Раздел 3. Методы обработки поверхностей деталей
Тема 3.4. Обработка плоских поверхностей пазов и выступов
Лекция 21. Обработка плоских поверхностей пазов и выступов
Обработка плоских поверхностей ведется на станках: строгальных, фрезерных, протяжных, многоцелевых (обрабатывающих центрах), реже токарных, расточных (поперечная подача), шабровочных и других – лезвийным инструментом; плоско-, реже профильно-шлифовальных, полировальных, доводочных – абразивным инструментом.
Качество поверхности от обработки.
| Метод обработки | Вид обработки | Квалитет | Шероховатость (Ra,мкм) |
| Строгание, долбление | Черновое | 13 - 11 | 12,5 – 3,2 |
| Чистовое | 10 - 9 | 1,6 – 0,8 | |
| Тонкое | 8 - 6 | 1,6 – 0,2 | |
| Фрезерование | Черновое | 13 - 11 | 12,5 – 3,2 |
| Получистовое | 12 - 10 | 3,2 – 1,6 | |
| Чистовое | 10 - 8 | 1,6 – 0,8 | |
| Тонкое | 8 – 6 | 1,6 – 0,2 | |
| Протягивание | Черновое | 11 - 10 | 3,2 – 1,6 |
| Чистовое | 9 – 6 | 1,6 – 0,4 | |
| Шабрение | Механическое | 8 – 7 | 1,25 – 0,03 |
| Ручное | 7 - 6 | 0,63 – 0,08 | |
| Шлифование | Черновое | 9 - 8 | 1,6 – 0,4 |
| Чистовое | 8 - 7 | 0,4 – 0,1 | |
| Тонкое | 7 - 6 | 0,2 – 0,05 | |
| Полирование | Предварительное | 5 – 4 | 0,63 – 0,16 |
| Окончательное | 5 - 3 | 0,32 – 0,04 | |
| Чистовое | 4 - 3 | 0,08 – 0,02 | |
| Доводка | Предварительная | 6 - 5 | 0,63 – 0,16 |
| Получистовая | 5 - 4 | 0,16 – 0,08 | |
| Чистовая | 5 - 3 | 0,08 – 0,02 | |
| Тонкая | 4 - 3 | 0,02 – 0,01 |
Обработка плоских поверхностей лезвийным инструментом.
Строгание широко применяется в мелкосерийном единичном производствах из-за использования простых приспособлений и инструментов.
Этот метод гибок при переходе на другие работы, но малопроизводителен, так как обработка ведется однолезвийным инструментом (строгальными резцами) и на умеренных режимах (низкой скорости) резания при наличии вспомогательных (холостых) ходов.
|
|
Кроме того, работа на строгальных и долбежных станках требует высокой квалификации рабочего.
Строгание небольших и средних деталей производится на поперечно-строгальных станках, а крупных – на продольно-строгальных, при этом продольно- строгальные станки могут оснащаться фрезерными или шлифовальными головками (обработка направляющих станин, длинных деталей и конструкций).
Фрезерование – наиболее распространенный метод обработки плоских поверхностей, который вытеснил строгание из массового и крупносерийного производства.
Фрезерные станки подразделяют:
1. Общего назначения: горизонтально-, вертикально- (консольные и бесконсольные с крестовым столом), универсально- и продольно-фрезерные станки – применяются во всех видах производства.
2. Высокопроизводительные: карусельные, барабанные и специальные фрезерные станки – применяются в основном в крупносерийном и массовом производстве.
Существуют следующие виды фрезерования:
1 – Одностороннее – торцовыми, цилиндрическими, реже концевыми и дисковыми (односторонними) фрезами.
2 – Двустороннее – торцовыми, концевыми, реже дисковыми (двух- и трехсторонними) фрезами.
3 – Трехстороннее – концевыми или дисковыми (трехсторонними) фрезами.
4 – Четырехстороннее – Т-образными фрезами (после трехстороннего фрезерования).
В настоящее время при фрезеровании плоскостей широко используются торцовые фрезы (диаметром более 90 мм) со вставными ножами (фрезерные головки), которые имеют следующие преимущества:
|
|
1. Повышается производительность труда из-за применения фрез больших диаметров (в работе одновременно участвует большее количество зубьев).
2. Большая жесткость крепления инструмента (отсутствие длинных оправок) позволяет работать с большими подачами и глубинами резания.
3. Одновременно обрабатывать заготовки с разных сторон (барабанно- и карусельно-фрезерные станки и др.), на которых возможна обработка плоскостей по непрерывному циклу (с переустановкой заготовки во время работы станка).
Сокращение основного времени также достигается внедрением скоростного и силового фрезерования. Скоростное фрезерование осуществляется при малых подачах на зуб: для сталей –V< 350 м/мин с Sz=0,05÷0,12 мм/зуб, для чугуна V<450 м/мин и цветных сплавов V<2000 м/мин с Sz=0,3÷0,8 мм/зуб. Силовое фрезерование ведут с большими подачами на зуб фрезы Sz ≥ 1 мм/зуб, но пониженными скоростями резания.
Тонкое фрезерование характеризуется малыми глубинами (t ≤ 0,1 мм) и подачами Sz=0,05÷0,1 мм/зуб), но большими скоростями резания.
Протягивание наружных поверхностей, пазов и канавок ведут на вертикально- и горизонтально-протяжных станках, при этом обеспечивается высокая производительность и низкая себестоимость продукции, несмотря на дорогостоящий инструмент – протяжку и низкие скорости резания.
Этот метод обработки экономически выгоден в крупносерийном и массовом производстве и даже вытесняет фрезерование. Еще большего повышения производительности труда в массовом производстве достигают применением многопозиционных протяжных станков, а также станков непрерывного действия.
|
|
Шабрение выполняют инструментом – шабером – вручную или механически.
Ручное шабрение – дорогостоящий и малопроизводительный процесс, требующий больших затрат времени и высокой квалификации рабочего, но обеспечивает высокое качество обработки (точность и чистоту). Механическое шабрение выполняют на специальных станках, где шабер совершает возвратно-поступательное движение.
Сущность шабрения заключается в соскабливании тонких (≈0,005 мм) слоев металла до получения более ровной плоскости после ее предварительной чистовой обработки, и определяется по числу пятен на площади 25×25 мм2 (при проверке контрольной плитой или линейкой). Чем больше пятен (на этой площади), тем точнее обработка (шабрение чистовое – 6 - 10 пятен с шероховатостью Ra ≤ 1,25 мкм, тонкое – более 22 пятен с Ra ≤ 0,08 мкм).
Обработка плоских поверхностей абразивным инструментом.
Аналогично обработке тел вращения плоские поверхности обрабатывают шлифованием, полированием и доводкой.
Шлифование плоскостей (особенно закаленных деталей) осуществляют на плоскошлифовальных станках (продольных или с круглым столом) периферией или торцом круга или шлифовальной (сегментной) головкой. В определенных случаях шлифование с успехом заменяет фрезерование.
Шлифование периферией круга осуществляют тремя способами:
1. Многократными рабочими ходами, где поперечная подача производится после каждого продольного хода, а вертикальная – после рабочего хода по всей ширине детали.
2. С установкой круга на размер (на глубину припуска) используют мощные шлифовальные станки с малой скоростью продольного хода стола и поперечного перемещения шлифовального круга на 0,7÷0,8 его ширины.
Под чистовую шлифовку оставляют 0,01÷0,02 мм и снимают его первым способом.
3. Ступенчатым (профилирующим) кругом, где припуск распределен между ступенями и снимается за один рабочий ход. Применяется редко, так как достаточно трудоемка правка круга.
При шлифовании торцом круга используют шлифовальные круги формы ПВ (плоская с выточкой) или шлифовальные головки с сегментами.
Шлифование обычно ведется с применением СОЖ.
Полирование – отделочная обработка, где абразивным инструментом являются эластичные (резиновые, войлочные и др.) круги (часто с применением паст) или абразивные шкурки.
Доводка осуществляется на плоскодоводочных станках (чугунными) притирами с применением паст при низких скоростях резания (2 – 10 м/мин).
С повышением скорости и давления производительность повышается, но качество ухудшается.
Нормирование работ по обработке плоских поверхностей.
Нормирование строгальных и долбежных работ содержит характерные для этих станков установки:
1. В тисках (с выверкой или без нее) с учетом числа одновременно обрабатываемых заготовок.
2. На столе, с учетом числа крепежных болтов и дополнительных клиньев, струбцин и др.
3. В приспособлении (специальное, трехкулачковый патрон и др.).
Нормативы вспомогательного времени (переход, проход) и обслуживания рабочего места установлены с учетом групп станков:
1. Для продольно-строгальных – по наибольшей длине рабочей поверхности стола.
2. Для поперечно-строгальных – по наибольшей длине хода ползуна.
В нормировании фрезерных работ надо правильно характеризовать приспособление (по базам и креплению), способ его очистки (сжатым воздухом, кантованием, щеткой и т.д.). При массе детали более 20 кг должен быть оговорен подъемник.
Вспомогательное время (переходы) учитывает группы станка (по длине стола), установку инструмента на размер и др.
Время приемов учитывает переключения частот вращения шпинделя и минутной подачи, установку защитного щитка и установку инструмента на размер.