Шлифование внутренних поверхностей
Внутреннее шлифование применяют для окончательной обработки отверстий в труднообрабатываемых или закаленных заготовках, или в тех случаях, когда невозможно применить другие, более производительные методы обработки.
Шлифование внутренних поверхностей производится на внутришлифовальных станках.
Отверстия обрабатывают напроход (рис. 2.31, а, б) и методом врезания (рис. 2.31, в, г).
Внутренне шлифование имеет свои технологические особенности. При шлифовании отверстий наружный диаметр круга всегда должен быть меньше диаметра шлифуемого отверстия. Диаметр шлифовального круга принимают равным 0,8…0,9 диаметра отверстия. Высоту круга принимают в зависимости от длины обрабатываемой поверхности.
Припуски на шлифование отверстий зависят от диаметра отверстия и его длины и рекомендуются 0,07…0,25 мм для диаметра до 30 мм; 0,18…0,75 мм для диаметра до 250 мм. Наиболее предпочтительным методом является шлифование напроход с продольным движением подачи.
Запись в технологической документации внутри-шлифовальной операции (рис. 2.32) производится следующим образом:
15 1 040 4132 Внутришлифовальная
Станок внутришлифовальный точности «В»
А. Установить заготовку в расточенных кулачках
1. Шлифовать внутренний диаметр Ø 50 –0,02 мм
Круг шлифовальный ПП60х20х40 91А 25П СМ1 7 К5 35м/с А 1кл; Нутромер
Методы получения глубоких отверстий
Для сверления применяют стандартные и специальные спиральные сверла из быстрорежущей стали и с вставками из твердого сплава, эжекторные сверла и сверла одностороннего резания (ружейные) с рабочей частью из твердого сплава.
|
|
|
Сверление отверстий с L/d > 10 стандартными спиральными сверлами вызывает определенные трудности: ухудшается отвод стружки, отмечается значительное отклонение от оси (увод), что часто приводит к поломке инструмента.
Шнековые сверла используют при L £ 20d. Для сверления стандартными и шнековыми сверлами используют вертикально-сверлильные и токарные станки. Для сверления эжекторными и сверлами одностороннего резания используется специальное оборудование или переоснащенное типовое (токарные и сверлильные станки). Для получения отверстий более высокого качества отверстия зенкеруют, развертывают, дорнуют. Однако увод сверла, полученный после сверления, не исправляется.
Получение глубоких отверстий малого диаметра. Для получения глубоких отверстий малого диаметра (d = 1…5 мм, L/d=10…100) в деталях из различных сталей и сплавов в основном используют сверление, электрохимическое и электроэрозионное прошивание.
Для сверления применяют стандартные и специальные спиральные сверла из быстрорежущей стали и сверла одностороннего резания с внутренним подводом СОЖ (ружейные сверла) с рабочей частью из твердого сплава.
|
|
|
Стандартные спиральные сверла используют при L £ 20d. Сверление отверстий производят на токарных и вертикально-сверлильных станках, причем часто с ручной подачей инструмента. Так как для эвакуации стружки из зоны резания, смазки и охлаждения инструмента необходим его периодический вывод из отверстия, то производительность обработки оказывается очень низкой. Она может быть существенно (до 2,5 раз) увеличена при использовании специализированных станков с автоматизированным циклом сверления или станков с ЧПУ. Точность диаметра отверстий при сверлении спиральными сверлами соответствует 12…13 квалитетам, а шероховатость поверхности – Ra=6,3…15 мкм. Для уменьшения увода оси отверстия целесообразно его обработку осуществлять при встречном вращении детали и инструмента или только при вращении детали. Другим путем уменьшения увода является сверление с периодическим увеличением вылета инструмента.
Шнековые сверла (d³3 мм) дают возможность, по сравнению со стандартными спиральными сверлами, значительно увеличить глубину сверления без вывода сверла из отверстия. Точность и шероховатость поверхности отверстия оказываются примерно такими же, как и при сверлении стандартными спиральными сверлами.
|
|
|
Еще более эффективны твердосплавные сверла одностороннего резания с внутренним подводом СОЖ, которые в отечественной промышленности применяют для сверления отверстий с d³2 мм (за рубежом от 1,2 мм) и глубиной до 100d.
