Расточные станки применяют в основном для обработки отверстий с точно координированными осями в крупно- и среднегабаритных заготовках корпусных деталей.
Обработка поверхностей заготовок резцами является наиболее характерной для расточных станков.
Расточные резцы работают в менее благоприятных условиях, чем токарные. Они имеют меньшие размеры, зависящие от размера оправок, в которых их закрепляют, и диаметра обрабатываемого отверстия. Оправка с резцом под действием силы резания может изгибаться. Нежесткость инструмента является причиной вибраций в процессе резания и снижения качества обработанной поверхности. Поэтому для обеспечения высокой точности обрабатываемых поверхностей расточные станки имеют повышенную жесткость.
Горизонтально-расточные станки относятся к числу наиболее распространенных, на их базе выполнены конструкции других универсальных и специальных расточных станков.
На расточных станках обрабатывают отверстия, наружные цилиндрические и плоские поверхности, уступы, канавки, реже конические отверстия и нарезают внутреннюю и наружную резьбы резцами. Наиболее распространенным видом обработки на расточных станках является растачивание отверстий.
Растачивание цилиндрических поверхностей. Растачивание отверстий резцами исправляют форму и расположение оси предварительно обработанных или отлитых отверстий.
Резцы закрепляют в консольной или двухопорной оправке. Использование консольной оправки целесообразно в тех случаях, когда длина обрабатываемого отверстия l≤ 5d, так как с увеличением длины оправки снижается ее жесткость, что приводит к необходимости уменьшения глубины резания.
На рисунке 13,а показана схема растачивания отверстия небольшой длины двухлезвийным пластинчатым резцом, закрепленным в консольной оправке. Заготовке сообщают продольную подачу. При небольшой длине отверстия, когда возможна работа с короткой жесткой оправкой, растачивают при осевой подаче осевого шпинделя. Растачивание с продольной подачей заготовки получают более правильное отверстие вследствие постоянного вылета шпинделя.
Отверстия с отношением l/d>5 и соосные отверстия растачивают резцами, закрепленные в двухопорной оправке. При ее установке необходимо точно совместить ось шпинделя с осью втулки подшипника задней стойки.
Рисунок 13 – Схемы обработки поверхностей заготовок на
На рисунке 13,б показано одновременное растачивание двух соосных отверстий. Оправка с резцами получает главное вращательное движение, а заготовка – продольную подачу в направлении от задней стойки к шпиндельной бабке.
Одновременное растачивание резцами нескольких отверстий повышает производительность, но не обеспечивает точности, поэтому таким способом обычно производят черновую обработку. При чистовом растачивании для обеспечения высокого качества обработки каждое отверстие рекомендуется растачивать отдельно.
Отверстие большого диметра, но малой длины растачивают резцом, закрепленным в радиальном суппорте планшайбы (рис.13,в). Планшайбе с резцом сообщают главное вращательное движение, а столу с заготовкой – продольную подачу.
Растачивание конических отверстий. Конические отверстия обрабатывают расточными головками, закрепленными в расточном шпинделе, которому сообщают осевую подачу. Конические отверстия диаметром более 80 мм растачивают резцом с использованием универсального приспособления, смонтированного на радиальном суппорте планшайбы (рис.13,г). В процессе обработки резец перемещается по наклонным направляющим приспособления.
Сверление, зенкерование, развертывание, цекование, зенкование и нарезание резбы метчиком. На расточных станках эти операции выполняются так же, как и на вертикально-сверлильных. Инструмент закрепляют в расточном шпинделе и сообщают ему главное вращательное движение и осевую подачу. Заготовка, установленная на столе станка, остается неподвижной.
Обтачивание наружных цилиндрических поверхностей. Резец закрепляют на радиальном суппорте планшайбы (рис.13,д) и сообщают ему главное вращательное движение, а столу с заготовкой – продольную подачу.
Подрезание торцов. Торцы подрезают двумя способами: с подачей резца в направлении, перпендикулярном или параллельном оси шпинделя.
На рисунке 13,е показано подрезание торца проходным резцом, закрепленным на радиальном суппорте планшайбы. Резцу сообщают радиальную подачу (в направлении, перпендикулярном оси шпинделя) перемещением суппорта планшайбы. Небольшие плоскости подрезают пластинчатым резцом (рис.13,ж), которому сообщают осевую подачу (в направлении, параллельном оси шпинделя) перемещением расточного шпинделя. Обработка поверхностей с радиальной подачей обеспечивает большую точность.
Фрезерование поверхностей.На рисунке 13,з приведен пример фрезерования вертикальной плоскости торцовой фрезерной головкой, закрепленной в расточном шпинделе. Фрезе сообщают главное вращательное движение и вертикальную подачу перемещением шпиндельной бабки.
Код G85 вызывает стандартный цикл растачивания. Операция растачивания применяется для получения отверстий высокой точности с хорошей чистотой поверхности. В качестве инструмента используется расточной патрон с настроенным на определенный радиус резцом. Формат для цикла G85 похож на формат цикла сверления:
G98 G85 Х10.0 Y10.0 Z-10.0 R10.0 F30
Цикл G85 выполняет перемещение расточного резца до дна отверстия на рабочей подаче с вращением шпинделя. Когда резец достигает дна, инструмент выводится из отверстия также на рабочей подаче.
Рис. 8.7. Процесс растачивания цилиндрического отверстия
Существует множество разновидностей цикла растачивания, которые отличаются друг от друга поведением при выводе инструмента из обработанного отверстия. В табл. 8.3 приведены наиболее распространенные расточные циклы.
Таблица 8.3. Расточные циклы
Обработка отверстий с высокой точностью их взаимного расположения — необходимое условие при изготовлении корпусов приспособлений, плит кондукторов, съемных копиров, дисков делительных устройств и других ответственных деталей. Точное размещение отверстий в деталях— сложная и ответственная работа.
При большом количестве приспособлений обработку точно размещаемых отверстий выполняют на координатно-расточных станках. Эти станки универсальны и позволяют выполнять разметку на плоскости и в пространстве, выполнять сверление и расточку отверстий с точным координированием их межцентровых расстояний и расстояний от базовых поверхностей, устанавливать детали и узлы приспособлений на заданных расстояниях и вести различные измерения.
При малой загрузке стоимость координатно-расточных станков не окупается. В небольших инструментальных цехах и при изготовлении не особенно сложных и ответственных приспособлений применяют упрощенные методы получения точно расположенных отверстий.
Довольно широко применяются сверление и растачивание на инструментальных вертикально-фрезерных станках, имеющих отсчет продольно-поперечного перемещения стола с точностью до 0,02 мм. В этих случаях для достижения большей точности обработки отверстия сначала высверливают на 0,5—0,8 мм меньше номинального диаметра, а затем растачивают их резцом до нужного размера при точном отсчете координат.
Рис. 165. Точное размещение отверстий:
а — с помощью калиброванной скалки и концевых мер, б — по имеющемуся отверстию, в — с помощью цапфы, г — по штихмасам, д, е — по мерным втулкам (кнопкам)
Шпиндель вертикально-фрезерного станка может быть установлен в исходное положение от базовой поверхности А по точно калиброванной скалке 1 и измерительной плитке 2, как показано на рис. 165, а. В этом случае для совмещения оси шпинделя с плоскостью А потребуется переместить его на величину 0,5D+е.
Шпиндель может быть установлен в исходное положение с помощью центрирующего индикатора по имеющемуся отверстию или цапфе, как показано на рис. 165,б, в. Для этого стол с деталью перемещают до тех пор, пока стрелка индикатора при вращении будет оставаться неподвижной. Переход от базового отверстия к растачиванию последующего отверстия или для измерения расстояния между ними выполняют по схеме, показанной на рис. 165, г. Перемещать стол можно по штихмасам 3 и установочным индикаторам 4. Для этого в лоток укладывают набор штихмасов и устанавливают индикатор в нулевое положение. Затем перемещают стол по набору штихмасов на размер 200 мм, т. е. в положение, при котором стрелка индикатора вновь окажется на нулевом делении.
Применяется также кнопочный способ растачивания отверстий. Сначала размечают положения центров отверстий, сверлят их сверлами небольшого диаметра и нарезают в отверстиях резьбу под винты, которыми закрепляют над каждым из отверстий точно шлифованные втулки. На контрольной плите по измерительным плиткам и индикатору устанавливают втулки на нужных расстояниях (рис. 165,(3). Установив обрабатываемую деталь на столе вертикально-фрезерного станка, совмещают по центрирующему индикатору, закрепленному в шпинделе станка, оси шпинделя и втулки (рис. 165, е). После этого втулку удаляют и растачивают отверстие, над которым она была закреплена. Расточив первое отверстие, настраивают шпиндель по второй втулке и обрабатывают второе отверстие.
Рис. 166. Растачивание отверстий в детали на планшайбе токарного станка
Можно добиться высокой точности расположения отверстий растачиванием их на планшайбе токарного станка. Для этой цели применяют различные приспособления. Простейшее из них (рис. 166, а) состоит из планшайбы 1 и угольника 2, закрепленного на планшайбе болтами. После предварительной разметки обрабатываемая деталь 3 крепится на планшайбе в таком положении, чтобы одна ее базовая плоскость плотно прилегала к угольнику, а под вторую базовую плоскость подкладывают блок концевых измерительных плиток 4, размер которого должен быть равен величине С. Затем сверлят и растачивают первое отверстие детали.
При последующей обработке деталь передвигают по угольнику (рис. 166,б). При этом ранее установленный блок концевых измерительных плиток не меняют, а под другую базовую плоскость подкладывают второй блок измерительных плиток, по размеру равный расстоянию В между центрами отверстия. Закончив такую установку, растачивают второе отверстие. Остальные отверстия обрабатывают после соответствующей перестановки детали на планшайбе. При этом нижний блок измерительных плиток снимают и кладут деталь прямо на плоскость угольника, а под вторую базовую плоскость подкладывают блок плиток, равный размеру, показанному на чертеже (рис. 166,в).
Последнее отверстие растачивают в положении, когда под деталь положен блок плиток размером С (рис. 166, г) без изменения ранее установленного блока.
Блоки концевых мер используют только при установке детали. После закрепления ее в установленном положении на планшайбе блоки снимают и начинают растачивание. Такой способ выполнения работы обеспечивает координирование расположения отверстий с точностью до 0,01 мм.