Процессы обработки заготовок. Часть 1. Методы механической обработки п

Притирку наружных цилиндрических поверхностей валов в единичном производстве осуществляют на токарных станках с использованием разрезных притиров-втулок (рис. 2.10). Втулку 3 смазывают пастой или ровным тонким слоем корундового порошка с машинным маслом. Затем втулку вставляют в металлический жимок 2 и надевают на обрабатываемую деталь 4. Слегка подтягивая жимок болтом 1, равномерно водят притир вдоль вращающейся детали.

Рис. 2.10. Притирка цилиндрической поверхности на токарном станке

При такой доводке полезно смачивать деталь жидким машинным маслом или керосином. Припуск на доводку в этом случае оставляют около 5–20 мкм на диаметр. Скорость вращения детали при доводке на токарном станке или полировальной бабке составляет 10–20 м/мин.

В серийном и массовом производствах притирку осуществляют на специальных притирочных станках, которые применяют в основном для притирки коротких цилиндрических деталей, например, поршневых пальцев (рис. 2.11). В этом случае притирка осуществляется между двумя чугунными (реже абразивными) дисками, расположенными эксцентрично по отношению друг к другу (рис. 2.11, а), что создается при вращении обоих дисков или только нижнего диска при неподвижном верхнем диске движения качения и скольжения благодаря кривой, изображенной на рис. 2.11, б (цифры I, II и III обозначают положение обрабатываемой детали по отношению к верхнему диску).

41

В качестве абразивной составляющей используют окись хрома (Cr2O3), крокус (порошок (Fe2O3) окиси железа) и венскую известь (порошок углекислого кальция с примесью магния и железа).

По твердости, режущим свойствам и производительности окись хрома стоит на первом месте. Наиболее чистую поверхность обеспечивает венская известь.

Целью полирования является снижение шероховатости поверхности. Полирование не исправляет дефекты формы и размеров, полученные на предыдущих операциях. В связи с этим съем металла при полировании должен быть минимальным и не должен превышать высоту гребешков шероховатости поверхности, полученной на операции, предшествующей операции полирования. Режимы полирования назначают из условия прочности полировальных кругов на разрыв и удержания абразива на рабочей поверхности полировального круга. Припуск на полирование не оставляют.

Полирование осуществляют при помощи шлифовальных (электрических или пневматических) машинок или на шлифовальных и полировальных станках.

2.2.7. Выглаживание обкатыванием роликами

Выглаживанием называют многочисленные разновидности процесса обработки давлением, без снятия стружки, путем трения скольжения или качения. В процессе выглаживания происходит изменение геометрических параметров поверхности и показателей физико-механического состояния поверхностного слоя детали. В связи с этим по технологическому назначению выглаживание разделяют на три вида: калибровка – для повышения точности поверхности и уменьшения шероховатости; выглаживание – для уменьшения шероховатости, в том числе выглаживание обкатыванием; отделка – для достижения упрочнения поверхностного слоя материала.

В настоящее время наиболее широко применяется выглаживание обкатыванием шариками или роликами, изготовленными

43

из закаленной стали или твердого сплава. Обкатка наружных поверхностей валов гладкими роликами заключается в том, что вращающиеся ролики, прижимаясь к обрабатываемой поверхности под давлением, сминают неровности и создают наклепанный слой, повышающий эксплуатационные свойства обрабатываемой поверхности. Поверхности жестких валов обкатывают односторонними роликами, а менее жестких – 3-роликовыми устройствами, которые уравновешивают действующие силы давления.

Как правило, обкатку роликами производят после чистового точения.

При обработке незакаленных сталей обкатка роликами заменяет шлифование, но она значительно проще и производительнее.

Обкатку роликами осуществляют на универсальных токарных, револьверных и карусельных станках с применением в качестве СОЖ индустриальных масел типа И-12А.

В качестве материалов для роликов используют инструментальные углеродистые стали, закаленные до твердости HRC = 58...65, и легированные стали марок ХВГ, 5ХНМ и др.

Обкатку производят при скорости вращения детали vдет = = 150...300 м/мин, продольной подаче Sпр = 0,15...0,5 мм/об и ра-

диальной подаче (глубине) Sрад = 0,1...0,2 мм/ход.

Следует отметить, что наибольший эффект обкатки достигается после первого прохода. При последующих проходах эффект обкатки снижается.

При увеличении количества проходов более трех на обработанной поверхности могут появиться дефекты в виде шелушения и трещин.

44

3.МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ

Отверстия бывают цилиндрическими, ступенчатыми, коническими, фасонными. Отверстия могут быть открытыми с двух сторон (сквозные) и с одной стороны (глухие). Их обрабатывают лезвийными и абразивными инструментами, а также физикохимическими методами. Лезвийными инструментами отверстия можно сверлить, зенкеровать, развертывать, растачивать, в частности, производить тонкое (алмазное) растачивание, протягивать. Абразивными инструментами отверстия можно шлифовать, хонинговать, суперфинишировать, полировать, притирать.

При обработке отверстий в труднообрабатываемых материалах (твердые сплавы, стекло, керамика и др.), а также при получении отверстий малых диаметров применяют следующие методы обработки: ультразвуковой, лучевой, электроэрозионный, электрохимический.

Обработка отверстий без снятия стружки производится путем поверхностно-пластического деформирования с применением следующих операций: алмазное выглаживание, раскатка шариками или роликами, прошивка дорном или калиброванными шариками. Отверстия в деталях из листового материала чаще всего пробивают на вырубных штампах.

3.1. ОБРАБОТКА ОТВЕРСТИЙ ЛЕЗВИЙНЫМИ ИНСТРУМЕНТАМИ

3.1.1. Сверление

Сверление – распространенный способ обработки глухих и сквозных отверстий в сплошном материале с точностью 12–13-го квалитета и шероховатостью поверхности Rz = 10...30 мкм.

45

Отверстия диаметром более 30 мм сверлят за два перехода, сначала сверлом меньшего диаметра, затем – требуемого диаметра.

Различают два метода сверления: с вращающимся сверлом (сверлильные и расточные станки) и с вращением детали (токарные станки). Для уменьшения увода сверла производят предварительное засверливание (центрование) коротким жестким сверлом. Сверление производят натокарных станках и автоматах, а также на сверлильных и расточных станках с направляющими втулками. Сверлильные станки подразделяются на универсальные, специализированные и специальные станки. На универсальных сверлильных станках можно выполнять любые операции по обработке отверстий. К универсальным станкам относятся: вертикально-сверлиль- ные, радиально-сверлильные, настольно-сверлильные. К специализированным станкам относятся горизонтальные станки (патронного и вертлюжного типа) для сверления и растачивания глубоких отверстий (вертлюжные станки). В массовом производстве применяют специальные агрегатные многошпиндельные сверлильные станки, предназначенные для выполнения определенной операции. На многошпиндельных станках одновременно сверлят несколько отверстий, количество которых может превышать 200.

Если заданная точность отверстия выше 9-го квалитета, то взависимости от диаметра отверстия и вида заготовки последующаяобработкаосуществляетсярастачиванием илиразвертыванием.

Точность взаимного расположе-

46

Сверла подразделяются на нормальные, для глубокого сверления, и специальные сверла. К нормальным относятся сверла спиральные, перовые и центровочные.

Для глубокого сверления (отношение длины отверстия к диаметру больше пяти) применяют сверла особой конструкции (рис. 3.2). Конструкция одного из таких сверл (перовое сверло) показана на рис. 3.2, а.

Рис. 3.2. Сверла для глубокого сверления: а – перовое; б – ружейное

Сверло состоит из штанги 2 длиной до 1,5–2,0 м (в зависимости от длины отверстия), имеющей две канавки 3 для отвода стружки и две канавки 4 для трубок, подводящих СОЖ с большим давлением для удаления стружки. На конце штанги закрепляется клином 6 с винтами 5 специальная режущая пластина 1 из быстрорежущей стали или оснащенная твердым сплавом; на режущих кромках пластины делают канавки для разламывания и размельчения стружки, кроме того, эти канавки облегчают удаление стружки смазочно-охлаждающей жидкостью.

Такие сверла применяют для отверстий диаметром более

30 мм.

Для изготовления глубоких отверстий относительно небольших диаметров – до 30 мм – применяют спиральные сверла с внутренним подводом СОЖ, однако обрабатывать таким сверлом глубокие отверстия трудно, так как приходится часто выводить сверло из отверстия для удаления застрявшей стружки и, кроме того, оно недостаточно прочно и менее точно обеспечивает

47

соблюдение направления отверстия (имеет место повышенный увод сверла).

Вместо спиральных сверл целесообразно применять пушечные и ружейные сверла (рис. 3.2, б), которые не имеют поперечной режущей кромки, что облегчает резание металла. Вершина сверл смещена на 0,25 диаметра, благодаря чему образуется конус, направляющий сверло.

Сверлению таким сверлом предшествует сверление на некоторую глубину спиральным или перовым сверлом, что должно быть выполнено очень тщательно во избежание увода ружейного или пушечного сверла при последующем глубоком сверлении. Получаемая при сверлении ружейными или пушечными сверлами относительно мелкая стружка легко удаляется СОЖ.

Подвод СОЖ при сверлении ружейным сверлом осуществляется под сильным давлением через отверстие в теле сверла, а отвод стружки происходит по наружной канавке сверла между телом (стержнем) сверла и обработанной поверхностью отверстия (внутренний подвод СОЖ и наружный отвод стружки). При такой схеме сверления стружка, удаляемая из зоны резания, соприкасается с обработанной поверхностью детали. При работе пушечными сверлами подвод СОЖ осуществляют под высоким давлением через полость между обработанной поверхностью отверстия и телом сверла, а отвод стружки производят через каналы, выполненные внутри сверла (наружный подвод СОЖ и внутренний отвод стружки). При этом отводимая из зоны резания стружка не соприкасается с обработанной поверхностью отверстия.

Недостатком ружейных и пушечных сверл является относительно низкая производительность.

При сверлении глубоких отверстий диаметром от80 до 200 мм и длиной до 500 мм широкое применение находят кольцевые сверла. Они вырезают в сплошном металле лишь кольцевую полость (рис. 3.3), а остающуюся после такого сверления внутреннюю часть в форме цилиндра можно использовать для изготовления других деталей. Кольцевые сверла поставляются с несколькими комплектами запасных быстрорежущих ножей.

48

3.1.2. Зенкерование

Зенкерование применяют для обработки предварительно полученного отверстия литьем, прошивкой или сверлением. Инструментом служит зенкер.

Зенкеры, в зависимости от их назначения, подразделяются на цилиндрические и конические.

Для обработки фасок в отверстиях применяют зенковки (рис. 3.4, а), а для исполнения цилиндрических и торцовых поверхностей под головки заклепок, винтов, болтов и гаек применяют цековки (рис. 3.4, б).

Рис. 3.4. Схема зенкерования: а – зенковка; б – цековка

Зенкеры, в зависимости от их назначения, подразделяются на спиральные, конические и цилиндрические.

Зенкеры диаметром 12–35 мм изготавливают цельными с коническими хвостовиками и с тремя режущими зубьями,

49

а диаметром 35–60 мм выполняют насадными с четырьмя или шестью режущими зубьями.

Насадные зенкеры диаметром 60–175 мм выполняют со стальными рифлеными ножами или с пластинами из твердых сплавов. Для обеспечения заданной точности и устранения увода оси инструмента применяют кондукторы с верхним, нижним или двойным ориентированием (рис. 3.5). Верхнее направление зенкера 1 во втулке кондуктора 2 обеспечивает его ориентацию специальной цилиндрической направляющей (рис. 3.5, а). Нижнее направление осуществляется втулкой 2, расположенной под деталью 3 (рис. 3.5, б). Двойное направление зенкера рекомендуется применять при обработке отверстий диаметром свыше 25 мм (рис. 3.5, в).

Рис. 3.5. Направление зенкера в кондукторных втулках: а – верхнее; б – нижнее; в – двойное

Для исключения погрешности оси отверстия, связанного с биением оси шпинделя станка относительно оси направляющих втулок, зенкер со шпинделем станка обычно имеет шарнирное соединение.

Припуск под зенкерование равен примерно 0,1 диаметра отверстия.

Зенкерование отверстия после литья или штамповки обеспечивает 13-й квалитет точности, а после сверления или чернового растачивания 11–12-й квалитет, шероховатость поверхности Rz = 10...25 мкм.

50