книги / Технология инструментального производства

Патронные многошпиндельные полуавтоматы бывают в основ­ ном вертикальные. У полуавтоматов этого типа одна позиция пред­ назначается для снятия обработанной заготовки и установки новой. Таким образом, число рабочих шпинделей всегда бывает на единицу меньше. Заготовка постепенно обрабатывается на всех рабочих позициях; время обработки ее равно продолжительности наиболее длительного перехода. Такие полуавтоматы строятся отечественными станкостроительными заводами для обработки заготовок диаметром до 200, 300 и 400 мм шести- и восьмишпиндельными; мощность таких станков до 25 кВт. На отдельных позициях полуавтомата могут при­ меняться суппорты различной конструкции, например для продоль­ ного и поперечного точения, для работы шпиндельным инструментом (сверлами, зенкерами, развертками и т. д.). На этих станках можно обрабатывать корпуса сборных фрез в серийном и крупносерийном производстве режущего инструмента.

На рис. 104 приведена схема обработки червячно-модульной фрезы т — 4 мм из быстрорежущей стали на восьмишпиндельном полуавтомате 1К282. Токарная обработка в соответствующих пози­ циях включает следующие технологические переходы.

1.Установка заготовки.

2.Сверление отверстия на длину 10 и обтачивание наружной поверхности на ту же длину. Обработка идет одновременно.

Рис. 104. Схема технологического процесса изготовления заготовки для червячно­ модульной ф резы с т —4 мм на восьмиш пиндельном токарном полуавтом ате 1К282

151

3.Протачивание торца (За) и обтачивание буртика (36). Обра­ ботка идет последовательно.

4.’ Остановка шпинделя. Открепление заготовки. Поворот. За­ крепление. Пуск шпинделя. Досверливание отверстий. Протачивание оставшейся части наружной поверхности.

5.Протачивание второго торца и обтачивание второго буртика. Обработка идет последовательно.

6.Растачивание отверстия по 4-му классу точности.

7.Растачивание выточки в отверстии по шаблону.

8.Развертывание отверстия.

По сравнению с современным револьверным станком производи­ тельность труда на этом полуавтомате повышается в 6—7 раз.

П р у т к о в ы е м н о г о ш п и н д е л ь н ы е а в т о м а т ы применяют для обработки прутков диаметром 20— 100 мм. Эти авто­ маты значительно производительнее одношпиндельных вследствие одновременной обработки нескольких заготовок (по числу шпинде­ лей) за один оборот барабана. На них можно производить такие ра­ боты, как черновое, чистовое и фасонное обтачивание, подрезание, сверление, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы и отре­ зание. В цанговых патронах каждого шпинделя закрепляют пруток.

Рабочие и холостые перемещения продольного и поперечных суппортов и подачу прутков производят кулачки-копиры, которые закреплены на барабане распределительного вала. Производитель­ ность четырехшпиндельных автоматов в 2,5—3 раза выше токарно­ револьверных станков. Применение шестишпиндельного автомата целесообразно только при полной загрузке всех его позиций либо при полной обработке двух одинаковых заготовок за один оборот барабана. В общем виде о выгодности применения автомата можно судить, сравнивая различные варианты обработки на автомате и на токарно-револьверном станке (см. гл. V). •

Для производства режущего инструмента в серийном и крупно­ серийном производстве применяют как одношпиндельные, так и многошпиндельные автоматы. Для продольного точения ручных и машинно-ручных метчиков диаметром до 14 мм применяют одно­ шпиндельные автоматы. Ручные метчики диаметром 14—18 мм целе­ сообразнее обрабатывать на многошпиндельных автоматах. Для изготовления круглых плашек применяют одношпиндельные (то­ карно-револьверные) и многошпиндельные автоматы.

Точность обработки на многошпиндельных автоматах вполне отвечает технологическим требованиям. В частности, отверстия диа­ метром 9,5—12,5 мм развертывают с точностью до 0,04 мм, радиаль­ ное биение выдерживается в пределах 0,04—0,06 мм, а торцовое — до 0,04 мм. В качестве примера на рис. 105 приведена схема обработки на четырехшпиндельном автомате круглых плашек, наружный диа­ метр которых равен 38 мм. При расчете наладки фасонно-отрезного автомата для продольного точения учитывают следующие работы: выбор последовательности обработки заготовки; определение длины ходов режущих инструментов при обработке заданной заготовки; выбор глубины резания, подачи, скорости резания и частоты вращения

152

0,9x45*

Рис. 105. Схема обработки круглой плаш ки на четы рехш пиндельном автом ате

шпинделя; определение частоты вращения шпинделя на рабочие хода; определение продолжительности рабочих ходов; определение про­ должительности холостых ходов; составление карты расчета кулачка и копира; построение развертки колокольного копира и построение кулачка-балансира. '

Примерно в такой же последовательности рассчитывают наладку и для многошпиндельных автоматов.

