2.3.6 Обработка плоских поверхностей и пазов

Плоские поверхности могут быть строго горизонтальными, в соединении двух под углом (прямым, тупым или острым) и в сочетании нескольких поверхностей с образованием разнообразных пазов, выступов и т.п. Наиболее распространенные детали с преимуществом плоских поверхностей - станины. Назначение станины - быть основанием для всех узлов машин, а в некоторых случаях и направлять движение. Вследствие этого станины имеют основные базы - плоскость, служащую основанием для установки на фундамент или пол. Вспомогательные базы - это привалочные плоскости, служащие для координирования смонтированных на станине узлов.

Направляющие - это плоские 3 и призматические 1, 2 и 4 поверхности, служащие для направления движущихся частей, например суппорта и задней бабки у токарных станков (рисунок 2.15).

При обработке плоских поверхностей их качество определяется: прямолинейностью изготовления во всех горизонтальных направлениях, параллельностью поверхностей между собой, требуемым наклоном одной поверхности по отношению к другой, точностью всех размеров, шероховатостью обработки и качеством по всем показателям технических условий, необходимых при изготовлении и эксплуатации. Плоские поверхности обрабатывают на фрезерных, строгальных, долбежных и шлифовальных станках.

Рисунок 2.15. Станина станка

Фрезерование плоских поверхностей. Поверхности заготовок при фрезеровании обрабатывают с помощью фрез (рисунок 2.16) - режущих инструментов цилиндрической формы с расположенными по окружности или торцу резцами.

Различают два вида фрезерования: против подачи, когда заготовка перемещается против направления вращения фрезы, и по подаче, когда заготовка движется в направлении вращения фрезы.

а - дисковая отрезная; б - дисковая прорезная; в - двухугловая; г - цилиндрическая с винтовым зубом; д - цилиндрическая с прямым зубом; е - угловая; ж - резьбовая; з - фасонная; и - червячная; к - цилиндрическая со вставными ножами (зубьями); л - шпоночная; м - торцовая; н - торцовая со вставными зубьями; о - фасонная сборная

Рисунок 2.16. Типы фрез

Резание и образование стружки фрезой коренным образом отличается от работы резца или сверла. Резец и сверло на протяжении всего периода резания находится в непосредственном контакте с металлом. При фрезеровании же зубья фрезы работают периодически на протяжении небольшой части ее оборота. Зуб при каждом обороте фрезы снимает с заготовки короткую стружку, после чего не соприкасается более с ней и успевает до некоторой степени охладиться.

Процесс фрезерования отличается высокой производительностью в результате участия в резании большого количества отдельных зубьев, работающих в более благоприятных условиях, чем другие инструменты. Фрезерование осуществляется на фрезерных станках различных конструкций, основными из которых являются горизонтально-фрезерные и вертикально-фрезерные.

Строгание и долбление плоских поверхностей. Строганием обрабатывают горизонтальные, вертикальные и наклонные поверхности, а также прорезают в заготовках прямолинейные канавки (рисунок 2.17). Режущим инструментом при строгании является резец, которому сообщается прямолинейное возвратно-поступательное движение (движение резания). Обрабатываемая деталь закрепляется на столе, который получает периодическую подачу в горизонтальном направлении (некоторые конструкции станков имеют также вертикальную подачу стола). Процесс отделения стружки происходит только при движении резца вперед, поэтому это движение называется рабочим ходом, а движение в обратном направлении - холостым ходом.

Строгальные резцы по своей форме почти не отличаются от токарных, однако в связи с тем, что они воспринимают ударную нагрузку, неизбежную при строгании, сечение их делается увеличенным. Кроме того, строгальным резцам часто придается изогнутая форма, сообщающая им повышенную упругость.

Строгание осуществляется на продольно-строгальном и поперечно-строгальном станках.

Аналогичной строгальной операции является долбление. Долбление выполняется на долбежных станках подобно строганию, но резец перемещается не в горизонтальной, а в вертикальной плоскости (рисунок 2.18). Подачу осуществляет деталь параллельно или перпендикулярно режущей кромке резца или по кругу. Режущим инструментом являются резцы, которые сходны с токарными и имеют элементы и геометрические параметры такие же, как и токарные.

