20.4 Обработка корпусных деталей на многоцелевых станках
Многоцелевые станки (обрабатывающие центры) в большинстве случаев используется для обработки деталей с шести сторон. Если на детали имеются наклонные поверхности, то число сторон, требующих обработки, увеличивается. Детальный анализ таких изделий показывает, что в них имеются поверхности, расположенные на разных уровнях, карманы, пазы, рёбра и другие конструктивные элементы. Практически на всех сторонах располагаются отверстия – основные, резьбовые, штифтовые, разных размеров, глубины и точности.
По традиционной технологии процесс обработки предусматривает определённое количество фрезерных, сверлильных и расточных операций. Поскольку каждая операция при традиционной технологии выполняется на отдельном станке, это требует частой транспортировки и переустановки детали. Зачастую приходится разрабатывать специальные приспособления. Всё это приводит к значительным потерям, которые могут достигать 70% штучного времени.
Использование многоцелевых станков позволяет сократить число переустановок деталей за счёт того, что на одном станке можно выполнять множество операций: фрезерование прямолинейных и криволинейных поверхностей, центрование, сверление и рассверливание отверстий, зенкерование, развёртывание, нарезание резьбы, растачивание и раскатывание отверстий, круговое фрезерование наружных, внутренних и фасонных поверхностей, круговое фрезерование пазов.
Для повышения точности и снижения опасности искажений формы поверхности обработанных деталей за счёт перераспределения остаточных напряжений, имеющихся в исходной заготовке, технологический процесс разделяют на операции черновой (обдирочной) и чистовой обработки. Подготовку баз и черновую обработку выполняют на мощных и более жёстких станках, универсальных или оснащённых системами ЧПУ. После черновой обработки деталь подвергают термообработке для снятия внутренних напряжений. Дальнейшая мехобработка ведётся на многооперационных станках.
С целью получения более равномерного припуска под чистовую обработку при фрезеровании плоскостей на черновых переходах используется торцовая фреза меньшего диаметра. На чистовых переходах предпочтительно использовать фрезу, диаметр которой позволяет захватить всю ширину обработки.
Низкая шероховатость поверхности получается при использовании на чистовых переходах торцовых фрез со вставками из эльбора или минералокерамики.
С целью уменьшения номенклатуры инструментов пазы обрабатывают за несколько переходов. Вначале фрезеруют середину паза, а затем, используя коррекцию на радиус инструмента, обрабатывают боковые стороны паза. За счёт коррекции можно получить высокую точность по ширине паза.
Использование систем ЧПУ позволило выполнять новую операцию – круговое фрезерование. Это позволило в ряде случаев заменить операцию растачивания на расточных станках операцией кругового фрезерования. Особенно эффективно использование этой операции при обработке отверстий большого диаметра, так как отпадает необходимость применения специальных расточных головок. Ограничением для применения этого метода служит только глубина отверстия, что обусловлено длиной рабочей части концевых фрез.
Обработка отверстий спиральными сверлами выполняется без кондуктора. Поэтому перед сверлением выполняется предварительное засверливание коротким жёстким сверлом. Засверливание позволяет облегчить врезание, повысить стойкость сверла и сформировать фаску (если она предусмотрена чертежом). Для повышения надёжности работы спиральных свёрл в многоцелевых станках предусмотрена возможность автоматического изменения режимов резания. В конце сверления подача снижается, чтобы уменьшить нагрузку на кромку сверла на выходе и свести вероятность его поломки к минимуму.
С целью повышения производительности обработки отверстий на многоцелевых станках в ряде случаев используются комбинированные инструменты.