Обработка основных отверстий

Обработку основных отверстий выполняют на горизонтально-расточных, координатно-расточных, сверлильных, агрегатных и многоцелевых станках. При обработке используют различный режущий инструмент: сверла, развертки, зенкера, резцы, расточные головки, расточные пластины.

Сверление применяют для получения отверстий в сплошном материале. Отверстия диаметром более 25 мм получают рассверливанием. Сверлением и рассверливанием отверстий обеспечивается точность диаметра по 11, 12 квалитету. Шероховатость поверхности составляет12- 40 мкм.

Зенкерование применяют для обработки отверстий, полученных сверлением, а также отверстий в литых заготовках диаметром до 170 мм. Зенкеры по конструкции делятся на цельные и насадные (рис. 2.15,а;б). Зенкерованием исправляют погрешности формы и расположения отверстий, полученных сверлением. Зенкерованием обеспечивается точность диаметра по 10 квалитету. Шероховатость поверхности составляет 2,5 – 5 мкм.

Развертывание является основным методом чистовой обработки, которым обеспечивается 6-9 квалитет. Шероховатость поверхности составляет 0,63-1,25 мкм. Развертывание применяют после сверления, зенкерования или растачивания. Развертки могут быть цельными или насадными с пластинами из быстрорежущей стали или твердого сплава (рис. 2.15, ж). Высокая точность обеспечивается только при совмещении осей развертки и отверстия. Для этого используют плавающие патроны и оправки (рис. 2.16, а). Для отверстий диаметром более 25 мм применяются самоцентрирующиеся развертки с плавающими пластинами (рис. 2.16, б).

В серийном производстве широко применяют комбинированный инструмент (рис. 2.17). При этом осуществляются различные виды черновой и чистовой обработки одной или нескольких поверхностей: сверление, зенкерования, развертывание, растачивание, подрезка торцов. Это повышает производительность, точность обработки и сокращает номенклатуру режущего инструмента.

Растачивание применяют для черновой и чистовой обработки. Расточныерезцы оснащают твердосплавными пластинами. Достоинством резцов является их простота и универсальность. За счет регулировки вылета резца на оправке – борштанге можно получать отверстия разного диаметра, что важно в условиях мелкосерийного производства, когда не всегда имеется мерный инструмент. Для получения точных отверстий используют регулировку вылета резца с помощью микрометрических винтов (рис. 2.15, в). Растачивание резцами лучше, чем любой другой метод обеспечивает прямолинейность оси и соосность отверстий. Чистовым растачиванием обеспечивается точность диаметра по 9 квалитету. Шероховатость поверхности составляет 2,5 – 5 мкм. Растачивание можно выполнять двумя резцами одновременно (рис. 2.15,г). При этом уменьшается изгиб борштанги, т.к. радиальные силы резания направлены навстречу друг другу.

Для черновой обработки отверстий в литых заготовках диаметром более 100 мм применяют многорезцовые расточные головки с твердосплавными пластинами. Перестановкой пластин можно изменять диаметр отверстия на10 – 20 мм. Головки могут быть цельными или разъемными (рис. 2.15, д; е). Последние можно перемещать вдоль борштанги и и закреплять в любом месте.

Для чистовой обработки отверстий применяют расточные блоки с плавающими пластинами из быстрорежущей стали или с напайками из твердого сплава. Блок свободно устанавливается в паз оправки с возможностью перемещения в радиальном направлении и самоценрируется по отверстию аналогично пластинам развертки на рис. 2.16, б.

Горизонтально-расточные станки являются основным оборудованием для обработки отверстий. Компоновка этого станка представлена на рис. 2.18. Движение подачи по координате Z осуществляется шпиндельной бабкой 1, которая имеет возможность перемещаться в вертикальном направлении вдоль стойки 3 по координате Y. Поворотный стол 2 имеет перемещение в поперечном направлении по координате X. На этих станках можно выполнять различные виды обработки, в том числе фрезерование (рис. 2.19).

Точность расположения основных отверстий относительно технологических баз и точность межосевых расстояний при растачивании основных отверстий на горизонтально-расточных станках достигается одним из следующих способов: по разметке, методом пробных ходов, координатным методом и с помощью кондукторов.

При обработке по разметке кернением намечают центр и циркулем проводят окружность. Затем совмещают ось шпинделя с центром будущего отверстия, которое затем обрабатывается различным инструментом. Указанным методом обеспечивается точность межосевого расстояния в пределах 0,05 мм.

При обработке методом пробных ходов отверстия размечают и предварительно обрабатывают по 7 квалитету с некоторым припуском по диаметру. В отверстия вставляют оправки-калибры и измеряют положение отверстий относительно базы, а также межосевые расстояния. Затем отверстия растачивают снова, учитывая результаты замеров в виде поправок в положение шпинделя. Повторное растачивание производится в размер или с припуском для следующей корректировки положения отверстий с помощью оправок-калибров. Точность положения отверстий достигает 0,02 мм.

При координатном методе обработки отверстий выбирают систему координат, которая совпадает с технологическими базами. При настройке станка ось шпинделя совмещают с началом системы координат. Затем шпиндель устанавливают в нужное положение перемещением стола станка и шпиндельной бабки с помощью лимбов станка (рис. 2.20). Точность установки по лимбам составляет 0,08-0,2 мм.

Для повышения точности обработки в пределах цены деления лимба станка установку стола и шпиндельной бабки производят по индикатору. В данном случае стол и бабку в необходимое положение предварительно устанавливают по лимбу. Затем на специальную опору кладут концевую меру для контакта между столом и наконечником индикатора и по индикатору выводят стол и бабку на более точную позицию (рис. 2.20). Это позволяет повысить точность позиционирования шпинделя до 0,04 – 0,06 мм. Вышеуказанные методы достаточно трудоемки и применяются в мелкосерийном производстве.

При обработке отверстий в серийном и массовом производствешироко применяются кондукторы. Простейшим кондуктором является листовой металлический шаблон толщиной 10-12 мм, который накладывают на корпусную деталь или устанавливают перед ней на столе станка. При обработке ось шпинделя станка совмещают с осями отверстий в шаблоне. Точность линейных размеров при этом методе достигает 0,08 – 0,2 мм. Такие кондукторы используются в среднесерийном производстве.

В крупносерийном производстве используют более сложные кондукторы в виде специальных приспособлений. Эти кондукторы имеют точно расположенные отверстия в виде кондукторных втулок, установленных на опорах. Кондуктор закрепляется на столе станка. Кондукторные втулки могут устанавливаться до отверстия, за ним, до и после отверстия или создавать двойное переднее направление борштанги (рис. 2.21). В двух первых случаях (рис. 2.21, а; б) необходимо обеспечить соосность шпинделя и кондукторной втулки, а борштанга должна быть жестко соединена со шпинделем. В третьем и четвертом варианте (рис. 2.21, в; г) допускается несовпадение осей борштанги и втулки в пределах 1 – 2 мм. При этом борштанга шарнирно соединяется со шпинделем. При таком соединении точность расположения отверстий не зависит от точности станка, а определяется точностью приспособления. Точность линейных размеров при обработке по кондукторам достигает 0,08 – 0,2 мм.

Современные горизонтально-расточные станки оснащены оптическими системами отсчета перемещений с ценой деления 0,01 мм, что позволяет быстро устанавливать шпиндель станка в требуемое положение.

В настоящее время в широко используются станки с числовым программным управлением (ЧПУ), в которых установка шпинделя и стола осуществляется за счет управления электроприводом по программе, записанной на бумажном или магнитном носителе. Точность установки составляет ± 0,02 мм.

Большое распространение получили станки с автоматической сменой инструмента (рис. 2.22). Магазины этих станков содержат большой набор разнообразных инструментов (до 100 штук). Такие станки работают в автоматическом режиме. Извлечение необходимого инструмента из магазина, снятие и закрепление его в шпинделе, а также перемещение стола и бабки в рабочую позицию на этих станках осуществляется без участия обслуживающего персонала.

Координатно-расточные станки используются для получения отверстий, к точности расположения которых предъявляются повышенные требования. Отечественная промышленность выпускает координатно-расточные станки с вертикальной осью шпинделя. На этих станках можно выполнять те же операции, как и на горизонтально-расточных. Станки можно использовать в качестве измерительных машин для контроля линейных и угловых размеров, а также производить разметку поверхностей. Станки оснащены оптическими системами отсчета перемещений с точностью позиционирования в пределах 1 мкм.

Агрегатные станки являются специальными и создаются для обработки определенного вида заготовок, производимых в большом количестве, поэтому они применяются в крупносерийном и массовом производстве. Эти станки предназначены для одновременной обработки нескольких отверстий в корпусных деталях причем с разных сторон. Станки собирают из унифицированных узлов: силовых головок, столов, стоек и пр. (рис.2.24). Станки могут иметь различные компоновки: с горизонтальным, наклонным или вертикальным расположением шпинделей (рис. 2.23). Столы станков могут быть неподвижными, барабанными или поворотными. На агрегатных станках используют те же методы обработки, что и на горизонтально-расточных станках. Из-за узкой специализации этих их применение требует экономического обоснования.

Многоцелевые станки (МЦС) предназначены для выполнения большого количества переходов за одну операцию без переустановки обрабатываемых деталей и широко применяются при любом типе производства. Эти станки оснащены системами с ЧПУ и устройствами для автоматической смены инструмента. На МЦС выполняют те же операции, что и на расточных станках. Однако применение ЧПУ дает возможность вести обработку не только цилиндрических отверстий, но и отверстий с более сложной конфигурацией с применением фрезерования. Использование МЦС обеспечивается точность обработки по 6-7 квалитету. МЦС выпускаются с горизонтальным и вертикальным шпинделем. Общий вид МЦС представлен на рис.2.30. Станок имеет горизонтальный выдвижной шпиндель 1. Шпиндельная бабка 2 перемещается по вертикальным направляющим стойки 3. Продольный стол 4 перемещается в горизонтальном направлении перпендикулярно оси шпинделя. На этом столе имеется круглый поворотный стол 5. В устройство для автоматической смены инструмента входит магазин 6 и автооператор 7. Поворотная платформа 8 служит для установки в приспособлении-спутнике очередной или новой заготовки.