3 Основи механічної обробки деталей

Виробничий процес (ВП) підприємстві носить комплексний характер і складається з певної кількості взаємопов’язаних технологічних процесів (ТП), зокрема ТП виготовлення деталей.

ТП виготовлення деталей у більшості випадків складається із наступних основних частин:

- заготівельної (виробництво або вибір і підготовка заготовок),

- формоутворюючої (операції механічної обробки),

- термічної чи східних з нею операцій,

- фінішної (оздоблювальної) обробки.

Механічна обробка має за мету змінення форми, розмірів і якості поверхонь виробів. Не зважаючи на значний прогрес у технології виробництва точних заготовок і тенденції росту долі тільки чистової обробки, вага і значимість механічної обробки ще довго збережуться.

Обробка може здійснюватись без зняття стружки (обкатування, розкатування, продавлювання, калібрування, дорнування, вигладжування та ін.). Ці методи успішно використовують на етапах зміцнення і чистової обробки і будуть розглянуті пізніше.

Обробка зі зняттям стружки - це обробка різанням з використанням лезового або абразивного інструменту. Цій обробці ми і приділимо більше уваги.

Обробка різанням – найбільш трудомістка частина ТП виготовлення деталей, наприклад у турбобудуванні її доля досягає 70%, у верстатобудуванні – до 60%. Багато металу іде у стружку, відносно значні витрати електроенергії, високі вимоги до кваліфікації виконавців. Але при цьому необхідно враховувати її високу маневреність і гнучкість, можливість виготовлення різноманітних деталей зі складними фасонними поверхнями, більш висока у порівнянні з іншими методами точність, відносно дуже малий вплив властивостей матеріалу, що оброблюється на точність і якість обробки, велике різноманіття і невелика вартість інструменту, гнучкість обладнання при переналадці, висока продуктивність.

Металорізальні верстати є основним видом заводського встаткування,кількість і якість цих верстатів, їхня технічна оснащеність у значній мірі характеризує виробничу потужність країни. Їх призначення - знімати з заготовок шар матеріалу спеціальними ріжучими інструментами для отримання необхідних форм і розмірів виробів. При обробці матеріалу ріжучі кромки інструменту врізаються в заготовку з певним зусиллям і відділяють стружку.

Отримання нових поверхонь шляхом відділення часток або шарів матеріалу з утворенням стружки – це і є процес різання. Для здійснення різання до інструменту повинні бути прикладені сили, величина яких визначається опором металу процесу утворення стружки і процесом тертя поверхонь деталі і інструменту. Від величини і напрямку сили різання залежать умови роботи верстата, інструменту, оснащення, а також точність обробки.

Для одержання на металорізальному верстаті деталей необхідних форм і розмірів робочим органам верстата необхідно повідомити певний, іноді досить складний комплекс узгоджених один з одним рухів. Ці рухи можна підрозділити на головні (робочі) і допоміжні. До головних рухів відносять головний рух різання й рух подачі.

Головний рух різання - прямолінійний поступальний або обертовий рух заготовки або інструменту, який проводиться з найбільшою швидкістю. Швидкість різання v - швидкість переміщення точки ріжучої крайки інструмента або заготовки, що беруть участь у головному русі. Головний рух може входити до складу складного формотворного руху (наприклад, при точінні різьби).

Рух подачі - прямолінійний поступальний або обертовий рух ріжучого інструмента або заготівлі, який здійснюється з меншою швидкістю від швидкості головного руху і призначений для того, щоб поширити відділення шару матеріалу на всю оброблювану поверхню. Рух подачі може бути безперервним або переривчастим, поздовжнім або поперечним, тощо.

Подача (S) - відношення відстані, пройденого розглянутою точкою ріжучої крайки або заготовки уздовж траєкторії цієї точки в напрямку руху подачі, до відповідного числа циклів або певних часток циклу іншого руху під час різання. Під циклом руху розуміють повний оборот, хід або подвійний хід ріжучого інструмента або заготовки. Частка циклу є частина обороту, що відповідає кутовому кроку зубів різального інструменту. Подача, яка відповідає переміщенню інструмента чи деталі за один оберт - подача за оборот (S₀ ), подача, що відповідає переміщенню інструмента за один хід - подача за хід (S_x ), існує також подача на зуб (S_z).

В залежності від виду інструменту і характеру його руху, а також від руху заготовки, що обробляється, відрізняють наступні основні види обробки металів і других матеріалів різанням:

Точіння - лезова обробка з обертальним головним рухом різання і поступальним рухом подачі з можливістю зміни радіусу його траєкторії. Точіння здійснюють на токарних верстатах. Точіння зовнішніх поверхонь - обточування, токарна обробка внутрішніх поверхонь - розточування, для торцевих поверхонь - підрізання чи відрізання, для канавок - проточування.

Осьова обробка - це обробка лезовим інструментом з обертальним головним рухом різання при постійнім радіусі його траєкторії і рухом подачі тільки вздовж осі головного руху різання. Сюди відносяться свердління, зенкування, зенкерування, розвертування, центрування, тощо.

Фрезерування. Лезова обробка з обертальним головним рухом різання інструменту з постійним радіусом і хоча б із одним рухом подачі перпендикулярно осі головного руху різання. Воно може бути периферійним, торцевим, круговим. Кругове фрезерування може бути попутним і зустрічним. Зазвичай фреза обертається, а заготовка рухається поступально.

Стругання - різець чи заготовка рухаються поступально у двох взаємо перпендикулярних напрямках в горизонтальній площині.

Довбання - майже те ж саме, відмінність полягає у вертикальному головному русі різання при поступальному переміщенні деталі в горизонтальній площині.

Шліфування - ріжучий інструмент (шліфувальний круг) при обробці обертається з досить великою швидкістю, це головний рух різання, а заготовка при русі подачі переміщується поступально (плоске шліфування) або також, тільки значно повільніше, обертається і рухається поступально (кругле шліфування).

Хонінгування. Сутність хонінгування полягає в обробці циліндричних отворів спеціальною обертовою головкою (хоном) із абразивними розсувними брусками, що має, крім того, зворотно-поступальний рух. Розсування абразивних брусків у радіальнім напрямку здійснюється механічним, гідравлічним або пневматичним пристроєм. Охолодження здійснюється зазвичай гасом, який сприяє видаленню абразивних зерен, що залишаються в порах металу (особливо чавуну). Хонінгування виконується на спеціальних одно- чи багатошпиндельних верстатах з механічною чи гідравлічною подачею.

Суперфініш. Суперфінішування – викінчувальна обробка різних поверхонь деталей, у тому числі циліндричних, абразивними брусками (рис. 6). В результаті суперфінішування шорсткість поверхні знижується до Ra = 0,1 мкм, збільшується відносна опорна довжина профілю поверхні з 20 до 90 %. Істотної зміни розмірів і макрогеометрії поверхні при цьому не спостерігається, точність, що досягається - IТ5. Товщина шару, металу що знімається - 0,005-0,02 мм.

Полірування

ЕХО - електроерозійна і електрохімічна обробка