоских поверхностей и основных отверстий. Жесткие конст­рукции корпусов при точном изготовлении заготовок обрабатывают один раз.

Окончательную обработку — шлифование или другие отделочные операции — производят в том же порядке: сначала обрабатывают пло­ские поверхности, а затем основные отверстия. Этот способ обработки называется обработкой от плоскости. При использовании в качестве установочной базы отверстия и прилегающего к нему торца процесс называется обработкой от отверстия. Целесообразность обработки от плоскости или от отверстия зависит от ряда условий, а именно: точ­ности заготовки, требуемой точности обработки, производственной программы (допустимой сложности приспособлений), действующего парка оборудования и др.

 

Обработка плоских поверхностей

Обработка плоских поверхностей в зависимости от расположения относительно поверхности стола станка подразделяется на горизонтальную, вертикальную и наклонную.

Заготовка при обработке устанавливается непосредственно на столе или в приспособлении. При установке на столе заготовка должна быть выверена в горизонтальном или вертикальном положении по разметочным рискам или с помощью контрольно-измерительных инструментов. Закрепление заготовки осуществляется только после ее выверки.

Выбор частоты вращения шпинделя и подачи осуществляется по справочным таблицам для определения режимов фрезерования. Установка фрезы на заданную глубину резания осуществляется по лимбу станка, после касания фрезой поверхности заготовки и вывода ее за пределы рабочей зоны.

Торцевые фрезы по сравнению с цилиндрическими имеют ряд преимуществ: более жесткое крепление, плавная работа большого числа одновременно работающих зубьев, а также большие скорости резания и подачи, особенно для фрез, оснащенных пластинами твердого сплава. Поэтому в большинстве случаев обработку плоских поверхностей целесообразно выполнять торцевыми фрезами.

При обработке торцевыми фрезами точность обработки увеличивается, а шероховатость обработанной поверхности уменьшается с увеличением скорости резания и уменьшением подачи. Установка торцевой фрезы на глубину резания осуществляется так же, как и при установке цилиндрической фрезы.

 

· 5.1 Выбор необходимого режущего инструмента, его установка и закрепление.

Характер заготовки влияет на выбор инструмента, а также на выбор технологического процесса механической обработки. Например, материал заготовки и ее твердость определяют выбор материала режущего инструмента и режимов резания. Метод и точность изготовления заготовки оказывают существенное влияние на величину припуска и на изменение размеров заготовки, что определяет необходимость применения механической обработки тех или иных поверхностей.  

Конструкция детали оказывает основное влияние на выбор режущегоинструмента. Размеры и форма детали определяют непосредственно размерные характеристики необходимого инструмента и влияют на выбор метода и последовательности обработки. Конструкция детали должна удовлетворять не только требованиям, вытекающим из условий ее работы в машине, но и быть технологичной. Конструкция будет технологичной, если позволяет применить наиболее экономичные и производительные в данных условиях производства методы обработки.

На этом станке, в основном, применяют различные виды такого режущего инструмента:

· фреза;

· сверло;

· зенкер;

· развертка.

Установка и закрепление режущего инструмента производится с помощью механизма автоматической смены инструмента(АСИ), также сменить инструмент может и сам рабочий при помощи механизма автоматической запрессовки инструмента.

 

 

Закрепление фрезы на обрабатывающем центре, как и на станке, осуществляется непосредственно в шпинделе фрезерного оборудования. Благодаря наличию числового ПО фреза приводится в действие и производит вращательные движения. При этом крепление обрабатываемой заготовки, как уже говорилось, осуществляется на поверхности стола устройства. Движение подачи обрабатываемой детали может быть криволинейным, прямолинейным, комбинированным.

 

 

· 5.2 Установка необходимых режимов обработки.

Выбор режимов резания заключается в определении величин глубины резания, подачи, скорости резания и мощности резания. Необходимо также определить ширину фрезерования, диаметр и ширину фрезы, тип станка и другие данные. Выбор режимов резания зависит от многих факторов, взаимно влияющих друг на друга. При назначении режимов резания необходимо придерживаться определенной последовательности в выборе составляющих элементов при обязательном учете условий обработки. Выбор режимов резания производят по таблицам режимов резания, составленных на основе исследовательских работ и опыта передовых заводов. Таблицы режимов резания составлены для обработки черных и цветных металлов инструментами из быстрорежущей стали, твердых сплавов и минералокерамики.
Наука о резании металлов установила рациональные скорости резания и подачи при заданных глубине резания и ширине фрезерования при обработке различных металлов и сплавов для углеродистых, быстрорежущих и твердосплавных фрез, поэтому назначение режима фрезерования производится на научном основании по соответствующим таблицам, так называемым нормативам режимов резания.

Выбор необходимого режима резания и его корректировка с учетом условий реализации инструментальных переходов проводится по специальной справочной литературе.

Например, для процесса фрезерования при назначении режима резания исходными данными являются:

· для детали – марка и твердость обрабатываемого материала, состояние поверхности (наличие или отсутствие предварительной термообработки) величина обрабатываемого размера, требования по точности и шероховатости, величина снимаемого припуска;

· для инструмента – основные геометрические размеры режущей части, вылет инструмента, количество зубьев, материал режущей части.

При нарезании резьбы подача равна шагу нарезаемого винта. При разработке технологического процесса скорость резания V выбирается по специальным таблицам режимов резания, учитывающим материал обрабатываемой детали, материал инструмента и род обработки (чистовая, черновая, фасонная обработка и т. д.). Подачи S задают исходя из условий заданной чистоты поверхности обработанной детали и наивыгоднейшего режима резания.

