МЕТОДЫ ОТДЕЛКИ ГЛАВНЫХ ОТВЕРСТИЙ

Для получения в корпусных деталях отверстий высокой точности (6-го, 7-го квалитетов) на заключительном этапе техно­логического процесса вводят отделочные операции. Методами отделки главных отверстий являются развертывание, тонкое рас­тачивание, планетарное шлифование, хонингование, раскатка роликами, а в отдельных случаях притирка и шабрение. Выбор необходимого метода обработки зависит от требуемой точности, определяемой служебным назначением детали. Так, для отделки отверстий под пиноль задней бабки или отверстий в блоках ци­линдров двигателей и компрессоров, к которым предъявляются повышенные требования к параметрам шероховатости поверх­ности (Ra - 0,16... 0,04 мкм), применяют хонингование. А для отделки отверстий в шпиндельных коробках или корпусах, где требуется высокая точность относительного положения отвер­стий, используют тонкое растачивание и планетарное шлифова­ние. При необходимости упрочнения поверхности отверстия в це­лях уменьшения износа поверхностного слоя применяют раскатку роликами.

Развертывание является наиболее распространенным методом отделки главных отверстий, применяемым в условиях единичного и серийного производства. Универсальность этого метода заклю­чается в том, что ручное отделочное развертывание вообще не требует станочного оборудования. Так как развертка обычно самоустанавливается по отверстию, то для обеспечения соосности предварительно обработанных отверстий применяют комбиниро­ванные развертки, с помощью которых производится одновремен­ное развертывание соосных отверстий.

Тонкое алмазное растачивание выполняют на специальных алмазно-расточных станках. Станки для тонкого растачивания обладают высокой жесткостью и повышенной виброустойчивостью. Они могут иметь вертикальную или горизонтальную компоновку с одним или несколькими шпинделями. Станки гори­зонтальной компоновки бывают одностороннего и двустороннего исполнения.

Растачивание отверстий выполняют однолезвийными резцами, оснащенными твердосплавными пластинами с тщательно доведен­ными режущими кромками. Для обработки корпусных деталей применяют также резцы из сверхтвердых материалов марки СТМ. Геометрия заточки таких резцов позволяет вести обработку от­верстий с очень малой глубиной резания. В целях повышения жесткости и виброустой­чивости для растачивания отверстий малого диаметра вместо стальных оправок применяют твердосплавные, которые при одина­ковых размерах имеют в 2-3 раза лучшие показатели. С точки зрения точности обработки предпочтительным является вертикальное расположение шпинделя, при котором сила тяжести расточ­ной оправки практически не влияет на точность геометрической формы отверстия. Особенностью такого растачивания является обработка на высоких скоростях резания при очень малых зна­чениях глубины резания и продольной подачи. Припуск, остав­ляемый на тонкое растачивание в пределах 0,2... 0,35 мм на сторону, снимается за два рабочих хода. При первом ходе снимают 3/4 припуска, при втором - 1/4. Охлаждение при растачивании обычно не применяют. В табл. 3.4 приведены режимы резания для тонкого растачивания, используемые при обработке деталей из чугуна, стали и цветных сплавов.

При таких режимах имеют место малые силы резания и не­значительное выделение теплоты. В результате на замыкающем звене технологической системы станок—приспособление—инстру­мент—заготовка получаются незначительные упругие перемеще­ния и температурные деформации. Все это способствует получению высокой точности размеров, геометрической формы и относитель­ного положения обрабатываемых отверстий корпусной детали.

Тонкое алмазное растачивание обеспечивает получение точ­ности диаметральных размеров отверстий по 6-му, 7-му квалитетам; отклонения геометрической формы (овальность, конусообразность) отверстий диаметром до 120 мм не превышают 0,003... 0,005 мм, параметр шероховатости поверхности Ra = 1,25... 0,30 мкм. Точность межцентровых расстояний и положения отвер­стия относительно базы составляет 0,005... 0,03 мм.

Внутреннее планетарное шлифование применяют, главным образом, для отделки отверстий диаметром свыше 150 мм. Однако имеются также координатные, планетарно-шлифовалъные станки, позволяющие обрабатывать в корпусных деталях отверстия диа­метром от 10 мм и выше. В процессе обработки шлифовальный круг вращается вокруг своей оси и совершает планетарное движе­ние относительно оси обрабатываемого отверстия. Осевая подача осуществляется путем продольного возвратно-поступательного перемещения стола с заготовкой, шлифовального круга в ради­альном направлении. Припуск, оставляемый под отделочное шлифование отверстий, составляет 0,1... 0,2 мм на диаметр.

Планетарное шлифование обеспечивает получение отверстий по 6-му, 7-му квалитетам, погрешность геометрической формы отверстий. Координатные планетарно-шлифовальные станки позволяют получить положение оси отверстия относительно базы и межцентровое расстояние с точностью до 0,01 мм. Недостатком этого процесса является невысокая произ­водительность по сравнению с другими методами отделки.

Хонингование применяют для отделки сквозных гладких отверстий диаметром 25... 500 мм в корпусных деталях, главным образом, из чугуна и стали. Хонингование представляет собой процесс чистовой обработки цилиндрических поверхностей мелко­зернистыми абразивными брусками, совершающими вращатель­ное и возвратно-поступательное движения в направлении оси отверстия. Этот процесс предназначен для достижения высокой точности размеров и геометрической формы отверстий.

