3068

выполняют также на горизонтально-расточных станках и на подобных расточных станках ЧПУ с использованием специального приспособления – плана суппорта, – которое обеспечивает вращение резца и перемещение его в радиальном направлении при неподвижной заготовке.

Высокую производительность, получаемую при точении плоских поверхностей, определяет ряд факторов: непрерывность процесса резания; относительно высокие режимы резания; использование простого и недорогого режущего инструмента – резцов, позволяющих снимать за одинрабочийходприпускдо15 мм. Параметрыточностиобработки, получаемые при точении плоских поверхностей, приведены в табл. 13.8.

Таблица 13.8 Параметры точности обработки, достигаемые при торцевом точении

плоских поверхностей

Обработка плоских наружных поверхностей деталей протягиванием

Протягиваниенаружныхплоскихифасонныхповерхностейзаменяет такие методы обработки, как фрезерование, строгание и шлифование.

Протягивание наружных плоскостей корпусных и других деталей выполняют в крупносерийном и массовом производствах на специализированных протяжных станках горизонтального и вертикального типа. Протягивание является наиболее производительным методом обработки, при котором обеспечивается получение высокой точности размеров и относительного положения обрабатываемых поверхностей. Мощные протяжныестанкисусилиемпротягиваниядо0,5 МНпозволяютповсей обрабатываемой поверхности снимать за один рабочий ход припуск в 3…5 мм. Рациональное распределение снимаемого припуска по длине многозубой протяжки, при котором на калибрующие зубья приходится минимальная нагрузка, позволяет получить высокую стойкость и сохранять геометрическую точность режущего инструмента, что обеспечивает гарантированное достижение высокой точности детали.

321

Сборные протяжки, длина которых составляет 1,5...2 м, позволяют обрабатыватькакплоские, такифасонныенаружныеповерхностикорпусных деталей. При этом скорость протягивания достигает 60 м/мин. Быстроходные протяжные станки с одной или несколькими позициями встраивают в автоматические линии по обработке блоков цилиндров двигателей, у которых предварительно и окончательно протягивают плоскость разъема под головку блока, привалочную плоскость и поверхности замка под крышки коренных подшипников, а также боковые поверхности блока.

Факторами, ограничивающими применение протягивания, являются относительно высокая стоимость режущего инструмента и возникающие при обработке большие силы резания, что исключает возможность обработки нежестких деталей.

Протягивание применяют для предварительной чистовой и отделочнойобработкинаружныхповерхностейразличныхдеталей. Однако его применение особенно эффективно для получения высокой точности размеров и относительного положения фасонных поверхностей, а также комплекса одновременно обрабатываемых поверхностей детали.

Режимы обработки при протягивании наружных поверхностей: скорость резания v 7…15 м/мин, подача на зуб s = 0,1…0,5 мм/зуб, снимаемый припуск t = 1…3 мм. Несмотря на сравнительно низкую скорость резания производительность протягивания достаточно высокая, так как происходит обработка всей поверхности при большой длине одновременно работающих режущих кромок.

Параметры точности, получаемые при протягивании наружных плоских и фасонных поверхностей, приведены в табл. 13.9.

Таблица 13.9 Параметры точности, достигаемые при протягивании плоских

и фасонных поверхностей

322

Обработка плоских поверхностей деталей шлифованием

Шлифование наружных плоскостей различных деталей применяется в основном как окончательная финишная обработка, обеспечивающая получение повышенных требований по точности размеров, точности геометрической формы и шероховатости обрабатываемых поверхностей. Поэтому эту операцию выполняют после предварительного фрезерования, строгания или точения, а также после термообработки – закалки, в результате которой достигают высокую твердость поверхности.

Шлифование плоских поверхностей выполняют на плоскошлифовальных станках с прямоугольным или круглым столом с использованием в качестве режущего инструмента абразивных шлифовальных кругов, которые способны снимать с заготовки значительно меньший слой металла, чем лезвийный инструмент. Малые сечения среза и высокие скорости резания являются главными факторами, определяющими достижение высоких параметров геометрической точности и шероховатости поверхности при шлифовании.

