Материал: Лекции по ТПвМ

Все больше применяется шлифование абразивными лентами. Достоинствами этого способа являются:

1. уменьшение тепловыделения, что повышает стойкость абразивной ленты и почти полностью исключает коробление обрабатываемых деталей;

2. более однородная поверхность абразивной ленты по сравнению с поверхностью шлифовального круга благодаря равномерному нанесению зерен и вертикальному их расположению на поверхности ленты, получаемой методом осаждения в электростатическом поле;

3. повышенное число режущих зерен на единицу поверхности по сравнению со шлифовальным кругом, что способствует повышению производительности;

4. отсутствие вибраций и ударной нагрузки, что обеспечивает более высокое качество обработанной поверхности.

Абразивными лентами можно обрабатывать черные и цветные металлы, а также неметаллические материалы. Абразивные ленты изготавливают из ткани, например, саржи или бумаги, на поверхность которой наносят с помощью клея слоя абразивных зерен: нормальный и белый электрокорунд для обработки стали, ковкого чугуна и бронзы, и карбид кремния для обработки серого чугуна, латуни и алюминиевых сплавов. Толщина ленты (со слоем абразива) обычно не превышает 2 мм. Ширину ленты выбирают в зависимости от длины обрабатываемой поверхности, в частности при шлифовании поверхностей тел вращения ширину ленты принимают равной длине заготовки. В практике применяют абразивные ленты шириной от 10 до 3000 мм и длиной от 500 до 7000 мм.

При шлифовании абразивной лентой в качестве смазывающих и охлаждающих средств применяют минеральные масла, керосин, эмульсии, а также жировые пасты.

Лекция 13

13.1 Приспособления для токарных и шлифовальных

работ

Наиболее широко распространенными приспособлениями для токарных и шлифовальных работ являются центры, кулачковые и цанговые патроны, которые применяются и при других работах (например, сверлильных).

На рис. 13.1 показаны конструкции центров токарного станка:

а) нормальные;

б) со сферическим концом, применяемые при смещении осевой линии заготовки относительно линии центров станка;

в) полуцентры, позволяющие совмещать наружное продольное точение и подрезку торцов.

а)

б)

в)

Рис. 13.1 - Конструкции центров токарного станка

Из-за нагрева в процессе резания, вызывающего удлинение обрабатываемой заготовки, изменяется сила зажима. Чтобы зажимная сила была постоянна, в задней бабке располагают компенсаторы различных конструкций: пружинные, пневматические и гидравлические, которые позволяют несколько смещать пиноль при нагреве заготовки. Такие компенсаторы обычно используют при закреплении заготовки во вращающихся центрах.

Чтобы предотвратить прогиб нежестких заготовок валов, в качестве дополнительных опор, применяют люнеты подвижного или неподвижного типа. Это довольно сложное устройство должно воспринимать биение из-за овальности и неодинаковой толщины различных участков обрабатываемой заготовки.

Наиболее распространенными устройствами передачи крутящего момента обрабатываемым заготовкам на шпинделе передней бабки являются поводковые устройства: хомутики, скобы, поводковые оправки, поводковые планшайбы, поводковые патроны, кулачковые патроны, цанговые зажимные устройства.

13.2 Отделочные виды обработки

Притирка. Для притирки применяют притиры, изготовленные из чугуна, цветных металлов и сплавов, пластмасс, зеркального стекла и др.

К основным притирочным материалам относятся порошки корунда, электрокорунда, карбида кремния, окиси хрома, алмазы и карбида бора. Размеры абразивных частиц влияют на съем металла и шероховатость поверхности в процессе притирки и доводки.

Притирку проводят: свободным абразивом, внедряющимся в процессе обработки в поверхность притира в результате трения с некоторым давлением обрабатываемой поверхности и поверхности притира; предварительно внедренным в поверхность притира абразивом; свободным невнедряющимся абразивом. При применении относительно мягкого абразивного материала (например, венской извести, оксида хрома и др.), пастами (например, ГОИ) в среде керосина для снятия оксидов с обрабатываемой поверхности. В качестве смазывающей жидкости применяют керосин и машинное масло.

Обычно применяют притирочные станки и детали притираются между притирочными дисками. При работе станка заготовки, помещенные между дисками, совершают сложное движение: примерная относительная траектория.

Наряду с машинной притиркой применяют и ручную (например, при обработке парных сопрягаемых деталей). В этом случае сопряженные поверхности двух деталей взаимно притирают одну к другой.

Припуски для притирки поверхностей тел вращения составляют 0,05-0,1 мм по диаметру. Притирка обеспечивает получение точности размеров по пятому квалитету и шероховатости R_a = 0,05 мкм.

Хонингование (шлифование брусками). Этот вид обработки применяют преимущественно для отделки отверстий, но иногда и при обработке наружных поверхностей тел вращения, в частности, шеек коленчатых валов.

Имеются специальные хонинговальные устройства с укрепленными абразивными брусками; хонингование идет при вращающейся заготовке.

Применяют бруски из карбида кремния зернистостью 12…30, охлаждающую жидкость – водно-мыльные растворы или керосин.

Тонкая доводка (суперфиниш) предназначена для обработки поверхности любых форм и в отличие от хонингования допускает только небольшие припуски, но наряду с достижением весьма малой шероховатости поверхности не может обеспечить исправление геометрической формы поверхностей.

Доводку осуществляют абразивным бруском, совершающим возвратно-поступательные движения с большой частотой (200-1000 в минуту) и малой амплитудой (ход брусков 2-6 мм) по поверхности вращающейся заготовки при скорости резания 0,05- 2,5 мм/с. В результате движения бруска по обрабатываемой поверхности гребешки неровностей срезаются и поверхность становится более гладкой и ровной. В качестве охлаждающей жидкости применяют смесь керосина и веретенного или турбинного масла.

Тема 9 обработка внутренних поверхностей тел вращения лекция 14

В зависимости от назначения отверстий к ним могут предъявляться следующие требования: выдерживание размера отверстия по диаметру с заданной точностью, прямолинейность оси отверстия и образующей его поверхности, правильность цилиндрической формы отверстия (отсутствие конусности, овальности), перпендикулярность оси торцевым поверхностям детали.

Обработка отверстий круглого сечения производится на сверлильных, расточных, токарных, карусельных, токарно-револьверных полуавтоматах и автоматах, протяжных и револьверных станках.

Обработка точных отверстий требует больших затрат станочного времени и средств на инструмент, чем аналогичная обработка таких же по размерам наружных поверхностей с той же степенью точности, т.к. режущий инструмент, и особенно его крепления, для обработки отверстий не обладает такой же жесткостью конструкции как инструмент для наружной обработки.

Для повышения точности при обработке отверстий увеличивают число рабочих ходов, чтобы таким образом постепенно довести погрешности первоначальной обработки до допустимых размеров.

Так, если для обтачивания гладкого вала по 8 квалитету точности достаточно двух рабочих ходов, то для обработки отверстия такого же диаметра и с той же точностью понадобится не менее четырех операций или переходов: сверление двумя сверлами, зенкование и одно или двукратное развертывание.

При обработке отверстий даже с относительно большим числом переходов в обычных условиях не удается достигнуть высокой точности по соосности обрабатываемого отверстия и какой-либо наружной цилиндрической поверхности обрабатываемой заготовки. Поэтому, чтобы выполнить это условие, необходимо сначала окончательно обработать отверстие, а затем, установив заготовку этим отверстием на точную оправку, обработать наружные поверхности заготовки.

Отверстия диаметром до 80 мм в сплошном металле сверлят спиральными сверлами на сверлильных станках или станках токарной группы. Для сверления отверстий диаметром свыше 80 мм применяют сверлильные головки специальных конструкций и выполняют на расточных станках.

1. Обработка на сверлильных станках

Сверлильные станки подразделяют на универсальные, специализированные и специальные.

Основные виды обработки, которые можно выполнять на сверлильных станках, показаны на рис.14.1.

а) б) в) г) д) е)

Рис. 14.1– Виды обработки на сверлильных станках

Сверление отверстий производится при вращении сверла и его осевой подаче (рис. 14.1а). Сверло может быть спиральным или другой конструкции. Чтобы сохранить межцентровое расстояние при сверлении отверстий больших диаметров (когда обработка одним сверлом большого диаметра может дать значительное отклонение оси сверления) выполняют рассверливание, т.е. вторичную обработку сверлом большого диаметра ранее просверленного отверстия. При нормальном сверлении достигается точность диаметра отверстия по 12…11 квалитетам.

Зенкерование отверстий (рис. 14.1б) производится зенкером и служит для улучшения геометрической формы ранее просверленного отверстия. Оно обеспечивает точность обработки отверстия после сверления на один квалитет выше.

Развертывание отверстий (рис. 14.1в) выполняют после зенкерования для того, чтобы устранить грубые следы предыдущей обработки; расположение оси отверстия при этой операции не может быть исправлено. Развертывание производят одно- или многократно. При однократном развертывании достигается точность обработки отверстия по 8…7 квалитетам, а при двух- или трехкратном развертывании можно достигнуть точности по 6 квалитету. Шероховатость поверхности отверстия при развертывании может быть доведена до R_a = 0,8…0,4 мкм.

Нарезание резьбы (рис. 14.1г) производят после сверления отверстия метчиками различных конструкций. При этом необходим обратный ход шпинделя (реверсирование) для вывертывания метчика из заготовки после нарезания резьбы. Исключение составляют так называемые падающие метчики (выпадающие из гнезда шпинделя) и специально гаечные метчики, у которых нарезанные гайки последовательно перемещаются на гладкую часть стержня метчика.

Зенкование (рис. 14.1д) применяют после сверления отверстия для снятия фаски, например, под потайную головку винта.

Цекование (рис. 14.1е) предусмотрено для подрезки торца бобышки заготовки или для получения ступенчатого отверстия. Эту операцию выполняют специальным инструментом – цековкой, которая имеет переставной резец 1, устанавливаемый по размеру диаметра обрабатываемой поверхности, и направляющую часть 2 для обеспечения соосности поверхностей ступенчатого отверстия.

Кроме перечисленных основных работ на сверлильных станках можно выполнять и другие виды обработки отверстий специальными инструментами, например, фасонные выточки на цилиндрической и торцевой поверхности отверстий.

При сверлении глубоких отверстий на обычных сверлильных станках спиральные сверла не могут обеспечить правильного направления и прямолинейности оси отверстия. Происходит уход сверла в сторону от направления, заданного осью вращения шпинделя. Прямолинейность оси отверстия ограничена жесткостью сверла и направляющим действием ленточек, расположенных вдоль канавок сверла и скользящих по просверленной части отверстия.

При неодинаковой заточке обеих режущих кромок сверла или неравномерном их затуплении, сверло также начинает «уводить» ось отверстия в сторону от оси вращения шпинделя. Большое влияние оказывают условия работы сверла в начальный момент, когда резание производят лишь поперечной кромкой, перпендикулярной оси сверла. Кроме того, значительные упругие деформации сверла при работе (продольный изгиб), зазоры в подшипниках шпинделя, неравномерное налипание стружки на главные и вспомогательные режущие кромки сверла создают условия для ухода сверла в сторону от оси шпинделя.

Чтобы предотвратить уход сверла и искривление оси отверстия, при глубоком сверлении применяют следующие способы и приемы работы:

1. небольшие подачи, тщательную заточку сверла с соблюдением одинакового и равномерного наклона обеих режущих кромок, наблюдение за износом сверла и налипанием металла на главные и вспомогательные кромки, надлежащее охлаждение сверла;

2. предварительное засверливание с помощью короткого сверла большого диаметра (с углом 2 = 90^о), которое особенно необходимо при сверлении отверстий сверлами небольших диаметров;

3. сверление с помощью кондукторской втулки при сравнительно небольших отношениях l/d;

4. сверление при вращающейся заготовке. В этом случае имеет место как бы «самоцентрирование» сверла в противоположность обычной его склонности к «уводу».