При обробленні головних отворів забезпечується досягнення комплексу найбільш жорстких технічних вимог, які визначають в цілому параметри геометричної точності отворів і точність їх положення відносно пласких поверхонь чи інших отворів.
Виконують на розточувальних, координатно-розточувальних, свердлильних, агрегатних та інших верстатах, включаючи верстати з ЧПК та багатоцільові верстати.
Етапи чорнового, чистового та викінчувального оброблення.
При чорновому обробленні знімають основний припуск. Рішення двох основних задач: точність положення отвору відносно бази і рівномірність припуску під чистове оброблення. Чистове оброблення забезпечує точність розмірів, геометричну точність і відносне положення отвору. Особливо важливим є забезпечення прямолінійності осі отвору і точності його відносного положення. Викінчувальне оброблення – для досягнення підвищених вимог до точності розміру, геометричної точності і шорсткості.
Свердління, зенкерування, розточування, розвертання, шліфування, хонінгування, пластичне деформування.
|
|
Свердління. Початкове отримання отворів у суцільному металі. Отвори діаметром більше 25 мм – за 2-3 робочих ходи. Отримання глибоких отворів – свердла для глибокого свердління з внутрішньою подачею МОР, спеціальні кільцеві головки (отвори діаметром більше 40 мм). Точність діаметральних розмірів – до 11 квалітету. Відхилення геометричної форми отворів до 50 мм – 12... 40 мкм; параметр шорсткості – до 6,3 мкм (до 15 мм) і до 12,5 мкм (> 15 мм).
Зенкерування. Чорнове оброблення (заготівельних отворів), проміжне оброблення (після свердління – перед викінчувальним обробленням), викінчувальне оброблення (отвори порівняно невисокої точності). Припуск (насадні зенкери діаметром 55... 170 мм) – до 4 мм на сторону. У порівнянні з свердлінням – менший увід (багатозубість зенкера) – для виправлення положення осі отвору і забезпечення його прямолінійності. Однопрохідне зенкерування – до 11 квалітету. Похибка геометричної форми отвору діаметром 40... 150 мм – 30... 50 мкм. Напівчистове оброблення (після свердління) – 10 квалітет; відхилення геометричної форми – 15... 20 мкм (отвори діаметром 40... 150 мм); параметр шорсткості – до 2,5 мкм.
Розточування. Чорнове, чистове оброблення. Простота й універсальність розточувальних різців. Регулювання положення інструменту на оправці – отвори різного діаметру (немірний інструмент). Краще за інші інструменти – прямолінійність осі отвору, вища точність його положення відносно бази. Чорнове оброблення: точність – до 11 квалітету. Чистове оброблення: точність – до 9 квалітету; відхилення геометричної форми – 12 мкм для діаметрів 50... 120 мм; параметр шорсткості – до 2,5 мкм. Використання дво-, три- та чотириінстументальної оправки для компенсації пружних переміщень оправки, зменшення рівня вібрації, підвищення продуктивності. Можливість знімання відносно великого нерівномірного припуску.
|
|
Розвертання – один з основних методів чистового оброблення (6... 9 квалітети). Забезпечує отримання правильної геометричної форми отвору, точних діаметральних розмірів, параметр шорсткості – до 0,63 мкм. Застосовують після зенкерування і розточування. Припуск – 0,4... 0,9 мм на діаметр для попереднього розвертання і 0,05... 0,30 мм – для кінцевого. Забезпечення самоцентрування розвертки по осі попередньо обробленого отвору: встановлення розвертки у спеціальні плаваючі патрони чи шарнірні оправки; напрямні втулки; напрямний конус (для розверток > 2D – два напрямні конуси). Необхідність охолодження. Бажаність вертикального розташування шпинделя.
Одночасно з обробленням головних отворів – перпендикулярні до них торцеві поверхні (торцеві різцеві головки (відхилення від перпендикулярності торця відносно осі отвору – (0,01... 0,03)/100), торцеві зенкери(0,004... 0,01)/100). Відкриті торцеві поверхні – за допомогою торцевих фрез. Серійне і вище виробництво – комбінований інструмент (свердління, зенкерування, розточування, підрізування торця, розвертання).
Найбільш розповсюджені горизонтально- і координатно-розточувальні верстати. Точність положення отворів відносно технологічних баз і точність між центрових віддалей досягають розміткою (точність до 0,5 мм), методом пробних ходів (до 0,02 мм), координатним розточуванням (до 0,005 мм), використанням кондукторів (до 0,08мм – найбільш розповсюджений метод для серійного і масового виробництва). При використанні кондукторів точність положення оброблюваних отворів відносно технологічних баз і точність між центрових віддалей не залежать від геометричної точності верстата, а визначаються лише точністю кондуктора.
Рис. 1.8. Схеми направлення інструментальних оправок за допомогою кондукторних втулок: а) – переднє направлення; б) – заднє; в) – переднє і заднє; г) – подвійне переднє; 1- кондуктор; 2 – заготовка.
У великосерійному та масовому виробництвах для одночасного оброблення різних отворів застосовують агрегатні верстати. В залежності від вирішуваних технологічних задач можуть мати різні компоновки з горизонтальним, вертикальним чи нахильним розташуванням шпинделів. Верстати з горизонтальним розташуванням шпинделів можуть бути односторонніми (рис. 1.9, а), двосторонніми (рис. 1.9, б), двосторонніми з поворотним столом (рис. 1.9, в), зі столами поступового переміщення (рис. 1.9, г), а також можуть бути споряджені багатопозиційними поворотними барабанами (рис. 1.9, ж). Верстати вертикальної компоновки можуть мати нерухомі (рис. 1.9, г) і поворотні столи (рис. 1.9, е).
Рис. 1.9. Компоновки агрегатних верстатів.
На агрегатних верстатах виконують свердління, зенкерування, розточування, оброблення торців, розвертання тощо – при одночасному обробленні ряду отворів. Точність забезпечується шляхом застосування кондукторних плит з напрямними втулками.
//ЩЕ: Статті „Компонетика багатопозиційних агрегатованих технологічних систем механічного оброблення” і „ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА МНОГОНОМЕНКЛАТУРНОМ АГРЕГАТИРОВАННОМ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕМ ОБОРУДОВАНИИ” (Восточно-Европейский журнал передовых технологий, №3 (15), травень-червень 2005)//.
Серійне виробництво – багатоцільові верстати.
Викінчувальне оброблення. Отримання високої точності (до 6-го кв.) та параметру шорсткості (до 0,04 мкм). Розвертання, тонке (алмазне) розточування, планетарне шліфування, хонінгування, розкатування роликами (пластичне деформування) (+ поверхневе зміцнення). В одиничному і дрібносерійному виробництвах – шабрування, притирання за допомогою абразивних порошків і паст по спряженій деталі або за допомогою спеціальних притирів.
|
|
Розвертання – основний метод в умовах одиничного і дрібносерійного виробництва. Ручний метод. Не вимагає верстатного устаткування.
Тонке алмазне розточування – спеціальні верстати (висока жорсткість і вібростійкість). Можуть мати вертикальну чи горизонтальну компоновку з одним чи декількома шпинделями. Горизонтальні верстати – одно- і двостороннього виконання. Інструмент – однолезові різці з твердосплавними пластинами (ще: надтверді матеріали) і доведеними кромками. Спеціальна геометрія загострення – оброблення з дуже малою глибиною різання. Жорсткі консольні оправки (L/d ≤ 7). Високі швидкості різання з малими глибиною і подачею. Припуск – до 0,2 мм. Перший робочий хід – ¾ припуску. Охолодження не застосовують (незначні сили різання і виділення тепла). Незначні пружні деформації. Точність – до 6-го кв.; відхилення геометричної форми (овальність, конусоподібність) – отворів до 120 мм – до 0,003 мм, параметр шорсткості – до 0,3 мкм. Точність між центрових віддалей і положення отвору відносно бази – до 0,005 мм.
Внутрішнє планетарне шліфування – для оброблення отворів діаметром більше 150 мм. Координатні планетарно-шліфувальні верстати – від 10 мм. У процесі оброблення шліфувальний круг обертається навколо своєї осі і здійснює планетарний рух навколо осі оброблюваного отвору (навести рисунок). Осьова подача – поздовжнє зворотно-поступове переміщення столу з заготовкою. Подача шліфувального круга – в радіальному напрямі. Припуск – до 0,1 мм на діаметр. Забезпечує точність до 6-го кв., похибку геометричної форми – до 0,004 мм; параметр шорсткості – до 0,32 мкм. Координатні планетарно-шліфувальні верстати дозволяють отримати положення осі отвору відносно бази і між центрові віддалі з точністю до 0,01 мм. Невисока продуктивність.
Хонінгування – для оброблення наскрізних гладких отворів діаметром 25... 500 мм з чавуну і сталі. Дрібнозернисті абразивні бруски здійснюють обертове і зворотно-поступове переміщення в напрямі осі отвору. Точність розмірів – до 6-го кв., точність геометричної форми отворів діаметром до 250 мм (овальність і конусність) – до 0,003 мм, параметр шорсткості – до 0,004 мкмюНе дозволяє виправити положення осі отвору відносно бази. Спеціальні одно- і багатошпиндельні верстати з вертикальною і горизонтальною компоновкою. На верстатах з горизонтальним розташуванням шпинделя для довгих заготовок, додатково обертається заготовка для зменшення похибки форми, яка обумовлена одностороннім тиском хона.
|
|
Абразивні бруски рівномірно розташовані по периметру хонінгувальної головки. 0,3... 0,5 мм за один робочий хід. Кількість абразивних брусків – кратна 3 (3, 6, 9,...). Для оброблення отворів малого діаметру – один брусок.
Довжина бруска приблизно рівна діаметру отвору. Для довгих отворів довжина бруска рівна (3... 4) D. Головка зв’язана з шпинделем верстата шарнірно, і в процесі роботи вона самовстановлюється. Розсування брусків проходить автоматично. Посилене охолодження.
Виконується після розвертання. Для відповідальних деталей – після тонкого розточування. Особливо ефективне при обробленні високоточних довгих отворів порівняно великого діаметру.
Розкатування – пластичне деформування оброблюваної поверхні отвору. Застосовують для викінчувального оброблення наскрізних і глухих отворів в деталях з матеріалів, які здатні в холодному стані пластично деформуватися (твердість – до 40 од. HRC). Виконують на свердлильних, токарних або спеціальних верстатах. Інструмент – багатороликові розкатки, які обертаються навколо осі отвору (n=20... 30 хв-1; s = 1... 3 мм/об.). Ролики розташовані рівномірно по периметру сепаратора і можуть вільно обертатися навколо своєї осі. Виконується після чистового розточування. Припуск рівний 0,02... 0,05 мм на діаметр. Точність – 6... 9 кв.; параметр шорсткості – до 0,008 мкм; похибка геометричної форми для отворів діаметром до 120 мм – 0,005... 0,008 мм. Збільшення міцності і твердості на 20%. Не виправляє положення осі отвору.
Притирання використовують в одиничному і дрібносерійному виробництвах для отримання високої точності розмірів і геометричної форми отворів малих і середніх діаметрів. Виконують з використанням абразивних порошків і паст по спряженій деталі або з застосуванням спеціальних притирів. Не вимагає спеціального верстатного устаткування. Можна виконувати на токарних, свердлильних та інших верстатах, а також вручну.
9. Методи оброблення кріпильних отворів.
Кріпильні та інші дрібні отвори в КД (пробки, масловказівники, для подачі мастильного матеріалу) оброблюють на вертикально-, радіально-свердлильних, горизонтально-розточувальних та агрегатних верстатах. Свердління, цекування, розвертання, оброблення фасок, нарізування різі.
На вертикально-свердлильних верстатах – деталі масою до 30 кг; на радіально-свердлильних – понад 30 кг. В умовах одиничного виробництва – розмітка. У цьому випадку точність – до ± 0,25 мм. Свердління (для зменшення уводу): два-три переходи – центрування (засвердлювання) і свердління. Для отворів під різь діаметром понад 25... 30 мм - зенкерування або розточування. Оброблення торців – зенківки, підрізні різці з осьовою подачею. Перед нарізуванням різі – зняття фаски (конічні зенківки, різці, свердла великого діаметру). Нарізування різі – мітчики, різеві різці. Різь з кроком до 3 мм – за один прохід; понад 3 мм – 2-3 робочих ходи (комплект мітчиків).
В умовах серійного виробництва дрібні отвори свердлять за допомогою кондукторів (накладних, скаль частих, коробчастих). Використання кондукторних втулок. Точність – до 0,1 мм. Для оброблення з різних боків – одно- і двоопорні поворотні пристрої, на які встановлюють кондуктор. Швидкознімні патрони, револьверні головки.
Верстати типу оброблюваних центрів.
В умовах великосерійого і масового виробництва – багатошпиндельні агрегатні верстати різної компоновки. Наприклад, свердління і подальше нарізування різі – два агрегатні верстати або один багатопозиційний.
10. Контроль корпусних деталей проводять при виконанні найбільш відповідальних операцій ТП і після оброблення. Контролюють точність розмірів, відносного положення пласких поверхонь і головних отворів, точність геометричної форми, шорсткість базових поверхонь, правильність відносного положення різцевих та інших дрібних отворів.
В одиничному і дрібносерійному виробництвах контроль виконується універсальними інструментами: точність розмірів, відносних поворотів і геометричної форми пласких поверхонь – лінійки, кутники, рівні, кінцеві міри, індикатори та шаблони; точність розмірів, відносних поворотів і геометричної форми отворів – додатково: мікрометричні й індикаторні приладами (штихмаси (нутроміри), пасиметри, мікрометри, штангенінструменти (штангенциркулі, штангенрейсмуси, штангенглибиноміри)), контрольні оправки, граничні калібри-пробки.
У масовому і великосерійному виробництві контроль виконують на спеціальних приладах, які забезпечують автоматичне вимірювання одночасно декількох параметрів точності деталі. Вимірна система таких приладів побудована на застосуванні пневматичних, індуктивних і електроконтактних давачів.
Гранична похибка вимірного пристрою не повинна бути більшою 10... 20 % допуску на контрольований параметр. Точність:
- мікрометричні нутроміри – 0,01 мм (вимірювання отворів діаметром 50... 600 мм);
- індикаторні нутроміри підвищеної точності – до 0,001 мм (5... 300 мм);
- пневматичні вимірювальні головки – до 0,001 мм (можливість контролю отворів у декількох радіальних напрямах і важкодоступних місцях) (від 5 мм і більше).
Рис. 1.10. Схема контролю співвісності.
Рис. 1.11. Схема контролю точності повороту осі отвору відносно бази і точності віддалі від осі отвору до площини.
Рис. 1.12. Контроль положення осі отвору в заданій площині: а) – у горизонтальній; б) – у вертикальній; в) – в площині, розташованій під кутом.
Рис. 1.13. Контроль перпендикулярності торцевої площини до осі отвору.