Обработка наружных поверхностей на станках с чпу (с – производство)

Станки с ЧПУ бывают:

- центровые – они предназначены только для обработки наружных цилиндрических поверхностей. Максимальные обрабатываемые диаметры 250-380 мм.

- патронные станки предназначены для внутренних цилиндрических поверхностей на деталях типа втулки – диски.

- патронно-центровые – предназначены как для наружных, так и для внутренних поверхностей. Диаметры обрабатываемых поверхностей от 160 мм до 630 мм.

На станках нормальной точности экономически целесообразно выполнять этапы п/ч и ч, т.е. до IT9. При обработке нежестких заготовок достигается точность, соответствующая Эчр. (IT12).

При обработке внутренних поверхностей с использованием разверток можно получить точность до IT7.

Резьба на станках с ЧПУ м.б. нарезана метчиком, резцом и в отдельных случаях плашкой или резьбовой головкой.

- Учитывая высокую стоимость станков с ЧПУ, а также большое время на технологическую подготовку нужно использовать их строго по назначению.

- Заготовки с низкой точностью для обработки на этих станках нежелательны.

- Станки с ЧПУ наиболее эффективны в С – производстве.

- Этапы обдирочной обработки д.б. исключены при обработке на станках с ЧПУ.

- В отдельных случаях станки с ЧПУ можно применять в МС – производстве при относительно больших партиях (начиная с рационально применять ЧПУ), т.к. повышают общую культуру технологического производства.

- На станках с ЧПУ желательно изготавливать детали сложной конфигурации, требующие контурной обработки, большого числа переходов.

- Токарные станки с ЧПУ оснащаются одной или двумя револьверными головками или специальными автоматическими резцедержателями на 3-8 инструментов или магазинами на 8-16 инструментов.

Основные положения для формирования обработки на станках с ЧПУ

1. Количество установов не ограничено. Действительно их количество обусловлено объемом выпуска ; ; .

Условно характеризует МС – производство;

– C – производство;

– М – производство.

Если принять , то:

- количество установов не ограничивается в МС – производстве; ( – не ограничено);

- количество установов в С – производстве;

- количество установов (но ограниченно) в М – производстве.

2. Количество позиций в установе не ограничено.

3. В одном установе возможно совмещение двух этапов. Это означает, что в установе выполняются 2 позиции.

4. Наиболее точная обработка имеет место в том случае, когда в установе выполняется один этап обработки.

5. По возможности чистовой этап необходимо выделить в отдельный установ (не объединять с другими этапами).

6. При большом объеме обдирочной обработки этап обдирки выделяется и обработку детали проводят на универсальном настроенном станке (случай использования станка с ЧПУ в МС производстве, когда заготовка пруток).

7. Если на детали имеет место высокоточная обработка, то Э повышенной и высокой точностей должен выполняться на станках другой группы. Целесообразно применять шлифовальные станки.

Последовательность обработки на центровом станке с ЧПУ

Перед составлением схем обработки из проката необходимо подготовить базы: обрабатываются торцы и центровые отверстия с обеих сторон заготовки. Эту операцию производят на станках универсальных или специализированных в зависимости от величины обрабатываемой партии.

– малый объем выпуска МС – производство.

– большой объем выпуска КС и М – производства.

Рассмотрим (количество установов в операции , т.е. не ограничено).

005. На универсальном токарном станке за 2 установа выполняется подготовка баз.

010. Токарный с ЧПУ. Установ А, Поз.I. Эобд.

Поз.II. Эчр.

Установ Б. Поз.I. Эчр.

 

 

Поз.II. Эп/ч.

По принципу специализации (в С – производстве) на одном станке рекомендуется обработка не более, чем на 2-х установах (хотя данный станок не ограничен количеством установов, ).

Поэтому переходим на обработку в новой операции.

015. Токарная с ЧПУ. Установ А. Поз.I. Эп/ч.

Поз.II. Эч.

Шлифование

Шлифование является основным экономически целесообразным методом точной обработки.

Таблица

Этап	Обработка с точностью	Ra, мкм.	Виды обработки
Эчр	IT14…12	12,5...6,3
Эп/ч	IT11	6,3...3,2	При HRC>40 Получистовое (обд.) шлифование
Эч	IT9...10	3,2...1,6	При HRC>40 Черновое шлифование
Эп	IT8...7	1,6...0,8	Пов. точности (предварительное шлифование) шлифование
Эв	IT6	0,8...0,4	Выс. точности (чистовое шлифование) шлифование
Эо.в.	IT5	0,4...0,2	Особо выс. точности (окончательное шлифование) шлифование

 

Способы шлифования

Шлифовальные станки подразделяются на станки: круглого шлифования (центровые и бесцентровые), плоского шлифования, станки притирочно-доводочных работ.

При обработке деталей в центрах применяются разнообразные методы обработки. Наиболее распространенными являются:

- шлифование методом продольной подачи (а);

- шлифование методом поперечно подачи (б);

- шлифование методом глубинной подачи (в).

При шлифовании методом глубинной подачи идет совмещение большой Sпоп подачи с малой Sпр.

а)применяют для обработки деталей большой длины;

б) обрабатывают небольшие детали, где ширина круга перекрывает длину обрабатываемой поверхности;

в) обрабатывают короткие, но жесткие детали.

На круглошлифовальном станке возможна обработка конических поверхностей:

- при обработке заготовки с большим углом конуса шлифование производят при повернутой на заданный угол бабки шлифовального круга;

- при малом угле поворачивается верхняя часть стола.

 

Угловое расположение круга рекомендуется при одновременном шлифовании шейки вала и торца, который шлифуется периферией круга.

 

 

При наружном бесцентровом шлифовании обрабатываемая заготовка пропускается между двумя абразивными кругами: шлифующим – рабочим и ведущим. Деталь устанавливается на направляющей линейке – ноже.

 

Круги вращаются в одном направлении, но с различным и числами оборотов

Vв.к. 20...30 м/ мин,

Vкр м/ сек,

диаметра при малых диаметрах заготовки;

мм (при больших диаметрах заготовки).

Ведущий круг повернут на угол 1...7 градусов, поэтому трение между заготовкой и ведущим кругом больше, чем между заготовкой и шлифующем кругом, т.е. обрабатываемая заготовка вовлекается во вращение ведущим кругом.

На бесцентрошлифовальных станках шлифуют цилиндрические и фасонные поверхности, а также короткие конические.

Существует два способа б/ц шлифования:

1. Шлифование с продольной подачей (напроход).

Применяется, если заготовка м.б. пропущена полностью между ведущим и шлифующим кругами (т.е. если она не имеет заплечиков и уступов).

2. Шлифование с поперечной подачей.

Применяется тогда, когда заготовка имеет уступ, заплечики, фасонная заготовка, т.е. когда ее нельзя продвигать между кругами, и заготовка обрабатывается методом врезания: заготовку кладут на опорный нож, отводя ведущий круг от шлифующего. Потом осуществляют подачу ведущего круга на заготовку ← Sпоп, прижимают ее к шлифовальному кругу, шлифуют, а после выталкивают (ведущий круг отведен).

Базой при б/ц шлифовании является сама шлифуемая поверхность. Поэтому, если деталь состоит из нескольких ступеней, то получить соосность поверхностей нельзя применяя метод б/ц. шлифования – это большой “ минус ” этого метода, ограничивающий его применение (отсутствие требований к соосности поверхностей или наличие дальнейшей механической обработки, устраняющей отклонение от соосности).

Внутреннее шлифование: применяют при обработке точных отверстий в закаленных деталях или, когда нельзя применять алмазное растачивание, хонингование и др.

Существует 2-а способа внутреннего шлифования:

1. Шлифование отверстия во вращающейся заготовке, применяется главным образом при шлифовании отверстий в небольших по размерам заготовках – телах вращения (отверстия в кольцах подшипников).

2. Шлифование отверстия в неподвижной заготовке, применяется при шлифовании отверстий в заготовках корпусных деталей.

Круг совершает планетарное движение. Заготовка не вращается – устанавливается на столе станка, а шпиндель шлифовального станка совершает вращательное движение со скоростью соответствующей окружной скорости шлифовального круга и планетарное движение со скоростью, соответствующей скорости вращении заготовки при шлифовании.

В обоих случаях осуществляется продольная подача круга вдоль оси шлифуемого отверстия; в первом случае движение шпиндельной головки, во втором – движение стола.

Диаметр круга составляет 0,7...0,9Dзаг. Скорость шлифовального круга при шлифовании малых отверстий не более 10 м/сек, с увеличением диаметров отверстий в заготовках доходит до 30 м/сек при Æ заготовки свыше 30 мм.

