книги из ГПНТБ / Якобсон, Михаил Осипович. Технология станкостроения

вылет оправки изменяется; первое отверстие обрабатывают корот­ кой жесткой оправкой, а второе — более длинной. В этой схеме первое отверстие обрабатывают в более благоприятных условиях,

чем по первой схеме.

Второе отверстие в обоих схемах растачивается в одинаковых условиях. Вторая схема эффективнее первой.

Фиг. НО. Схема консольного растачивания отверстий.

Третья схема (фиг. ПО, в) отличается от второй только тем, что при растачивании второго отверстия длинная оправка полу­ чает дополнительную опору в виде втулки, установленной в ранее

растачивании нескольких отверстий, расположенных на одной оси.

Четвертую и пятую схемы применяют при растачивании на расточных колонках при подаче шпинделя с режущим инструмен­ том.

По четвертой схеме (фиг. НО, г) вылет расточной оправки при обработке двух отверстий, расположенных на одной оси, не

изменяется. По этой схеме растачивание производят путем вы­ движения расточного шпинделя, изготовляемая деталь не­ подвижна.

Прогиб шпинделя под действием сил резания и собственного

веса вследствие изменения расстояния от резца до опоры в про­ цессе обработки будет изменяться. По мере выдвижения шпинделя будет происходить отжим инструмента, вследствие чего диаметр обрабатываемого отверстия будет уменьшаться.

148

Условия обработки улучшаются, если диаметры обрабатывае­ мых отверстий больше диаметра расточного шпинделя (фиг. НО. д)г

что дает возможность производить растачивание короткими оправ­ ками.

Четвертая схема целесообразна при обработке соосных от­ верстий небольшой длины или отверстий, диаметр которых больше чем диаметр шпинделя.

Пятая схема (фиг. 110, д) отличается от четвертой схемы тем, что первое отверстие растачивают короткой жесткой оправкой, а второе—более длинной. Применяется и шестая схема, которая от­ личается от пятой наличием для оправки дополнительной опоры

втулки при расточке второго отверстия; она аналогична третьей схеме.

стенки исключена возможность как применения борштанги с опо­

рой в стойке, так и обработки отверстий с поворотом детали на 180°.

Консольное растачивание поверхностей соосных отверстий производят чаще всего с поворотом детали. После обработки од­ ного отверстия, расположенного с одной стороны, стол станка вме­

сте с деталью поворачивают на 180°. Совмещение оси обраба­

тываемого отверстия с осью шпинделя производят при помощи

центроискателя. Преимуществом этого способа обработки является возможность применения инструмента большой жесткости, а недо­ статком— возрастание погрешностей вследствие поворота стола с деталью на 180° и вторичной установки шпинделя по оси отверстия.

При обработке длинных отверстий или отверстий больших диа­ метров вместо консольного растачивания, если позволяет конструк­ ция детали, применяют растачивание с помощью борштанг, имею­

щих дополнительную опору в люнетной стойке или в изготовляемой детали. При обработке отверстий борштангами можно значительно

повысить жесткость системы.

По первой схеме растачивания борштангой движение подачи получает стол расточного станка с установленной на нем деталью

обрабатываемых отверстий, тем не менее при этой схеме прогиб борштанги меньше, чем прогиб консольной части шпинделя и оп­ равки при консольном растачивании. При обработке сравнительно

149

длинных отверстий резцы устанавливают на различных участках борштанги.

По второй схеме растачивания борштангой движение подачи получает шпиндель (фиг. 111, б) станка; рабочая длина борштан­ ги при обработке системы соосных отверстий изменяется, вылет

шпинделя с изменением рабочей длины борштанги также увеличи­ вается. Эта схема отличается большей жесткостью, чем первая, так как возможно применение борштанги наименьшей длины и наибо­ лее близкое к обрабатываемым отверстиям расположение опор.

Взаимное расположение сопряженных отверстий в корпусных деталях с заданной точностью можно обеспечить растачиванием за несколько установок детали, за одну установку на нескольких позициях и за одну установку на одной позиции.

Растачивание основных отверстий можно производить по раз­ метке, по координатам, по координатным шаблонам и по специаль­ ным и простейшим приспособлениям.

В единичном, а иногда и в мелкосерийном производстве рас­

тачивание основных отверстий корпусных деталей производят без

приспособлений для направления режущего инструмента и только в некоторых случаях — с применением простейших приспособ­ лений.

Растачивание корпусных деталей по разметке

Разметку производят перед механической обработкой корпус­ ных деталей.