§ 7. ОБРАБОТКА ХВОСТОВИКОВ, ЛАПОК И КВАДРАТОВ

Обработка конических хвостовиков. Значительную часть режу­ щего инструмента (сверла, зенкеры, развертки) изготовляют с кониче­ скими хвостовиками типа Морзе от № 0 до № 6. Конические хвосто­ вики с лапкой в мелкосерийном производстве изготовляют на токар­ ных станках. Вначале обрабатывается хвостовик на конус по копирной линейке (рис. 106, а), а затем обтачивается цилиндрическая часть лапки (рис. 106, б), шейка (рис. 106, в) и подрезается торец радиусным резцом (рис. 106, г).

В серийном и крупносерийном производстве конические хвосто­ вики типа Морзе № 1—5 обрабатывают на специальных токарных полуавтоматических станках с копирными устройствами. На них предусмотрено последовательное обтачивание цилиндрической по­ верхности лапки, конической поверхности хвостовика и шейки. Обтачивание осуществляется твердосплавными резцами со скоростью резания 75—120 м/мин, подачей 0,3 мм/об и может производиться двумя способами: обтачивается только цилиндрическая поверхность лапки, коническая поверхность хвостовика и шейка; обтачивается цилиндрическая часть лапки, коническая поверхность хвостовика, шейка и рабочая часть для сверл с конусом Морзе № 4 и 5 (некоторых размеров).

153

В' первом случае хвостовики Морзе № 1 и 2 обрабатывают на токарных полуавтоматах ВТ-11 (рис. 107, а), хвостовики Морзе № 2 и 3 — на автоматах КТ-61 (рис. 107, б). Для создания жесткости при обтачивании хвостовика на полуавтоматах ВТ-11 рабочая часть заготовки устанавливается в цанговый патрон (база — обточенная рабочая часть). Конические хвостовики Морзе № 4 и 5 обтачивают на токарных автоматах МР-105 (рис. 108).

Вследствие того, что наибольший припуск на хвостовике опреде­ ляется у меньшего диаметра конуса, глубина резания при обтачи­ вании за один проход принимается равной 3—4 мм. При обработке сверл на токарном автомате МР-105 для сверл диаметром 32—35,5 мм

станка устанавливают свой шаблон. Только после обтачивания хво­ стовика последует обтачивание рабочей части за один проход (на автомате МР-105). При этом применяют приспособление, приведенное на рис. 63. На полуавтомате ВТ-11 и автомате КТ-61 также преду­ смотрена возможность последовательного обтачивания за два про­ хода на станке мод. ВТ-11 с помощью шаблонов, установленных на поворотном копиродержателе, а на станке мод. КТ-61 с помощью

операции подрезается торец с образованием закругления под углом 8е и радиусом г. Эта обработка осуществляется быстрорежущим фа­ сонным резцом. Заготовка со стороны хвостовика поддерживается полуцентром (см. рис. 106, г).

Конические хвостовики без лапки со стороны торца имеют резьбо­ вое отверстие (рис. 110), служащее для ввинчивания в него болта с противоположной стороны шпинделя с целью надежного удержания

В этом случае заготовка зажимается в трехкулачковый патрон. При этом осуществляют следующие технологические переходы: центрование, сверление отверстия а, подрезание торца д, растачи­ вание выточки б в отверстии зенкером, зенкование отверстия В для получения рабочего конуса под углом 60°; зенкование отверстия для получения предохранительного конуса Г с углом 120°, нарезание резьбы машинным метчиком.

После обтачивания рекомендуется шлифовать конические хвосто­ вики для устранения погрешностей, которые получаются вследствие отжатая заготовки при обтачивании. Шлифованный хвостовик в даль­ нейшем является базой для фрезерования лапки. Это обеспечивает соосность лапки и шлифованного конусного хвостовика.

Конические хвостовики после обтачивания проверяются на све­ товых приборах и калибрами-втулками (см. ГОСТ 2849—69).

Фрезерование лапки и квадрата производят на горизонтальноили вертикально-фрезерных станках. Сверла, развертки, зенкеры и другой инструмент, имеющий конический хвостовик с лапкой, закрепляют в специальных одноместных или двухместных приспо­ соблениях. Фрезеруют двумя или четырьмя фрезами, посаженными на одну общую оправку на горизонтально-фрезерном станке. В се­ рийном производстве применяют быстродействующие пневматиче­ ские или гидравлические зажимы.

155

Рис. 111. Схема приспособления для фрезерования лапок конических хвостовиков:

На рис» 111 показана схема двухместного приспособления для фрезерования лапок сверл, зенкеров, разверток с приводом от пневмодвигателя с двумя усиливающими механизмами: рычажным и кли­ новым. Сущность работы приспособления понятна из рассмотрения рисунка.

В серийном и крупносерийном производстве эту операцию вы­ полняют на вертикально-фрезерном станке с круглым столом, обес­ печивающим непрерывность процесса фрезерования (рис. 112). Во время вращения стола обработанные заготовки вынимают из призматических гнезд, а новые закладывают на их место. Для уста­ новки хвостовика на определенную длину в круглом столе имеется упор в виде сектора, закрепленного неподвижно. Конусы закре­ пляют в призматических гнездах при помощи прижимов. Призма­ тические гнезда и прижимы рассчитаны на определенный размер конуса и являются сменными. Лапки фрезеруют при скорости реза» ния 18—25 м/мин и подаче 0,03—0,05 мм/зуб. Изготовление квадратов

1Б6

Квадраты фрезеруют при следующих режимах: для сталей 45,

§ 8. ОБРАБОТКА ПЛОСКОСТЕЙ

Наиболее распространенными способами обработки плоскостей являются: фрезерование цилиндрическими и торцовыми фрезами, строгание на поперечно-строгальных станках, протягивание на про­ тяжных станках, шлифование на плоскошлифовальных станках, обтачивание торцовых поверхностей на токарных и револьверных станках.

При обработке плоскостей в серийном и крупносерийном произ­ водстве следует применять торцовое фрезерование, так как оно обес­ печивает более высокую производительность труда, чем фрезерова­ ние цилиндрическими фрезами. К преимуществам торцовых фрез относятся: более ровная и спокойная работа станка вследствие боль­ шого числа одновременно работающих зубьев; возможность приме­ нения больших подач, чем при работе цилиндрическими фрезами; жесткое закрепление инструмента вследствие применения коротких оправок; более высокие производительность и качество обработан­ ной поверхности.

При фрезеровании цилиндрическими фрезами получается боль­ шая неточность размеров на деталях и худшее качество поверхности по сравнению с торцовым фрезерованием. Это обусловливается боль­ шим биением фрезы по наружной поверхности. Величина биения фрезы зависит от многих причин. Главнейшими из них являются (рис. ИЗ): а) зазор между отверстием фрезы 1 и оправкой 2; чем больше зазор, тем больше биение; б) отклонение от перпендикуляр­ ности отверстия фрезы относительно его торцов; в) отклонение от параллельности торцов проставочных колец 3; г) биение шпинделя станка и самой оправки. В-результате суммирования всех этих по­ грешностей при затягивании гайкой 4, сжимающей проставочные кольца и фрезу, оправка прогибается и при ее вращении возникает биение.

157

Рис. 114. Схемы шлифо^ вания на плоскошлифоваль­

ных станках

производительности целесообразно фрезеровать в многоместных

меняют поперечно-строгальные станки. Этому благоприятствует простота устройства и обслуживание станка, его универсальность, точность обработки и простота режущего инструмента.

Наружное протягивание плоскостей на горизонтально- и верти­ кально-протяжных станках, применяемое в серийном и крупносе­ рийном производстве режущего инструмента, дает значительное повышение производительности труда по сравнению с фрезерованием. Наибольшее применение наружное протягивание нашло при произ­ водстве ножей для сборных инструментов.

Подрезание торцов при изготовлении насадного режущего ин­ струмента (фрез, разверток, зенкеров и корпусов сборных инстру­ ментов) производят на токарных, револьверных и карусельных стан­ ках. В этом случае обработка торцовых поверхностей является тех­ нологическим переходом и производится за одну установку с обра­ боткой отверстия. Заготовки диаметром свыше 50 мм обрабатывают проходными резцами, а диаметром до 50 мм — подрезными. Прота­ чивание торца целесообразно начинать от отверстия к наружной поверхности.

Шлифование плоскостей производят на плоскошлифовальных станках, которые подразделяют на: а) работающие торцом круга — с прямоугольным столом (рис. 114, а), с круглым столом (рис. 114, б); б) работающие периферией круга — с прямоугольным столом и попе­ речным перемещением стола (рис. 114, в), с поперечным перемеще­ нием шлифовального круга (рис. 114, г), с круглым столом (рис. 114, д). Для чернового шлифования торцов с припуском до 3 мм применяют плоскошлифовальные станки, работающие торцом круга,

158

На этих станках применяют шлифовальные сегменты (вставные абра­ зивные бруски). Диаметр шлифовальных кругов 300—550 мм; мощность электродвигателя шлифовальной бабки 8—30 кВт. Заго­ товки на плоскошлифовальных станках закрепляют на магнитных плитах.

При обработке заготовок резцов, ножей для сборных инструментов применяют приспособления-рамки (рис. 79). Заготовки в этой рамке закрепляются болтами.

