Вопросы для самопроверки

1. Что называют отливкой?

2. Перечислите основные способы литья для получения заготовок.

3. Какие литейные формы бывают?

4. В чем заключается сущность литья в песчаные формы?

5. Что такое формовка?

6. Что входит в состав модельного комплекта?

7. В чем заключается сущность литья по выплавляемым моделям?

8. В чем сущность изготовления отливок кокильным литьем?

9. В чем заключается сущность изготовления отливок литьем под давлением?

10. Какие технологические требования предъявляются к конструкции литых деталей?

Раздел 4. Технология обработки поверхностей деталей машин

Тема 4.1. Методы лезвийной обработки

В этой теме изучаются следующие вопросы: методы обработки заготовок на станках токарной группы; технологические методы обработки отверстий; методы обработки плоских поверхностей

Основные способы механической обработки резанием: точение, растачивание, сверление, фрезерование, строгание.

Точение выполняют на станках токарной группы и применяют преимущественно для обработки поверхностей деталей типа тел вращения, к которым относятся гладкие и ступенчатые валы, зубчатые колеса, втулки, крышки, шкивы, с помощью резцов.

Токарная обработка имеет несколько разновидностей: точение, растачивание, подрезание, разрезание.

Процесс точения характеризуется вращательным движением заготовки (главное движение резания) и поступательным движением инструмента – резца (движение подачи). Движение подачи осуществляется параллельно оси вращения заготовки (продольная подача), перпендикулярно к оси вращения заготовки (поперечная подача).

На токарных станках можно выполнять точение в цент­рах, в патроне и на планшайбе; растачивание; торцевое точе­ние; отрезку и подрезку; нарезание резьбы; точение конусов, фасонных поверхностей и другие виды работ с применением соответствующих инструментов и приспособлений.

Типы станков токарной группы. По технологическому назначению станки токарной группы делят на токарно-винторезные, токарно-револьверные, токарно-карусельные, многорезцовые, одно-, многошпиндельные автоматы и полуавтоматы.

Технологические методы обработки отверстий (внутренних поверхностей). При изготовлении деталей машин различного назначения приходится встречаться с обработкой отверстий следующих видов: гладкие цилиндрические и конические, ступенчатые, фасонные, сквозные и глухие. Достижение требуемой точности при обработке отверстий более сложно, чем при обработке наружных поверхностей. Сложность обработки отверстий объясняется рядом причин: жесткость инструмента для обработки отверстий лимитируется размерами последних; ухудшается отвод стружки и подвод смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ); сама поверхность менее доступна для обозрения и контроля (в том числе измерения).

В зависимости от служебного назначения отверстия необходимо обеспечить следующие параметры: допуск на размер, шероховатость поверхности, прямолинейность оси отверстия, правильность геометрической формы (например, круглость для цилиндрических и конических отверстий), соосность и концентричность с другими цилиндрическими поверхностями и отверстиями, перпендикулярность оси отверстия торцу, расстояния между осями отверстий. Нередко для обеспечения требуемых размерных характеристик детали отверстие выбирается за базу и обрабатывается в начале технологического маршрута.

Сверление – основной технологический способ образования от­верстий в сплошном материале обрабатываемой заготовки. Сверле­нием могут быть получены как сквозные, так и глухие отверстия.

Самым распространенным способом обычного (неглубокого) сверления является обработка спиральным сверлом. Одним сверлом обычно сверлят отверстия диаметром до 20…30 мм. При обработке отверстий большего диаметра прибегают к последующему рассверливанию, зенкерованию, растачиванию и протягиванию.

Обработка может производиться при сообщении вращения инструменту или обрабатываемой заготовке. Применяются следующие схемы сверления: 1) вращается инструмент, ему же сообщается осевая подача, деталь неподвижна; 2) вращение сообщается детали, а осевая подача – не вращающемуся инструменту; 3) встречное вращение детали и инструмента.

Часто встречающимся дефектом при сверлении является искривление оси отверстия (увод сверла). Это особенно ощутимо при сверлении глубоких отверстий. Наиболее радикальный способ устранения увода сверла – сообщение вращения детали и инструменту.

При сверлении отверстий большого диаметра часто применяют сверла для кольцевого сверления. В зависимости от вида обработки различают также сверла для глубоких отверстий, однокромочные, с подводом охлаждающей жидкости, перовые и т. д.; эти сверла являются специальными и используются крайне редко.

Типы сверлильных станков. Настольно-сверлильные станки выпускают для сверления отверстий диаметром до 16 мм. В единичном и мелкосерийном производстве применяют вертикально-сверлильные станки. При обработке массивных или крупногабаритных заготовок применяют радиально-сверлильные станки, в которых шпиндель с инструментом перемещается относительно заготовки и может устанавливаться в требуемой точке горизонтальной плоскости. Горизонтально-сверлильные станки предназначены для получения глубоких отверстий специальными сверлами. Отверстия на сверлильных станках обрабатывают сверлами, зенкерами, развертками и метчиками.

Лезвийным инструментом можно вести сверление, зенкерование, развертывание, растачивание, протягивание.

Растачивание отверстий. Растачивание – это токарная обработка расточными резцами уже имеющихся отверстий с целью улучшения их точности и качества. Растачивание проводят по той же схеме, что и точение наружных цилиндрических поверхностей. Вращательное движение здесь является главным движением резания, а прямолинейное поступательное вдоль оси обрабатываемого отверстия – движением подачи. При обработке внутренних цилиндрических поверхностей больших диаметров осуществляется растачивание на токарных станках. В этом случае деталь крепят в трехкулачковом патроне и поддерживают люнетом. Обработку как сквозных, так и глухих отверстий осуществляют расточными резцами. Для повышения точности и качества обработки внутренних отверстий используются более жесткие расточные оправки. Расточную оправку круглого сечения устанавливают в направляющих втулках специального приспособления.