Скорость резания при фрезеровании зависит от обрабатываемого металла, материала режущей части фрезы, от режима резания, а также от конструкции и геометрических параметров режущей части фрезы.

 

 

В качестве примера порядка и содержания работ при расчете режимов резания приводится назначение режимов резания для предварительного фрезерования:

1. Назначается глубина резания t, мм.

2. Назначают величину подачи на зуб фрезы , мм/зуб.

3. Задают по справочным данным стойкость фрезы T, мин.

4. Определяют скорость резания , м/мин, допускаемую режущими свойствами инструмента,

= ,

где D- диаметр фрезы, мм; B- ширина фрезерования, мм; Z- число зубьев;

- из справочной литературы.

· 5.3 Обработка различных поверхностей: цилиндрических, конических, фасонных.

При цилиндрическом фрезеровании ось фрезы параллельна обрабатываемой поверхности; работа осуществляется зубьями, расположенными на цилиндрической поверхности фрезы. При торцовом фрезеровании ось фрезы перпендикулярна к обработанной поверхности; в работе участвуют зубья, расположенные как на торцовой, так и на цилиндрической поверхности фрезы. Торцовое и цилиндрическое фрезерование можно выполнять двумя способами: встречным фрезерованием, когда направление подачи s противоположно направлению вращения фрезы и попутным фрезерованием, когда направление подачи s совпадает с направлением вращения фрезы.
При встречном фрезеровании нагрузка на зуб фрезы увеличивается постепенно, резание начинается в точке 1 и заканчивается в точке 2 с наибольшей толщиной срезаемого слоя.
При попутном фрезеровании зуб начинает резание со слоя наибольшей толщины, поэтому в момент входа зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой наблюдается явление удара. При встречном фрезеровании процесс резания происходит спокойнее, так как толщина срезанного слоя возрастает плавно и, следовательно, нагрузка на станок возрастает постепенно. Попутное фрезерование следует выполнять на станках, имеющих достаточную жесткость и виброустойчивость, и главным образом при отсутствии зазора в сопряжении ходовой винт—гайка продольной подачи стола.
При обработке заготовок с черной поверхностью (по корке) попутное фрезерование применять не следует, так как при врезании зуба фрезы в твердую корку происходит преждевременный износ и выход из строя фрезы. При фрезеровании заготовок с предварительно обработанными поверхностями попутное фрезерование предпочтительнее встречного, что объясняется следующим. При попутном фрезеровании заготовка прижимается к столу, а стол к направляющим, благодаря чему повышаются

жесткость инструмента и качество обработанной поверхности.

 

При встречном же фрезеровании фреза стремится оторвать заготовку от поверхности стола.
Как при попутном, так и при встречном фрезеровании можно работать при движении стола в обоих направлениях, что позволяет выполнять черновое и чистовое фрезерование за одну операцию.
Для фрезерования заготовку устанавливают и закрепляют на столе станка.

Вертикальные поверхности обрабатывают торцовыми насадными фрезами, горизонтальные поверхности обрабатывают цилиндрическими фрезами, узкие наклонные поверхности получают угловой фрезой, торцовыми и насадными фрезами обрабатывают вертикальные, горизонтальные, наклонные поверхности, уступы и пазы, можно вести одновременную обработку нескольких поверхностей. Для обработки пазов используют соответствующие угловые и концевые фрезы.

Фрезерование фасонной поверхности производят концевой фрезой путем одновременного перемещения стола в продольном и поперечном направлениях так, чтобы снять лишний слой металла в соответствии с размеченным контуром.

 

· 5.4 Контроль и средства контроля обрабатываемых поверхностей.

Средства для контроля деталей выбирают с учетом типа производства, вида деталей, программы выпуска, характера процесса обработки, максимального применения оснастки и оборудования, точности измерения, достоверности, трудоемкости и затрат на контроль. Иногда приходится учитывать погрешность измерений, периодичность, продолжительность контроля и др. При выборе средств контроля используют конструкторскую документацию на изделие и его детали; технологическую документацию на изготовление и контроль изделия и его деталей; каталоги средств контроля, стандарты на редства измерения и др.

Средства для контроля качества обработки деталей разделяют на измерительные и контрольно-проверочные. Измерительные инструменты позволяют определить размеры деталей и отклонения от номинальных значений. К таким инструментам относят линейки измерительные, штангенциркули, микрометры, угломеры, индикаторы часового типа и др.

 

 

 

К контрольно-проверочным инструментам относят предельные калибры (пробки, скобы, кольца, втулки), шаблоны, щупы, угольники, лекальные линейки. Эти инструменты указывают только на ошибки в размерах и форме деталей, но не показывают величину погрешности.

Чем выше требования к точности детали, тем выше требования, например, к металлорежущему станку, режущему и вспомогательному инструменту, точности измерения, квалификации рабочего, т. е. получение более высокой точности обработки требует более высоких затрат времени и труда.

Контроль наружных уступов, торцов и канавок

Глубину канавок на наружной поверхности детали измеряют линейкой, штангенциркулем, штангенглубиномером и уступомером.

Ширину обработанного участка до уступа измеряют линейкой в том случае, если не требуется большой точности измерения. При более высоких требованиях к точности измерения лучше пользоваться штангенциркулем, а при серийном производстве деталей — шаблоном уступомером. Проходная сторона шаблона (ПР) при измерении должна упираться в обработанную цилиндрическую поверхность детали, а непроходная сторона шаблона (НЕ) — в наружную цилиндрическую поверхность детали.

 

 

Литература