МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Лекция №1

По способу формирования поверхности.

4.1. Перенос формы инструмента на заготовку (копирование);

4.2. За счёт взаимного перемещения инструмента и заготовки (кинематика).

По наличию контакта между заготовкой и инструмента.

5.1. Бесконтактные;

5.2. Контактные.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

 

Одним из факторов, определяющих выбор метода обработки, являет­ся форма поверхности. Какая бы ни была сложная по форме деталь, её можно разбить на элементарные поверхности. Классификацию поверх­ностей представим в виде схемы (рис.1.).

Обработка сложных поверхностей требует специального инструмен­та, приспособлений и сложной кинематики движений. Для обработки конструктивно - технологического элемента может потребоваться не­сколько инструментов.

 

МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Лекция № 2

Тема: МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ НАРУЖНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ

 

При изготовлении деталей авиационных двигателей используется большое количество методов обработки наружных цилиндрических по­верхностей (валов) как традиционных, так и специальных: точение, шли­фование, фрезерование, протягивание, а также тонкое и алмазное точе­ние, притирка, суперфиниширование, полирование и другие.

Как правило, материалы на завод поступают в виде прутков (6... 12 м), которые в заготовительном производстве проходят ряд подготовитель­ных операций, направленных на получение заготовок, поступающих на дальнейшую обработку в механические цеха. Прутки подвергают правке (рихтовке), резке, подрезанию торцев и центрованию, а также обдирке (грубая предварительная обработка). Выделение предварительного про­изводства в отдельный цех вызвано следующими причинами:

1. Выявление дефектов материалов на ранней стадии производства.

2. Возможность обеспечить концентрацию операций.

3. Уменьшение веса заготовки и её поступление в основное производство с минимальными припусками.

4. Повышение культуры производства и производительности труда как заготовительного, так и основного производств.

 

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ

ПРАВКА ПРУТКОВ

 

Цель правки - придание пруткам прямолинейной формы. Рассмотрим схему. Припуск на последующую обработку равен: z_p = z_min + р_н + Т +Т_Д.

Правку проводят разными способами.

1. В мелкосерийном и единичном производст­вах используются винтовые, фрикционные и гидравлические прессы. Заготовка устанавли­вается в призмы или в центра (d < 60мм) и к ней прикладывается усилие. Метод обладает малой производительностью. Точность правки (кривиз­на) 1 мм на 1 м длины.

2. В серийном и массовом производствах применяют специальные пра-

вильно-калибровочные машины. Пруток устанавливается между не­сколькими парами правильных роли­ков, образующие которых выполнены в виде гиперболы. Расстояние между роликами регулируется. Угол наклона роликов к оси прутка α равен 20 градусов, что позволяет создать в рабо­чей зоне линейный контакт. Ролики установлены в подшипниках в специ­альном барабане, который вращается. В результате разложения сил и ско­ростей вращения, действующих в зоне контакта, пруток получает прямо­линейное движение через рабочую зону машины со скоростью от 5 до 30 м/сек. Метод позволяет обеспечить точность 0,5... 1мм на 1 погонный метр при высокой производительности. После правки осуществляется разрезка прутков.

ПОВЕРХНОСТЕЙ

ПОВЕРХНОСТЕЙ

 

Обработка наружных цилиндрических поверхностей может осуществ­ляться на токарных, токарно-револьверных, токарных многорезцовых, токарно-лобовых, токарно-карусельных станках.

При обработке необходимо обеспечить следующие геометрические па­раметры: диаметральные размеры (размеры 1 рода) и расположение поверхностей относительно баз (раз­меры 2 рода). Точность размеров 1 рода зависит, в ос­новном, от точности применяемого оборудования. Вза­имное расположение определяется схемой базирования, применяемыми приспособлениями и методом обработки. В общем случае токарная обра­ботка характеризуется следующими технологическими возможностями: точность по диаметру -8кв., Ra =1,25 мкм, овальность -0,03 мм, дефект­ный слой 10...20 мкм. Величина удаляемого припуска может изменяться в широких пределах 0,01...5,0 мм и более и зависит от предшествующей обработки. Для установки заготовок на токарных операциях используют­ся центрирующие устройства, задачей которых является совмещение гео­метрической оси базовой поверхности заготовки с осью вращения шпин­деля станка. К ним относятся: самоцентрирующие двух- и трёхкулачковые патроны, цанговые патроны и оправки, оправки с гидропластмассой, центра с поводковыми устройствами и др. Применяются следующие виды установки заготовок: в патроне, в патроне с задним центром, в центрах.