Типы расточных станков. Расточные станки подразделяются на горизонтально-расточные, координатно-расточные, алмазно-расточные и специальные. Наиболее широкое распространение получили горизонтально-расточные станки (ГРС), на которых чаще всего обрабатывают заготовки крупно- и среднегабаритных корпусных деталей. ГРС обладают широкой универсальностью и на них можно выполнять различные виды обработки.

Протягивание внутренних поверхностей является высокопроизводительным и точным методом обработки резанием сквозных отверстий, обеспечивающим получение обработанных поверхностей по 6…9-му квалитету точности с шероховатостью до Ra = 0,63 мкм. Его применяют, как правило, для окончательной обработки внутренних поверхностей произвольного поперечного профиля (цилиндрических, квадратных, многогранных, шлицевых отверстий и шпоночных пазов). При этом профиль обработанной поверхности в поперечном сечении определяется профилем заточки зубьев протяжки – специального режущего инструмента, совершающего поступательное движение (главное движение резания).

Движение подачи при протягивании как самостоятельное движение инструмента или заготовки отсутствует. В процессе резания протяжка с силой в буквальном смысле протягивается через неподвижную заготовку. Отличительными особенностями процесса резания при протягивании является возможность осуществления за один проход комбинированной обработки (черновой, чистовой, калибрующей и отделочно-упрочняющей)

Протяжка для обработки внутренних отверстий – многолезвийный режущий инструмент, имеющий при относительно малых поперечных размеров большую длину. На режущей части (черновой и чистовой) находятся режущие зубья, расположенные один за другим. Наружный размер каждого последующего зуба протяжки больше предыдущего. Протяжки могут быть как стандартными, так и нестандартными.

Технологические методы обработки плоских поверхностей. Строгание применяется для обработки плоских открытых поверхностей (плоскости, пазы, направляющие и т.д.) на строгальных станках с помощью строгальных резцов. На станках, снабженных копировальным устройством, можно обрабатывать линейчатые фасонные поверхности. Этот метод характеризуется наличием двух движений: возвратно-поступательного резца или заготовки (скорость главного движения резания) в горизонтальной плоскости и прерывистого прямолинейного движения подачи, направленного перпендикулярно к вектору главного движения. Разновидностью строгания является долбление, где главное движение резания – возвратно-поступательное, – совершает резец в вертикальной плоскости. Процесс резания при строгании прерывистый и удаление материала происходит только при прямом (рабочем) ходе инструмента. Во время обратного (вспомогательного) хода резец работу не выполняет. Обратный холостой ход служит для охлаждения инструмента, что позволяет не применять СОТЖ при обработке.

Фрезерование – это универсальный способ предварительный и чистовой обработки плоских, зубчатых, винтовых и фасонных поверхностей. При обработке плоских поверхностей оно распространено так же широко, как точение при обработке наружных цилиндрических поверхностей и сверление при получении отверстий. Используется во всех типах производств – от единичного до массового. Различные плоские поверхности обрабатывают цилиндрической или торцевой фрезой. При цилиндрическом фрезеровании ось фрезы параллельна обрабатываемой поверхности; работа производится зубьями, расположенными на цилиндрической поверхности фрезы. При торцовом фрезеровании ось фрезы перпендикулярна обрабатываемой поверхности; в работе участвуют зубья, расположенные как на цилиндрической, так и на торцовой поверхности фрезы, например при обработке уступов. Особенность процесса фрезерования – прерывистость резания каждым зубом фрезы. Зуб фрезы находится в контакте с заготовкой и выполняет работу резания только на некоторой части оборота, а затем продолжает движением, не касаясь заготовки до следующего врезания.

Цилиндрическое и торцовое фрезерование может осуществляться двумя способами: 1) против движения подачи (встречное фрезерование), когда направление скорости движения подачи противоположно направлению вращения фрезы; 2) по направлению движения подачи (попутное фрезерование), когда направление подачи совпадает с направлением вращения фрезы.

При фрезеровании главное движение резания сообщается инструменту – фрезе, а необходимая комбинация подач – заготовке.

Типы фрезерных станков. Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внутренних поверхностей различного профиля. Конструкции фрезерных станков разнообразны. Выпускают станки универсальные, специализированные и специальные. К универсальному виду оборудования относят консольные горизонтально- и вертикально-фрезерные станки.

Типы фрез и технологическая оснастка фрезерных станков. В зависимости от назначения и вида обрабатываемых поверхностей различают следующие типы фрез: цилиндрические, торцовые, дисковые, концевые, угловые, шпоночные, фасонные. Для закрепления заготовок на фрезерных станках применяют универсальные и специальные приспособления. К универсальным приспособлениям относят прихваты, угольники, призмы, машинные тиски. При обработке большого числа одинаковых заготовок изготовляют специальные приспособления, пригодные только для установки и закрепления этих заготовок на данном станке. Важной принадлежностью фрезерных станков являются делительные головки, которые служат для периодического поворота заготовок на требуемый угол и для непрерывного их вращения при фрезерования винтовых канавок. В качестве вспомогательного инструмента применяют фрезерные оправки для закрепления фрез и передачи вращательного момента от шпинделя станка на фрезу. Базой для закрепления фрезы на оправке может быть ее центровое отверстие или хвостовик (конический или цилиндрический). По способу закрепления в первом случае фрезы называют насадными, во втором – хвостовыми.