Обработка корпусных деталей

Так как основными рабочими поверхностями корпусных деталей являются их плоскости, основные и крепежные отверстия, то рассмотрим технологические методы их обработки.

Обработку плоских поверхностей можно производить: строганием, фрезерованием, точением, протягиванием, шлифованием, шабрением, полированием, накатыванием.

Строгание применяется в единичном и мелкосерийном производстве, а также при обработке крупных, тяжелых деталей большой длины и малой ширины. Строгание производится на продольно-строгальных и поперечно-строгальных станках.

При строгании на продольно-строгальных станках стол, с закрепленной на нем заготовкой, совершает возвратно-поступательное движение. Поперечное перемещение осуществляется прерывисто резцовым суппортом.

Продольно-строгальные станки изготавливаются одностоечными и двухстоечными, с одним, двумя и четырьмя суппортами.

На поперечно-строгальных станках возвратно-поступательное движение имеет резец.

Заготовка, закрепляемая на столе станка, получает поперечную прерывистую подачу.

Строгание может быть черновое, чистовое и тонкое. При черновом строгании обеспечивается точность 11 – 12 квалитет, шероховатость R_z = 20 – 80 мкм; при чистовом – 9 – 10 квалитет точности и Ra = 1, 0... 5, 0 мкм; тонком -7 – 9 квалитет точности и Ra = 0, 3... 1, 0 мкм.

Для чистового и особенно тонкого строгания в последнее время все более широкое применение находят широкие резцы.

Недостатком процесса строгания является низкая производительность, достоинством – простота оборудования, технологической оснастки.

Фрезерование может производиться на консольно-фрезерных станках с ЧПУ, обрабатывающих центрах, продольно-фрезерных (1 – 8 шпинделей), карусельно-фрезерных (1 – 3 шпинделя) и барабанно-фрезерных (4 шпинделя) станках.

Для обработки плоскостей небольших деталей в единичном и серийном производстве используют консольно-фрезерные станки.

При этом для повышения производительности труда в серийном производстве применяют станки с поворотными столами и двухпозиционные поворотные приспособления.

В мелкосерийном – крупносерийном производствах обработку плоскостей поверхностей корпусных деталей производят на станках с ЧПУ. Для обработки плоскостей средних и крупных деталей в мелкосерийном и крупносерийном производствах применяют продольно-фрезерные станки с групповой обработкой деталей одновременно несколькими фрезами. При этом используются различные схемы установки деталей (рисунок 1).

При этом одновременно можно обрабатывать разные детали.

В крупносерийном и массовом производстве получил применение высокопроизводительный способ обработки – непрерывное фрезерование. Оно выполняется на карусельно-фрезерных и барабанно-фрезерных станках.

Карусельно-фрезерные станки применяют для обработки сравнительно небольших плоскостей корпусных деталей (до 600 мм) (рисунок 2).

Барабанно-фрезерные станки служат для обработки параллельных плоскостей детали одновременно с двух сторон (рисунок 3).

Фрезерование позволяет обеспечить 9 – 11 квалитет точности и R_a = 1, 0... 5, 0 мкм.

Для повышения плоскостности обрабатываемой поверхности используют высокоскоростное бреющее фрезерование торцовыми головками и одним резцом.На заводах тяжелого машиностроения экономически целесообразно применять точение плоскостей корпусных деталей на токарно-карусельных и карусельно-расточных станках вследствие удобства их установки на планшайбу.

Особенно экономически выгодны эти станки при обработке корпусных деталей, имеющих внутренние и наружные цилиндрические поверхности и перпендикулярные им торцы (секции корпусов паровых турбин, корпусы электродвигателей и генераторов, планшайбы станков, корпусы центробежных насосов и цилиндрических редукторов). Торцовое точение плоскостей позволяет получить 8-9 квалитеты точности и R_a = 0, 5 мкм.

Протягивание плоскостей. В массовом производстве для повышения качества плоских наружных поверхностей может применяться протягивание плоскими протяжками. Оно позволяет обеспечить 7 – 8 квалитеты точности и Ra – 0, 5 мкм.

Окончательную обработку плоскостей чугунных корпусных деталей в серийном, крупносерийном и массовом производстве часто производят на плоскошлифовальных станках с прямоугольным или круглым столом шлифованием периферией круга, торцом чашечного круга и торцом сборного сегментного круга.

Шлифование торцом круга более производительно, чем шлифование периферией, так как в процессе работы торцом круга большая площадь круга находится в соприкосновении с обрабатываемой поверхностью.

Для повышения эффективности процесса шлифования и предотвращения прижогов используют различные более современные системы подачи СОЖ, такие как обильное охлаждение и охлаждение через поры круга, а также прерывистые и тарельчатые подпружиненные шлифовальные круги.

Шлифование позволяет получить:

а) черновое – 8 – 9 квалитеты точности, R_a = 1, 5 мкм;

б) чистовое – 7 – 8 квалитеты точности, R_a = 0, 4 мкм;

в) тонкое – 5 – 6 квалитеты точности, R_a = 0, 1 мкм.

Шабрение плоских поверхностей выполняется с помощью шабера вручную или механическим способом от себя или на себя. Обычно механическое шабрение позволяет получить 12 – 20 пятен на площади 25 × 25 мм, ручное – 25 – 30 пятен. Шабрение, как правило, применяется для повышения плоскостности прилегающих поверхностей и для окончательной обработки плоскостей корпусов в единичном и мелкосерийном производствах.

Для чернового предварительного шабрения используются пневматические шаберы.

Шабрение от себя позволяет получить R_a = 0, 6 мкм, на себя – 0, 08 мкм.

Полирование плоских поверхностей может производиться кругами и лентами, как на специальных полировальных станках, так и обычных фрезерных, строгальных и шлифовальных станках с использованием специальных устройств, аналогичных, как и для цилиндрических поверхностей.

Полирование позволяет получить 5 – 6 квалитеты точности и шероховатость R_a = 0, 05 мкм. При необходимости можно получить t₁₀ = 50 % при R_a = 0, 3... 1 мкм.

Отделочно-упрочняющая обработка ППД плоских поверхностей деталей может осуществляться роликами, шариковыми головками, виброупрочнением центробежного типа, вибронакатыванием.

Процесс осуществляется на строгальных, фрезерных, плоскошлифовальных и специальных накатных станках.

ОУО ППД плоских поверхностей точность не повышает, исходные высотные параметры шероховатости уменьшаются в 3 – 5 раз, повышается относительная длина опорной линии профиля шероховатости до t₁₀ = 60 %, упрочняется поверхностный слой.

Обработка основных отверстий представляет собой наиболее ответственную и трудоемкую часть технологического процесса изготовления корпусных деталей. Обработка отверстий делится на черновую, чистовую и отделочную.

При черновой обработке необходимо удалить основную часть припуска, обеспечив точность относительного положения осей отверстий при наименьшей стоимости опера­ции.

Чистовая обработка должна обеспечить точность размеров, геометрических размеров и окончательную точность относительного положения обрабатываемых отверстий.

Отделочную обработку применяют в случае надобности для повышения точности и уменьшения шероховатости обрабатываемых отверстий.

Основные отверстия в корпусных деталях в условиях единичного и мелкосерийного производства обрабатывают на вертикально- и радиально-сверлильных станках, токарно-карусельных станках, координатно-расточных станках. В условиях мелкосерийного и серийного производства обработка основных отверстий производится на вертикально- и радиально-сверлильных станках с ЧПУ и горизонтально-расточных станках с ЧПУ, или сверлильно-фрезерно-расточных и координатно-расточных станках.

В крупносерийном и массовом производстве растачивание корпусных деталей производят обычно на агрегатных станках или автоматических линиях. Причем в единичном производстве обработку отверстий ведут по разметке, в мелкосерийном – с помощью накладных шаблонов, в серийном, массовом – с помощью специальных приспособлений и станков.

Отделочная обработка основных отверстий производится тонким растачиванием, планетарным шлифованием, хонингованием или раскатыванием.

Обработка крепежных отверстий в единичном и мелкосерийном производстве осуществляется на радиально-сверлильных станках по разметке или при помощи накладных кондукторов.

В мелкосерийном и крупносерийном производствах – на станке с ЧПУ или с использованием специальных поворотных приспособлений.

В крупносерийном и массовом производстве – на агрегатных станках. В массовом производстве – на автоматических линиях.

Для повышения производительности труда применяют быстросменные патроны и многошпиндельные головки.

Резьбу в крепежных отверстиях нарезают метчиками, накатывают раскатниками и комбинированным метчиком-раскатником.

При нарезании резьбы в термически обработанных корпусах из сталей применяются твердосплавные метчики.

Для нарезания внутренней резьбы на револьверных станках и автоматах применяют резьбонарезные самораскрывающиеся метчики. По окончании процесса нарезания резьбы режущие перья метчика автоматически сдвигаются.