книги / Основы технологии машиностроения. Методы обработки заготовок и технологические процессы изготовления типовых деталей машин

Ra = 1,25…5,0 мкм при фрезеровании цилиндрическими и Ra = 0,63…2,5 мкм торцовыми фрезами.

5.2.3. Тонкое фрезерование

При выборе режимов резания исходят из наиболее ра- циональной стойкости фрез, соответствующей нормальному износу. В качестве СОЖ обычно применяют эмульсии.

Припуск под тонкое фрезерование составляет поряд- ка 0,5 мм.

Обработку фрезами из быстрорежущей стали осуще- ствляют при скорости резания от 25 до 150 м/мин, подаче от 0,05 до 0,10 мм/зуб и глубине резания от 0,5 до 1 мм.

Обработку фрезами с пластинами из твердого сплава проводят при скорости резания от 150 до 400 м/мин, подаче от 0,07 до 0,13 мм/зуб и глубине резания от 0,5 до 2 мм.

Тонкое фрезерование обеспечивает точность обра- ботки 6-го квалитета и шероховатость поверхности, рав- ную Ra = 0,63…2,5 мкм при фрезеровании цилиндриче- скими и Ra = 0,63…1,25 мкм торцовыми фрезами.

5.3. Протягивание наружных поверхностей

Протягивание наружных поверхностей является бо- лее производительным методом, чем строгание и фрезеро- вание, и обеспечивает более высокую точность и меньшую шероховатость поверхности.

Точность и качество обработанной поверхности обу- славливаются малой толщиной стружки и низкими скоро- стями резания.

При выборе этого вида обработки следует учитывать, что себестоимость протяжных работ в значительной степени зависит от величины затрат на изготовление и заточку про- тяжек, а также на приобретение протяжного оборудования.

111

Протягивание наружных (плоских и фасонных) по- верхностей благодаря высокой производительности и низ- кой себестоимости обработки широко применяется в круп- носерийном и массовом производстве. Несмотря на высо- кую себестоимость инструмента, этот вид обработки эко- номически выгоден.

Многие операции в массовом производстве вместо фрезерования выполняют протягиванием открытых по- верхностей (например протягивание пазов, канавок, плос- костей блока двигателей, зубьев шестерен и т.д.).

При обработке протягиванием наружных черных (предварительно не обработанных) поверхностей за один проход протяжки достигается высокая точность и низкая шероховатость поверхности.

В процессе обработки каждый режущий зуб снимает слой металла, составляющий часть припуска, а калибрую- щие зубья зачищают поверхность, при этом довольно долго не теряя своей режущей способности и формы.

Плоские протяжки работают по двум схемам резания: обычной и прогрессивной (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Схемы резания плоских протяжек: а – обычные; б, в, г – прогрессивные

112

Уобычных протяжек каждый зуб снимает стружку по всей ширине обрабатываемой поверхности. Поэтому при обработке поверхностей по этой схеме резания пер- вые зубья протяжки быстро тупятся или выкрашиваются

(см. рис. 5.7, а).

Упрогрессивных протяжек режущие зубья выполняют переменной ширины, постепенно увеличивающейся, и каж- дый режущий зуб срезает металл не по всей ширине, а поло- сой, причем ширина этих полос с каждым зубом увеличива- ется, и только калибрующие зубья зачищают обрабатывае- мую поверхность по всей ее ширине (см. рис. 5.7, б, в, г).

Протягивание наружных поверхностей производится большей частью на вертикально-протяжных станках – по- луавтоматах и автоматах (рис. 5.8).

Рис. 5.8. Схема вертикально-протяжного станка для наружного протягивания

Станина 5 имеет коробчатую форму; в полой ее части помещен электродвигатель 6 с агрегатами гидропривода. На станине 5 по направляющим перемещается подвижная плита 3, на которой крепятся плоские протяжки 4. Подвиж- ная плита перемещается возвратно-поступательно с разной скоростью, регулируемой гидроприводом. Длину и ско- рость рабочего хода плиты устанавливают в зависимости от выполняемой работы. Обратный ход плиты ускоренный.

113

На передней части станины имеется стол 7, на кото- ром установлен суппорт 1, поперечно перемещающийся для установки глубины протягивания. На суппорте закреп- ляют обрабатываемую заготовку 2.

