Обработка плоских поверхностей заготовки

  МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

  ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

  «КАЗАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНМВЕРСИТЕТ

  им. А.Н. ТУПОЛЕВА»

  НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ФИЛИАЛ ГОУ ВПО КГТУ

  им. А.Н.ТУПОЛЕВА 
 

Реферат

 ТЕМА  «Обработка плоских поверхностей заготовки» 

 Студент 1 курса

 Дневного  отделения

 ИАНТЭ факультета, группы 23100

 Мавзутова  Г.Р. 
 
 
 
 
 

 Набережные  Челны, 2011

 Краткое содержание:

1. Обработка плоских поверхностей.
2. Обработка плоских торцовых поверхностей и уступов.
3. Обработка плоских поверхностей лезвийным инструментом.
4. Обработка плоских поверхностей абразивным инструментом.
5. Список используемой литературы.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 1. Обработка плоских поверхностей.        

 Горизонтальные  плоскости фрезеруют на горизонтально фрезерных станках цилиндрическими фрезами и на вертикально-фрезерных станках торцовыми фрезами. Цилиндрическими фрезами целесообразно обрабатывать горизонтальные плоскости шириной до 120 мм. В большинстве случаев плоскости обрабатывают торцовыми фрезами вследствие большой жесткости их закрепления в шпинделе и более плавной работы, так как число одновременно работающих зубьев торцовой фрезы больше числа зубьев цилиндрической. 
        Технологический процесс строгания используют для обработки горизонтальных поверхностей. При этом продольно-строгальные станки применяют для механической обработки крупных заготовок, так как максимальный ход стола достигает 12,5 м. На поперечно-строгальных станках обрабатывают заготовки мелких и средних размеров (длина строгания не превышает 2,4 м).  
        Горизонтальные плоскости обрабатывают также на плоскошлифовальных станках, при этом шлифуют периферией и торцовой поверхностью круга. Более производительно шлифование торцом круга, так как одновременно в работе участвует большое число абразивных зерен. Перемещение заготовок между торцами кругов с заданной подачей позволяет одновременно обрабатывать две параллельные плоские поверхности. 
        Вертикальные плоскости фрезеруют на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами. Эти поверхности можно обрабатывать на долбежном, поперечно - и продольно-строгальных станках проходными резцами.        

 Наклонные плоскости и скосы фрезеруют торцовыми и концевыми фрезами на вертикально-фрезерных станках, у которых фрезерная головка со шпинделем поворачивается в вертикальной плоскости. Скосы фрезеруют на горизонтально-фрезерном станке одно-угловой фрезой. При строгании наклонной плоскости на поперечно- строгальных станках вертикальный суппорт поворачивают на угол, равный углу наклона обрабатываемой плоскости. 
        Уступы и прямоугольные пазы получают концевыми и дисковыми фрезами на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках. 
        Шпоночные пазы фрезеруют концевыми или шпоночными фрезами на вертикально-фрезерных станках. Точность получения шпоночного паза - важное условие при фрезеровании, так как от нее зависит характер посадки на шпонку сопрягаемой с валом деталей. Фрезерование шпоночной фрезой обеспечивает получение более точного паза, поскольку при переточке по торцовым зубьям диаметр шпоночной фрезы практически не изменяется. Радиус паза должен соответствовать стандартным размерам фрезы. 
        Обработка дисковыми фрезами является более производительным процессом, так как дисковые фрезы имеют большее число зубьев и допускают работу с большими скоростями резания. Поэтому при конструировании деталей следует предусматривать открытые пазы. 
        Фасонные пазы получают фасонной дисковой фрезой, угловые пазы - одноугловой и двухугловой фрезами на горизонтально-фрезерных станках. 
        Клиновые и Т-образные пазы фрезеруют на вертикально- фрезерном станке за два прохода: прямоугольный паз - концевой фрезой, затем одноугловой фрезой (клиновой) или фрезой для Т-образных пазов (Т-образной).  
        Угловые и прямоугольные пазы можно обрабатывать на продольно-строгальных станках. Шпоночные пазы выполняют также на долбежных станках. Шпоночные и другие пазы протягивают протяжками, форма зубьев которых в поперечном сечении соответствует профилю получаемого паза. 
 
 

 2.Обработка плоских торцовых поверхностей и уступов.

 К плоским  торцовым поверхностям и уступам  предъявляются следующие основные требования: плоскостность (отсутствие выпуклости и вогнутости), перпендикулярность к оси, параллельность плоскостей уступов  между собой. Указания о предельных отклонениях даются на чертежах условными  обозначениями или текстом в  технических требованиях согласно стандартам ЕСКД. Перед обработкой торцовых плоскостей заготовки закрепляют теми же средствами, что при обработке  наружных цилиндрических поверхностей. На рис. 59, а, б, в и показана обработка  торцов при закреплении заготовок  в патроне и в патроне с  поджимом задним центром. При закреплении  в патроне вылет заготовки  должен быть по возможности минимальным (рис. 61).

 Для подрезания применяют резцы: проходной прямой, проходной отогнутый, проходной  упорный (см. рис. 59), а также специальный торцовый (подрезной).

 

 При подрезании невысоких уступов проходной  упорный резец работает продольной подачей, причем подрезание уступа обычно совмещается с обтачиванием наружной поверхности (рис. 63, а, б, в). Режущая  кромка резца в этих случаях должна располагаться перпендикулярно  к оси заготовки, что контролируют угольником (рис. 63, г). Для подрезания торца такой резец устанавливают под небольшим углом (510°) и подают к центру (рис. 63, в). Если при подрезании торца проходным упорным резцом приходится срезать большой припуск, то при подаче в направлении к центру возникает сила, которая стремится углублять резец в торец заготовки. В результате торец может получиться вогнутым (см. рис. 63, б). Чтобы этого не произошло, срезают большую часть припуска несколькими проходами продольной подачей, а чистовой проход выполняют подачей от центра. Плоскостность торца проверяют прикладыванием к нему ребра линейки или угольника. Если линейка прокачивается на торце, а по краям виден зазор, то имеется выпуклость, а если между линейкой и торцом в его центральной части виден или обнаруживается щупом зазор, то имеется вогнутость. Перпендикулярность торца к наружной поверхности определяется угольником. Подлежащая подрезанию в центрах деталь должна иметь центровое отверстие по форме Б, т. е. с дополнительным конусом под углом 120° . Можно также применять срезанный центр.

 

 При постоянном числе оборотов резец на различных  участках торца работает с различной  скоростью резания: чем ближе  к оси заготовки (детали), тем меньше скорость резания, а вблизи к оси  скорость резания становится ничтожно малой и процесс резания нарушается. Поэтому обрабатывая торцы большого диаметра, по мере приближения резца к центру (или отхода от центра) следует один-два раза переключать число оборотов, чтобы скорость резания оставалась примерно одинаковой. Это повышает производительность и стойкость резца.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 3. Обработка плоских поверхностей лезвийным инструментом.

 Горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости, а также поверхности типа уступов, пазов и т. п. выполняют фрезерованием, строганием, долблением, протягиванием, шлифованием и др.

 Строгание находит большое применение в мелкосерийном и единичном производстве благодаря тому, что для работы на строгальных станках не требуется сложных приспособлений и инструментов. Этот метод обработки является весьма гибким при переходе на другие условия работы. Однако он малопроизводителен: обработка выполняется однолезвийным инструментом (строгальными резцами) на умеренных режимах резания, а наличие вспомогательных ходов увеличивает время обработки. Кроме того, для работы на этих станках требуются рабочие высокой квалификации. Строгание производится на поперечно-строгальных (при обработке поверхностей небольших размеров) и строгально-фрезерных станках (для обработке плоскостей относительно больших размеров).

 Фрезерование в настоящее время является наиболее распространённым методом обработки плоскостей. В массовом производстве фрезерование вытеснило применявшиеся ранее строгание. Фрезерование осуществляется на фрезерных станках, которые делятся на горизонтально-фрезерные, вертикально-фрезерные, универсально-фрезерные, продольно-фрезерные, барабанно-фрезерные, карусельно-фрезерные и многоцелевые. Более производительными являются станки с ЧПУ. Существуют следующие виды фрезерования: цилиндрическое, торцовое, двустороннее и трёхстороннее. Широкое применение в настоящее время находит фрезерование торцовыми фрезами, а при достаточно больших диаметрах фрез (свыше 90 мм) — фрезерными головками (торцовыми фрезами со вставными ножами). Это объясняется следующими преимуществами фрезерования этими фрезами перед фрезерованием цилиндрическими фрезами:

 - применение  фрез больших диаметров, что  повышает производительность обработки;

 - одновременным  участием в обработке большого  числа зубьев, что обеспечивает  более производительную и плавную  работу;

 - отсутствием  длинных оправок, что даёт большую  жёсткость крепления инструмента  и, следовательно, возможность  работать с большими подачами (глубинами резания);

 - одновременной  обработкой заготовок с разных  сторон. 

   

 Рисунок 1 —  Схема фрезерования торцевой фрезой.

 Одним из наиболее производительных способов фрезерования является обработка плоскостей на карусельно-фрезерных, барабанно-фрезерных станках, что  возможно по непрерывному циклу. Как  способ сокращения основного времени  применяют скоростное и силовое  фрезерование. Скоростное фрезерование характеризуется повышением скоростей  резания при обработке стали  до 350 м/мин, чугуна – до 450 м/мин, цветных  металлов — до 2000 м/мин при небольших  подачах на зуб фрезы: 0,05 — 0,12 мм/зуб  — при обработке сталей, 0,3 — 0,8 мм/зуб — при обработке чугуна и цветных сплавов. Силовое фрезерование характеризуется большими подачами на зуб фрезы. Как скоростное, так и силовое фрезерование выполняется фрезами, оснащёнными твёрдосплавными и керамическими пластинами. Тонкое фрезерование характеризуется малыми глубинами резания (t = 0.1 мм), малыми подачами (Sz = 0.05…0.10 мм) и большими скоростями резания.

 Протягивание. Для наружного протягивания применяют преимущественно вертикально -, а также горизонтально-протяжные станки. Протягивание наружных плоскостей благодаря высокой производительности и низкой себестоимости находит всё большее применение в крупносерийном и массовом производстве. Этот метод обработки экономически выгоден, несмотря на высокую стоимость оборудования и инструмента. В настоящее время фрезерование часто заменяют наружным протягиванием. В массовом производстве для наружного протягивания применяют высокопроизводительные многопозиционные протяжные станки, а также станки непрерывного действия.

 Шабрение выполняют с помощью режущего инструмента — шабера — вручную или механическим способом. Шабрение вручную — малопроизводительный процесс, требует большой затраты времени и высокой квалификации рабочего, но обеспечивает высокую точность. Механический способ выполняют на специальных станках, на которых шабер совершает возвратно-поступательное движение. Точность шабрения определяют по числу пятен на площади 25x25 мм (при проверке контрольной плитой). Чем больше пятен, тем точнее обработка. Сущность шабрения состоит в соскабливании шаберами слоёв металла (толщиной около 0,005 мм) для получения ровной поверхности после её чистовой предварительной обработки. Шабрение называют тонким, если число пятен более 22 и Ra 0,08 мкм, и чистовыми, если число пятен 6 — 10, а Ra 1.25 мкм. 

 4. Обработка плоских поверхностей абразивным инструментом.

 Шлифование  плоских поверхностей осуществляют на плоско-шлифовальных станках с крестовым или круглым столом как обычного исполнения, так и с ЧПУ. Плоское шлифование является одним из основных методов обработки плоскостей деталей машин для достижения требуемого качества. В ряде случаев плоское шлифование может заменить фрезерование. Наряду с обеспечением требуемого высокого уровня шероховатости, этот метод обладает серьезными недостатками. Во-первых, вследствие высоких температур резания, в поверхностном слое возникают неблагоприятные остаточные напряжения, возможно возникновение прижогов поверхности. Во-вторых, в результате выделения большого количества абразивной пыли, он является экологически небезопасным. Следует отметить, что при шлифовании металлов, склонных к фазовым превращениям, повышение нагрева шлифуемого изделия может привести к структурным изменениям, обусловливающим появление остаточных напряжений различного знака и в большинстве случаев снижающим эксплуатационные свойства металла поверхностного слоя. Шлифование плоских поверхностей может быть осуществлено двумя способами: периферией и торцом круга. Шлифование периферией круга может осуществляться тремя способами: многократными рабочими ходами; установленным на размер кругом; ступенчатым кругом. При первом способе поперечное движение подачи круга производится после каждого продольного хода стола, а вертикальное — после рабочего хода по всей поверхности длины деталей. При втором способе шлифующий круг устанавливается на глубину, равную припуску, и при малой скорости перемещения стола обрабатывают заготовку по всей длине. После каждого рабочего хода шлифовальный круг перемещается в поперечном направлении от 0,7 — 0,8 высоты круга. Для чистового рабочего хода оставляют припуск 0,01 — 0,02 мм и снимают его первым способом. Этот способ применяют при обработке на мощных шлифовальных станках. При шлифовании третьим способом круг профилируют ступеньками. Припуск, распределённый между отдельными ступеньками, снимается за один рабочий ход. Шлифование обычно производится с применением СОЖ.