С помощью хонингования получают точность диаметральных размеров отверстий по 6-му квалитету, точность геометрической формы отверстий диаметром до 250 мм (овальность и конусность) в пределах 0,003... 0,004 мм, параметр шероховатости поверх­ности Ra = 0,16... 0,004 мкм. Однако этот процесс не позволяет исправить положение оси отверстия относительно базы. Хонин­гование выполняют на специальных одношпиндельных или мно­гошпиндельных станках с вертикальной или горизонтальной ком­поновкой. Одношпиндеольные станки обладают большой универ­сальностью; на станках с горизонтальным расположением шпин­деля, применяемых для обработки длинных заготовок, дополни­тельно вращается заготовка для уменьшения погрешности формы, обусловленной односторонним давлением хона.

Абразивные бруски, равномерно расположенные по пери­метру хонинговальной головки, за один ход снимают слой ме­талла толщиной 0,3... 0,5 мм. Число абразивных брусков в го­ловке обычно принимают кратным трем (3, 6, 9 и т. д.), а для обработки отверстий малого диаметра используют один брусок.

Длину брусков подбирают приблизительно равной диаметру отверстия, а для хонингования длинных отверстий бруски должны иметь длину L = (3... 4) D.

В процессе работы выход брусков за пределы отверстия со­ставляет 15... 20 мм. Все это способствует достижению высокой точности геометрической формы отверстия.

Припуски, оставляемые под хонингование, зависят от диа­метра обрабатываемого отверстия, материала заготовки и вида предшествующей обработки. Для отверстий диаметром до 125 мм припуск заготовок из чугуна составляет 0,02... 0,1 мм, а из стали — 0,01... 0,04 мм. Припуски для заготовок из серого чугуна в за­висимости от предшествующей обработки, составляют:

Хонинговальная головка связана со шпинделем станка шарнирно, и в процессе работы она самоустанавливается по отвер­стию. Раздвижение абразивных брусков происходит автомати­чески по мере удаления снимаемого припуска. Хонингование выполняют при усиленном охлаждении, для заготовок из чугуна применяют эмульсию, обеспечивающую как охлаждение, так и смазывание, а для стальных — керосин с примесью парафина.

В крупносерийном и массовом производстве хонингование осуществляют на высокопроизводительных станках-автоматах при непрерывном автоматическом контроле получаемых в процессе обработки параметров точности отверстия.

Хонингование целесообразно выполнять после операции рас­тачивания, в результате которой обеспечивается требуемое от­носительное положение оси отверстия. Для ответственных корпу­сов хонингование осуществляют после тонкого растачивания, так как эти два процесса технологически дополняют друг друга. Хонингование особенно эффективно при необходимости обработки высокоточных длинных отверстий сравнительно большого диа­метра. В практике машиностроения хонингование широко приме­няют при обработке отверстий в блоках цилиндров различных двигателей и компрессоров, при обработке отверстий под пиноли и выдвижные шпиндели в цилиндрах и корпусах.

Раскатка отверстий — метод отделки, основанный на пласти­ческом деформировании обрабатываемой поверхности. Раскатку выполняют на сверлильных, токарных или специальных станках. Инструментом являются различные по конструкции многоролико­вые раскатки, которые вращаются относительно оси отверстия ( n - 20... 30 мин-¹), осевая подача 5 = 1... 3 мм/об. Ролики, расположенные равномерно по периметру сепаратора, могут свободно вращаться вокруг своей оси. Ролики изготовляют из качественных инструментальных сталей, их твердость после закалки HRC₃ 62... 64.

Конструкция многороликовых раскаток позволяет в определен­ных пределах регулировать получаемый диаметр отверстия. Рас­катку выполняют после чистового растачивания, точность отвер­стия под раскатку составляет 0,01... 0,015 мм. Припуск, остав­ляемый под раскатку, равен 0,02... 0,05 мм на диаметр.

Раскатка не исправляет положение оси отверстия, она само­устанавливается ло, отверстию, поэтому точность положения от­верстия относительно базы должна обеспечиваться на расточной операции.

Раскатывание применяют для отделки сквозных и глухих отверстий в корпусах из различных материалов, способных в холодном состоянии пластически деформироваться. Твердость таких материалов обычно не превышает HRC_a 35... 40,

Раскатка обеспечивает достижение точности отверстия по 6... 9-му квалитетам, параметр шероховатости обработанной по­верхности Ra = 0,016... 0,008 мкм, погрешность геометрической формы для отверстий диаметром до 120 мм составляет 0,005... 0,008 мм. В результате раскатки поверхностный слой уплотняется и твердость увеличивается на 20 %.

Производительность раскатки выше, чем хонингования, в от­дельных случаях в 5 раз. Этот метод применяют для отделки длинных отверстий в стальных корпусных деталях типа корпусов гидроцилиндров, пинолей, поршневых и винтовых насосов, ги­дравлических стоек и др.

В единичном и мелкосерийном производстве для получения высокой точности размеров и геометрической формы отверстий малых и средних диаметров применяют притирку, которую вы­полняют с использованием абразивных порошков и паст по со­пряженной детали или с применением специальных притиров. Эта операция не требует специального станочного оборудования, ее можно выполнять на сверлильных, токарных и других станках или вручную. С помощью притирки обеспечивается требуемая ширина зазора в золотниковых парах у различных корпусов топливной, пневмо-и гидроаппаратуры.

Поиск по сайту: