2.1.5. Структура технологического процесса при обработке корпусных деталей

Структура технологического процесса обработки корпусной детали зависит от ее конструктивного исполнения, геометрической формы, размеров, массы, метода получения заготовки, технических требований к ней, оснащенности производства, его типа и методов работы.

Однако, несмотря на многочисленные особенности конструкции и условий производства, технологический процесс обработки корпусных деталей включает следу­ющие основные операции:

• черновая и чистовая обработка поверхностей, которые используются в дальнейшем в ка­честве технологических баз (подготовка баз);

• черновая и чистовая обработка плоских поверхностей;

• черновая и чистовая обработка основных отверстий;

• обработка вспомогательных отверстий – гладких и резьбовых;

• отделочная обработка плоских поверхностей и основных от­верстий;

• контроль точности обработанной детали.

Кроме того, между этапами черновой и чистовой обработки может быть предусмотрено естественное или искусственное старение для снятия внутренних напряжений.

2.1.6. Обработка плоских поверхностей корпусных деталей

Плоские поверхности обрабатываются фрезерованием, строганием, точением, протягиванием и шлифованием.

Фрезерование является наиболее распространенным методом обработки и применяется при любом типе производства. Обработка ведется цилиндрическими или торцевыми фрезами (рис. 2.4, а; г) на универсально-фрезерных станках с вертикальным и горизонтальным расположением шпинделя, многошпиндельных продольно-фрезерных, карусельно- и барабанно-фрезерных станках.

Универсально-фрезерныестанки используют для обработки заготовок небольших размеров в единичном и мелкосерийном производстве. Для повышения производительности за счет совмещения рабочих и вспомогательных ходов, обработку выполняют по схеме маятникового (челночного) фрезерования (рис. 2.5). Для этого на столе станка имеются две позиции. Пока очередная заготовка обрабатывается в одной позиции, в другой производится съем и установка следующей заготовки.

Многошпиндельные продольно-фрезерные станкииспользуют для обработки крупногабаритных корпусных деталей или для групповой обработки деталей средних размеров в серийном производстве (рис. 2.6). Ход стола этих станков достигает восьми метров. Эти станки оснащены несколькими шпиндельными бабками, что позволяет обрабатывать одновременно несколько поверхностей. При групповой обработке заготовки устанавливаются на рабочем столе в один или два ряда и фрезеруют у них одни и те же поверхности (рис. 2.7, а; б). Однако можно вести обработку разных плоскостей фрезерованием в перекладку (рис. 2.7, в). При этом методе в позиции 1 идет фрезерование поверхностей К, Л. В позиции 2 производится фрезерование поверхностей М, Н. После рабочего хода заготовки из первой позиции перекладываются во вторую, а в первую позицию устанавливаются новые заготовки. Фрезерование в перекладку является разновидностью маятникового фрезерования.

При обработке на четырехшпиндельных продольно-фрезерных станках заготовок корпусных деталей с направляющими - каре­ток, столов, ползунов возможно применение набора фрез, которые устанавливают на общей оправке. Профиль набора фрез соответствует контуру направляющих (рис.2.8). Таким образом, за один рабочий ход обрабатывается полный профиль направляющих. Недостатком является сложность комплектования набора фрез.

Карусельно- и барабанно-фрезерные станки приме­няют для обработки корпусных деталей небольших размеров в крупносерийном производстве. Карусельно-фрезер­ные станки с круглым вращающимся столом имеют несколько

шпинделей, которые расположены вертикально. Заготовки устанавливают в приспособлениях, расположенных по окружности стола. Установка и съем детали осуществляется при непрерывном вращении стола, что позволяет получить высокую произ­водительность (рис.2.9,а). Диаметр фрез должен быть больше размера обрабатываемых поверхностей.На первой позиции ведут предварительную обработку. В последней позиции заготовку обрабатывают окончательно. Диаметр фрез по ходу технологического процесса увеличивается, что повышает скорость резания и уменьшает шероховатость поверхности..

На барабанно-фрезерном станке производят одновременную обработку в размер двух параллельных поверхностей (рис.2.9,б). В остальном схема работы этих станков аналогична карусельно-фрезерным. Барабан, вращается вокруг горизонтальной оси и имеет от четырех до восьми позиций, на которых в при­способлениях закреплены заготовки. Общее число фрезерных головок с горизонтальным расположением шпин­делей может составлять от двух до восьми. Это позволяет удалять за один оборот барабана большой припуск и совмещать черновую и чистовую обработку.

