3068

Таблица 13.4 Режимы круглого наружного шлифования стальных заготовок

Таблица 13.5 Рекомендуемые припуски (на диаметр, мм) при круглом наружном

шлифовании стальных заготовок

При наличии значительных короблений, полученных после термической обработки, приведенные припуски следует увеличивать (см. параграф 7.1).

Окружную скорость вращения заготовки νз при выполнении врезного шлифования рекомендуется выбирать с учетом диаметра заготовки:

311

Диаметршлифовальногокругаприобработкеотверстийследуетвыбиратьнаибольшимиздопустимыхпоусловиюегоразмещениявотверстии:

Параметры точности, достигаемые при шлифовании наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, приведены в табл. 7.2 (см. ч. 1 данного учебника).

13.2. Методы обработки плоских и профильных поверхностей

Фрезерование является одним из высокопроизводительных и распространенных методов предварительной и чистовой обработки плоских, фасонных, зубчатыхивинтовыхповерхностей. Главноедвижение резания создается при этом путем вращения многолезвийной фрезы, установленной в шпинделе станка, а необходимое движение подачи создается путем относительного перемещения заготовки, закрепленной в приспособлении или непосредственно на столе станка.

Высокаяпроизводительность, получаемаявследствиенепрерывности процесса резания, позволяет эффективно использовать этот метод для обработки деталей в условиях единичного, серийного и массового производств. В зависимости от характера производства и габаритных размеров деталей обработку выполняют на универсально-фрезерных станках с вертикальным и горизонтальным расположением шпинделей, на многошпиндельных продольно-фрезерных станках, на карусельно- и барабанно-фрезерных станках агрегатного типа, а также на станках с ЧПУ и многоцелевых станках.

В результате фрезерования можно получить 8…11-й квалитеты точности размеров и шероховатость поверхности Rа = 3,2…12,5 мкм.

Обработка фрезерованием с использованием соответствующих фрез позволяет получить на деталях различные по геометрии плоские и сложнопрофильные поверхности (рис. 13.3). Фрезерование плоских поверхностейнапроходвыполняютспомощьюцилиндрическихиторцевых фрез (рис. 13.3, а, б, в, г). Фрезерование уступов, наклонных поверхностей осуществляют с помощью концевых, угловых и торцевых фрез при повороте шпинделя на требуемый угол (рис. 13.3, д, е, ж, з).

Одновременное фрезерование нескольких взаимосвязанных по-

312

верхностей различных пазов или поверхностей направляющих выполняют дисковыми, пальцевыми, специальными Т-образными и угловы-

Рис. 13.3. Обработка поверхностей заготовок фрезерованием

ми фрезами, а также набором фрез, установленных на оправку (рис. 13.3, и, к, л, м, н, р). Фрезерование сложнопрофильных поверхностей

313

выполняют с помощью фасонных дисковых фрез (рис. 13.3, л) или путем объемного фрезерования по программе пальцевой фрезой на станках с ЧПУ (см. рис. 10.18, б).

Фрезерование шпоночных пазов осуществляют с использованием концевых пазовых или дисковых фрез (рис. 13.3, о, п), а отрезку заготовки выполняют дисковыми отрезными фрезами.

Различные по конструкции фрезы могут быть цельные, сборные со вставныминожамиизбыстрорежущейсталиилисножами, имеющими твердосплавные напайные пластины, а также фрезы с механическим креплением неперетачиваемых твердосплавных пластин, обладающих высокой износостойкостью.

В качестве материалов для изготовления режущей части фрез применяют инструментальные и быстрорежущие стали, для которых скорость резания составляет 15…35 м/мин, а также твердосплавные пластины, допускающие высокие скорости резания 125…300 м/мин, а в отдельных случаях и до 1000 м/мин.

Торцевые фрезы используют для черновой и чистовой обработки плоских поверхностей. Торцевые фрезы с твердосплавными пластинами имеют стойкость в 3 раза выше, чем стойкость фрез из быстрорежущейстали, иобеспечиваютповышениепроизводительностиобработки до 5 раз. Торцовые фрезы с режущей частью из сверхтвердых материалов используют для чистовой обработки, когда требуется достижение повышенных требований по точности геометрической формы и шероховатости обрабатываемой поверхности детали.

Параметры точности детали, достигаемые при торцевом фрезеровании, приведены в табл. 7.3. и 13.4.