Всвою очередь, высокая твердость абразивных зерен позволяет шлифовать закаленные поверхности и обрабатывать заготовки из высокопрочных материалов, что практически невозможно лезвийным инструментом.

Взависимости от требований к точности плоское шлифование может быть предварительным, чистовым или тонким. При многопроходном шлифовании вертикальная подача s круга осуществляется перед каждым продольным ходом или перед двойным ходом стола.

Шлифование плоских поверхностей осуществляется периферией плоского круга, торцом чашечного круга или торцовой поверхностью составного сегментного круга. Для уменьшения теплового напряжения в зоне шлифования торцом круга ось последнего наклоняют в плоскости, параллельной продольной подаче. При предварительном шлифовании превышение задней кромки круга над передней допускается до 2 мм, а при чистовом – не более 0,05 мм. Обильное охлаждение с помощью смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), применяемое при шлифовании, позволяет уменьшить температурные деформации заготовки и улучшить условия процесса резания, что способствует повышению точности обработки и исключению прижогов.

На станках с прямоугольным столом на обрабатываемой поверх-

323

ности возможно получить также относительно неширокие занижения или пазы, которые обрабатывают периферией или торцом круга путем врезного многопроходного или глубинного шлифования.

На плоскошлифовальных станках с круглым столом обработка осуществляется с непрерывной круговой подачей, поэтому производительность обработки на них в 1,3…2 раза выше, чем на станках с квадратным столом.

Режимыобработкипришлифованииплоскихповерхностейнастанкахспрямоугольнымстоломперифериейплоскогокруга: скоростьрезанияv 25…50 м/с, продольнаяподачастолаsпр = 4…16 м/мин, поперечная подача стола sп в долях высоты Н круга sп (0,1…0,4)Н мм, подача кругавглубинунапроходst = 0,005…0,03 мм/ход, припускоставляемый под шлифование t = 0,2…0,6 мм.

В процессе шлифования зерна абразивного инструмента изнашиваются и теряют режущую способность. Параллельно происходит заполнение пространства между зернами отходами шлифования – металлической пылью, продуктом разрушения зерен и связки. В результате изношенный, «засаленный» круг перестает резать, на обрабатываемой поверхности возникают прижоги. Для восстановления режущей способности круга выполняют правку – «заточку» круга специальными более твердыми алмазно-металлическими карандашами или роликами. В процессеправки, котораявыполняетсяза3…5 проходов, сзатупившейсярабочей поверхности круга снимают слой толщиной 0,08…0,13 мм. При этом восстанавливается не только режущая способность, но и геометрическая точность круга. Параметры точности, получаемые при шлифовании плоских поверхностей, приведены в табл. 13.10.

Таблица 13.10 Параметры точности, достигаемые при плоском шлифовании

324

Обдирочное плоское шлифование применяют для снятия дефектного слоя с поверхностей отливок, поковок, полученных непосредственно после заготовительной операции. На этой операции применяют плоские круги прямого профиля типа ПП, ПР и чашечные круги типа ЧК с зернисостью 125…50 и твердостью СТ1 – Т1. Скорость резания составляет 35…50 м/c, а для кругов упрочненных стеклосеткой – до 80 м/c.

Для обдирочного шлифования наружных плоскостей применяют также сборные сегментные круги. Припуск, снимаемый за один рабочий ход, может составлять при этом до 4…5 мм. Преимуществом этого метода обработки является малая чувствительность шлифовального круга к твердым включениям и другим дефектам поверхностного слоя заготовки, а также отсутствие сколов при шлифовании прерывистых поверхностей.

Все это определяет широкие технологические возможности обдирочного шлифования для высокопроизводительной обработки сложноконтурных, прерывистых поверхностей чугунных и стальных заготовок. Между тем как при лезвийной обработке чугунных деталей строганием или фрезерованием возникают сколы (выкрашивание металла на кромках), что приводит к браку и резкому снижению стойкости режущего инструмента, в особенности торцовых фрез.

