2.2.3 Типовые способы обработки плоских поверхностей

Плоские поверхности обрабатывают строганием, долблением, фрезерованием и протяги-ванием. При обработке плоских поверхностей заготовок необходимо обеспечить пря­молинейность поверхности в продольном и поперечном направлениях; точное расположение обрабатываемой плос­кости относительно других поверхностей или осей; парал­лельность отдельных поверхностей между собой; расположение поверхностей под требуемыми углами и т. п.

Строгание и долбление наиболее применимы в серийном, особенно в мелкосерийном и индивидуальном произ­водствах, так как для работы на строгальных и долбеж­ных станках не требуется сложных приспособлений и инструментов.

Скорости резания при этих видах обработки небольшие, так как осуществление возвратно-поступательно: движения с большими скоростями представляет конструктивные трудности вследствие развивающихся больших сил инерции при движении деталей и узлов станка. Так, например, при строгании заготовок из чугуна для чернового прохода рекомендуется скорость резания 15...20 м/мин, для чистового - 5...12 м/мин с глубиной резания соответственно до 0,8 мм и 0,1 мм. Шероховатость поверхности при строгании с небольшой подачей широким резцом может достигать R_a = 0,8 мкм.

Стружка снимается во время рабочего хода, хотя ратный (холостой) ход совершается со скоростью, в 3 раза превышающей скорость рабочего хода, тем не менее потеря времени на холостых ходах делает строгание и долбление менее производительным методом обработки плоскостей, чем фрезерование.

На рисунке 3.37 показаны строгальный и долбежный рез­цы, а на рисунке 3.38 - схемы обработки.

Рисунок 3.37 – Конструкция строгального (а) и долбежного (б) резцов
Рисунок 3.38 – Схемы обработки на поперечно-строгальном (а) и долбежном (б) станках

На поперечно-строгальных стан-ках возвратно-посту­пательное движе-ние имеет резец, который закреплен в суппорте ползуна. Обрабатываемая заготовка, закреплен­ная на столе станка, получает поперечную подачу благо­даря прерывистому переме-щению стола в поперечном на­правлении после каждого рабочего хода. При строгании на продольно-строгальных станках стол с закре-пленной на нем обрабатываемой заготовкой совершает возвратно-поступательное движение, попереч­ную подачу совершает резец путем перемещения резцового суппорта, которое осуществляется после каждого рабочего хода.

Повысить производительность на строгальных стан­ках можно, применив одновременно несколько резцов на одной державке, что сократит число рабочих ходов и по­зволит снять значительно больший припуск за один рабо­чий ход: при одновременной работе нескольких суппор­тов и, следовательно, обработки нескольких поверхнос­тей; при применении широких резцов и больших подач при чистовом строгании.

На долбежных станках долбяк с закрепленным в нем резцом совершает возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости. Стол станка, на котором за­крепляется обрабатываемая заготовка, имеет движение подачи в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Долбежные станки применяют в единичном производ­стве для получения шпоночных канавок в отверстиях, а также для обработки квадратных, прямоугольных и дру­гих форм отверстий.

При фрезеровании поверхность обрабатывают много­лезвийным вращающимся инструмен-том - фрезой. Подачу осуществляют путем перемещения обрабатываемой заготовки, закрепленной на столе станка. Фреза получает вращение от шпинделя станка.

Плоские поверхности можно фрезеровать торцовыми и цилиндрическими фрезами. Фрезерование торцовыми фрезами более производительно, чем цилиндрическими.

Это объясняется тем, что при торцовом фрезеровании про­исходит одновременно резание металла несколькими зу­бьями, причем возможно применение фрез большого диа­метра с большим числом зубьев.

Фрезерование цилиндрическими фрезами производят двумя методами. Первый метод - встречное фрезерование (рисунок 3.39, а), когда вращение фрезы направлено против по­дачи; второй метод - попутное фрезерование (рисунок 3.39, б), когда направление вращения фрезы совпадает с направ­лением подачи.

При первом методе фрезерования толщина стружки постепенно увеличивается при резании металла каждым зубом фрезы, достигая величины _max.