Схемы установки и закрепления фрез на станках показаны на рис. 13.4. На универсальном горизонтально-фрезерном станке дисковую фрезу 1 устанавливают с помощью сменной оправки 2, которая своим коническим хвостовиком входит в шпиндель 3 и закрепляется затяжным болтом 4 (рис. 13.4, а). Другой конец оправки базируется в серьге 8 на втулочном подшипнике 7 и фиксируется гайкой 9. Требуемого осевого положения фрезы на оправке достигают путем подбора сменных втулок 10. Крутящий момент на фрезу передают с помощью шпонки 6. Два сухаря 5, расположенные в пазах шпинделя и оправки, исключают проворот оправки относительно шпинделя. Аналогично на

314

оправке может быть установлен набор из нескольких цилиндрических и дисковых фрез.

Схема установки торцевой фрезы с использованием короткой конической оправки 11 показана на рис. 13.4, б. Фре-

за базируется на оправке по торцу, отверстию и шпонке 12. Закрепление фрезы осуществляется винтом 13. По аналогичной схеменаоправке устанавливают дисковые фрезы. Для установ-

ки фрез с коническим хвостовиком применяют цанговые патроны и переходныеконическиевтулки14 (рис. 13.4, в).

При использовании цилиндрических фрез с винтовым зубом установкафрезынаоправкеосуществляетсятак, чтобынаправлениевинтовых зубьев обеспечивало направление осевой силы резания в сторону шпинделя. В свою очередь, при использовании набора фрез рекомендуется применение фрез с разнонаправленными винтовыми зубьями.

Режимы резания при фрезеровании стальных заготовок с использованием торцевых фрез с твердосплавной режущей частью марки Т15К6 составляют: для предварительного фрезерования скорость v = 115…250 м/мин, подача на зуб sz = 0,4…1,5 мм/зуб; для чистового фрезерования v = 230…450 м/мин, sz = 0,2…0,3 мм/зуб. В случае обработки чугунных заготовок скорость резания уменьшают на 15...30 %.

Стойкостьторцевыхфрезствердосплавнымипластинамиобычносоставляет120…420 мин, афрезизбыстрорежущейстали– 120...240 мин.

На универсально-фрезерных станках обрабатывают детали сравнительно малых габаритных размеров в единичном и мелкосерийном производстве. С целью повышения производительности путем совмещения времени выполнения основных и вспомогательных

315

переходов обработку выполняют по схеме «маятникового» фрезерования (см. рис. 9.17.).

Многошпиндельные продольно-фрезерные станки используют для обработки крупногабаритных корпусных деталей или для групповой обработки деталей средних размеров в серийном производстве. Возможность совмещения переходов при одновременной обработке нескольких поверхностей крупногабаритных деталей или параллельной обработке поверхностей у нескольких небольших деталей позволяет получить достаточно высокую производительность операции. При групповой обработке последовательно установленных деталей уменьшение машинного времени достигается также за счет перекрытия расстояний на врезание и выход фрезы.

При обработке на четырехшпиндельных продольно-фрезерных станках корпусных деталей с направляющими (кареток, столов, ползунов) можно применять набор фрез, профиль которых соответствует контуру направляющих. Набор фрез, включающий обычно как универсальные, так и специальные фрезы, базируют на общей оправке, которую устанавливают в шпиндели двух горизонтальных головок. Преимуществом этого способа является возможность получения за один рабочий ход практически полного профиля направляющих. Однако имеются сложности, связанные с заточкой комплекта фрез и требуемой точной установкой их в наборе. Поэтому этот метод применяют главным образом в серийном производстве для обработки направляющих простой формы.

Карусельно-фрезерные и барабанно-фрезерные станки применяют дляобработкикорпусныхдеталейнебольшихразмероввкрупносерийном и массовом производствах. Карусельно-фрезерные станки с круглым вращающимся столом имеют одну или несколько фрезерных головок с вертикальным расположением шпинделей. При наличии трех фрезерных головок на первых двух устанавливают фрезы диаметром 250 – 300 мм для предварительной обработки, а на последней – фрезу диаметром 500 – 600 мм для чистовой обработки горизонтальных поверхностей деталей. Заготовки устанавливают в приспособлении, расположенном по кругу стола. Установку заготовки и съем детали выполняют вне зоны обработки и по времени совмещают с процессом резания, который осуществляется при непрерывном вращении стола. Выполнение непрерывной параллельно-последовательной черновой и чи-

316

стовой обработки группы деталей позволяет добиться высокой производительности.

Короткиекинематическиеиразмерныецепикарусельно-фрезерного станка, повышенная жесткость стола и неподвижное закрепление фрезерных головок позволяют получить высокую точность размеров и относительных поворотов обрабатываемых поверхностей заготовки.

На барабанно-фрезерном станке одновременно обрабатывают в размер две параллельные поверхности. Барабан, непрерывно вращающийся относительно горизонтальной оси, имеет от четырех до восьми граней, на которых установлены приспособления для укрепления заготовок. Общее число фрезерных головок с горизонтальным расположением шпинделей может составить 2, 4, 6 или 8. При этом с помощью первых фрез выполняют предварительную обработку, а последние две фрезы большого диаметра служат для чистовой обработки поверхности детали. Диаметры чистовых фрез предопределяют возможные размеры обрабатываемых поверхностей детали.

Параметры точности обработки¸ достигаемые при фрезеровании плоскостей и пазов, приведены в табл. 13.6.

Таблица 13.6 Параметры точности обработки при фрезеровании

Обработка поверхностей деталей строганием и долблением

Строгание выполняют для обработки открытых плоских и фасон-

317

ных поверхностей на поперечно и продольно строгальных станках с использованием строгальных резцов. Для обработки фасонных линейчатыхповерхностейнастанкахприменяюткопировальныеустройства.

Формообразование при строгании обеспечивается двумя поступательными прямолинейными движениями резания v и подачи s, которые совершают соответственно резец, установленный на суппорте, и заготовка, устанавливаемая на столе станка. На поперечно-строгальных станкахглавноедвижениерезаниясовершаетрезец, азаготовкавыполняетдвижениепоперечнойподачи. Напродольно-строгальныхстанках главное возвратно-поступательное движение резания совершает заготовка, а резец выполняет движение подачи.

Процесс резания при строгании прерывистый, съем припуска происходит при прямом ходе и сопровождается ударными нагрузками. В соответствии с этим к строгальным резцам предъявляют особые требования, они имеют большую массу, повышенную жесткость, более вязкий материал режущей части и работают при сравнительно низких скоростях резания v 80 м/мин. В свою очередь, подача также назначается на 10…20 ниже, чем это рекомендуется при тех же условиях для точения.

При выполнении строгальных работ применяют резцы различной формы. При этом необходимо учитывать, что резцы с прямым стержнем под влиянием силы резания могут углубляться в заготовку и вызывать подрыв. Применение резцов с изогнутым стержнем позволяет уменьшить или вообще избежать этого явления.

Долбление, выполняемое с помощью долбежных резцов, является разновидностью строгания. Его применяют в основном для получения на деталях различных окон и пазов в предварительно полученных отверстиях. Использование продольной, поперечной и круговой подачи стола станка позволяет путем долбления получать на детали сложные контуры, образуемые отрезками прямых линий и дуг.

Строгание поверхностей применяют в основном в единичном и мелкосерийном производствах, а также при обработке крупногабаритных, тяжелых деталей на продольно-строгальных станках, имеющих отдвухдочетырехсуппортовдлястроганиявгоризонтальномивертикальном направлениях.

318

Производительностьстроганияниже, чемприфрезеровании. Этообъясняется наличием холостых возвратных ходов и относительно малыми скоростями резания. Однако производительность строгальной операции можно повысить путем одновременной обработки группы заготовок, последовательно установленных в один или два ряда на столе станка. При этом целесообразно параллельно обрабатывать горизонтальные и вертикальныеповерхностизаготовки, используяодновременновертикальныеи боковыесуппорты. Требованиемктехнологичностидеталейвэтомслучае являетсярасположениеобрабатываемыхповерхностейводнойплоскости (наодномуровне), чтопозволяетвыполнятьобработкунапроход.

Преимуществом строгания и долбления является их универсальность, низкая стоимость и простота режущего инструмента. Резцы, используемые при строгании, представляют собой наиболее дешевый и простой инструмент, который обладает малой чувствительностью к дефектам поверхностного слоя и позволяет снимать за один рабочий ход до 15…20 мм.

Режимы обработки при строгании и долблении: для предварительной обработки скорость резания v 20…40 м/мин, подача на двойной ходs = 0,3…4,5 мм/дв.х; длячистовогостроганияv 40…80 м/миниs = 0,6…2 мм/дв.х. При чистовом строгании широкими резцами с шириной режущейкромки60 ммиболееподачасоставляетs = 5…20 мм/дв.х. при глубине резания t 0,1 мм.

Строгание позволяет получить высокую точность по прямолинейности обрабатываемых поверхностей. Это объясняется более высокой жесткостью строгальных суппортов по сравнению с жесткостью фрезерных головок и относительно малым температурным деформированием в процессе резания.

Тонкое строгание широкими резцами при t 0,1 мм и подачей до s 20 мм/дв.ход позволяет получить высокую точность и качество поверхности близкое к шлифованию. Кроме того, при получении пазов и канавок производительность строгания выше, чем фрезерования. Поэтому строгание достаточно широко применяют при обработке деталей с направляющими – различных столов, кареток, ползунов. Параметры точности, достигаемые при строгании и долблении, приведены в табл. 13.7.

319