Метод обработка внутренних и наружных силиндрических поверхностей

Наиболее распространен первый способ, применяемый главным образом для шлифования отверстий в закаленных деталях (например, в цилиндрических и конических зубчатых колесах, втулках и т. п.). При этом способе обрабатываемую деталь закрепляют в самоцентрирующем патроне с регулируемыми кулачками или в специальном приспособлении, установленном на шпинделе станка. Закрепленная таким образом деталь вращается, шлифовальный круг, вращающийся вокруг своей оси с большим числом оборотов, совершает возвратно-поступательное и поперечное движения, осуществляя продольную и поперечную подачи и удаляя за каждый ход тонкий слой металла с поверхности отверстия. На рис. 19 изображено расположение шлифовального круга и детали при внутреннем шлифовании. Направления вращения круга и детали должны быть противоположны. Диаметр шлифовального круга обычно принимают равным 0,8—0,9 диаметра отверстия.

Рис.

19. Схема обработки отверстия на внутришлифовальном станке:

1-обрабатываемая деталь; 2-шлифовальный круг Длина дуги соприкосновения круга с поверхностью отверстия при внутреннем шлифовании зависит от соотношения диаметра круга и диаметра отверстия. Поэтому работа производительнее при возможно большем диаметре круга, но следует иметь в виду, что при этом увеличивается радиальная сила, отжимающая шпиндель и снижающая точность обработки.

При шлифовании отверстий малых диаметров круг должен вращаться с большим числом оборотов, чтобы получить необходимую скорость шлифования, но шпиндель станка для внутреннего шлифования не всегда может дать требуемое число оборотов. Поэтому шлифование отверстий малых диаметров приходится иногда вести при сравнительно небольших скоростях; так, например, при диаметре шлифовального, круга до 8 мм средняя скорость его при шлифовании стали и чугуна составляет всего около 10 м/сек, в то время как обычная скорость — 30 м/сек. При чистовом внутреннем шлифовании поперечная подача в зависимости от диаметра отверстия, требуемой точности и класса чистоты колеблется в пределах 0,003—0,015 мм; чем меньше диаметр отверстия и чем выше требуемая точность его, тем меньше должна быть величина подачи.

Продольная подача выражается в долях высоты круга и принимается равной — при чистовом шлифовании 0,2−0,3, а при черновом шлифовании — 0,6−0,8 высоты круга.

Наиболее производительными являются внутришлифовальные станки-полуавтоматы. На этих станках все операции шлифования, за исключением установки и снятия детали и пуска станка, производятся автоматически.

Рис. 20. Установка и центрирование деталей при шлифовании в ней отверстия: а — центрирование роликами; б — центрирование шестернями Принцип работы таких станков заключается в следующем. После закрепления детали в патроне и пуска станка шлифовальный круг подходит к детали с ускоренной подачей, меняя ее автоматически на подачу для чернового шлифования, и шлифует деталь до тех пор, пока не останется припуск па чистовое шлифование (0,04−0,06 мм на диаметр); после этого шлифовальный круг выходит из детали и автоматически правится алмазом перед чистовым шлифованием, которое производится при меньшей подаче и большей скорости вращения детали. После 8−10 ходов припуск снимается, получается нужный диаметр отверстия и станок останавливается.

При шлифовании на полуавтоматах сквозных отверстий деталей промер диаметра отверстия производится иногда автоматически, специальными калибрами, вводимыми с другой стороны детали, после каждого прохода круга. Эти калибры, рассчитанные для чернового и чистового шлифования, вставлены в шпиндель, вращающийся вместе с ними, и двигаются взад и вперед. Шлифование отверстия начерно производится до тех пор, пока черновой калибр не войдет в отверстие; после этого круг отводится и правится алмазом; по окончании правки отверстие шлифуется начисто в рагмер чистового калибра; как только этот размер достигнут и чистовой калибр войдет в отверстие, станок останавливается.