	Рисунок 3.39 – Схемы фрезерования: а – встречное; б - попутное

Перед началом резания происходит небольшое про­скальзывание режущей кромки зуба по поверхности реза­ния, что вызывает наклеп обра-ботанной поверхности и затуп-ляет зубья.

При втором методе фрезерования толщина стружки постепенно уменьшается. Производительность может быть больше и качество обработанной поверхности лучше, чем при первом, но при втором методе фрезерования зуб фре­зы захватывает металл сразу на полную глубину резания и, таким образом, резание происходит с ударами. Ввиду этого второй метод фрезерования можно применять толь­ко для работы на станках с большой жесткостью конст­рукции и устройством для устранения зазоров в механиз­мах подачи. По этой причине первый метод фрезерования применяется чаще, чем второй.

При фрезеровании может быть достигнута точность обработки по 8-9-му квалитетам, а шероховатость R_a = = 1,6...3,2 мкм.

Широкое применение в машиностроении при обработ­ке плоскостей находят торцовые фрезы со вставными пла­стинками твердого сплава.

Использование этих фрез позволяет вести обработку с большим числом зубьев, одновременно участвующим в резании, что обеспечивает более плавную работу фрезы при высоких скоростях резания и больших подачах; воз­можность одновременной обработки заготовок корпус­ных деталей с разных сторон (на барабанно-фрезерных станках).

Использование торцовых фрез позволяет вести скорост­ное фрезерование при скоростях резания до 350 м/мин (для ста­ли) и 450 м/мин (для чугуна) при подачах фрезы соответствен­но S_Z = 0,05... 0,12 мм/зуб и 0,3...0,8 мм/зуб, а силовое фре­зерование с подачами S_Z = 1,0...1,5 мм и более.

	Фрезы, оснащенные компози­том различных марок (рисунок 3.40), обеспечивают возможность обра-ботки закаленных до твердо­сти HRC 60...64 сталей со ско­ростями резания 80...120 м/мин, подачей 0,12 мм/об при глубине резания до 1 мм. Обработку за­готовок из чугуна производят со скоростью резания до 600 м/мин. Обработка такими фрезами заго­товок из стали и чугуна может заменить плоское шлифование.
Рисунок 3.40 – Конструкция торцовой фрезы с механическим креплением вставки, оснащенной композитом: 1 – вставка с композитом (нож)

Протягивание наружных по­верхностей находит широкое применение в крупносерийном и массовом производствах. Несмотря на высокую стоимость вертикально- и горизонтально-протяжных станков и ин­струмента (протяжек) этот метод обладает высокой про­изводительностью и экономичностью в сравнении с фре­зерованием.

Протяжки для обработки наружных плоских и фасон­ных поверхностей имеют постоянный профиль по длине. Конструкцию этих протяжек рассмотрим на примере про­тяжки для обработки крышки шатуна двигателя внут­реннего сгорания (рисунок 3.41, а). Ее рабочая часть состоит из отдельных секций: 1,3 - круглых и 2, 4 - плоских, закрепленных на корпусе. Каждая секция предназначена для обработки определенного участка поверхности заго­товки (рисунок 3.41, б). Номера участков заготовки соответ­ствуют номерам секций протяжки.

		Рисунок 3.41 – Конструкция сборной плоской протяжки (а) для обработки крышки шатуна (б): 1, 3 – круглые протяжки для обработки полуокруж-ностей; 2,4 – плоские протяжки для обработки плос-костей разъема; 5 – крышка шатуна

Деление на секции производят с учетом принимаемой схемы резания. В сек­циях имеются рабочая и калибрующая части, форма и размеры зубьев которых аналогичны внутренним протяж­кам. Зубья наружных протяжек оснащают пластинами из твердого сплава.

Припуск на протягивание предварительно не обрабо­танной поверхности (литье, поковка) принимается в пре­делах 2...5 мм, а на чистовое протягивание - 0,25...1,0 мм. Шероховатость поверхности составляет R_a = 0,8...1,6 мкм и может достигать R_a = 0,4 мкм.