Обробка зовнішніх циліндричних поверхонь - Студопедія

Методи механічної обробки поверхонь деталей

Обточування на токарних верстатах.На рис. 5.1 показані характерні способи встановлення та закріплення деталей при обробці зовнішніх циліндричних поверхонь: а - в центрах; б - у самоцентруючому патроні (загального призначення або спеціальному); в - у патроні з підтримкою кінця деталі заднім центром; г - в чотирикулачковому патроні загального призначення; - д - в якомусь спеціальному пристосуванні.

Мал. 5.1. Способи встановлення деталей при обробці зовнішніх поверхонь

Залежно від якості та точності оброблюваних циліндричних поверхонь обточування заготовок поділяється на:

чорнове (або обдирне) – з точністю обробки по 13-12 квалітету і з шорсткістю поверхні Rz80;

чистове з точністю обробки до 10 квалитету та з шорсткістю поверхні до Rа 2.5;

тонке з точністю обробки до 5-6 квалітету та з шорсткістю поверхні до Rа 0.32

Заточений якісний різець може знімати припуск близько сотої частки міліметра. Найбільшу величину припуску обмежує лише міцність різця і потужність верстата (іноді - жорсткість або міцність оброблюваної деталі). Таким чином, щодо припустимого припуску на обробку метод широко універсальний.

Точність залежить тільки від методу обробки, а й від точності установки деталі. Наприклад, при встановленні в центрах(рис. 5.1а) співвісність обробленого та необробленого ділянок валика залежатиме від якості попереднього зацентрування валика. При встановленні за схемою рис. 5.1 б, вона буде залежати від точності патрона і т. п. Взаємна співвісність групи поверхонь, оброблених при одній установці (ступінчастий валик) виходить найвищою.

Ступінчасті поверхні з малою різницею діаметрів ступенів (мала висота уступів) обточують різцем з головним кутом у плані j = 90 °. При високих уступах, коли можливий сильний віджимання різця, торець уступу обробляють окремим переходом. Довгі вали при обточуванні в центрах прогинаються і виходять бочкоподібними. Деяке зменшення прогину (приблизно в 2,5 рази) виходить, якщо замість установки в центрах застосувати установку в патроні за допомогою кінця деталі заднім центром (рис. 5.1в). Але при подальшій обробці поверхні, зайнятої патроном, співвісність її з обробленою поверхнею раніше, буде гіршою (інші настановні бази). У зв'язку з цим застосовують люнети.

Люнет повинен лише підтримувати деталь, але не встановлювати її (вона вже встановлена центрами верстата), тому його кулачки встановлюють поверхнею деталі. Ця поверхня повинна бути співвісна центровим гніздам, інакше деталь викривлятиметься при обертанні, а люнет перевантажуватиметься. Забезпечуючи нормальну роботу рухомого люнета (що закріплюється на супорті верстата), розташовують його кулачки за різцем (рис 5.2а). Для кулачків нерухомого люнета (що закріплюється на станині верстата) проточують (іноді ще й шліфують «шийку під люнет» (рис. 5.2б).

Мал. 5.2. Застосування люнетів

а-рухливий люнет; б-нерухомий

На грубих чорнових операціях основним шляхом підвищення продуктивності є збільшення глибини різання (зменшення числа проходів), апотім-подачі. На чистових-збільшення швидкості різання. З цією метою широко застосовують різці, оснащені пластинками із твердого сплаву та кераміки.

Застосування токарних багаторізцевих напівавтоматів дозволяє підвищити продуктивність шляхом поєднання переходів операції та автоматичного отримання всіх операційних розмірів за відповідного зниження кваліфікації роботи.

Налагодження багаторізцевого верстата трудомістка, тому застосування його виправдовується у серійному та масовому виробництвах. Кожен циліндричний ділянку деталі можна обробляти одним або декількома різцями, тому знадобиться різний хід переднього супорта, і виходитиме різна продуктивність. При розташуванні різців за схемою, показаною на рис. 5.3а (налагодження по найбільшому ступеню), хід супорта визначається довжиною найбільшого ступеняl1. Як видно на схемі, різці 2 і 3 матимуть холостий пробіг. За схемою, показаною на рис. 5.3б (налагодження по найменшому ступені), потрібний хід супорта визначається довжиною найменшого ступеняl3. Для обточування щаблівl1іl2поставлено по два різці (кількість різців залежить від співвідношеньl1:l3іl2:l3)

Мал. 5.3. Два варіанти налагодження: а-налагодження найбільшою мірою; б-налагодження по найменшому ступені

Поперечне врізання на глибину припуску забезпечується одночасно з поздовжньою подачею (косе врізання).

На задньому супорті в обох схемах показані підрізний, канавковий та фасонний різці.

При обробці одного ступеня декількома різцями на поверхні утворюються уступи через похибки встановлення різців на розмір і різного протікання їх зносу.Тому більш продуктивний спосіб - налагодження за найменшим ступенем - застосовують при обточуванні під шліфування. У разі, якщо найменша ступінь мала, вдаються до комбінації першого та другого способів.

Установку різців роблять за еталонною деталлю. Практикують також установку взаємного становища різців у державці поза верстатом (знімні блоки різців). За результатами обробки перших деталей вносять необхідні поправки у положення різців.

Частоту обертання шпинделя встановлюють за різцем, що працює в найважчих умовах. При велику кількість різців перевіряють відповідність наміченого режиму потужності верстата. Режими обробки можуть обмежуватися також жорсткістю деталі та надійністю її закріплення.