Важным моментом разработки операции шлифования является правильныйвыборшлифовальногокруга. Характеристикикругаввиде условного обозначения указывают в технологической документации согласно ГОСТ 2424-83 следующим форматом:

I 500 50 305 24А 10-П С2 7 К 35 м/с А1 кл. ГОСТ 2424-83,

где I – круг прямого профиля типа I; 500 50 305 – соответственно диаметр, высота круга и диаметр внутреннего отверстия; 24А – материал зерна – белый корунд; 10-П – зернистость круга; С2 – степень твердости; К – керамическая связка; 35 м/с – скорость работы; А – класс точности; 1 – первый класс неуравновешенности.

Механическая прочность кругов на вулканитовой, бакелитовой и керамической связках должна обеспечить их надежную работу на скоростях до 50…60 м/с, а при наличии упрочняющих элементов и до 80…100 м/с. Характеристикишлифовальныхкругов, применяемыхдля получения требуемой шероховатости поверхности при обработке чугунов и сталей, приведены в табл. 13.11.

325

Крупнозернистые круги (зернистость 125 – 40) применяют при обдирочном предварительном шлифовании. Мелкозернистые круги, в том числе алмазные и эльборовые, применяют на операциях чистового шлифования [10].

Плоское шлифование выполняют как периферией, так и торцом шлифовального круга. При шлифовании периферией круга условия работы круга благоприятнее, площадь контакта круга с заготовкой значительно меньше, что снижает потребляемую мощность. Для устранения прижогов применяют круги с поднутрением на торцах.

13.3. Методы нарезания винтовых поверхностей

Резьбоваяповерхностьобразуетсяпривинтовомдвиженииплоского контура по цилиндрической или конической поверхности. Различные по профилю наружные и внутренние резьбы могут быть получены путем нарезания профиля резьбы режущим инструментом или путем накатывания профиля резьбы накатным инструментом.

Нарезание резьбы может быть выполнено резьбовыми резцами, гребенками, метчиками, резьбовыми плашками, резьбонарезными головками, резьбовыми фрезами, дисковыми шлифовальными кругами.

Резьбовые резцы применяют для нарезания точных наружных и внутренних резьб различного профиля – треугольного, трапециидального, прямоугольного, круглого. Нарезание выполняют на универсальных токарно-винторезных станках, на специальных резьботокарных станках с автоматическим циклом и на станках с ЧПУ токарного типа. Это наиболее простой и универсальный способ, позволяющий одним и тем же инструментом нарезать резьбы различного диаметра и шага на цилиндрических и конических поверхностях.

326

Основные виды применяемых резьбовых резцов представлены на рис. 13.5. Однопрофильные (однониточные) резцы могут быть составнымиснапаяннойтвердосплавнойпластинкой(рис. 13.5, а), сборными с призматической вставкой из быстрорежущей стали или с неперетачиваемой твердосплавной пластинкой (рис. 13.5, б, в). Могопрофильные резцы (гребенки) могут быть призматическими (рис. 13.5, г) или круглыми с кольцевой или винтовой нарезкой (рис. 13.5, д, е).

Рис. 13.5. Резьбовые резцы: а – с напаянной твердосплавной пластинкой; б – с призматической вставкой; в – с неперетачиваемой твердосплавной пластинкой; г – многопрофильный; д – круглый с кольцевой нарезкой; е – круглый с винтовой нарезкой

При угле подъема винтовой линии β ≥ 3…4° резец наклоняют к оси заготовкинауголλ= β. Профильрезьбовогорезцапопереднейповерхностиприрасположенииеевплоскости, проходящейчерезосьходовоговинтасовпадаетспрофилемрезьбывосевомсечении. Вэтомслучае передний угол γ = 0° и λ = .

В процессе обработки заготовка вращается со скоростью резания v, а профильный резец перемещается с продольной подачей s (мм/об), равной шагу резьбы s = P на оборот заготовки. В результате происходит вырезание по винтовой линии слоев металла в соответствии с профилем впадины.

