2.2.6 Отделочные виды обработки отверстий
К основным отделочным видам обработки отверстий относятся: тонкое, или алмазное, растачивание, хонингование (шлифование брусками) и притирка.
Хонингование (шлифование брусками) является основным видом отделочной обработки отверстий. Инструмент (рис. 12) - доводочная головка (хон) представляет собой цилиндр 4, вдоль образующих которого расположено шесть абразивных брусков 3, укрепленных на соответствующих планках 5 и соединенных попарно с радиальными стержнями 6, которые входят в соответствующие пазы головки. Внутри головки смонтирован двусторонний конический регулируемый стержень 1, с помощью которого радиальные стержни вместе с абразивными брусками раздвигаются, регулируя диаметральный размер и компенсируя износ абразивных брусков. Абразивные бруски соединены между собой попарно пружинами 7. Доводочную головку соединяют со шпинделем хонинговального станка шарниром.
Рис. 12. Схема конструкции хонинговальной головки
Шпиндель станка сообщает доводочной головке одновременно вращательное (20 - 50 м/мин при обработке стали и 65 - 80 м/мин при обработке чугуна) и возвратно-поступательное движение (10 - 20 м/мин) в отверстии обрабатываемой заготовки 2. При этом хон абразивными брусками сглаживает поверхность обрабатываемого отверстия заготовки и доводит его до нужного размера и чистоты поверхности.
Точность отверстия соответствует 6 ÷ 7-му квалитетам с шероховатостью поверхности в пределах 0,32-0,02 мкм.
Притирка - способ отделки отверстий с вращающимся притиром. Отверстия протирают лишь в единичном и мелкосерийном производствах, при обработке точных небольших отверстий, когда применение хонингования затруднительно.
2.3 Обработка плоских поверхностей
2.3.1 Методы обработки плоских поверхностей
Плоские поверхности обрабатывают строганием, долблением, фрезерованием, шлифованием и протягиванием (без учета отделочных операций).
Строгание и долбление наиболее применимы в серийном, особенно в мелкосерийном, а индивидуальном производствах, так как для работы на строгальных и долбежных станках не требуется сложных приспособлений и инструментов. Однако эти виды обработки малопроизводительны. Низкая производительность объясняется тем, что обработку ведут одним или небольшим числом резцов с потерями племени на обратные холостые ходы.
Процессы строгания и долбления аналогичны, однако в первом случае (при работе на продольно-строгальных станках) движение резания придается заготовке, а движение подачи - резцу; во втором - движение резания придается резцу, а движение подачи - заготовке, причем движение подачи осуществляется в плоскости, перпендикулярной направлению движения резца. Подача может производиться параллельно или перпендикулярно режущей кромке резца или по кругу.
Фрезерование в массовом производстве совершенно вытеснило применявшееся ранее строгание и частично долбление.
При обработке фрезерованием можно обеспечить значительно большую производительность, чем при строгании, так как посредством многолезвийного инструмента можно обрабатывать в единицу времени значительно большую поверхность, чем при обработке однолезвийным инструментом - резцом.
Повышение производительности при фрезеровании достигается также увеличением количества одновременно обрабатываемых заготовок, количества одновременно работающих режущих инструментов, сокращением продолжительности рабочих и холостых ходов обрабатываемой заготовки и инструмента.
Основными способами фрезерования, обеспечивающими повышение производительности обработки, являются: параллельное, т. е. одновременное, фрезерование нескольких заготовок или нескольких поверхностей одной заготовки. Это может быть осуществлено установкой на одной оправке соответствующего числа цилиндрических, дисковых и фасонных фрез или торцевых фрез на различных шпинделях, с помощью одной торцевой фрезы большего диаметра или одной цилиндрической фрезы достаточной длины.
При таком фрезеровании резко сокращается трудоемкость обработки вследствие совмещения машинного времени отдельных переходов и уменьшения вспомогательного времени; последовательное фрезерование нескольких заготовок, установленных в ряд на столе станка (или нескольких поверхностей одной заготовки), по мере их подвода к фрезе в процессе рабочего движения стола станка. В этом случае резко сокращается вспомогательное время, так как оно перекрывается машинным временем;
параллельно-последовательное фрезерование, при котором одновременную обработку нескольких заготовок (или нескольких поверхностей одной заготовки), установленных в один или несколько рядов на столе станка, комбинируют с последовательной обработкой. Применение этого способа наряду со снижением трудоемкости, благодаря сокращению вспомогательного времени, позволяет резко снизить машинное время;
фрезерование на поворотных столах и приспособлениях. В этом случае трудоемкость обработки уменьшается вследствие совмещения большой части вспомогательного времени с машинным, так как снимают обработанную заготовку и устанавливают новую во время фрезерования детали на другой позиции стола или в приспособлении;
фрезерование с подачей в обе стороны (маятниковая подача). Этот способ обработки является разновидностью предыдущего. Его применяют для небольших поверхностей длинных заготовок, для которых применение поворотных устройств затруднено;
непрерывное фрезерование заключается в том, что обрабатываемые заготовки устанавливают на круглом непрерывно вращающемся столе или в барабанном устройстве и фрезеруют торцевыми фрезами, установленными на шпинделях станка. При таком фрезеровании штучное время может быть очень близким или равным машинному времени.
Обработка плоскостей торцевыми фрезами в серийном и массовом производствах все больше вытесняет фрезерование цилиндрическими фрезами, так как этот способ более производителен, а также позволяет осуществлять обработку заготовок значительной ширины при жестком креплении инструмента. Кроме того, шероховатость поверхности также повышается до 1,25 – 0,63 мкм.
Плоское шлифование применяют в качестве чистовой операции после строгания или фрезерования плоскостей для достижения высокой точности и чистоты обрабатываемой поверхности, а также для окончательной обработки плоскостей заготовок из закаленной стали.
В ряде случаев плоское шлифование может быть более рациональным, чем фрезерование, особенно при обработке твердых материалов, наличии твердой корки или небольших припусков на обработку.
Протягивание наружных контуров является более производительным методом, чем строгание и фрезерование при одновременном обеспечении высокой точности и чистоты обрабатываемой поверхности.
Для отделочных операций применяют обработку с использованием абразивов - доводку, притирку и полирование. Кроме того, для окончательной отделки поверхностей применяют шабрение. Обработка плоских поверхностей с применением абразивов производится аналогично отделке наружных поверхностей вращения.
Притирка требует очень точной предварительной обработки поверхности, так как большой припуск на притирку приводит к увеличению времени обработки и быстрому изнашиванию притира. Припуск для притирки плоских поверхностей назначают в пределах 8 ÷ 18 мкм.
Шабрение можно выполнять с помощью шабера вручную или механическим способом. Первый способ требует большой затраты времени при высокой квалификации исполнителя, но обеспечивает высокую точность. Второй - осуществляется с помощью специальных станков, на которых шабер получает возвратно-поступательное движение. При этом способе требуется меньше времени, однако его нельзя применить для отделки сложных поверхностей, что ограничивает область применения.