Наиболее точной считается установка в же­стких центрах. Они обеспечивают получе­ние параметров разме­ров 2 рода (биение, смещение поверхностей) в поперечном направлении по 1-й технологической схеме. В то же время при обработке торцов, осо­бенно на настроенном оборудовании, не­обходимо учитывать погрешность изготов­ления центровых гнёзд, а именно их глуби­ны (схема). Для уменьшения погрешности операционного размера А применяют плавающий (подпружиненный) передний центр. Он определяет положение заготовки только в ра­диальном направлении, а в осевом заготовка прижимается к плоско­сти планшайбы. Плавающий центр в поперечном направлении имеет меньшую точность т.к. появляется посадка с зазором, но позволяет убрать ω_б.

При обработке длинных заготовок (l / d >10...12) для повышения жёст­кости технологической системы применяют люнеты, которые могут быть подвижными и неподвижными.

Подвижный устанавливается па суппорте станка напротив резца и пе­ремещается вместе с ним по обраба­тываемой поверхности. Неподвиж­ный закрепляется на станине станка, как правило, в середине заготовки. Для

устранения биения на заготовке предварительно протачивается канавка, либо устанавливается специаль­ная переходная втулка.

Повышение производительности обработки при точении возможно: на черновых операциях - за счёт увеличения глубины резания, а затем по­дачи; на чистовых - за счёт увеличения скорости резания. Значительно повысить производительность обработки позволяет применение много­резцовых станков.

 

Лекция № 4

ПОВЕРХНОСТЕЙ

МЕТОД ГЛУБИННОГО ШЛИФОВАНИЯ

 

Представляет собой разновидность шлифования с продольной пода­чей. Шлифовальный круг снимает весь припуск сразу за один ход, причём по­дача осуществляется только в одну сто­рону. Коническая часть круга осущест­вляет резание, а цилиндрическая часть зачищает поверхность. Обработку про­изводят с глубиной резания t = 0,5...5 мм и более, при подаче S _ПР = 100...300 мм/мин.

Достоинства метода: высокая производительность, совмещение ос­новного и обдирочного шлифования, стабильность размеров.

Недостатки: сильный и неравномерный износ шлифовального круга, поэтому его необходимо постоянно править; возможность появления прижогов в зоне шлифования; необходимость специального оборудова­ния повышенной жёсткости (люфты приводят к вибрации и ухудшению качества обработки).

Применяется на обдирочном и получистовом шлифовании жёстких коротких деталей (валов, осей, пазов и т.п.), а также при окончательном шлифовании деталей сложного контура (например: хвостовик лопатки турбины в виде ёлки).

 

БЕСЦЕНТРОВОЕ ШЛИФОВАНИЕ

 

При этом методе заготовка устанавливается на опорный нож и приво­дится во вращение ведущим кругом ( V _вед.к. ). Шлифовальный круг уста­новлен напротив ведущего круга и вращается в противоположную сторо­ну ( V _ш.к. ). В зоне шлифования скорость вращения ведущего круга рас­кладывается на две составляющие: скорость вращения и скорость осево­го продольного перемещения. Скорость вращения заготовки меньше, чем скорость ведущего круга, т.к. в зоне шлифования происходит её про­скальзывание:

V _заг = λ_пр V _вед.к. ,

где λ_пр - коэффициент проскальзывания, величина которого зависит от связки шлифовального круга и от величины припуска(Z _пр = 0,8...0,9).

Процесс обработки происходит при непрерывной правке, как шлифо­вального, так и ведущего круга (с помощью алмазов). Для обеспечения линейного контакта ведущего круга с заготовкой, ему при правке прида­ют форму однополостного гиперболоида. Обработка осуществляется в несколько проходов при обильном охлаждении. За один проход с заго­товки снимают слой металла глубиной  t=0,03...0,05 мм. Скорости вра­щения кругов следующие: V _вед.к. = 15...20 м/мин, V _ш.к. = 20...30 м/сек.

Достоинства метода:

- высокая производительность (в несколько раз больше, чем шлифование в центрах);

- простота схемы обработки;

- высокая точность обработки (5-6 кв.) и малая шероховатость 0,16мкм;

- возможность автоматизации.