Как было отмечено, закрепление и центрирование деталей при внутреннем шлифовании производится в нормальных самоцентрирующих патронах. Для шлифования отверстий в зубчатых колесах последние закрепляются в специальных патронах с центрированием роликами или шариками по начальной окружности (рис. 20, а) или с центрированием специальными зубчатыми колесами, расположенными эксцентрично по отношению к своей оси (рис. 20, б).

Для шлифования торца детали после шлифования отверстия в ней целесообразно пользоваться станками, имеющими, помимо круга 1 для шлифования отверстия, второй круг 2 для шлифования торца (рис. 21); это обеспечивает соблюдение строгой перпендикулярности торцовой поверхности к оси отверстия детали, так как шлифование идет с одной установки детали; при этом увеличивается и производительность.

Рис. 21 Шлифование отверстий и торца

По второму способу, т. е. при неподвижной детали, отверстия шлифуют на горизонтальных или вертикальных станках с планетаным движением шпинделя. На рис. 22, а показана схема движения шпинделя при шлифовании отверстия у неподвижной детали; шпиндель с шлифовальным кругом 1 имеет четыре движения: I-вращение вокруг своей оси, II-планетарное движение по окружности внутренней поверхности детали 2, III-возвратно-поступательное движение вдоль оси детали и IV-поперечное перемещение, т. е. поперечную подачу. На такого рода станках можно шлифовать и наружные цилиндрические поверхности деталей, которые нельзя шлифовать на обыкновенных круглошлифовальных станках.

Ввиду малой производительности эти станки применяются только для шлифования крупных деталей, которые на других, более производительных станках шлифовать не представляется возможным.

Третий способ внутреннего шлифования — бесцентровое шлифование. При этом способе шлифуется отверстие во вращающейся незакрепленной детали по следующей схеме (рис. 22, б). Деталь, предварительно прошлифованная по наружному диаметру, направляется и поддерживается тремя роликами. Ролик 1, большого диаметра, является ведущим; он вращает деталь 2 и в то же время удерживает ее от возможного вращения с большой скоростью от шлифовального круга 3. Верхний нажимной ролик 5 прижимает деталь к ведущему ролику 1 и нижнему поддерживающему ролику 4. Деталь, зажатая между тремя роликами, имеет скорость ведущего ролика I.

Рис.

22. Схемы:

а-планетарного; б-бесцентрового шлифования отверстия

При смене деталей зажимной ролик 5 отходит влево и, освобождая деталь, позволяет вставить вручную или автоматически новую деталь.

Точность обработки при бесцентровом шлифовании по диаметру можно получить 2-го и даже 1-го класса, а точность на концентричность и параллельность осей внутреннего отверстия и наружной поверхности — до 0,003 мм. Этот способ можно применять для внутреннего шлифования деталей диаметром от 10 до 200 мм со сквозными и глухими отверстиями, а также с коническими отверстиями. Можно также шлифовать отверстия в деталях, имеющим на наружной поверхности уступы и буртики. Этот способ широко применяется для шлифования колец подшипников качения. Измерение шлифованного отверстия при бесцентровом внутреннем шлифовании может производиться автоматически.

Хонингование отверстий. Сущность хонингования (хонинг-процесса) заключается в механической доводке предварительно развернутого, расшлифованного или расточенного отверстия специальной вращающейся головкой (хоном) с шестью (иногда и более) абразивными раздвижными брусками, имеющей, кроме того, возвратно-поступательное движение. Раздвижение абразивных брусков в радиальном направлении осуществляется механическим, гидравлическим или пневматическим устройством.

В результате хонингования получается гладкая и блестящая поверхность

9−1-го классов чистоты и с точностью 2-го класса. Охлаждение производится обычно керосином, который способствует удалению абразивных зерен, остающихся в порах металла (особенно чугуна) и увеличивающих износ отверстия при эксплуатации детали, поэтому интенсивное охлаждение необходимо.

Станки для хонингования изготовляются однои многошпиндельные (до 6 шпинделей), с гидравлической подачей.

Хонингование имеет по сравнению с внутренним шлифованием следующие преимущества:

обеспечение цилиндричности поверхности отверстия ввиду отсутствия отжима инструмента, который имеет место при работе на внутришлифовальных станках;

отсутствие вибрации, что часто наблюдается у внутришлифовальных станков;

плавность хода хонинговальной головки, достигаемая благо-, даря гидравлической подаче.

Припуск на хонингование от 0,05 до 0,10 мм может быть снят за 1−2 мин.

Хонинговальная головка вращается со скоростью 60−75 м/мин для чугуна и бронзы и 45−60 м/мин для стали; скорость возвратнопоступательного движения головки 12−15 м/мин. На рис. 23, а представлена конструкция хонинговальной головки с механическим раздвижением абразивных брусков.

Рис. 23. Хонинговальная головка:

а — конструкция; б — схема определения длины перемещения головки Новые конструкции хонинговальных головок со значительно большей поверхностью и большей твердостью абразивных брусков с применением увеличенных удельных давлений брусков на обрабатываемую поверхность позволяют снимать большие припуски и сокращают время обработки в 2−3 раза по сравнению с обычными конструкциями головок.

Притирка. Процесс притирки отверстий заключается в удалении шероховатости с поверхности отверстия после его чистовой обработки чугунными или медными притирами (рис. 24), создающими при помощи пружин давление на стенки отверстия. Притирка производится вращением притира попеременно в обоих направлениях на пол-оборота с одновременным перемещением его вдоль оси обрабатываемого отверстия. Во время работы притир поливается керосином.

Рис.

24. Головка с чугунными притирками

Притиркой получают 9—11-й классы чистоты поверхности отверстия, но она не выправляет ни овальности, ни конусности отверстия. Притирка является малопроизводительным способом отделки поверхности, так как производится довольно медленно и поэтому в машиностроении применяется сравнительно редко.

Обработка отверстий без снятия стружки. Этот вид обработки отверстий заключается в их калибровании проглаживающими прошивками (дорнами) и шариками, а также в раскатывании отверстий.

Проглаживающие прошивки (рис. 25, а) не имеют режущих зубьев, они не режут, а уплотняют, проглаживают металл и таким образом калибруют отверстие.

Калибрование шариком (рис. 25, б) заключается в продавливании стального закаленного шарика с помощью пресса через отверстие, предварительно точно обработанное. Диаметр шарика должен быть несколько больше диаметра отверстия, полученного после продавливания шарика, так как в этом случае наблюдается явление упругого восстановления. На специальных прессах для калибрования шариком предусматривается автоматический возврат шарика.

Раскатывание применяется для получения плотной и гладкой поверхности отверстия и производится стальными, закаленными и отшлифованными роликами бочкообразной формы (рис. 25, в). Ролики — числом 10−12 шт. — располагаются в стальном корпусе, который служит для них опорной поверхностью.

Рис.

25. Схемы обработки отверстий без снятия стружки:

а-проглаживающая прошивка; б-калибрование шариком;

в-раскатывания роликами

Недостатком раскатывания является трудность получения точного цилиндрического отверстия вследствие большого давления на стенки отверстия, неравномерной толщины стенок и неоднородности материала детали. Эти факторы вызывают деформацию детали.

Раскатывание требует усиленной смазки. Наблюдающееся иногда закатывание заусенцев в стенки отверстия может вызвать нежелательные последствия при эксплуатации детали, поэтому необходимо предварительно развертывать отверстие начисто.

Данная операция не получило широкого применения вследствие развития других способов чистовой отделки поверхности отверстия.

Применение различных методов чистовой отделки отверстий

Существуют следующие методы применения чистовой отделки отверстий:

а) Чистовое развертывание широко применяется на сверлильных и токарно-револьверных станках для отверстий до 150 мм диаметром.

б) Чистовое растачивание отверстий применяется во всех видах производства: в. крупносерийном производстве оно выполняется на многошпинделытых станках, а в мелкосерийном — на токарных и одношпиндельных горизонтально-расточных станках.

в) Протягивание широко применяется для обработки отверстий; во многих случаях оно заменяет развертывание цилиндрических отверстий; для изготовления шлицевых (а также других форм) отверстий протягивай не является единственным, практически применимым производительным способом. (Долбление шлицев в отверстиях применяется в единичном и мелкосерийном производстве.)

г) Шлифование отверстий применяется для закаленных деталей; для незакаленных же отверстий малого диаметра шлифование почти не применяется; при обработке отверстий больших диаметров этот способ применяется главным образом в ремонтных цехах.

д) Бесцентровое шлифование получает все большее применение, особенно в крупносерийном и массовом производстве.

е) Хонингование является доводочной операцией и применяется после развертывания или шлифования, находя весьма широкое применение, в особенности в автотракторной и авиационной промышленности.

ж) Тонкое (алмазное) растачивание широко применяется для обработки цветных металлов (бронза, баббит и др.), реже при обработке чугуна и стали.

з) Раскатывание отверстий применяется сравнительно редко; хонинг-процесс дает большую точность, чистоту и производительность.

и) Притирка чугунными и другими притирами почти вышла из употребления и заменяется хонинг-процессом (за исключением единичного производства).

Методы получения отверстий малых диаметров

Для получения отверстий диаметром до 3,5 мм в плоских стальных деталях толщиной до 3 мм и деталях из цветных металлов до 5 мм применяются следующие способы: 1) сверление по кондуктору; 2) кернование с последующим сверлением; 3) пробивание в штампах.

В тех случаях, когда к точности диаметров отверстий и межцентровых расстояний предъявляются высокие требования, отверстия, полученные вышеуказанными способами, доводятся до окончательных размеров калиброванием в штампах.

Сверление по кондуктору в сравнении с другими названными методами получения отверстий малых диаметров является малопроизводительным и менее точным. При сверлении по кондуктору затрачивается значительное время на установку кондуктора или закладку в него детали, крепление и выем ее после сверления. Сверление малых отверстий по кондуктору менее точно потому, что к погрешности сверления вследствие зазора между сверлом и отверстием направляющей втулки добавляется погрешность изготовления кондуктора. При сверлении по кондуктору достигают точности межцентровых расстояний — 0,05 мм на координату.

Кернение последующим сверлением ведется при помощи керновочных штампов и применяется, как правило, в серийном и массовом производстве. Керновочные штампы предназначены для точной разметки деталей под сверление. Они могут применяться и в мелкосерийном производстве, заменяя дорогостоящие кондукторы.

При сверлении по кернам деталь свободно лежит на столе сверлильного станка или на подставке и легко подается от руки под сверло. Направлением для сверла служит лунка, полученная при кернении детали. Точность межцентровых расстояний при сверлении по кернам также выше по сравнению со сверлением по кондуктору: она достигает 0,03 мм на координату.

При небольшом количестве отверстий с параллельными осями в детали сверление по кернам ведется на настольных сверлильных станках; когда же число отверстий в детали значительно, для сверления по кернам применяют высокопроизводительные многошпиндельные сверлильные полуавтоматы и автоматы (мод. С-44А и др.). Один сверловщик может обслуживать 4—5 таких станков. Число одновременно получаемых отверстий в детали практически колеблется от 2 до 25 в зависимости от размеров деталей.

Однако при современных масштабах производства для получения в плоских деталях малых отверстий с параллельными осями применяется более производительный и точный метод — пробивание отверстий в штампах.

Сущность этого метода заключается в том, что с помощью дыропробивного штампа одновременно (за один ход ползуна. пресса) получается значительное количество отверстий (20 и более), причем достигается большая точность межцентровых расстояний по сравнению с точностью, достигаемой сверлением по кондуктору или по кернам.

В тех случаях, когда требуется получить высокую точность отверстий с параллельными осями в плоских деталях (по диаметру 0,005 мм, по межцентровым расстояниям 0,0075−0,01 мм, после операции сверления или пробивания отверстий вводится доводочная операция — калибрование отверстий в штампах.

Одновременно можно калибровать большое количество отверстий (до 24). Калибрование в штампах значительно повышает точность взаимного расположения отверстий: смещение отверстии уменьшается на 50−75%. В отдельных случаях для получения более высокой точности взаимного расположения отверстий с параллельными осями они калибруются два или три раза. При калибровании отверстий достигается 8−10-и классы чистоты поверхности.

Ввиду возможных перекосов пуансонов и необходимости придания им жесткости применение калибрования ограничивается толщиной деталей: для стальных деталей толщина не должна превышать 3 мм, для деталей из латуни — 5 мм; отношение длины калибруемого отверстия к его диаметру должно быть не более 3 мм; при этих условиях получаются наилучшие результаты.

Долгих А. И. Фокин С.В. Шпортько О. Н. Слесарные работы. Москва. Изд. «Альфа-М», 2007.-528c.

Егоров Е. М. Дементьев В. И. Тишин С. М. Дмитриев В.

И. Технология машиностроения. Москва. Изд. «Высшая школа», 1965 г.-582с.

Солоненко В. Г. Рыжкин А.А. Резание металлов и режущие инструменты, Москва.Изд. «Высшая школа», 2007.-414с.

Типовые технологически процессы изготовления деталей машин: учебное пособие/ А. Г. Ткачев, И. И. Шубины.-2-е изд. стер.

Тамбов: Изд. ТГТУ, 2007.-112с

Егоров Е. М. и др. Технология машиностроения. М., Изд. «Высшая школа», 1965 г.-582с.

Типовые технологически процессы изготовления деталей машин: учебное пособие/ А. Г. Ткачев, И. И. Шубины.-2-е изд. стер.

Тамбов: Изд. ТГТУ, 2007.-112с

Егоров Е. М. и др. Технология машиностроения. М., Изд. «Высшая школа», 1965 г.-582с.

Солоненко В. Г. Рыжкин А.А. Резание металлов и режущие инструменты, М.,.Изд. «Высшая школа», 2007.-414с.

Солоненко В. Г. Рыжкин А.А. Резание металлов и режущие инструменты, М.,.Изд. «Высшая школа», 2007.-414с.

Солоненко В. Г. Рыжкин А.А. Резание металлов и режущие инструменты, М.,.Изд. «Высшая школа», 2007.-414с.

Егоров Е. М. и др. Технология машиностроения. М., Изд. «Высшая школа», 1965 г.-582с.

Егоров Е. М. и др. Технология машиностроения. М., Изд. «Высшая школа», 1965 г.-582с.

.Солоненко В. Г. Рыжкин А.А. Резание металлов и режущие инструменты, М., Изд. «Высшая школа», 2007.-414с.

.Солоненко В. Г. Рыжкин А.А. Резание металлов и режущие инструменты, М., Изд. «Высшая школа», 2007.-414с.

.Солоненко В. Г. Рыжкин А.А. Резание металлов и режущие инструменты, М., Изд. «Высшая школа», 2007.-414с.

.Солоненко В. Г. Рыжкин А.А. Резание металлов и режущие инструменты, М., Изд. «Высшая школа», 2007.-414с.

Егоров Е. М. и др. Технология машиностроения. М., Изд. «Высшая школа», 1965 г.-582с.

Егоров Е. М. и др. Технология машиностроения. М., Изд. «Высшая школа», 1965 г.-582с.