Долблением в условиях индивидуального и серийного производства обрабатывают шпоночные и другие канавки, плоские и фасонные поверхности небольшой высоты и т.д.

Протягивание плоских поверхностей. Протягивание, как уже говорилось, высокопроизводительный процесс, применяется также и для обработки плоских поверхностей. Операцию протягивания выгодно применять в крупносерийном и массовом производстве по схемам, показанным на рисунке 2.19.

Сущность протягивания плоских поверхностей аналогична протягиванию внутренних цилиндрических поверхностей. При наружном протягивании процесс может быть предварительной или окончательной операцией.

Наружные поверхности можно обрабатывать протягиванием при прямолинейном главном движении протяжки или детали, при круговом их перемещении. В последнем случае процесс является непрерывным и выполняется на горизонтально-протяжном, карусельно-протяжном и тоннельно-протяжном станках.

а - профильная; б и в - прогрессивная: г - с двумя укороченными секциями зубьев; д - прогрессивная для обработки уступов; е - генераторная

Рисунок 2.19. Схемы протягивания плоскостей

Шлифование плоских поверхностей. Шлифование плоских поверхностей может производиться периферией или торцом круга на плоскошлифовальных станках с горизонтальным или вертикальным шпинделем. Схемы различных способов плоского шлифования показаны на рисунке 2.20.

а - торцом круга; б - периферией круга с прямоугольным столом;

в - периферией круга с круглым столом

Рисунок 2.20. Схемы плоского шлифования:

Обработка плоских поверхностей обтачиванием. Плоские поверхности можно обрабатывать на токарных станках, применяя при этом подрезные резцы. Чаще всего плоские поверхности на токарных станках протачивают в тех случаях, когда на этих же станках выполняются другие операции, например протачивание наружных и внутренних цилиндрических, конических и других поверхностей тел вращения. Поэтому неизбежно перед обработкой или в соответствии с технологическим процессом приходится выполнять подрезку торцов, уступов, плоскости разъема корпусов, фланцевые элементы деталей, торцовые поверхности деталей и т.д.

Процесс обработки плоских поверхностей обтачиванием является одним из переходов токарной операции.

Обработка пазов и выступов. Пазы могут быть прямоугольными, Г-образными, Т-образными, в виде "ласточкина хвоста", шпоночные, шлицевые и др. Соответственно на сопрягаемых поверхностях должны обрабатываться выступы разнообразной формы. Пазы и выступы различной формы обрабатывают строганием, фрезерованием (рисунок 2.21), протягиванием (рисунок 2.22) и шлифованием (рисунок 2.23).

а и б - прорезным резцом; в - Г-образным резцом; г - проходным резцом

Рисунок 2.21. Способы обработки пазов строганием

Станки, инструменты и приемы работы применяются те же, что и при обработке плоских поверхностей с соответствующими наладками и настройкой.

Притирка и доводка плоских поверхностей и методы их контроля. Притиркой называется технологическая операция обработки поверхности металлических деталей при помощи абразивных материалов и инструмента - притира. Притирка применяется для обработки плоских, цилиндрических, конических и фасонных поверхностей. Перед притиркой поверхности должны быть отшлифованы с припуском 0,01 - 0,03 мм.

Абразивные материалы (порошки) подразделяются по крупности зерен. Порошки, смешанные с машинным маслом, керосином, скипидаром или другой жидкостью, тщательно растираются на поверхности плиты. Притираемую деталь накладывают обрабатываемой поверхностью на плиту (притир) и круговыми движениями перемещают по ее поверхности. Хорошо притертая деталь должна иметь ровную матовую поверхность. В настоящее время для притирки применяются специальные пасты, разработанные Государственным оптическим институтом (ГОИ). Пасты ГОИ разделяются на грубые, средние и тонкие.

Для контроля плоскостей применяются поверочные плиты с проверкой "на краску", а углы проверяются угольниками, шаблонами и угломерами. Отклонение от плоскостности длинных станин и других подобных деталей проверяют рамным уровнем и с помощью линеек и струны. При этом методе после установки струны контроль осуществляется проверкой расстояния от плоскости до струны микроскопом или штихмасом. Можно произвести контроль, применив линейку и щуп, линейку и штихмас, линейку-индикатор, а также другие методы, например, оптический метод с применением автоколлиматоров.