После регулирования суппорта на определенную глу- бину протягивания на него устанавливают обрабатываемую заготовку и закрепляют ее. Протяжки, опускаясь, обрабаты- вают заготовку и в конце протяжки останавливаются в ниж- нем положении; затем заготовку снимают и включают об- ратный ход протяжки. После возвращения протяжек в ис- ходное положение в суппорт устанавливают новую заготов- ку, и цикл работы повторяется в той же последовательности.

В массовом производстве применяют высокопроизво- дительные станки непрерывного действия. Схема такого станка приведена на рис. 5.9. На станине 2 коробчатой фор- мы смонтирована непре- рывно движущаяся цепь 4, на которой размещены

станка непрерывного действия На станине сверху установ-

лен суппорт 7, с внутренней стороны которого закреплена протяжка 5. Под цепью 4 в зо- не прохождения заготовок под протяжкой установлены же- сткие направляющие 6, обеспечивающие параллельное пе- ремещение цепи и снятие определенного припуска.

Обрабатываемую заготовку устанавливают в приспо- собление на загрузочной позиции А; закрепляют ее вручную или автоматически. Заготовки, установленные и закреплен- ные на движущейся цепи, проходят зону протягивания меж- ду протяжкой и направляющей плитой и после протягивания поступают с разгрузочной позиции Б в бункер 8 станка.

114

Стороны заготовки, а также поверхности, очерчен- ные радиусом круга, можно одновременно обрабатывать на карусельно-протяжных станках непрерывного действия

вращении стола заготовки протягиваются между протяжка- ми 3 последовательно через все держатели (секции) 6.

Общий вид держателя (секции) с протяжками показан на рис. 5.11.

Рис. 5.11. Общий вид держателя (секции) с протяжками

115

При протягивании больших плоскостей применяют протяжные станки туннельного типа, принцип действия которых заключается в следующем: после закрепления обрабатываемой заготовки на столе станка ее поднимают на установленную высоту. На заготовку надвигается про- тяжка и обрабатывает ее. После обработки заготовку опускают, освобождают от зажима и удаляют через загру- зочное отверстие, а протяжка возвращается в исходное положение.

Протягивание плоских поверхностей можно разделить на чистовое и отделочное. Отделочное протягивание осуще- ствляют при меньших скоростях резания и подачах на зуб.

5.3.1. Чистовое протягивание

Чистовое протягивание осуществляют при скорости резания 5–8 м/мин. Скорость обратного хода в 2–3 раза больше скорости рабочего хода. Припуски под протягива- ние от 0,5 мм до 1,0 мм. Подача на зуб 0,02–0,8 мм. В каче- стве СОЖ применяют сульфофрезол или 20%-й раствор эмульсола в воде с добавлением 4 % мыла.

При чистовом протягивании достигают точность об- работки 6–7-го квалитета и шероховатость поверхности

Ra = 0,32…1,25 мкм.

5.3.2. Отделочное протягивание

Отделочное протягивание осуществляют при скорости резания 3–5 м/мин. Скорость обратного хода в 2–3 раза больше скорости рабочего хода. Припуски под отделочное протягивание 0,1–0,5 мм. Подача на зуб 0,01–0,02 мм. При протягивании в качестве СОЖ применяют сульфофрезол или 20%-й раствор эмульсола в воде с добавлением 4 % мыла.

При отделочном протягивании достигают точность обработки 5-го квалитета и шероховатость поверхности

Ra = 0,08…0,32 мкм.

116

5.4. Шлифование плоских поверхностей

Шлифование плоских поверхностей применяется как для обдирочной (грубой), так и для черновой, чисто- вой и тонкой (отделочной) обработки. Чаще всего плоское шлифование применяют в качестве чистовой операции после строгания или фрезерования плоскостей для дости- жения высокой точности и чистоты обработанной поверх- ности, а также для окончательной (отделочной) обработки закаленных сталей.

В ряде случаев плоское шлифование является более рациональным, чем фрезерование, особенно при обработке твердых сплавов, наличии твердой корки и малого припус- ка на обработку. Плоское шлифование выполняют на одно- шпиндельных и многошпиндельных плоскошлифовальных станках, работающих периферией или торцом круга.

Шлифование торцом круга более производительно, так как в резании одновременно участвует большое число режущих зерен. Однако большая площадь контакта шлифо- вального круга с деталью вызывает интенсивное выделение тепла в процессе шлифования, что нередко приводит к теп- ловым деформациям и возникновению дефектов в виде прижогов и трещин на обрабатываемой поверхности.

При шлифовании периферией шлифовального круга поверхность контакта и число одновременно режущих зе- рен уменьшается, поэтому снижается производительность, количество выделяемого тепла и тепловые деформации. Плоскошлифовальные станки, работающие периферией круга, более универсальны. Поэтому способ шлифования периферией круга широко применяют в единичном и мел- косерийном производствах, где требуется универсаль- ность наладки.

117

В крупносерийном и массовом производствах пред- почтение отдается шлифованию торцом круга, обеспечи- вающему более высокую производительность при доста- точно высокой точности обработки.

5.4.1. Шлифование периферией круга

Шлифование периферией круга осуществляется на станках с прямоугольным (рис. 5.12, а) и круглым столом

(рис. 5.12, б).

Рис. 5.12. Схемы плоского шлифования периферией круга:

а– на станках с прямоугольным столом; б – на станках

скруглым столом

Наиболее универсальным является шлифование на станках с прямоугольным столом, где преимуществен- но обрабатывают детали удлиненной формы, поверхности с высокими требованиями к точности, детали с буртом, канавками, пазами и т.д. На таких станках можно шлифо- вать поверхности под любым заданным углом при помо-

118

щи поворотных магнитных плит или правкой круга под углом. Скорость движения стола на этих станках не пре- вышает 30 м/мин из-за инерционности перемещающихся масс при реверсировании.

Плоскошлифовальные станки с круглым вращаю- щимся столом более производительны, чем станки с пря- моугольным столом, за счет сокращения времени на ревер- сирование и перебеги стола, а также благодаря возможно- сти повышения скорости движения стола до 30–50 м/мин.

Применяют два основных способа шлифования: мно- гопроходный и глубинный.

Многопроходный способ шлифования характеризу- ется малой глубиной резания и большими продольными подачами.

Шлифовальный круг устанавливают на заданную глубину шлифования, кругу сообщают вращение (Vк), пря- моугольному столу станка сообщают продольную подачу (ее иногда иначе называют скоростью перемещения круга), возвратно-поступательное движение (Vст) в направлении, перпендикулярном оси вращения круга, и периодическое перемещение (Sпоп) в направлении, перпендикулярном на- правлению продольной подачи (поперечная подача). Попе- речную подачу задают на одинарный или двойной ход сто- ла станка в продольном направлении в долях высоты шли- фовального круга (Вк). Величина поперечной подачи со- ставляет от 0,2 до 0,4 высоты шлифовального круга. При каждом возвратно-поступательном перемещении стола станка круг удаляет с обрабатываемой поверхности заго- товки слой металла шириной, равной величине поперечной подачи Sпоп, последовательно снимая слой металла со всей обрабатываемой поверхности заготовки. После удаления металла по всей ширине заготовки добавляют глубину шлифования t, иначе называемую подачей на врезание Sв, и процесс повторяется до тех пор, пока не будет получен заданный размер детали.

119

Этот способ шлифования вызывает наименьшее вы- деление тепла по сравнению с прочими способами шлифо- вания. Он наиболее эффективен для прецизионного шли- фования и для обработки тонкостенных деталей.

Принципиальное отличие шлифования заготовок многопроходным способом на станках с круглым столом заключается в том, что поперечную подачу в радиальном направлении – от периферии стола станка к центру и на- оборот – (Sпоп) задают на один полный оборот стола станка.

Глубинный способ шлифования характеризуется от- носительно большой глубиной резания, малыми продоль- ными подачами и повышенным износом круга.

При этом способе шлифования достаточно часто по- верхность заготовки обрабатывают сразу по всей ширине (без поперечной подачи). Это увеличивает производитель- ность обработки, но несколько снижает точность обработки и качество поверхностного слоя детали.

Глубинный способ шлифования наиболее эффекти- вен для операций чернового шлифования заготовок из чу- гуна и незакаленной стали с большим съемом металла.

5.4.2. Шлифование торцом круга

Шлифование торцом круга осуществляют на станках с прямоугольным (рис. 5.13, б) и круглым столом (рис. 5.13, а).

Шлифование торцом круга можно осуществлять на двусторонних станках, где одновременно обрабатыва- ют две параллельные плоскости детали (рис. 5.14).

Двусторонние (для одновременной обработки двух параллельных поверхностей заготовки) плоскошлифоваль- ные станки применяют для обдирочного (грубого) шлифо- вания плоскостей заготовок.

Обработка торцом круга (также как и периферией круга) может осуществляться двумя способами: многопро- ходным и глубинным.

120