Преимуществами чернового шлифования по сравнению с другими методами обработки плоскостей являются: высокая производитель­ ность, высокий класс чистоты поверхности, параллельность обраба­ тываемых плоскостей. Ось шпинделя шлифовальной бабки плоско­ шлифовального станка, работающего торцом шлифовального круга, составленного из сегментов, устанавливается под углом к плоскости шлифования до 3°, В результате уменьшается площадь контакта, а раз так, то уменьшается сила резания и детали не сбрасываются с магнитной плиты. Наклон шпинделя ведет к получению вогну­ тости на деталях. Но эта вогнутость незначительна, ею можно пре­ небречь на первых этапах обработки заготовок.

Чистовое шлифование плоскостей производят на плоскошли­ фовальных станках, работающих периферией круга. В единичном и мелкосерийном производстве режущего инструмента применяют плоскошлифовальные станки мощностью 2—3 кВт с прямоугольным столом, имеющим поперечное перемещение. В серийном и крупно­ серийном производстве режущего инструмента для чистового шли­ фования применяют плоскошлифовальные станки с прямоугольным столом, у которых шлифовальный круг имеет поперечное переме­ щение. Заготовки закрепляют на магнитных плитах или в рамках в зависимости от их размеров. Эти станки отличаются от описанных выше высокой производительностью и характеризуются следующими данными: ширина и длина стола от 300 х 1000 до 900x5000 мм; мощ­ ность электродвигателя шлифовальных бабок 6—32 кВт; диаметр и. ширина шлифовальных кругов от 300 x50 до 500x75 или 500 х Х150 мм.

Для заготовок, закрепление которых непосредственно на магнит­ ной плите затруднено, применяют магнитные блоки. Конфигурацию рабочей поверхности блока изменяют в зависимости от формы обра­ батываемой детали. На рис. 77, а показан магнитный блок, приме­ няемый при шлифовании калибра для измерения пазов у сборных фрез. Для обеспечения параллельности шлифуемых плоскостей необходимо периодически шлифовать магнитную плиту, закреплен­ ную на столе плоскошлифовального станка.

Ступицы у отрезных и прорезных фрез шлифуют на плоско­ шлифовальных станках с круглым столом (см. рис. 114, д), работа­ ющим периферией круга. Заготовку устанавливают в центре круг­ лого стола. Такая установка обеспечивает получение торцовой по­ верхности высокого класса чистоты благодаря кольцевым рискам от круга и минимальному биению торца или ступицы вследствие равномерного износа круга при шлифовании.

159

§ 9. ОБРАБОТКА СТРУЖЕЧНЫХ КАНАВОК И ПАЗОВ ДЛЯ НОЖЕЙ СБОРНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ

Стружечные канавки у хвостового и насадного режущего ин­ струмента (разверток, зенкеров, фрез, метчиков и сверл) фрезеруют на горизонтально-, универсально-, и продольно-фрезерных станках. Заготовки хвостового инструмента устанавливают непосредственно в центрах делительной головки, а заготовки для насадного инстру­ мента надевают на цилиндрические оправки (для установки в цен­ трах) или оправки с коническим хвостовиком. При этом один конец оправки устанавливают в конусе шпинделя делительной головки,

авторой поддерживают задним центром.

Вединичном и мелкосерийном производстве канавки у заготовок разверток, зенкеров, фрез, метчиков и сверл фрезеруют в одношпин­

дельных делительных головках, а в серийном и крупносерийном производстве — в трех-, четырех- и восьмишпиндельных. В зависи­ мости от числа шпинделей в делительных головках и направления канавок применяют станки: горизонтально-фрезерные для фрезе­ рования прямых канавок в одно- и трехшпиндельных делительных головках; универсально-фрезерные для фрезерования винтовых канавок в одноили трехшпиндельных делительных головках; продольно-фрезерные полуавтоматы 6В2 для фрезерования прямых канавок в двух-, четырех- и восьмишпиндельных делительных го­ ловках.

При фрезеровании канавок в многошпиндельных делительных головках следует обеспечить следующие требования.

1.Рабочие фрезы должны изготовляться в комплекте с отклоне­ ниями по наружному диаметру до 0,1 мм.

2.Проставочные кольца между фрезами должны обеспечить рас­ стояние между ними согласно расстоянию между шпинделями де­ лительной головки. Это лучше всего достигается с помощью регули­

руемых проставочных колец, которые являются компенсаторами

вданной размерной цепи.

3.Для равномерного фрезерования комплектом фрез зубья этих фрез сдвигаются относительно друг друга на половину центрального угла зуба в данном комплекте фрез.

Фрезерование стружечных канавок. Ф р е з е р о в а н и е т о р ­ ц о в ы х з у б ь е в . П{ш фрезеровании канавок на торцах и кони­ ческих поверхностях режущих инструментов (торцовые, дисковые и угловые фрезы) в целях получения пера одинаковой ширины / по всей длине зуба ось заготовки должна быть наклонена под неко­

160