Твердосплавные сверла одностороннего резания обеспечивают повышение производительности обработки в 2…3 раза по сравнению с обработкой спиральными сверлами. Точность диаметра отверстий при сверлении сверлами одностороннего резания соответствует 7…11 квалитетам, а шероховатость поверхности – Ra£ 2,5 мкм. Важным достоинством сверл одностороннего резания является и то, что они обеспечивают наименьший увод оси отверстия (до 0,1 мм) и отклонение ее от прямолинейности (около 0,01 мм на 200 мм глубины).
Для получения глубоких отверстий (d=1…2 мм, L£200 мм) в труднообрабатываемых сталях и сплавах применяют электрохимическое прошивание. В качестве электродов–инструментов используют калиброванные латунные трубки с толщиной стенок 0,1…0,2 мм. Точность диаметра отверстий соответствует 12 квалитету, увод оси отверстия не превышает 0,12 мм на каждые 100 мм глубины. Недостаток метода электрохимического прошивания – растравливание некоторых металлов и сплавов по границам зерен, глубина которого может достигать 20…30 мкм.
|
|
|
Достаточно широкое применение для получения глубоких отверстий малого диаметра находит электроэрозионное прошивание. С помощью этого метода можно, в частности, прошивать отверстия с d³1 мм и глубиной до 100d и более. Точность диаметра прошитого отверстия примерно соответствует 12…14 квалитетам, шероховатость поверхности – Ra=3,2…5 мкм. Рабочие подачи при обработке отверстий диаметром 1…3 мм в незакаленных сталях составляют 5…20 мм/мин, а износ инструмента по длине находится в пределах 50-80% от глубины прошитого отверстия. Недостатком электроэрозионного прошивания отверстий является возможность образования в поверхностном слое микротрещин и растягивающих остаточных напряжений.
Отдельные методы электроэрозионно-химического прошивания позволяют обрабатывать заготовки с большой скоростью (до 300 м/мин) с величиной шероховатости поверхности Ra=0,63…1,25 мкм.
В ряде случаев к качеству поверхностного слоя и точности глубоких отверстий малого диаметра предъявляются высокие требования (JT6…JT8, Ra£ 1,25 мкм), обеспечение которых непосредственно с помощью рассмотренных методов обработки оказывается затруднительным. Возникает необходимость отделочной обработки отверстий, в качестве которой (при твердости заготовок до HRCЭ45) представляется целесообразным использовать дорнование.
Дорнование [17]
Процесс дорнования (деформирующего протягивания, прошивания) состоит в холодном пластическом деформировании заготовки при поступательном перемещении через отверстие с некоторым натягом специального инструмента. При этом происходит повышение точности отверстий до 6…7 квалитета, интенсивное сглаживание микронеровностей Ra = 0,1…0,05 мкм и упрочнение поверхностного слоя (приращение микротвердости составляет 130…260%); после дорнования на оптимальном режиме в поверхностном слое формируются сжимающие остаточные напряжения.
В качестве инструмента при дорновании глубоких отверстий с d ³ 30 мм используются протяжки; в зависимости от глубины отверстия и жесткости заготовок обработку осуществляют с их сжатием (рис. 2.33, в), растяжением (рис. 2.33, г) или осевым заневоливанием (рис. 2.33, д). Инструмент изготавливается с вы-сокой точностью: отклонение от круглости цилиндрических ленточек не более 0,002 мм, шероховатость рабочих поверхностей Ra ≤ 0,04 мкм. Важное влияние на процесс дорнования оказывает применяемый смазочный материал, устраняющий схватывание инструмента с заготовкой и обеспечивающий снижение деформирующего усилия, повышение точности и качества поверхности.
При дорновании глубоких отверстий малого диаметра (1…5 мм) применение протяжек становится невозможным из-за их низкой прочности. Здесь в качестве инструмента могут быть использованы шары или прошивки (рис. 2.33, а, ж, з), которые проталкиваются через обрабатываемое отверстие цилиндрическим стержнем-толкателем.
Шары, особенно твердосплавные, как инструменты, обладают несомненными достоинствами, к которым относятся высокая прочность, стойкость и точность. Однако для их изготовления необходимо специальное оборудование.
Прошивки лишены отмеченных недостатков. Но при эксплуатации, особенно твердосплавных прошивок, необходимо избегать появления изгибающих нагрузок, которые могут возникнуть при входе инструмента в обрабатываемое отверстие. Для этого прошивку целесообразно размещать в направляющей втулке либо с малым зазором (рис. 2.33, ж), либо с натягом (рис. 2.33, з). В последнем случае направляющая втулка выполняется из эластичного антифрикционного материала, например, фторопласта.
Для дорнования глубоких отверстий прошивками (шарами) используют специальные станки и различные прессы, которые оснащают специальными приспособлениями. При небольших партиях заготовок дорнование выполняют на сверлильных или фрезерных станках.
В качестве инструмента при дорновании используют стальные и твердосплавные шары, однозубые и многозубые прошивки и протяжки (рис. 2.33). Рабочая часть зубьев прошивок и протяжек в большинстве
случаев оформляется в виде двух усеченных конусов, соединенных цилиндрической ленточкой 0,1…3 мм. Для изготовления прошивок и протяжек практически всегда целесообразно применение твердых сплавов, группы ВК, обеспечивающих высокую стойкость инструментов и устраняющих в подавляющем большинстве случаев схватывание обрабатываемого и инструментального материалов.
Результаты исследования точности и шероховатости поверхности отверстий глубиной 100 мм после сверления и дорнования отверстий приведены в табл. 2.5. Как видно из таблицы, дорнование позволяет резко уменьшить высоту микронеровностей, а также обеспечить высокую точность диаметра отверстий – она повышается с 11…12 до 7 квалитета.
Вместе с тем необходимо отметить, что возникающие при сверлении спиральным сверлом грубая и нерегулярная шероховатость поверхности, большие отклонения от круглости отверстий (табл. 2.5), отрицательно сказываются на шероховатости и отклонениях от круглости отверстий после дорнования.
Так, после сверления отклонения от круглости отверстий достигают 40 мкм, а после дорнования – 7 мкм и составляют бóльшую часть погрешности диаметра отверстия. Поэтому для обеспечения в процессе дорнования более высокой точности и меньшей шероховатости поверх-
Таблица 2.5
Отклонение от круглости и шероховатость при дорновании [17]
| Мате-риал загото-вок | Операции | Диаметр отверстия, мм | Откло-нение от кругло-сти, мкм | Параметры шероховатости, мкм | |
| Ra | Rmax | ||||
| Сталь 20Х | Сверление | 2,03…2,12 | 4,8…21,0 | 3,4…11,5 | 28,9…71 |
| Дорнование (4 прошивки*) | 2,158…2,17 | 1,0…7,0 | 0,1…0,52 | 1,7…11,3 | |
| Сталь 40Х | Сверление | 2,02…2,07 | 15,0…40,0 | 0,54…2,5 | 3,3…27,0 |
| Дорнование (3 прошивки) | 2,138…2,14 | 1,6…5,0 | 0,14…1,0 | 3,0…6,3 | |
| *Примечание: диаметр первой, второй, третьей и четвертой прошивок, соответственно 2,09; 2,14; 2,16 и 2,18 мм | |||||
ности отверстий представляется целесообразным их сверление выполнять твердосплавными сверлами одностороннего резания с внутренним подводом СОЖ.
Увод осей отверстий (рис. 2.34), который после сверления на радиально-сверлильном станке составлял 1,3…2,1 мм, а после сверления на токарно-винторезном станке – 0,2…0,05 мм, в процессе дорнования, вследствие самоустанавливаемости прошивок, не изменяется. Неизменными при дорновании остаются и отклонения осей отверстий от прямолинейности. Как показали измерения, эти отклонения у отверстий, полученных соответственно на радиально-сверлильном и токарно-винторезном станках, не превышают 0,2 и 0,05 мм.
Параметры отверстия после дорнования измеряются специальным инструментом. Диаметр отверстия измеряется нутромером с ценой деления 0,002 мм, отклонение от круглости отверстий – кругломером. Шероховатость поверхности отверстий (свидетелей) измеряют на профилографе-профилометре после разрезки заготовок, а наклеп поверхностного слоя – с помощью прибора ПМТ – 3 при нагрузке на пирамиду 2Н.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 671; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!