Внутренняя расточка деталей - это операции по расширению отверстий в крупных и мелких деталях. Расточка может производиться на токарных, сверлильных, расточных и карусельных станках, а также при помощи расточных инструментов: щипцы, расточные головки, борштанги и зенкеры. Если внутренняя расточка деталей выполняется при неподвижном положении инструмента и вращающейся детали, то используют токарные и карусельные станки. Если же внутренняя расточка происходит при вращающемся инструменте и неподвижной детали, тогда в этом процессе участвуют сверлильные и расточные станки.
Внутренняя расточка при выполнении карманов, требует применения специальных правил врезания фрезы в материал. Наиболее простой способ врезания вход инструмента вдоль оси Z на пониженной рабочей подаче F. Этот метод неэффективен, а для фрез с центральным отверстием технологически неприемлем. Поэтому при выполнении глубоких карманов вход фрезы в тело заготовки обычно выполняется через предварительно просверленное технологическое отверстие.
Станки с ЧПУ позволяют заменить эту процедуру более производительным входом фрезы в материал под углом к плоскости X-Y. Врезание рекомендуется производить на рабочей подаче F, величина которой на 20-30% ниже расчетной. Относительно не глубокое врезание производится при движении инструмента в одном направлении (рис. 1,а). При относительно глубоком врезании для достижения заданной глубины применяется несколько отрезков перемещения фрезы. В примере (рис. 1,б) вход в материал на глубину 15 мм осуществляется равномерно тремя отрезками по 5 мм. Отметим, что процедуру врезания при внутренней расточке удобнее рассчитывать, применяя относительную систему отсчета по G91.
При обработке глухих отверстий наиболее эффективным и безопасным для фрезы является врезание в материал по спирали, когда к описанному выше циркуляционному движению (рис. 2) добавляется поступательное перемещение вдоль оси Z.
Рис. 1. Траектория движения фрезы при диагональном входе в материал
Рис. 2. Циркуляционное движение инструмента по дуге и окружности
На рис. 3. приведен пример выполнения отверстия диаметром 30 мм и глубиной 5 мм. На первоначальном участке траектории фреза подходит к точке центра отверстия, имеющей координаты: X=0, Y=0, Z=1. Далее производится приближение фрезы к заданному размеру с одновременным включением коррекции ее диаметра (например, G41 D1 для фрезы Т1). Смещение фрезы на величину 1.5 мм (Z=-1.5 мм в кадре УП) при осуществлении одного полного витка циркуляции радиусом 15 мм (J=-15) задано в относительной системе отсчета (W=-1.5). Начало процедуры врезания осуществляется с высоты 1 мм над деталью (Z=1).
Рис. 3. Траектория движения фрезы при входе в материал по спирали
Таким образом, при выполнении четырех витков спирали происходит врезание фрезы в материал на глубину 5 мм (Z=-5 в абсолютной системе отсчета). Последний (пятый) виток циркуляции производится без смещения фрезы вдоль оси Z и предназначен для получения плоскости дна глухого отверстия в плане X-Y. Далее производится отвод фрезы от материала с одновременным отключением коррекции.
Внутренняя расточка при обработке карманов включает в себя, как правило, черновую и чистовую расточку. Обработка обычно производится фрезами, радиус которых меньше радиуса скругления кармана. Черновая расточка должна обеспечивать величины заданных технологических припусков для окончательной обработки плоскости дна кармана и его боковых поверхностей. При тяжелых режимах резания, применяемых при черновой обработке, предпочтительно задавать движение фрезы в плане X-Y с общим направлением спирали. Такой вид перемещения задает неизменное положение инструмента относительно снимаемого материала (рис. 4,а) и поддерживает постоянную нагрузку на фрезу в течение всего чернового перехода. Чистовая обработка плоскости дна кармана обычно формируется фрезой при ее движении в двух встречных направлениях (рис. 4,б). Отметим, что для процедур, изображенных на рис. 4, траектория фрезы рассчитывается для ее центра вращения (без включения корректора диаметра инструмента).
Рис. 4. Траектория движения фрезы при формировании карманов: а) черновая обработка; б) чистовая обработка
Рассмотрим один из наиболее широко применяемых подходов к чистовой внутренней расточке боковой поверхности кармана на примере, изображенном на рис. 5. Фрагмент управляющей программы обработки кармана фрезой Т1 с корректором диаметра D1 приведен ниже.
Рис. 5. Фрагмент циклограммы при внутренней расточке кармана
G90
(0а-0b) G1 G42 X70 Y70 D1 F100
(0в-1) G2 X100 Y100 I 30
(1-2) G1 X170
(2-3) G2 X200 Y70 J-30
(3-4) G1 Y30
(4-5) G2 Y0 X170 I-30
(5-6) G1 X30
(6-7) G2 X0 Y30 J30
(7-8) G1 Y70
(8-9) G2 X30 Y100 I 30
(9-1) G1 X100
(1-0с) G2 X130 Y70 J-30
(0с-0d) G1 G40 X120 Y50
Как видно из эскиза, подход фрезы к материалу и отход от него обычно осуществляется по дуге окружности, касательной к контуру. Это обеспечивает плавное изменение сил резания и высокую чистоту поверхности в районе точки касания контура инструментом. При программировании перемещения фрезы корректор диаметра включается и выключается за пределами контура обработки на прямолинейных отрезках 0а-0b и 0c-0d.
На станках с ЧПУ возможно выполнение внутренней расточки резьб больших диаметров, нарезание которых метчиком технологически невозможно. На рис. 6 представлен способ нарезания резьбы, при котором ее формирование производится при движении специальной фрезы по спирали вдоль заранее подготовленной цилиндрической поверхности. Траектория движения инструмента задается по принципу, представленному на рис 3.
Перемещение шпинделя вдоль оси цилиндра (в направлении Z-) на один виток циркуляции равно величине шага резьбы. Включение корректора диаметра фрезы производится при ее приближении к стенке цилиндра, а выключение - при отводе от нее.
Рис. 6. Фрезерование резьб больших диаметров