На фиг. 112 приведены два простейших способа разметки.

Первый способ (фиг. 112, а) применяется при разметке корпусной детали с одного установа, второй способ применяется, если из-за конструктивных особенностей корпусной детали ее нельзя разме­ тить за один установ и производят разметку с перекантовкой

(фиг. 112, б).

Расточку отверстий по разметке можно производить в тех слу­ чаях, когда расстояние между осями отверстий может быть выдер­ жано с точностью ±0,3 мм.

Координатное растачивание

Координатное растачивание на расточных станках обеспечивает

получение большей точности, чем растачивание по разметке. Коор­ динатное растачивание производят за один установ детали переме­ щением ее или режущего инструмента на заданные координаты,

обеспечивающие взаимное расположение отверстий.

Координаты определяют с помощью отсчетных систем, состоя­ щих из установленных на станках линеек со штриховыми шкалами, снабженными нониусами, микрометрических штихмасов и индика­ торных упоров (фиг. 113).

Эти устройства позволяют отсчитывать с точностью до 0,01 мм перемещение узлов станка, например на горизонтально-расточном

150

станке перемещения шпиндельной бабки, передней стойки, стола и задней стойки.

Координатное растачивание можно использовать на горизон­

тально-расточных, вертикально-расточных, вертикально-сверлиль­

ных и вертикально-фрезерных станках, оборудованных крестовыми

столами.

В зависимости от системы вкладышей координатное растачи­ вание можно производить несколькими способами. Наиболее рас­

пространен способ координатного растачивания, осуществляемый по следующей схеме: между упорными платинами подвижного сто­

ла (или передней стойки) и индикаторами, неподвижно закреплен­

ными на направляющих или специальных кронштейнах, помещается набор точно выполненных вкладышей с общей длиной, равной рас­ стоянию наиболее удаленного отверстия от базовой поверхности. Шпиндель, а также стол, предварительно установленные в исходное нулевое положение последовательно перемещаются, в соответствии с устанавливаемыми наборами вкладышей, по направлениям, обес­ печивающим растачивание отверстий в детали. Процесс координат­ ного растачивания начинается с выверки положения оси шпинделя

станка и совмещения ее с выбранным на детали началом коорди­

нат, от которого ведется отсчет отверстий с помощью индикаторно­ го центроискателя.

При координатном растачивании много вспомогательного време­ ни расходуется на наладку станка, установку детали на станке и установку шпинделя станка по оси растачивания.

При координатном растачивании применяют три следующие

схемы обработки:

1)режущий инструмент жестко закреплен в шпинделе станка, дополнительных опор для его направления и повышения жесткости системы не предусматривается;

2)режущий инструмент жестко закреплен в шпинделе станка,

ивпереди растачиваемого отверстия получает направление с по­

мощью втулки, установленной в расточенное отверстие;

3)режущий инструмент жестко закреплен в шпинделе станка

ипозади растачиваемого отверстия получает направление с по­ мощью втулки, установленной в расточенное заднее отверстие или заднюю стойку.

Все эти схемы обработки имеют существенные недостатки. Так,

при обработке по первым двум схемам в процессе резания происхо­ дит отжим шпинделя, что вызывает вибрации и выкрашивание ре­ жущей части инструмента, оснащенного твердым сплавом, и ухуд­ шает чистоту обрабатываемой поверхности. При обработке по второй схеме необходима очень точная установка оправки по на­ правляющей втулке; при смещении осей оправки и направляющей втулки происходит заедание оправки во втулке. Но условия обра­ ботки по второй схеме лучше, чем по первой, потому что повышает­ ся жесткость оправки и обработку можно производить с боль­ шим сечением срезаемого слоя.

152

В третьей схеме имеются те же недостатки, что и во второй, но они еще усугубляются тем, что в третьей схеме возможны дополни­ тельные погрешности из-за неточной фиксации стола после его по­ ворота на 180°.

Координатное растачивание имеет ряд недостатков.

1.Неточности расточного станка в значительной степени копи­ руются на изготовленной детали. Деформации консольной оправки

влияют на качество растачиваемых отверстий, на их форму и чис­ тоту обработанных поверхностей.

2.Значительная трудоемкость из-за увеличения машинного вре­ мени на снятие пробных стружек при установке оси шпинделя стан­ ка по оси растачиваемого отверстия. Увеличение вспомогательного’ времени при установке оси шпинделя по оси растачиваемого отвер­ стия. Вспомогательное время в некоторых случаях может состав­

лять до 80% штучного времени.