Строгание приме­няют для обработки наружных плоскостей корпусных деталей в мелкосерийном производстве. Обработку ведут на поперечно-строгальных и продольно-строгальных станках с вертикальными и горизонтальными суппортами. Производительность строгания ниже фрезерования из-за малых скоростей резания и обратного холостого хода стола. Производи­тельность повышается применением групповой обработки заготовок, последовательно установленных в один или два ряда на столе станка, а также за счет многорезцовой обработки (рис. 2.10,а). Возможна параллельная обработка горизонтальных и вертикальных поверхностей заготовок с исполь­зованием одновременно вертикальных и боковых суппортов станка (рис. 2.10,б).

Строгальные резцы представляют собой прочный, простой и дешевый инструмент. Глубина резания за один рабочий ход может составлять 15 - 20 мм. Строганием обеспечивается высокая точность по прямолинейности обработанных поверхностей из-за высокой жесткости стро­гальных суппортов и от­носительно малых температурных деформаций системы ДИПС в процессе резания. Поэтому строгание применяют при обработке заготовок корпусных деталей с направляющими — столов, кареток и ползунов. Кроме того, при обработке пазов и канавок производи­тельность строгания выше, чем фрезерования концевыми и дисковыми фрезами малого диаметра.

Точение осуществляют на токарно-карусельных станках при обработке крупных деталей типа тел вращения диаметром до 20000 мм, таких как корпуса паровых турбин, компрессоров, центробежных насосов, крупных электродвигателей, генераторов, крупногабаритных вентилей, а также планшайб станков. В условиях серийного производства на карусельно-токарных станках применяют групповую обработку деталей с плоскими поверхностями установленных по периметру стола. При этом обеспечиваются достаточно высокие требования к плоскостности и параллельности обрабатываемых поверхностей.

Протя­гиваниеприменяют для обработки наружных поверхностей кор­пусных деталей. Этот метод обеспечивает большую производительность, а также высокую точность размеров и отно­сительного расположения плоских поверхностей. Скорость протягивания составляет 60 м/мин. На мощных протяжных станках с усилием протягивания до 500 кН за один ход снимается при­пуск 3 - 5 мм. Длина протяжек со вставными зубьями достигает 2 - 3,5 м.

В массовом производстве протягивание наружных плоскостей корпусных деталей вы­полняют на специализированных про­тяжных станках горизонтального и вертикального типа (рис. 2.11). Высокая производительность обеспечивается применением станков непрерывного действия различной конструкции. Станки с цепным приводом имеют цепь, которая перемещает закрепленные на ней детали относительно протяжки, установленной сверху (рис. 2.11,б). На карусельно – и барабанно-протяжных станках детали размещаются по периметру стола или барабана, вращением которых осуществляется резание металла (рис. 2.12).

Протягивание наружных поверхностей осуществляется по двум схемам: прогрессивной и простой. Протяжки, работающие по прогрессивной схеме, имеют зубья одинаковые по высоте, но разные по ширине (рис. 2.13,а). Поэтому глубина резания для каждого зуба одинакова и равна припуску на механическую обработку, а по ширине каждый зуб обрабатывает свой участок заготовки. В этой связи износ рабочих участков является одинаковым для всех зубьев. Недостатком этих протяжек является малый припуск, удаляемый за один рабочий ход.

Протяжки, работающие по простой схеме, имеют зубья одинаковой ширины, которая равна ширине обрабатываемой поверхности (рис 2.13,б). Высота зубьев постепенно увеличивается от начала протяжки к ее концу. В процессе обработки каждый зуб снимает слой металла, составляющий часть припуска. Поэтому первые зубья простых протяжек, которые работают по корке после литья, быстро изнашиваются. Неравномерность износа зубьев является недостатком этих протяжек.

Общими недостатками протягивания являются высокая стоимость режущего инструмента, а также значительные силы резания, что исключает возможность обработки нежестких деталей.

Шлифование наружных плоскостей корпусных деталей при­меняется для черновой и чистовой обработки. При чистовом шлифовании обеспечиваются повышенные требования к шероховатости и точ­ности. Черновым шлифованием обрабатывают литые деталей с дефектами поверхностного слоя, когда лезвийный инструмент значительно изнашивается. Припуск, снимаемый за рабочий ход при черновой обработке, может достигать 4 мм. Шлифование применяют также при обработке прерывистых поверхностей чу­гунных деталей. Обработка лезвийным инструментом приводит к выкрашиванию кромок таких поверхностей. Для исключения перегрева металла шлифование ведут с использованием СОЖ. Шли­фование выполняют на плоскошлифовальных станках с прямо­угольным или круглым столом (рис. 2.14, а;б). Шлифование ведут перифе­рией плоского круга, торцом чашечного круга или торцовой по­верхностью составного сегментного круга (рис. 2.14, б;в;г).

Данные о точности, получаемой при различных методах обработки пло­ских поверхностей, приведены в таблице 2.1.