ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ И ФОРМООБРАЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Деталь – изделие (плата, уголок, рама и т.д.), изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций.

В конструкции современной РЭА используется большое количество разнообразных металлических и неметаллических деталей, выполняющих различные функции: детали несущих конструкций РЭА; элементы управления; детали, обеспечивающие эргономические характеристики РЭА и др. Технологические методы изготовления деталей различны и требуют разнообразных технологического оборудования, оснастки и приспособлений. К таким методам относятся в первую очередь обработка материалов резанием (механообработка), литье, обработка давлением, электрохимические и электрофизические методы, обработка пластмасс.

Если трудоемкость изготовления РЭА принять за 100 %, то операции механической обработки могут составлять до 15 %, операции литья деталей – до 3 %, операции обработки давлением – до 18 %, операции переработки пластмасс – до 12 %, электрофизические и электрохимические операции – до 5 %, остальные операции (около 50%) – сборка и монтаж.

Рассмотрим в общем виде методы обработки материалов и формообразования применительно к технологии производства РЭА.

ОБРАБОТКА РЕЗАНИЕМ

Обработка металлических и неметаллических деталей для РЭА производится на различных металлорежущих станках, подразделяемых по степени автоматизации работы на универсальные станки, полуавтоматические, станки-автоматы, станки с числовым программным управлением, станки типа «обрабатывающий центр». Универсальные станки используют для опытного, ремонтного и мелкосерийного производств, станки-автоматы – для крупносерийного и массового производств. В серийном производстве широко применяют станки с числовым программным управлением (ЧПУ) и обрабатывающие центры.

К методам обработки деталей резанием относятся точение, фрезерование, шлифование, сверление, строгание, развертывание, протягивание. Каждый вид обработки характеризуется достигаемой точностью.

Токарные станки предназначены для обработки деталей по форме тел вращения, имеющих цилиндрические, конические, фасонные, сферические, винтовые поверхности, а также торцевые плоскости. Это оси, втулки, ролики лентопротяжных механизмов и т. д. В качестве заготовок таких деталей используют штучные и прутковые заготовки. Режущую кромку резца составляет клин, который имеет передний и задний углы резания для уменьшения трения по поверхности резания при точении. Чем больше эти углы, тем острее клин (резец) и тем слабее его прочность. При обработке прочных хрупких материалов эти углы равны нулю или минимальны, а при обработке мягких материалов они составляют от 5 до 15°. Резец может перемещаться вдоль заготовки (продольная подача) или поперек (поперечная подача).

На токарных станках можно получать конические и фасонные поверхности, нарезать резьбу, растачивать отверстия большого диаметра.

Фрезерованием обрабатывают в основном плоские поверхности, пазы, уступы, фасонные поверхности и канавки, а также отрезают заготовки. Для фрезерования используют универсальные фрезерные станки: вертикально- и горизонтально-фрезерные, продольно-фрезерные; фрезерные станки с ЧПУ для обработки сложных поверхностей; обрабатывающие центры с набором различных инструментов, работающие по программе.

Инструментом для фрезерования являются фрезы: цилиндрические с прямым зубом и винтовым зубом; торцевые, концевые и фасонные. Цилиндрические фрезы применяют для обработки плоскостей.

При расположении зубьев фрезы по винтовой линии на поверхности цилиндра обеспечивается равномерное врезание зуба в материал заготовки без удара. Вращение фрезы может осуществляется по часовой стрелке навстречу подаче заготовки (встречное фрезерование) или против часовой стрелки (попутное фрезерование). Попутное фрезерование применяется для более точной обработки заготовки.

Для отрезания заготовок или фрезерования прямоугольных канавок используют цилиндрические фрезы с различной шириной режущей поверхности. Для высокопроизводительной и точной обработки поверхностей применяют торцевые фрезы, имеющие режущие кромки на торце фрезы. Фреза, которая имеет режущие кромки и на цилиндрической, и на торцевой поверхностях, называется концевой. Такая фреза универсальна – с ее помощью можно фрезеровать канавки, уступы и пр.

Обработку деталей на сверлильных станках проводят многолезвийным осевым инструментом: сверлами, зенкерами, развертками. Соответственно названию инструмента называются операции: сверление, зенкерование, развертывание. Сверлением получают отверстия в сплошном материале; рассверливанием увеличивают диаметр обрабатываемого отверстия до большего; зенкерованием повышают качество уже имеющегося отверстия; развертыванием осуществляют чистовую обработку отверстия.

В группу сверлильных станков входят вертикально-сверлильные, горизонтально-сверлильные (агрегатные), радиально-сверлильные, многошпиндельные станки. По назначению и конструкции сверла делятся на спиральные (винтовые), перовые, твердосплавные с прямыми, косыми и винтовыми канавками, сверла для глубокого и кольцевого сверлений, центровочные и специальные. Изготавливают сверла из быстрорежущей стали и твердых сплавов.

Шлифование — процесс обработки металлических и неметаллических материалов абразивным инструментом, режущими элементами которого являются зерна абразивных материалов, связанные друг с другом связующим веществом. Шлифование обеспечивает высокую точность (до 5-го квалитета точности) и 7–12-й классы шероховатости поверхности.

Основными видами шлифования являются наружное круглое, бесцентровое наружное, внутреннее и плоское шлифование.

Наружное круглое шлифование в центрах применяют для обработки цилиндрических поверхностей. Основные методы наружного круглого шлифования – шлифование с продольной и с поперечной подачами.

При шлифовании с продольной подачей шлифовальный круг совершает два движения: вращательное вокруг своей оси и поступательное в направлении, перпендикулярном к оси обрабатываемой детали (поперечная подача). Заготовка тоже получает два движения: вращательное вокруг своей оси и поступательное вдоль оси (продольная подача).

Поперечная подача шлифовального круга осуществляется после возвращения заготовки в исходное положение.

При шлифовании с поперечной подачей или методом врезания шлифовальный круг и обрабатываемая заготовка имеют вращательное движение. Поперечная подача осуществляется шлифовальным кругом в поперечном направлении перпендикулярно к оси заготовки. Шлифовальный круг перекрывает всю длину обрабатываемой поверхности заготовки.

Шлифовальный круг вращается с окружной скоростью 25...30 м/с. Заготовка, установленная в центрах передней и задней бабок или на оправке, вращается с окружной скоростью 5...100 м/мин в направлении, противоположном направлению вращения шлифовального круга.

Внутреннее шлифование проводят шлифовальными кругами, диаметр которых меньше диаметра заготовки. Внутреннее шлифование осуществляют двумя способами – шлифованием отверстия во вращающейся детали и шлифованием отверстия в неподвижной детали (планетарное шлифование). Первый способ применяют в основном при обработке отверстий в деталях относительно небольших размеров, имеющих форму тел вращения. Второй способ применяют при обработке деталей, которые неудобно закреплять в патроне станка. В этом случае шлифовальный круг совершает три движения: вращательное движение вокруг своей оси, круговое (планетарное) движение вокруг отверстия заготовки и возвратно-поступательное (продольное) движение. Скорость вращения вокруг оси отверстия заготовки представляет собой как бы скорость вращения заготовки. Поперечная подача при внутреннем шлифовании осуществляется движением стола станка.

Плоское шлифование является основным методом чистовой обработки плоскостей деталей. Применяют два способа плоского шлифования – периферией и торцом круга на станках с прямоугольным и с круглыми столами.