Токарная обработка в процессах изготовления деталей

Разработка технологии механической обработки в основном

производстве деталей, включающей выбор способов, инструмента, режимов

обработки и т. д., является сложной технологической задачей, от решения

которой зависит качество изготовленных изделий. В свою очередь, качество

механической обработки во многом зависит от важного свойства металлов –

обрабатываемости. Под обрабатываемостью понимают технологическое

свойство материала, определяющее его способность подвергаться резанию.

Исходя из требований, предъявляемых к чистоте поверхности и

точности размеров детали, назначают тот или иной способ механической

обработки ремонтной заготовки. Механическую обработку можно проводить

точением и шлифованием и др.Точность и качество изготовленной детали во многом зависят от состояния технологических баз.

Технологическая база – это поверхности, линии, точки, принадлежащие

детали, которые позволяют однозначно определить ее положение

относительно выбранной системы координат, например, относительно

обрабатывающего инструмента. Технологические базы обрабатываются с

высокой точностью (5…6 квалитет) и чистотой поверхности (Rа=0,32 мкм).

На каждом предприятии существуют свои освоенные способы

восстановления технологических баз, зависящие главным образом от

наличия технологического оборудования и оснастки.

Установочные поверхности центровых отверстий можно получать на

токарных, сверлильных, расточных и других станках. В крупносерийном

ремонтном производстве для их восстановления используют фрезерно-

центровальные станки, которые позволяют одновременно подрезать торцы

детали и проводить сверление центровых отверстий. В мелкосерийном

ремонтном производстве изготовление технологических баз (центровых

отверстий) цилиндрических деталей преимущественно осуществляют на

токарных станках за два установа. В этом случае исходную заготовку

устанавливают и закрепляют по черновой технологической базе в 159

трехкулачковом патроне и неподвижном люнете (рис. 13.1). После

перезакрепления переход повторяют. В качестве черновой базы используют

наружную поверхность. Причем черновую базу применяют только один раз и

при последующей обработке ее заменяют обработанными поверхностями –

чистовой технологической базой.Размеры центровых отверстий, которые используются в качестве технологических баз для основных операций, как правило, унифицированы. Их изготавливают при помощи центровых сверл.

Для того чтобы обеспечить высокую точность зацентровки

(минимальное смещение центрового отверстия относительно центра

поперечного сечения заготовки), исходную заготовку выставляют

относительно центрового сверла при помощи люнета и индикатора часового

типа. Зацентровку производят с окружной скоростью детали V=30…70 м/мин

и продольной подачей центрового сверла S=0,06…0,1 мм/об.(КАРТИЕНКА)

Точение используют в тех случаях, когда обработке подлежат материалы

с твердостью ниже среднего значения (HRC 30) и припуск на обработку 160

превышает 0,25 мм на сторону. Шлифование, как правило, применяют при

повышенной твердости материала исходной заготовки.

Припуск на токарную обработку зависит от качества поверхности

исходной заготовки, толщины дефектного слоя, погрешностей формы и

пространственных отклонений заготовки, суммарной погрешности при

выполнении операций механической обработки. Необходимо обратить

внимание на тот факт, что, чем выше требования, предъявляемые к изделию,

тем больше должна быть величина припуска.

Припуск – это слой материала, удаляемый с поверхности заготовки с

целью достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности.

Величина припуска обычно дается «на сторону», т. е. указывается

толщина слоя, снимаемого на данной поверхности. Иногда для

цилиндрических деталей припуск дается «на диаметр», т. е. указывается

двойная толщина снимаемого слоя, что должно быть оговорено в

технических условиях на механическую обработку. Величина припуска

должна быть достаточной для изготовления качественного изделия,

удовлетворяющего установленным требованиям в отношении чистоты

поверхности, точности размеров детали при наименьшем расходе материала

и наименьшей себестоимости выполняемых технологических операций.

Токарная обработка по корке сильно увеличивает размерный износ режущего

инструмента. Поэтому для снижения износа и обеспечения нормальной

работы режущего инструмента необходимо, чтобы глубина резания была

больше толщины корки, получаемой, например, при свободной ковке.

Исходя из этого требования, на токарную обработку по корке традиционно

назначают припуск величиной 1,5…3 мм.

Токарную обработку в большинстве случаев проводят проходными

резцами из быстрорежущей стали Р9, Р18, Р6М5, Р6М5К5 или резцами с

твердосплавными пластинами Т15К6, Т5К10, ВК6, ВК8 (рис. 13.2). С

повышением твердости материала заготовки стойкость резцов, оснащенных

пластинами твердого сплава, значительно снижается.(КАРТИНКА)

Общий технологический припуск перераспределяют между черновой и

чистовой обработкой. Рекомендуется на черновую обработку оставлять до

60% суммарного припуска, а на чистовую – до 40%, или же предусматривают

45% на черновую обработку, 30% – на получистовую и 25% – на чистовую.

Черновая обработка позволяет устранить существенные погрешности

формы и пространственные отклонения заготовки. Получистовая обработка

обеспечивает изготовление детали с размерами в пределах заданных

допусков. Чистовой обработкой получают необходимую шероховатость.

Черновую токарную обработку твердого материала (HRC > 42) проводят

резцами с твердосплавными пластинами Т15К6, Т5К10 и ВК6, ВК8. Для

точения по корке твердых слоев рекомендуется применять резцы с

пластинами ВК6 и ВК8, так как они лучше выдерживают неравномерные

ударные нагрузки и обеспечивают наибольшую стойкость резцов. Однако

при устойчивом черновом точении (без ударов) предпочтительнее применять

резцы с металлокерамическими пластинами Т15К6 и ЦМ 332. Чистовую

токарную обработку проводят резцами с пластинами из твердого сплава

ВК6М (с мелкозернистой структурой), ВК6ОМ (с особо мелкозернистой

структурой) и с пластинами из поликристаллических материалов, например,

эльбора-Р, гексанита-Р.162 .Обязательным условием при черновой обработке твердого слоя является применение резцов с отрицательными передними углами, обеспечивающими повышенную прочность рабочей части резца при точении по корке. Необходимо отметить, что применение резцов с отрицательными передними углами приемлемо только для обработки достаточно жестких деталей, так как отрицательный передний угол резца увеличивает упругие деформации элементов технологической системы и, как следствие, приводит к возникновению погрешности формы изделий. Для снижения упругих деформаций, особенно при обработке нежестких деталей, следует применять проходные упорные резцы с главным углом в плане φ, равным 90°, так как в этом случае радиальная составляющая силы резания, вызывающая изгиб детали, имеет наименьшее значение.

Для определения режима токарной обработки сначала устанавливают

глубину резания t, затем определяют допустимую подачу S, после чего

рассчитывают скорость резания V. Глубиной резания t называется расстояние

между обрабатываемой и обработанной поверхностью.

Глубину резания t и продольную подачу S независимо от вида режущего

инструмента стараются выбрать из условия обеспечения максимальной

производительности обработки. Очевидно, что экономически выгоднее

работать с возможно меньшим числом проходов и наибольшей подачей.

Поэтому стремятся припуск на черновую обработку снять за один проход с

максимальной подачей. Однако для такого силового резания необходимы

соответствующая мощность станка и жесткость технологической системы. Для установления возможности силового резания проводят

предварительный расчет глубины резания t и подачи S по формулам (ФОРМУЛЫ)

Сила резания, в свою очередь, определяет мощность резания NрезLФОРМУЛА)