Шліфування.Широке застосування різних методів шліфування обумовлено їхньою високою точністю. Крім того, це єдиний процес, здатний замінювати чистове точення у випадках, коли поверхня має високу твердість.

Продуктивність шліфування залежить від величини припуску, тому зазвичай шліфування застосовують після обточування поверхні. Розмір необхідного припуску залежить від якості попередньої обробки, т. е. у разі — від обточування під шліфування. Якщо за обточуванням слідує термообробка, в результаті якої очікують помітне спотворення форми деталі, припуск відповідно збільшують.

Для обробки зовнішніх циліндричних поверхонь застосовують попереднє, чистове та тонке шліфування. Найбільш поширеним є чистове шліфування, при якому точність обробки поверхонь досягає 5-6 квалітету, шорсткість Ra 0,63-0,32; точність за формою - 0,003 мм і гірше; найчастіше - у межах половини допуску на діаметр.

Положення обробленої поверхні щодонеоброблюваних залежить від точності установки деталі. При встановленні безпосередньо в центрах верстата особливо стежать стан центрових гнізд. Після термообробки деталей гнізда ретельно зачищають. Найкраща співвісність оброблених поверхонь виходить при шліфуванні в одну установку.

Швидкість кола під час шліфування (швидкість різання) обмежується міцністю крута. Зазвичай її не допускають понад 30-35 м/с. Шліфування особливо міцними колами з великими швидкостями (до 75 м/с) називають швидкісним.

Швидкість обертання деталі за інших рівних умов визначає обсяг металу, що знімається в одиницю часу. Однак надмірно велика швидкість призводить до швидкого засолювання кола, і шліфування стає неможливим. Оптимальну швидкість (зазвичай у межах 16-60 м/хв) вибирають після призначення глибини різання та подачі.

Розрізняють два способи круглого шліфування: шліфування з поздовжньою подачею, шліфування з поперечною подачею (врізанням).

Шліфування методом поздовжньої подачі (рис. 5.4) ведуть з малою глибиною різання (t = 0,005-0,02 мм), внаслідок чого навіть порівняно невеликий припуск на бік доводиться знімати в кілька проходів. Мала глибина t дозволяє застосовувати великі подачі на оборот деталі (S0 = 0,34-0,8).

Мал. 5.4. Шліфування з подовжньою подачею

Шліфування методом врізування вимагає, щоб ширина кола була дещо більшою за протяжність шліфованої поверхні (рис. 5.5). Внаслідок великої ширини шліфування допускають малу подачу на оборот деталі (S0 = 0001-0005 мм). При цьому шлях кола в металі (розрахункова довжина обробки) дорівнює величині припуску на бік. Метод врізання виявляється продуктивнішим, ніж метод поздовжньої подачі.

Мал. 5.5. Шліфуванняврізанням

Шліфування уступами є комбінацією методу врізання і методу поздовжньої подачі. До нього вдаються, якщо ширина кола менша за довжину шліфування. Спочатку методом врізання шліфують уступи, залишаючи 0,01-0,02 мм на "зачистку", потім поздовжнім шліфуванням отримують задану точність.

Прилеглу до циліндричної поверхні плоску поверхню (терець щаблі, бурт, фланець тощо) шліфують бічною поверхнею кола. Для зменшення площі контакту та досягнення кращої площинності поверхні застосовують коло з конічною бічною поверхнею або заправляють на конус («підсередину») плоске коло.

На безцентрово-шліфувальних верстатах застосовують два основних методи шліфування. Методом наскрізної (поздовжньої) подачі шліфують деталі без уступів - гладкі валики, пальці тощо. Робота ведеться безперервно - деталі закладаються з одного боку і приймаються з іншого. Число таких проходів (2-6) залежить від величини припуску та необхідної точності поверхні.

Рис. 5.6. Безцентрове шліфування

Методом врізання (з поперечною подачею) шліфують деталі зі уступами (рис. 5.6). При цьому вісь круга, що подає, встановлюють майже паралельно осі ріжучого кола (під кутом до 0,5°), а осьове переміщення деталі не допускають за допомогою упору.

Шліфування на безцентровому верстаті являє собою систему обробки з кінцевим зв'язком, що самовстановлюється - взаємне положення деталі і інструменту (ріжучого кола) визначається тут найбільш оброблюваною поверхнею. Подібні системи не дозволяють впливати на точність обробки. Таким чином, цей процес придатний тільки для операцій, в яких потрібно покращити лише точність поверхні.

Нормативні припуски для безцентрового шліфування на 20-30% менші, ніж для центрового.Зменшення припуску та велика ширина шліфувального кола – основні причини більшої продуктивності безцентрово-шліфувальних верстатів.

В умовах великосерійного та масового виробництв основним шляхом підвищення продуктивності багатоперехідних операцій шліфування є застосування так званого поєднаного шліфування. Поєднання переходів досягається за допомогою відповідно заправленого широкого кола або комплекту з кількох кіл (рис. 314, а). Застосування подібних методів вимагає кіл підвищеної якості за всіма параметрами (геометрія, врівноваженість, однорідність твердості тощо) та відповідних верстатів. Аналогічні методи доступні на звичайних безцентрово-шліфувальних верстатах (мал. 314,6), оскільки їх конструкція розрахована на обробку невеликих деталей порівняно широкими колами.

Мал. 5.7. Шліфування «поєднане»

Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: