Методы изготовления точных заготовок

При обработке резцами различают обдирочную, черновую, получистовую и чистовую обработки. В зависимости от точности заготовки и готовой детали нередко ограничиваются однократной обработкой. Для получения точных размеров и высокого класса чистоты поверхности применяют тонкую обработку.

Обдиркой уменьшают пространственные отклонения и погрешности формы черновой заготовки. Черновую обработку применяют для заготовок подвергавшихся обдирке, обработка обеспечивает 7-9-й классы точности. Получистовую обработку применяют, когда при черновой обработке не может быть удален весь припуск, или когда предъявляют повышенные требования к точности геометрических форм обрабатываемой заготовки и пространственным отклонением ее элементов. Чистовую обработку применяют либо как окончательную, либо как промежуточную под последующую отделку. При получистовой обработке размеры заготовки выдерживаются с допусками по 5 и 4-му классам точности. Чистовая обработка в зависимости от процесса предшествующей обработки обеспечивает 4-й и 3-й классы точности и 4-6-й классы чистоты.

При обработке фрезами различают черновое, получистовое и чистовое фрезерование, а при обработке торцовыми фрезами также и тонкое фрезерование.

Черновое фрезерование применяют как метод предварительной обработки отливок и поковок, припуск на предварительную обработку которых превышает 3 мм. Черновое фрезерование плоскостей обеспечивает 2-3-й классы чистоты и отклонение от прямолинейности 0,15-0,3 мм на 1 м длины.

Получистовое фрезерование применяют для уменьшения погрешностей геометрических форм и пространственных отклонений. Оно обеспечивает 3-4-й классы чистоты и отклонение от плоскостности 0,1-0,2 мм на 1 м длины.

Чистовое фрезерование применяют либо как метод окончательной обработки после чернового и получистового фрезерования, либо как метод промежуточной обработки после чернового фрезерования перед последующей отделочной обработкой. Чистовое фрезерование обеспечивает 4-6-й классы чистоты и отклонение от плоскостности 0,04-0,08 мм на 1 м длины.

Тонкое фрезерование применяют как метод окончательной обработки плоскостей торцовыми фрезами. Припуск под тонкое фрезерование берут в пределах 0,24-0,5 мм. Тонкое фрезерование обеспечивает 6-8-й классы чистоты поверхности и отклонение от плоскостности 0,02-0,04 мм на 1 м длины.

Сверлением спиральными сверлами получают отверстия в сплошном металле диаметром до 80 мм. Обработка грубых отверстий (например, для постановки крепежных болтов) ограничивается часто одним сверлением. При сверлении отверстий диаметром более 30 мм целесообразно сначала сверлить отверстие
малого диаметра (одна треть заданного), а затем производить его рассверливание.

Зенкерование применяют как черновое и чистовое. Зенкеруют отверстия диаметром до 100-120 мм. Зенкерование повышает точность формы исходного отверстия, выправляет увод и смещение его оси, что достигается направлением инструмента кондукторной втулкой. При зенкеровании отверстий после сверления (или после чернового зенкерования) получают 4-й класс точности и 4-й класс чистоты поверхности.

Развертывание отверстий применяют как метод окончательной обработки, либо как метод, предшествующий хонингованию, тонкому растачиванию, притирке. Развертывание не исправляет увода и смещения оси отверстия и применяется для получения точного диаметрального размера.

Протягивание применяют для обработки сквозных отверстий и пазов любого сечения, плоских и криволинейных поверхностей и наружных поверхностей вращения. Применение протягивания позволяет упростить обработку, так как во многих случаях одна протяжка заменяет комплект инструментов. Протягивание отверстий производят после сверления, а протягивание пазов и наружных поверхностей по черной поверхности.

Необходимая точность обработки поверхностей достигается на различных станках различными способами.

Если считать, что все перечисленные способы являются равноценными в отношении возможности гарантирования требуемой точности и чистоты поверхности, то каждый из них далеко не в одинаковой степени обеспечивает наименьшую затрату труда и наименьшую стоимость обработки.

Следовательно, выбирая способ обработки, необходимо учитывать экономическую целесообразность, т. е. надо исходить из так называемой экономической точности обработки.

Под экономической точностью обработки понимают такую точность, для достижения которой затраты при данном способе обработки будут меньше затрат, чем при применении другого способа обработки той же поверхности.

Под достижимой точностью обработки понимают точность, которая может быть получена при обработке заготовки высококвалифицированным рабочим на станке, находящемся в отличном состоянии, при неограниченных затратах труда и времени на обработку.

Экономическая точность обработки цилиндрических наружных поверхностей достигается следующими способами: 5-й класс - при черновом точении на станках токарной группы, 4-й класс - при чистовом точении, За класс - при предварительном круглом шлифовании, 2-й класс - при чистовом шлифовании, 1-й класс и точнее - при доводке.

Экономическую точность обработки внутренних поверхностей можно получить способами: 5-й класс - сверлением без кондуктора, черновым зенкерованием и растачиванием резцом; 4-й класс - сверлением по кондуктору; рассверливанием, зенкерованием и растачиванием резцов; 3-й класс - черновым развертыванием и черновым шлифованием, 2-й класс - протягиванием, чистовым развертыванием, шлифованием и хонингованием, 1-й класс - ручным развертыванием и доводкой.

В большинстве случаев при разработке технологических процессов пользуются табличными данными средней экономической точности, которые приведены в технологических справочниках.

В производстве точных ответственных машин маршрут обработки часто делят на три последовательные стадии: черновую, чистовую и отделочную. На первой снимают основную массу материала в виде припусков и напусков, вторая имеет промежуточное значение, на последней обеспечивается заданная точность и шероховатость поверхностей детали. В пользу такого расчленения маршрута могут быть приведены следующие соображения. На черновой стадии обработки имеют место сравнительно большие погрешности, вызываемые деформациями технологической системы от сил резания и сил закрепления заготовки, а также ее интенсивный нагрев. Чередование черновой и чистовой обработок в этих условиях не обеспечивает заданную точность. После черновой обработки наблюдаются наибольшие деформации заготовки в результате перераспределения остаточных напряжений в ее материале. Группируя обработку по указанным стадиям, мы увеличиваем разрыв во времени между черновой и отделочной обработкой и даем возможность более полно выявиться деформациям до их устранения на последней стадии обработки. Вынесением отделочной обработки в конец маршрута уменьшается риск случайного повреждения окончательно обработанных поверхностей в процессе обработки и транспортировки. Кроме этого, черновая обработка может выполняться на специально выделенном изношенном или неточном оборудовании рабочими более низкой квалификации.