Нарезание резьбы мелкого модуля выполняют за один проход. Глубина резания t в этом случае равна высоте профиля резьбы t hз . При нарезании резьбы могопрофильными резцами – гребенками – глубина резания для каждого элементарного резца, образующего режущую часть, уменьшается в несколько раз:

t = hз P/l1 ,

где P – шаг резьбы; l1 – длина режущей части гребенки.

Для нарезания многозаходной резьбы требуется выполнить точное угловое деление заготовки при переходе с одной нитки на другую. Это

327

деление выполняют с помощью специального градуированного патрона или путем смещения резца на шаг с помощью верхнего суппорта.

Многопроходноенарезаниеприменяютдляполучениярезьбсреднего и большого модуля. При этом используют три схемы врезания (рис. 13.6): радиальное врезание (рис. 13.6, а), боковое врезание (рис. 13.6, б) и комбинированное (рис. 13.6, в), при котором достигают лучшего качества поверхности по сравнению со второй схемой.

а) б) в) г) д)

Рис.13.6. Схемы многопроходного нарезания винтовых поверхностей: а – радиальное врезание; б – боковое врезание; в – комбинированное врезание; г и д – предварительное нарезание трапецеидальной резьбы

При нарезании винтовых поверхностей ходовых винтов, когда создают глубокий трапециидальный, прямоугольный или иной профиль, вначале выполняют последовательное многопроходное предварительное точение несколькими прорезными резцами различного профиля. В результате происходит удаление с винтовой канавки основного припуска. Окончательное, чистовое точение выполняют чистовым резцом, профилькоторогосоответствуетзаданномупрофилюрезьбы. Приэтом возможны две схемы установки профильного резца. Согласно первой схеме, (рис. 13.7, а) плоскость профиля резца совмещается с плоскостью, проходящей через ось ходового винта. Для точного профилирования витка резец в этом случае должен иметь прямолинейные режущие кромки, что упрощает заточку инструмента и повышает точность. Однако углы резания по боковым режущим кромкам α1 и α2 не равны, поэтому обработку приходится производить при сравнительно низких режимах резания. Эту схему установки применяют для окончательного, чистового нарезания витка.

Согласно второй схеме (рис. 13.7, б) резец устанавливают так, что его режущая кромка располагается по перпендикуляру к винтовой линииилиугломβ(угломподъемавитка) относительноосиходовоговинта. В этом случае плоскость режущей кромки не проходит через ось

328

мой в патрон с коническим хвостовиком, показана на рис. 13.8. Метчик устанавливается во втулку 2 и зажимается шариками 3 при переме-

не крутящего момента, создается путем поворота гайки 10 с последующей фиксацией ее замком 11, установленным в обойме 9. Величина задаваемого крутящего момента с учетом диаметра резбы, ее шага и обрабатывемого материала определяется по таблицам [24].

С помощью метчиков можно нарезать также коническую резьбу в сквозных и глухих отверстиях. В последнем случае применяют метчики с укороченной заборной частью. В качестве материала для метчиков используют в основном быстрорежущую сталь. Твердосплавные метчики применяют для заготовок из стали и сплавов, имеющих прочность σв (180…210)107 Па и твердость 48…55 HRCэ. По конструкции метчики могут быть цельными, составными и сборными, последние для резьб диаметром более 30 мм.

Плашки применяют для нарезания наружных резьб на цилиндрической или конической поверхностях. В процессе обработки заготовка вращаетсясоскоростьюv, аплашкаподжимаетсякторцуобрабатываемой цилиндрической поверхности, самоустанавливается по ней и путем самозатягивания перемещается в осевом направлении с оборотной подачей, равной шагу нарезаемой резьбы s P.

С помощью плашек наружные резьбы нарезают на токарных, револьверных и других станках, а также вручную. Нарезание обычно выполняют за один проход. Плашка закрепляется в плашкодержателе,

330