Недостатки метода:

- отсутствие жёсткой связи заготовки с техноло­гической системой, что приводит смещению заготовки в процессе обра­ботки относительно базовых элементов системы;

- наличие нескольких точек контакта (трёх) с кругами и с опорной по­верхностью, что приводит к появлению погрешности формы в попереч­ном направлении - гранности;

- необходимость подбирать при различных диаметрах заготовок высоту расположения их осей относительно плоскости Q.

Чем ниже опущена ось заготовки, тем больше появляется граней. При очень высоком подъёме заготовки над плоскостью Q появляется погрешность формы в виде овала, поэтому рекомендуется приподнимать ось заготовки над осями кругов на высоту h = 2 /3 D _3АГ.

Рассмотренный метод называется методом продольной подачи.

Бесцентровое шлифование может также осуществляться следующими методами:

1. Метод продольной подачи до упора - используется для шлифования конических поверхностей (ведущий и шлифовальные круги выполнены в виде конусов).

2. Метод поперечной подачи - ведущий круг не имеет угла поворота (α) и правится, как цилиндрическая поверхность. Поперечное врезание осу­ществляется за счёт подачи ведущего круга ( S _поп ). Может применяться при фасонном шлифовании.

Метод бесцентрового шлифования применяется на черновом и чисто­вом шлифовании цилиндрических и конических поверхностей.

 

 

Лекция № 5

ПОВЕРХНОСТЕЙ

ТОНКОЕ ТОЧЕНИЕ

Данный метод используется для окончательного формирования качественных показателей поверхностей. Он характеризуется следующими ос­новными показателями:

1. Обработка ведётся при малых глу­бине резания t = 0,02.. .0,2 мм и продольной подаче S _пр = 0,01... 0,02 мм/об.

2. Скорость резания очень высокая V _рез=120...1000м/мин (n=2000...4000об/мин).

3. Используются алмазные резцы или твердосплавные пластины. Поэто­му стойкость режущего инструмента высокая (до 200...300 часов) при малом размерном износе.

4. Метод обеспечивает точность обработки 5 кв. и ниже, шероховатость R а=0,16...0,32мкм, погрешность формы в поперечном направлении до 0,001мм.

5. Обработка может осуществляться, как на обычных универсальных станках (точность ниже), так и на специальных алмазно-расточных стан­ках. Метод обеспечивает высокую производительность обработки.

 

СУПЕРФИНИШИРОВАНИЕ

 

Этот метод применяется для отделочной обработки шлифованных поверхностей и получения шероховатости R а=0,01...0,04 мкм. Его другое название - притирочное шлифование или сверхдоводка. Обработка осуществляется на токарных станках, снабжённых специальным приспособлением, либо на специальных станках. При обработке используются мелкозернистые абразивные бруски (размер зерна 3 - 4 мкм) из электрокорунда или карбида кремния. Бруски прижимаются к поверхности вращающейся детали с усилием Р = 0,05...2,5 кг/см2 и совершают движение вдоль обрабатываемой поверхности, а также колебательные движения определённой частоты и амплитуды.

Примерные характеристики обработки следующие: скорость враще­ния заготовки V _заг = 10…120 м/мин;  скорость продольного перемещения брусков V _пр = 10...15 м/мин; скорость колебания брусков V _кол = 2...5 м/мин; амплитуда колебаний а = 2...6мм; число двойных колебательных движений n _кол.бр. = 250…1200 дв.х./мин. Обработка ведётся при обильном охлаждении и смазке керосином. Удаляемый припуск 0,02...0,03мм.

В результате обработки на поверхности заготовки образуется сетка,
которая зависит от количества колебаний, числа оборотов заготовки и амплитуды колебаний. Угол между линиями сетки определяется по формуле:

tgα = 2 а n _кол.бр. / π D n _заг ,

где n _заг - число оборотов заготовки.

Суперфиниширование обеспечивает точность в пределах 5 кв.,   Rа=0,01-0,04 мкм. В поверхностном слое образуются остаточные напряжения сжатия в пределах 200-900Мпа с глубиной залегания 5-15мкм. Данный метод исправляет погрешности первого рода от предшествующей обработки, но не исправляет погрешности размеров второго рода (взаимного расположения).

 

Лекция № 6

ПОВЕРХНОСТЕЙ (ОТВЕРСТИЙ)

При обработке отверстий необходимо обеспечить следующие характеристики точности размеров:

1. Размеры 1-го рода - погрешность диаметров d₁, d₂, погрешности формы (овальность, конус­ность, гранность и др.).

2. Размеры 2-го рода - погрешности A₁, A₂ и Δ_увода.

Δ_увода - особенно важно обеспечивать при свер­лении глубоких отверстий   (1/d = 10-15).

При обработке отверстий используют следующие методы: сверление, зенкерование, развёртывание, шлифование, растачивание, протягивание, хонингование, притирка, а также методы электрофизической и электро­химической обработки.

 

СВЕРЛЕНИЕ ОТВЕРСТИЙ

 

Для сверления используются свёрла разных конструкций, которые из­готавливаются из инструментальных сталей Р9, Р18, У10А и др., а также свёрла, оснащённые твердосплавными пластинами. Для сверления ис­пользуются вертикально- и горизонтально-сверлильные станки, координатно-расточные станки, специальные станки и станки с ЧПУ.

При сверлении отверстий применяются специальные приспособле­ния - кондукторы, оснащённые кондукторными втулками, которые слу­жат для направления сверла по заданному пути. Если кондукторная втулка не используется, то перед сверлением необходимо выполнить центрование (применяются центровые свёрла).

Сверление обеспечивает 12...13 кв. точности, Rz=80...320мкм. При этом точность размеров 1-го рода обеспечивается точностью изготовле­ния диаметра сверла. Точность размеров 2-го рода обеспечивается за счёт применяемого оборудования, приспособлений и схемы обработки.

В связи с тем, что при заточке инструмента возможны погрешно­сти, т.e. R ₁ ≠ R ₂ , при обработке по­являются моменты сил, смещаю­щие сверло от первоначального направления. В результате на вы­ходе сверла из заготовки получаем погрешность увода. Например, при сверлении Ст.45, d _с = 8мм стандарт­ная погрешность увода может составлять Δ_увода = 1/100, т.е. 1мм на 100 мм.

Для уменьшения увода сверла применяют различные способы:

1. Увеличение числа режущих кромок. Например, для 4-х кромочного сверла Δ_увода = 0,3/150 при d _с = 8мм. Однако увеличение числа кромок ус­ложняет конструкцию инструмента и приводит к увеличению трения ин­струмента о стенки отверстия.

2. Применение однокромочного ружейного сверла (при обработке глу­боких отверстий). Оно имеет одну рабочую кромку и одну опорную по­верхность в пределах  220-250°, при этом  Δ_увода  = 1/1200. Недостаток:  слож­ность изготовления, значительные силы трения при сверлении, плохой отвод стружки.

При сверлении возможны 3 варианта взаимного движения заготовки и инструмента:

1. Заготовка неподвижна, а инструмент вращается и совершает продоль­ные перемещения относительно заготовки. По этой схеме работают вер­тикально-сверлильные и радиально-сверлильные станки.

2. Заготовка вращается, инструмент не вращается и совершает продоль­ные перемещения относительно оси заготовки (токарные станки).

3. Заготовка и инструмент вращаются, а также могут перемещаться (агрегатные станки, координатно-расточные станки).

ЗЕНКЕРОВАНИЕ ОТВЕРСТИЙ

 

Зенкерование применяется после сверления отверстий, а также для обработки отверстий в литых и штампованных заготовках.

Основная цель зенкерования - удаление максимально возможного припуска при обеспечении заданной точности расположения оси отвер­стия. Метод позволяет значительно уменьшить погрешность увода и увеличить точность отверстия, а также получать конические и ступенча­тые отверстия. Для обработки используется специальный инструмент - зенкер, который может быть двухкромочным или многокромочным (6-8-12 режущих кромок). По конструктивным признакам различают цель­ные и насадные (для больших диаметров) зенкеры.

При зенкеровании удаляется припуск в пределах 0,2...0,6 мм, однако при черновом зенке­ровании он может достигать 6мм. Точность зенкерова­ния соответствует 11 - 12 квалитету, шероховатость Rz = 20 мкм – Ra = 2,5 мкм. Зенкерование исправляет погрешно­сти предшествующих операций размеров 1-го и 2-го рода. При зенкеровании скорость резания V _рез = 20 – 30 м/мин, S = 0,2 - 0,3 мм/об. Обработка осуществляется с помощью кондукторов или с использованием специ­альных направляющих втулок.