3.Увеличение брака при растачивании из-за неточных подсче­

тов перемещения той или другой части станка при координирова­

нии оси шпинделя на ось растачивания.

4.Ограниченная возможность применения многоинструменталь­ ной обработки.

5.Чистовое растачивание должен производить высококвалифи­ цированный рабочий на станке, оснащенном шкалами и индикатор­ ными упорами. Точность обработки отверстий корпусной детали в

большей степени зависит от точности совмещения оси вращения ре­ жущего инструмента с осями обрабатываемых отверстий.

Преимуществами координатного растачивания являются: широ­ кая универсальность обработки; отсутствие затрат на изготовление,

ремонт и хранение специальных приспособлений; возможность по­

вышения режима обработки при чистовом растачивании консольной оправкой.

Значительно эффективнее координатное растачивание может быть осуществлено на горизонтально расточном станке с програм,-

мным управлением мод. 262ПР, изготовленном станкостроитель­ ным заводом им. Свердлова.

Программное управление станком позволяет выполнять автома­ тическую установку стола в поперечном направлении по коорди­ натам с точностью ±0,05 мм и шпиндельной бабки в вертикаль­ ном направлении; автоматически выполнять сверление, зенкерование, растачивание до 10 различных отверстий и фрезерование.

Программа в виде двоичного кода посредством перфорации за­ писывается на карту. Все координаты и продольные положения стола задают в десятичной системе. Пересчет с десятичной систе­ мы на двоичную и пробивание перфорационной карты происходят автоматически. Считывание программы осуществляется автомати­ ческим читающим устройством.

Растачивание основных отверстий на координатно-расточных станках. В единичном и мелкосерийном производстве растачива­

ние основных отверстий в корпусных деталях можно производить на координатно-расточных станках, специально предназначенных

153.

для обработки точно расположенных отверстий координатным ме­

тодом.

Использование координатно-расточных станков в станкострое­ нии непрестанно увеличивается. Это объясняется тем, что стои­ мость изготовления и эксплуатации специальных расточных приспо­ соблений высока. Соединение со шпинделем и разъединение с ним,

ввод и вывод длинных борштанг, измерение диаметров и .межосе­

вых расстояний при невыведенной борштанге требуют больших за­ трат времени. Применение координатно-расточных станков позво­ ляет в некоторых случаях отказаться от дорогих и сложных спе­

циальных приспособлений и, применяя короткие расточные бор­ штанги, значительно повысить точность и надежность процесса обработки.

Координатно-расточные станки изготовляются одностоечными

и двухстоечными с площадью стола от 200 X 400 до 1400 X 2200 мм.

Вертикальные координатно-расточные станки применяют для обработки отверстий в сравнительно небольших по высоте дета­ лях; в этом случае смена режущего инструмента не вызывает за­ труднений. Высокие корпусные детали целесообразнее обрабаты­ вать не на вертикальных координатно-расточных станках, где усложняется смена инструмента, а на горизонтальных координат­ но-расточных.

В старых моделях координатно-расточных станков точные пе­ ремещения стола и шпиндельных бабок осуществлялись с по­

мощью ходовых винтов, отсчетных лимбов с нониусами и коррек­ ционных линеек. В современных моделях станков предусмотрены более совершенные отсчетно-измерительные системы (индуктив­ ные, оптические с экранной оптикой). Применяются штриховые ме­

ры, зубчатые рейки или винты-якоря индуктивных систем, не имею­ щие физического контакта с другими деталями измерительной сис­ темы станка и поэтому не подвергающиеся износу. Наибольшее распространение получили измерительные системы, состоящие из

плоских металлических или стеклянных штриховых мер и набора

объективов. Проекционные устройства удобнее окулярного мик­ роскопа и дают меньшее рассеивание.

Стеклянные штриховые меры изготовляют из стекла, имею­

щего такой же температурный коэффициент расширения, как и чу­ гун. Стеклянные шкалы-меры позволяют упростить оптическую

-систему станка, не требуют интенсивного источника света и допус­ кают большие увеличения, так как световые лучи проходят через

штриховую меру.

На станках с плоскими металлическими мерами для интерполи­ рования расстояния между соседними интервалами длины, для установки десятых, сотых и тысячных долей миллиметра применяют экранные устройства. При стеклянных шкалах возможно примене­ ние наиболее совершенных проекционных устройств, дающих воз­ можность прочтения в одном месте всего координатного размера в миллиметрах и микронах. Стеклянные штриховые меры изготовля­ ют длиной до 2000 мм.

154

При работе на современных координатно-расточных станках сначала производят приближенный отсчет, а затем более тонкий, с точностью до 0,001—0,002 мм. Для приближенного отсчета слу

то необходимы подсчеты, которые могут вызвать ошибки и брак.

Если детали устанавливают на столе станка по схемам, при­ веденным на фиг. 115, то в этом случае стол передвигают в трех или

четырех направлениях; при этом неизбежны вычисления, а следова-

I О WO ' 200 300 400 500 60о¥'г

Фиг. 115. Две схемы установки детали на координатно-расточном станке:

жат только в одном квадрате, то стол перемещают в двух направ­

лениях.

При установке детали на сголе станка так, как это показано на фиг. 116, за начало координат принимают точку 0; в этом случае

отсчеты будут только нарастающими.

На некоторых станках нарастающие деления масштаба нано­ сят от нулевого положения в двух противоположных направлениях,

155

что позволяет делать быстрые приближенные отсчеты в обоих на­ правлениях и любое отверстие на детали принимать за исходное. Подобная линейка, на которой нанесены деления на расстоянии 1 мм, показана на фиг. 117.

В последних моделях координатно-расточных станков отсчет

диаметром 25 мм даже на крупных станках рекомендуется выпол­ нять за два перехода.

В современных координатно-расточных станках точность уста­ новки координат находится в следующих пределах: для станков ма­

лых размеров 0,002 мм, средних 0,003—0,004 мм и крупных

0,006—0,008 мм. В координатно-расточных станках повышенной точности (мастер-станках) точность установки координат для стан­ ков малых размеров достигает 0,001 мм.

Фиг. 117. Линейка координатно-расточного станка.

Для повышения производительности координатно-расточные станки имеют устройства для предварительного набора координат,

предусматривающие автоматический останов в заданных положе­ ниях без точного ручного подвода стола до требуемого положения, для механизированных установочных (быстрых и медленных) дви­ жений стола и шпиндельной бабки и механизированных зажимов стола шпиндельной бабки и траверсы.

Координатно-расточные станки с несколько пониженной точно­ стью, но с высокой степенью автоматизации и, в частности, с про­ граммным управлением установкой координат, обеспечивают расточ­ ку отверстий 1-го класса точности с расстоянием между осями до

156

0,04—0,05 мм. Эти станки могут быть использованы в мелкосе­ рийном производстве.

Для обработки корпусных деталей, в которых межосевое рас­ стояние должно быть выдержано в пределах ±0,05 мм, могут быть

использованы вертикально-сверлильный или вертикально-фрезер­

ный станки, имеющие крестовый координатный стол.

Растачивание в специальных приспособлениях

Растачивание в приспособлениях широко применяется при об­ работке мелких и средних корпусных деталей.

Специальные расточные приспособления предназначены для

установки в них обрабатываемой детали и координации положения режущего инструмента с помощью кондукторных втулок, установ­

ленных в стойках приспособлений.

Приспособление состоит из основной плиты и вертикальных стоек, которые обычно крепят на плите с помощью болтов и штиф­ тов. В стойках расположены втулки, направляющие расточной ин­

струмент. При растачивании в жестком приспособлении точность

обработки зависит главным образом от точности приспособления и величины зазоров между расточными борштангами и направляю­ щими втулками.

В приспособлениях для обработки отверстий направление ин­ струмента обеспечивается приспособлением, а не станком. Бор­ штанга, соединенная с шпинделем станка гибкой связью, направ­ ляется втулками, установленными в стойках жесткого расточного

приспособления, что позволяет производить растачивание борштан­ гами, вращающимися в двух опорах. При этом методе растачивания шпиндель станка сообщает борштанге необходимые для обработки

уменьшает ошибки, возможные при установке детали, и может быть выполнено рабочими средней квалификации.

Специальные приспособления, установленные на горизонталь­ но-расточных и радиально-сверлильных станках, позволяют произ­ водить растачивание основных отверстий по 1 и 2-му классам точ­ ности, выдерживая расстояние между осями до 0,05 мм. Приспо­

собления значительно повышают жесткость и виброустойчивость

системы станок — приспособление — инструмент — деталь. Применяя специальные приспособления, можно повысить жест­

кость системы даже при обработке длинными борштангами с не­ сколькими резцами и, таким образом, значительно уменьшить ма­ шинное время обработки корпусных деталей.

При растачивании в специальных приспособлениях сокращается вспомогательное время, затрачиваемое на установку оси шпинде-

157