Глубина резания ограничена (ввиду малой жесткости шпинделя шлифующего круга) и составляет 0,005…0,02 мм. при предварительном шлифовании и 0,002...0,01 мм. при чистовом шлифовании на один двойной ход: меньшие значения применяют при Æ отверстия, не превышающем 40 мм., и при больших отношениях длины отверстия к его диаметру.

Величина продольной подачи составляет 0,4...0,8 ширины круга – при предварительном шлифовании и 0,25...0,4 ширины круга – при чистовом, причем меньшие значения применяют при отношении длины отверстия L к диаметру D – . Стойкость кругов, ввиду малых диаметров, невелика. Чтобы не было пригаров круга и обрабатываемого отверстия (т.к. длина дуги контакта с обрабатываемой поверхностью значительна) для внутреннего шлифования нужно выбирать более мягкие круги, чем при наружном шлифовании.

При внутреннем б/ц шлифовании обрабатываемую заготовку 2 устанавливают между поддерживающими роликами 1 и 3 и ведущим роликом 5, помещаемым в общий корпус 4, который перемещается вместе с обрабатываемой заготовкой в сторону шпинделя 6 шлифовального круга. Круг вращается и осуществляет радиальную подачу на глубину шлифования и одновременно перемещается в продольном направлении Sпр.

Создание абразивной промышленностью высокопрочных пористых кругов на керамической связке, допускающих в процессе шлифования Vкр м/сек и более способствовало внедрению в производство:

1. Высокопроизводительного скоростного шлифования.

Скорость вращения заготовки также повышается до 50 м/мин, а также возрастают подачи.

Для скоростного шлифования применяют круги прямого профиля ПП с той же твёрдостью, что и при обычном шлифовании. Производительность повышается в 1,5-2 раза при одновременном снижении расхода круга на деталь 40% (за счёт высокой скорости вращения круга значительно уменьшается глубина резания на одно зерно, а следовательно износ круга).

2. Силового шлифования.

3. Глубинного шлифования.

Шлифование плоскостей

Плоскости шлифуют периферией или торцом шлифовального круга.

Шлифование периферией круга при возвратно-поступательном движении стола с обрабатываемой заготовкой. Круг совершает вращательное движение и движение поперечной подачи на каждый 2-ой ход и радиальную подачу на глубину шлифования.

Круг совершает вращательное движение и одновременно совершает возвратно-поступательное движение параллельно шлифуемой поверхности.

 

Шлифование плоскостей торцом круга: а) при поступательном движении обрабатываемой заготовки, б) при вращательном движении заготовки.

Фасонные поверхности шлифуют специально заправленными кругами.

Основное типовое оборудование при шлифовании

1. Круглошлифовальные станки, применяются в Е и Мс – производствах.

2. Круглошлифовальные станки с ЧПУ, применяются в С – производстве.

3. Торцекруглошлифовальные станки, применяются в С, КС и М – производствах.

4. Шлифовальные многокруговые станки, применяются в КС и М – производствах.

5. Специальные круглошлифовальные станки, применяются в КС и М – производствах.

Основные рекомендации по формированию обработки на шлифовальных станках при обработке в центрах

1. Обработка наружных цилиндрических поверхностей в основном производится на кругло-шлифовальных станках.

2. В единичном производстве шлифование поверхностей производится, как правило, на одном станке в одну операцию и несколько переходов.

3. Количество переходов по обработке поверхностей определяется соответствующим планом её обработки.

4. В крупносерийном и массовом – производствах обработка производится в одну или несколько операций в соответствии с требуемым количеством этапов обработки поверхностей.

5. В указанных (п.4) типах производства следует учитывать:

- шлифование с продольной подачей применять, если поверхности шлифования >80 мм;

- шлифование с поперечной подачей применять, если поверхности шлифования <80 мм.

6. Для увеличения точности обработки на шлифовальных станках используют только жёсткие неподвижные центры. Вращающиеся центры используют лишь при обработке тяжёлых деталей. При обработке в центрах обязательно применяют поводковые патроны .

 

Центры токарного станка:

 

нормальные

 

со сферическим концом

 

полуцентры

(при подрезании торца и наружной обточке)

Для повышения износостойкости центров их армируют твёрдым сплавом.