Станки с ЧПУ для обработки фланцев и крышек

Обработка фланцев и крышек

Фланец или крышка выглядит самой простой деталью в цехе — диск с отверстием и крепёжным контуром — и при этом является одним из самых частых источников утечек и перекосов. Причина в том, что каждый элемент такой детали есть соотношение: отверстие к крепёжному контуру, канавка уплотнения к отверстию, торец к оси. Обработайте любой из них в отдельном устане — и погрешность окажется там, где её найдёт заказчик.

На этой странице описано, как крепёжный контур связан с отверстием, почему отказывают канавки уплотнений, как закрепить тонкий фланец, чтобы он не выгибался конусом, и какой станок подходит детали, у которой основная работа — торцевая.

Почему фланцы текут и перекашиваются

Соосность крепёжного контура и отверстия

Болты притягивают фланец к ответной поверхности, а отверстие должно совпасть с тем, что через него проходит. Если крепёжный контур сверлится во втором устане от другой базы, чем отверстие, они смещены на погрешность перезажима: деталь притягивается, но отверстие стоит не по центру, что нагружает вал, подшипник или уплотнение с одной стороны. Сверление контура за тем же зажимом, что и отверстие, или базирование по готовому отверстию, а не по наружному диаметру, удерживает их связанными.

Канавки уплотнений — это и есть путь утечки

Кольцо или манжета садится в канавку, ширина, глубина и чистота стенок которой определяют, будет ли она уплотнять. Слишком глубокая канавка даёт кольцу сидеть низко и течь под давлением; слишком мелкая приводит к переизбыточному сжатию и остаточной деформации. Глубина канавки — допуск в сотых долях, и её прорезает инструмент, который изнашивается: контроль канавки после серии деталей, а не только на первой, есть разница между партией, которая держит, и партией, которая не держит.

Плоскостность и перпендикулярность торца

Торец, которым деталь садится на ответную поверхность, должен быть плоским и перпендикулярным оси отверстия. Фланец перпендикулярный, но не плоский, будет качаться при затяжке и откроет зазор с одной стороны; плоский, но не перпендикулярный — уведёт ответную деталь с оси при затяжке болтов. Оба случая обычно вызваны сильным зажимом тонкой детали по поверхности, которая сама не является плоской.

Тонкие фланцы выгибаются под кулачками

Фланец — это диск большого диаметра и малой толщины, и патрон его изгибает. Торец получается плоским, пока деталь зажата, и вогнутым после разжима, а погрешность проявляется только при притягивании детали к чему-то жёсткому. Мягкие кулачки, расточенные по детали, низкое давление зажима и лёгкий чистовой проход после переустановки детали — стандартная защита.

Как построить последовательность обработки фланца

Сначала отверстие и один торец, за одним зажимом

Обработайте отверстие и установочный торец в одной операции, чтобы торец был перпендикулярен отверстию по построению. Всё последующее — крепёжный контур, канавка, наружный диаметр — базируется от этой пары, и каждый следующий установ наследует реальную базу, а не предполагаемую.

Канавка и крепёжный контур за тем же зажимом, что и отверстие

Там, где станок это позволяет, канавка и крепёжный контур выходят из того же зажима, что и отверстие, и деталь не теряет базу. На токарном станке с приводным инструментом и осью C крепёжный контур сверлится делением шпинделя, а канавка точится в том же цикле. Это убирает два установа и погрешность, которая с ними приходит.

Когда деталь всё же приходится переставлять

Если деталь нужно перевернуть — для канавки с обратной стороны или пояска на тыльной стороне, — базируйте её по готовому отверстию через оправку или цангу, а не по наружному диаметру. Базирование по наружной поверхности переносит погрешность между наружной поверхностью и отверстием прямо во второй торец, а наружный диаметр фланца редко является той поверхностью, которая важна.

Какой станок для фланца

Токарного станка с приводным инструментом обычно достаточно

Фланец в пределах диаметра точения станка, с крепёжным контуром и канавкой, обрабатывается за один зажим на токарном станке с приводным инструментом и осью C. Цикл короткий, деталь не теряет базу, а стоимость станка — доля от токарно-фрезерного. Это охватывает большинство гидравлических и редукторных фланцев.

Токарно-фрезерный станок для радиальных каналов и крупных контуров

Когда фланец несёт радиальные каналы, наклонное сверление или крепёжный контур, слишком крупный для деления на шпинделе, токарно-фрезерный станок с осью Y и осью B даёт доступ. Решающий признак — любое отверстие, не параллельное оси детали.

Обрабатывающий центр для плит с несколькими фланцами

Когда деталь представляет собой плиту с несколькими отверстиями и крепёжными контурами — крышка манифольда, многоходовая плита, — работа является фрезерной и расточной, а не токарной, и обрабатывающий центр с поворотным столом делит вокруг детали. На горизонтальном станке деление выполняет стол, и отверстия остаются связанными между собой через его положение.

Замечания по обработке фланцев

Проверяйте канавку, а не только диаметр

Ширина и глубина канавки — размеры, определяющие герметичность, и именно их чаще всего оставляют на номинальный размер инструмента. Измерение на образце из каждой серии, микрометром для канавок или профилографом, выявляет износ инструмента до того, как он станет партией текущих деталей.

Снимайте заусенцы с крепёжных отверстий с обеих сторон

Заусенец вокруг крепёжного отверстия отжимает фланец от ответной поверхности на высоту заусенца, что на тонком фланце достаточно для нарушения герметичности. Снятие заусенцев с обеих сторон, а не только с доступной, входит в процесс.

Берегите уплотнительный торец при транспортировке

Уплотнительный торец с забоиной или царапиной течёт независимо от качества обработки. Мягкие кулачки, защитные колпачки на пояске и хранение готовых фланцев не на голом металле стоят дёшево по сравнению с возвращённой партией.

Связанные руководства

• Обработка фланцев на ЧПУ — полный маршрут обработки
• Обработка корпусов гидроклапанов — уплотнительные торцы и каналы
• Фланец и крышка за один установ — разобранный пример
• Обработка гидроцилиндров — ответная половина сборки
• Токарные станки с наклонной станиной — точение с приводным инструментом