 

РАЗВЁРТЫВАНИЕ

 

Развёртывание является чистовым (окончательным) методом обра­ботки и применяется после зенкерования отверстий. Для обработки применяют специальные инструменты - развёртки, у которых, в отли­чие от свёрл и зенкеров, нет винтовой поверхности, но имеется специальная заборная часть (l=10-15мм, α=30'-1°30'). Развёртка имеет 4 и более боковых ре­жущих кромок. По конструктивным признакам различают цельные и насадные развёртки. Они могут  быть для ручной или механизированной обработки. При машинном способе развёртка устанавливается в специальный плавающий патрон. Режимы обработки V _рез = 2…3 м/мин; S = 0,5... 1 мм/об, припуск 0,05...0,2мм.

Точность обработки при развёртывании 6-7 квалитет, шероховатость Rа=1,25мкм...2,5мкм. Развёртывание обеспечивает точность размеров 1-го рода, а погрешности размеров 2-го рода не исправляет.

 

РАСТАЧИВАНИЕ ОТВЕРСТИЙ

 

Применяется при черновой и чистовой обработке отверстий. Выпол­няется двумя способами:

1. На токарных, токарно-карусельных, токарно-лобовых и др. станках превращающейся детали.

Точность размеров 1 -го рода зависит от точ­ности станка, а 2-го рода от технологической схемы обработки. Режимы и характеристики обработки такие же, что и при обработке на­ружных цилиндрических поверхностей.

2. На расточных, координатно-расточных станках при неподвижной де­тали и вращающемся инструменте.

Заготовка неподвижна и устанавли­вается на столе станка, который име­ет возможность перемещения отно­сительно инструмента. Инструмент устанавливается в специальную дер­жавку и вращается.

Расточные станки используются при обработке отверстий в корпус­ных деталях и других для обеспечения заданной точности взаимного расположения поверхностей. Расточные станки могут выпускаться в ви­де алмазно-расточных и координатно-расточных. Они обеспечивают точность обработки отверстий в пределах 5-6 квалитета. Для повышения жёсткости державки могут снабжаться специальными направляющими втулками. Настройка инструмента на заданный размер, как правило, осуществляется вне станка с помощью специальных приборов.

 

Лекция № 7

ПОВЕРХНОСТЕЙ (ОТВЕРСТИЙ)

 

ШЛИФОВАНИЕ ОТВЕРСТИЙ

Шлифованию подвергаются отверстия с диаметром от 5мм. Приме­няются шлифовальные круги различной зернистости (см. шлифование наружных цилиндрических поверхностей). Помимо высокой точности и качества, внутреннее шлифование позволяет исправить погрешности как 1-го рода, так и-2-го. Применяются следующие способы шлифования:

1. Деталь закрепляется в патроне или на оправке и вращается. Шлифовальный круг также вращается, совершая необходимые перемещения. Для обработки применяются внутришлифовальные станки.

2. Деталь неподвижна, а инструмент совершает планетарные движения и вращается.

3. Деталь вращается, но не закрепляется в патроне или в другом устрой­стве - бесцентровое - шлифование.

 

ОБРАБОТКА В ПАТРОНЕ

 

Для установки заготовок используются патроны с гидропластмассой, с упругой мембраной, цанговые патроны и другие приспособления. Диаметр шлифовального круга зависит от диаметра шлифуемого отвер­стия –

D _ш.кр = (0,8...0,9) D _отв. Шлифование может осуществляться мето­дами: продольной и попе­речной подачи, глубинно­го шлифования, комбини­рованного шлифования. Формулы для определения времени обработки при шлифовании внутренних поверхностей аналогичны формулам для наружных поверхностей. Обработка ведётся с охлаждением содовым раствором на следующих режимах: V _рез = 25…100м/мин;

S _прод. = (0,2...0,3)B _ш.кр мм/мин - при чистовом шлифовании;

S _прод. = (0,6...0,8)B _ш.кр мм/мин - при черновом шлифовании;

S _поп. = 0,01 – 0,04 мм/o6 - при поперечном шлифовании.

Шлифование обеспечивает 5...6 квалитет, R а=0,32...0,16мкм. Недостатки: зависимость диаметра круга от диаметра отверстия и малая жёсткость шпинделя несущего шлифовальный круг.

 

ПЛАНЕТАРНАЯ СХЕМА ШЛИФОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ

 

Применяется для обработки отверстий в крупногабаритных, тяжёлых деталях, вращение которых затруднительно или невозможно. При этом используются специальные внутришлифовальные станки с планетарным движением шпин­деля. При обработке шпиндель совершает следующие движе­ния: 1 - вращение вокруг оси; 2 - возвратно - поступательные движения - продольная подача; 3 - поперечная подача (0,05...0,03) мм/об; 4 - планетарное движение по окружности отверстия.

 

ХОНИНГОВАНИЕ ОТВЕРСТИЙ

Хонингование является методом отделочной обработки отверстий с

диаметрами от 16мм до 1,5м. Отверстие предва­рительно должно быть обработано развёртыва­нием, расточкой или шлифованием.

При хонинговании заготовка устанавливается в специальное подпружиненное приспособление. Заготовка неподвижна. Обработка осуществля­ется с помощью хона (хонинговальной головки), который совершает возвратно-поступательные движения и вращается. В хоне установлены аб­разивные бруски с зернистостью абразива З...4мкм. Количество брусков 8...12 шт., но при больших диаметрах может достигать 30...50 шт. Бру­ски с помощью специального устройства периодически перемещаются в радиальном направлении, и обеспечивают давление на обрабатываемую поверхность. За счёт вращения хона (V _рез =30...60м/мин) и его продоль­ного перемещения (V _прод =10...15м/мин) на обрабатываемой поверхно­сти образуется сетка как при суперфинишировании. В процессе обра­ботки применяются СОЖ, содержащие 30% керосина и 70% масла.

Удаляемый с поверхности припуск лежит в пределах 0,02...0,04мм. Процесс его удаления происходит очень плавно без разрывов. Точность обработки 5кв. Шероховатость поверхности R а=0,04мкм.

 

ПРОТЯГИВАНИЕ ОТВЕРСТИЙ

 

Метод протягивания используется в серийном и крупносерийном производстве (вместо зенкерования и развёртывания), при обработке как цилиндрических, так и фасонных отверстий. Обработка осуществляется с помощью специальных инструментов - протяжек. Протяжки изготов­ляются из инструментальных сталей (Р18, Р19 и других) и могут быть цельными и составными. Протягивание выполняют на горизонтально- и вертикально-протяжных станках.

При протягивании заготовка устанавливается на специальную сферическую опору и предварительно за­крепляется. Движение протяжки обес­печивается за счёт гидроцилиндров станка. За 1 ход протяжки удаляется припуск до 1мм, а в некоторых случа­ях до 6мм. Протяжка после обработки отверстия отводится в исходное поло­жение, заготовка удаляется, устанав­ливается следующая заготовка и процесс повторяется.

Протягивание является высокопроизводительным методом, обеспечи­вающим высокое качество. Точность соответствует 6 кв., шероховатость Ra=0,16...0,32мкм. При протягивании погрешности размеров 2-го рода не исправляются. При обработке заготовок, имеющих небольшую толщину, часто используют многоместную обработку (пачками, несколько заготовок одновременно).

Недостаток: необходимость изготовления для каждого отверстия до­рогого режущего инструмента (протяжки).

 

Лекция № 8

Недостатки:

- малая производительность из-за наличия холостых хо­дов. Для повышения производительности скорость холостого хода уве­личивают в 3...4 раза по сравнению с рабочим ходом;

- необходимость применения с целью повышения точности специаль­ных изогнутых резцов.

 

ШАБРЕНИЕ

 

Осуществляется с помощью специального металлорежущего инстру­мента - шабера. Шабер представляет собой напильник с крупными зубь­ями, как у протяжки. В процессе обработки с поверхности удаляется (со­скабливается) очень тонкий слой металла в местах, где есть отклонение от плоскостности. Обработка осуществляется вручную рабочим высокой квалификации.

Процесс шабрения выполняется в следующей последовательности: сначала на поверхность специальной поверочной плиты наносится слой краски, затем заготовку кладут на плиту и слегка перемещают. В резуль­тате в местах, где есть возвышенности, заготовка окрашивается. Окра­шенные выступы удаляют с помощью шабера. Процедуру окраски по­вторяют несколько раз, пока краской не будет покрываться вся обраба­тываемая поверхность. Иногда устанавливают процент окрашивания, или когда на 1см² поверхности будет 5-6 пятен контакта.

Лекция № 9

МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ РЕЗЬБ

В авиадвигателестроении широко применяются резьбовые соединения (метрические, дюймовые, трапецеидальные и др.). По назначению резьбы делятся на крепёжные и ходовые. Ходовые, как правило, имеют форму зуба в виде треугольника, трапеции, прямоугольника и др.

Резьба относится к сложным фасонным поверхностям и характеризу­ется следующими геометрическими параметрами: средний диаметр резьбы, угол профиля, шаг резьбы. Допуск на резьбовые поверхности назна­чается в 1,5...2 раза больше, чем на гладкие поверхно­сти. Наружный и внутренний диаметры резьбы - сво­бодные поверхности.

В зависимости от требований к точности среднего диаметра (d_cp) резьбы делятся на 3 степени точности. От степени точно­сти зависят методы обработки и окончательной отделки резьбы.

Для формирования резьбы используются станки общего назначения (токарные, револьверные, сверлильные и др.), а также специальные станки (резьбофрезерные, резьбошлифовальные, резьбонакатные и др.).

Метод получения резьбы зависит от материала, программы выпуска и заданной степени точности. Резьба может формироваться резцами и гре­бёнками на токарном станке, фрезерованием, накатыванием, шлифовани­ем, а также с помощью мерных инструментов - метчиков и плашек.

 

Лекция № 10

ФРЕЗЕРОВАНИЕ РЕЗЬБЫ

 

Фрезерование применяется в массовом и крупносерийном производ­стве. В качестве инструмента используются модульные однониточные и многониточные фрезы. При фрезеровании заготовка вращается              ( n _заг = 1...2 об/мин), а фреза вращается (n_Ф =100...200об/мин) и перемещается в продольном направлении.

Недостатком метода является необ­ходимость иметь на каждый вид резьбы свой инструмент.

 

НАКАТЫВАНИЕ РЕЗЬБЫ

 

Процесс накатывания резьбы происходит без снятия стружки, т.е. за счёт пластического деформирования поверхности. Применяется два спо­соба накатывания: плоскими плашками и роликами.

При накатывании плашками профиль резьбы формируется за один рабочий ход подвижной плашки.

При накатке роликами заготовка устанавливается на опорный нож 1, прижимной рабочий ролик 2 обеспечивает подачу заготовки в попе­речном направлении и формирует профиль резьбы. Перемещение ролика 2 осуществляется с помощью гидроцилиндра. Профиль резьбы форми­руется за один оборот заготовки. Скорость накатки- V _НАК =50...60м/мин.

Недостатки: ограничения по твёрдости материала HRC 35...40; один инструмент для одного вида резьбы, низкая стойкость инструмента, вы­сокая трудоёмкость наладки станка.

Применяется в серийном и крупносерийном производстве.

ФРЕЗЕРОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС

 

Фрезерование выполняется методами копирования и обкатки.

При нарезании зубчатых колёс по методу копирования (в основном цилиндрические зубчатые колёса) применяют фасонный инструмент: модульные, дисковые и пальцевые (цилиндрические) фрезы.

Обработка с помощью фа­сонных фрез является достаточ­но грубой (10-11 квалитет) и применяется в основном для не­точных шестерён или для пред­варительной обработки.

При обработке методом копирования применяют делительные уст­ройства, позволяющие поворачивать заготовку на заданный угол. После прорезания впадины зуба, режущий инструмент отводится в исходное положение, осуществляется поворот заготовки и обработка повторяется.

Для уменьшения погрешностей связанных с применением у делительного устройства и возможным в связи с этим накоплением ошибок окружного шага зубьев фрезерование выполняется по определённой схеме. Кроме этого для повышения точности необходимо совместить ось (плоскость) вращения фрезы с осью заготовки. Данный метод применяют в индивидуальном и мелкосерийном производстве.

Нарезание зубчатых колёс методом обкатки осуществляется чер­вячными фрезами, которые могут быть однозаходными и многозаходными. При фрезеровании мелкомодульных колёс формирование зуба происходит за один проход фрезы. При модуле более 5 нарезание зубьев осуществляется в два прохода. Точность нарезания зависит от точно­сти инструмента и оборудования (в среднем до 7 степени точности). Режимы резания: черновая обработка V _рез=25...30м/мин, чистовая (2-ой проход)- V _рез=35...50м/мин.

Производительность метода выше, чем при нарезании пальцевыми и дисковыми фрезами.

 

ДОЛБЛЕНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС

 

Долбление зубчатых колёс выполняется методом обкатки на специ­альных зубодолбёжных станках. Для обработки применяется инструмент – долбяк. При долблении заготовка устанавливается на оправку и вращается синхронно с вращением долбяка. Долбяк совершает возвратно - поступательные движения относительно образующей зубьев зубчатых колёс. За одно движение долбяка заготовка подводится (долбяк опускается) и отводится от него с целью уменьшения износа инструмента о заднюю грань.

Обработка выполняется в два этапа. На первом происходит врезание долбяка в заготовку на высоту зуба. На втором этапе выполняется об­катка зубчатого колеса.

Режимы резания: черновое долбление V _рез=32...40м/мин; чистовое долбление V _рез=40...50м/мин; круговая подача 0,25...0,5мм/ дв.ход.

Данный метод обеспечивает меньшую точность обработки по такому параметру, как шаг зубьев. Кроме того, возможно появление радиальных ошибок, связанных с изменением расстояния между осью заготовки и осью долбяка. Метод долбления позволяет нарезать внутренние зубча­тые колёса, а также различного рода шлицы, косозубые зубчатые колёса. Для этой цели используются специальные приспособления.

 

ШЕВЕНГОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС

При шевенговании заготовка устанавливается в специальное центрирующее устройство. Для обработки используется специальный инстру­мент, называемый шевер, представляющий собой косозубую шестерню, на поверхности зубьев которой имеются специальные выемки, обеспечивающие скобление образующей зубьев заготовки.

При взаимном вращении заготовки и шевера проис­ходит силовое взаимодействие между образующими зубьев заготовки и зубьев шевера. Для этого заготовка подтормаживается с помощью специального электромагнитного тормоза. В результате в зоне обработки возникает осевое усилие, за счёт которого и происходит ре­зание. Снимаемый припуск 0,01...0,03мм. Точность 6 квалитет.

Метод является высокопроизводительным. Как правило, он повышает
точность на 1 квалитет и позволяет исправлять ошибки предшествую-
щей обработки.

 

ШЛИФОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС

Применяется после операции термообработки, а также для обработки труднообрабатываемых материалов, из которых изготавливают зубчатые колёса. Возможны два способа шлифования: методом копирования и методом обкатки.

При шлифовании методом копирования применяются круги, имеющие форму впадины между зубьями. Использу­ются методы прямой (радиальной) и продольной (осевой) подачи. Метод осевой подачи применяется при обработке крупномодульных зубчатых колёс. В процессе обработки осуществляет­ся постоянная правка круга. При обработке применяют делительные устройства. Метод позволяет получить 6 квалитет точности.

При методе обкатки применяют тарельчатые шлифовальные круги.

В процессе обработки заготовка устанавливается в центрирующее устройство. Два шлифовальных круга вращаются и имеют продольное перемещение вдоль образующей зуба. Движение заготовки (1,2) создаётся с помощью специального обкатного барабана, диаметр которого оказывает значительное влияние на точность обработки. Изменение диаметра приводит к искажению угла профиля по делительной окружности. В процессе обработки после каждого второго хода круги подвергаются правке. Точность обработки в пределах 5 квалитета.

Недостаток: необходимость иметь большое количество обкатных ба­рабанов для каждой заготовки.

К окончательным методам обработки зубчатых колёс относятся: об­катка, притирка, приработка и другие.

Обкатка - заключается во вращении обрабатываемого не термообра-ботанного зубчатого колеса совместно с тремя термообработанными эталонными шестернями. Применяется в массовом производстве.

Притирка - осуществляется с помощью мелкозернистых чугунных притиров, которые представляют собой косозубые зубчатые колёса или рейки. Доводка поверхности зубчатых колёс осуществляется за счёт вза­имного трения зубьев и притира. В зону обработки подаётся мелкозер­нистый порошок или паста ГОИ и СОЖ - керосин.

Приработка - это взаимное сглаживание шероховатости парных зуб­чатых колёс. Поверхности зубьев в процессе приработки смазываются абразивной пастой. Кроме вращательного движения с притормаживани­ем одного из колёс, колёса совершают небольшие осевые перемещения друг относительно друга.

 

МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Лекция №1

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: