Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования РФ

Вятский государственный университет

Факультет автоматизации машиностроения

Отчет по токарной практике

г.Киров 2010.

Содержание:

Введение

1.Токарно-винторезный станок

1.1 Устройство токарно-винторезного станка

1.2 Приемы работы на токарно-винторезном станке

2.Токарные резцы

2.1 Основные типы токарных резцов

2.2 Установка резцов на станке

2.3 Материалы токарных резцов

2.4 Конструкции токарных резцов

2.5 Заточка резцов

3.Шорховатость

3.1 Общие сведения

3.2 Требования к шероховатости поверхности

4. Процесс образование стружки и сопровождающие его явления

5. Обработка наружных цилиндрических поверхностей

6.Сверление

6.1 Режимы резания при сверлении

6.2 Охлаждение при сверлении

6.3 Сохранность инструмента при сверлении

7.Нарезание резьбы

7.1 Нарезание резьбы плашками

а) Основные элементы резьбы

б) Система резьб

8.Инструкция по охране труда при работе на токарных станках

8.1 Общие положения

8.2 Требования безопасности перед началом работы

8.3 Требования безопасности во время работы

8.4 Требования безопасности по окончании работы

8.5 Требования безопасности в аварийных ситуациях

Заключение

сверление станок резец токарный

Введение

Станкостроительная промышленность в быстром поступательном движении индустрии должна играть одну из основных ролей. От уровня развития станкостроения в большой степени зависит качественное и количественное развитие всей машиностроительной промышленности.

Несмотря на возрастание роли процессов ковки, штамповки, а также литья и прокатки, обработка деталей со снятием стружки до сих пор остается в металлообработке доминирующей, так как окончательные размеры деталей, их форма и правильное взаимное расположение поверхностей, особенно в связи с чрезвычайно возросшими требованиями к точности в производственных условиях в основном могут быть получены только путем резания металла.

В дореволюционной России парк металлорежущих станков составлял всего 75 тыс. единиц: в предвоенный 1940 - 710 тыс. единиц, а в настоящее время станочный парк превышает 3 млн. единиц.

Во всех странах мира группа токарных станков в общем объеме металлообрабатывающего оборудования занимает 26 - 40%

В нашей стране эта группа станков составляет около 40%, причем значительная часть из них представляет собой универсальные токарные и токарно-винторезные станки.

Такое отношение выпуска станков объясняется тем, что почти у всех машин и механизмов основным видом движения, как рабочих органов, так и промежуточных элементов привода является вращательное движение, поэтому подавляющее большинство деталей машин и механизмов представляет собой тела вращения, обработку которых наиболее удобно производить на станках токарной группы.

1.Токарно-винторезный станок

1.1 Устройство токарно-винторезного станка

Рисунок 1. Сборочные единицы (узлы) и механизмы токарно-винторезного станка: 1 - передняя бабка, 2 - суппорт, 3 - задняя бабка, 4 - станина, 5 и 9 - тумбы, 6 - фартук, 7 - ходовой винт, 8 - ходовой валик, 10 - коробка подач, 11 - гитары сменных шестерен, 12 - электро-пусковая аппаратура, 13 - коробка скоростей, 14 - шпиндель

Токарно-винторезные станки предназначены для обработки, включая нарезание резьбы, единичных деталей и малых групп деталей. Однако бывают станки без ходового винта. На таких станках можно выполнять все виды токарных работ, кроме нарезания резьбы резцом.

Техническими параметрами, по которым классифицируют токарно-винторезные станки, являются наибольший диаметр D обрабатываемой заготовки (детали) или высота Центров над станиной (равная 0,5 D), наибольшая длина L обрабатываемой заготовки (детали) и масса станка.

Ряд наибольших диаметров обработки для токарно-винторезных станков имеет вид: D = 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000 и далее до 4000 мм. Наибольшая длина L обрабатываемой детали определяется расстоянием между центрами станка. Выпускаемые станки при одном и том же значении D могут иметь различные значения L. По массе токарные станки делятся на легкие - до 500 кг (D = 100 - 200 мм), средние - до 4 т (D = 250 - 500 мм), крупные - до 15 т (D = 630 - 1250 мм) и тяжелые - до 400 т (D = 1600 - 4000 мм).

Легкие токарные станки применяются в инструментальном производстве, приборостроении, часовой промышленности, в экспериментальных и опытных цехах предприятий. Эти станки выпускаются как с механической подачей, так и без нее.

На средних станках производится 70 - 80% общего объема токарных работ. Эти станки предназначены для чистовой и получистовой обработки, а также для нарезания резьб разных типов и характеризуются высокой жесткостью, достаточной мощностью и широким диапазоном частот вращения шпинделя и подач инструмента, что позволяет обрабатывать детали на экономичных режимах с применением современных прогрессивных инструментов из твердых сплавов и сверхтвердых материалов. Средние станки оснащаются различными приспособлениями, расширяющими их технологические возможности, облегчающими труд рабочего и позволяющими повысить качество обработки, и имеют достаточно высокий уровень автоматизации.

Крупные и тяжелые токарные станки применяются в основном в тяжелом и энергетическом машиностроении, а также в других отраслях для обработки валков прокатных станов, железнодорожных колесных пар, роторов турбин и др.

Все сборочные единицы (узлы) и механизмы токарно-винторезных станков имеют одинаковое название, назначение и расположение. Смотри рисунок вверху. Типичный токарно-винторезный станок 16К20 завода "Красный пролетарий" показан на рисунке внизу.



Рисунок 2. Общий вид и размещение органов управления токарно-винторезного станка мод. 16К20:

Рукоятки управления: 2 - сблокированная управление, 3,5,6 - установки подачи или шага нарезаемой резьбы, 7, 12 - управления частотой вращения шпинделя, 10 - установки нормального и увеличенного шага резьбы и для нарезания многозаходных резьб, 11 - изменения направления нареза-ния резьбы (лево- или правозаходной), 17 - перемещения верхних салазок, 18 - фиксации пиноли, 20 - фиксации задней бабки, 21 - штурвал перемещения пиноли, 23 - включения ускоренных перемещений суппорта, 24 - включения и выключения гайки ходового винта, 25 - управления изменением направления вращения шпинделя и его остановкой, 26 - включения и выключения подачи, 28 - поперечного перемещения салазок, 29 - включения продольной автоматической подачи, 27 - кнопка включения и выключения главного электродвигателя, 31 - продольного перемещения салазок; Узлы станка: 1 - станина, 4 - коробка подач, 8 - кожух ременной передачи главного привода, 9 - передняя бабка с главным приводом, 13 - электрошкаф, 14 - экран, 15 - защитный щиток, 16 - верхние салазки, 19 - задняя бабка, 22 - суппорт продольного перемещения, 30 - фартук, 32 - ходовой винт, 33 - направляющие станины

1.2 Приемы работы на токарно-винторезном станке

Одна из наиболее распространённых токарных работ - это обработка внешних цилиндрических поверхностей. Она выполняется проходными резцами.

Заготовка должна быть закреплена в патроне с таким расчетом, чтобы ее вылет был на 7…12 мм больше, чем требуемая длина детали. Этот припуск необходим для обработки торцов и отрезания детали.

Частоту вращения шпинделя и глубину резания при точении указывают в технологической или инструкционной карте.

При установке глубины резания пользуются лимбом поперечной подачи. В токарно-винторезном станке ТВ-6 при повороте этого лимба на одно деление резец будет подан на глубину резания, равную 0,025 мм (т.е. цена деления лимба поперечной подачи равна 0,025 мм). Диаметр наружной поверхности детали уменьшится при этом на величину 0,025 х 2 = 0,05 мм. Общее число делений лимба а подачи резца определяют по формуле: а поперечное = (п - d) /0,025, где D - диаметр заготовки, d - диаметр детали.

После обтачивания наружных цилиндрических поверхностей часто выполняют подрезку торца заготовки. Для этого применяют резцы: подрезные и проходные (прямые, упорные).

Рисунок 3.

а - проходным прямым;

б - проходным отогнутым;

в - проходным упорным;

г - подрезным.

При подрезании торца проходным резцом его подводят до соприкосновения с торцом, затем отводят на себя и перемещают каретку на 1...2 мм влево (то есть устанавливают глубину резания 1...2 мм). Поперечным перемещением резца снимают с торца слой металла. Переместить каретку на 1...2 мм, или любую другую величину, можно с помощью лимба продольной подачи. Цена деления этого лимба 0,5 мм, поэтому количество делений, на которое требуется повернуть лимб, определяют по формуле: а продольное = // 0,5, где / - необходимая длина перемещения каретки.

Для подрезания торца проходным упорным или подрезным резцом обработку ведут от центра заготовки (рис.70, в, г). Для этого вершину резца размещают против центра заготовки и включают станок. Продольным перемещением резца врезаются в торец на глубину 1...2 мм. Затем, перемещая резец на себя, снимают слой металла.

При обработке небольших уступов обтачивание и подрезание выполняют одним упорным резцом.

Прорезание наружных канавок выполняют прорезными (канавочными) резцами. При этом скорость резания устанавливают в 4...5 раз меньшую, чем при подрезании торцов. Резец устанавливают в необходимом месте и плавно, без больших усилий перемещают в поперечном направлении, снимая стружку. Глубину канавки контролируют по лимбу поперечной подачи.

При отрезании заготовок действуют так же, как при прорезании канавок. Заканчивают отрезание, когда диаметр перемычки станет равным 2...3 мм. Затем станок выключают, резец выводят из прорези и деталь отламывают.

При обработке деталей на токарных и других станках часть металла перерабатывается в стружку. На предприятиях стружку не выбрасывают, а дробят в специальных устройствах и прессуют в брикеты на прессах. Эти брикеты вместе с металлоломом используются при выплавке стали и других металлов и сплавов.

2.Токарные резцы

2.1 Основные типы токарных резцов

Большое разнообразие работ, выполняемых на токарных станках, обусловливает необходимость применения разнообразных токарных резцов. Основными и наиболее употребляемыми из них являются проходные, чистовые, подрезные, отрезные и расточные.

Проходные или обдирочные резцы (рисунок 4, а и в ) используются для предварительной обточки и подрезания деталей, во время которых снимается наибольшая часть припуска. Поэтому проходные резцы имеют такую форму, при которой обеспечивается наибольшая производительность станка. Шероховатость обработанной поверхности, а также соблюдение точных размеров детали при этом имеют второстепенное значение.

Чистовые резцы (рисунок 4, б) применяются для окончательной отделки деталей. Припуски, которые снимаются в данном случае, обычно невелики. Основное требование, предъявляемое к чистовому резцу, -- это обеспечение требуемой чистоты обработанной поверх>ности (малой ее шероховатости).

Подрезные резцы используются для обработки торцовых поверхностей. Для этих целей используются также проходные отогнутые резцы (рисунок 1, в).

Отрезные резцы (рисунок 4, г) служат для отрезания от прутков требующихся кусков материала. При отрезании необходимо обеспечить возможно меньшую потерю материала, поэтому отрезные резцы делают узкими (с малой протяженностью длины режущей кромки), >вследствие чего они получаются непрочными, часто ломаются и работа с ними требует большой осторожности и умения.

Расточные резцы (рисунок 4, д) применяются для растачивания различных отверстий, выемок, и т. д. Размеры расточного резца {поперечное сечение и длину стержня) выбирают в соответствии с размерами обрабатываемого отверстия.

Кроме перечисленных, при токарной обработке используются прорезные, фасонные, резьбовые и некоторые другие резцы более или менее специального назначения.

Рисунок 4. Основные типы токарных резцов: проходной прямой(а), проходной отогнутый (в), отрезной (г), расточной (д).

2.2 Установка резцов на станке

Резцы должны быть правильно установлены и прочно закреплены в резцедержателе суппорта. Первое условие определяется положением резца относительно оси центров станка. Резцы для наружного точения устанавливаются так, чтобы вершина их находилась на уровне оси центров. В некоторых случаях, например при черновом обтачивании и обработке нежестких валов, рекомендуется выполнять такую установку выше линии центров на 0,01--0,03 диаметра детали.

Высоту установки резца регулируют стальными подкладками 1 (рис. 40, а), обычно не более чем двумя. При этом размеры подкладок должны обеспечивать устойчивое положение резца по всей опорной поверхности. Токарь должен иметь набор таких подкладок разной толщины для компенсации уменьшения высоты резца по мере переточки.

Установку резца по высоте проверяют совмещением вершин резца и одного из центров или пробной подрезкой торца заготовки.

Рисунок 5.

В последнем случае при правильной установке резца в центре торца заготовки не должна оставаться бобышка.

Закрепление резца должно быть прочное, не менее чем двумя винтами. Для повышения жесткости крепления вылет резца из резцедержателя устанавливают наименьшим, не более 1,5 высоты стержня. Кроме того, резец располагают перпендикулярно к оси обрабатываемой детали (рисунок 5, б).

2.3 Материалы токарных резцов

Основное требование, предъяв>ляемое к материалу рабочей части резца, -- это твердость, которая должна быть больше твердости любого материала, обрабатываемого данным резцом. Твердость не должна заметно уменьшаться от теплоты резания. Одновременно с этим материал резца должен >быть достаточно вязким (не хрупким); режущая кромка резца не должна выкрашиваться во время работы. Материал резца должен хорошо сопротивляться истиранию, которое происходит от трения стружки о переднюю поверхность резца, а также от трения задней поверхности резца о поверхность резания.

Этим требованиям в различной степени удовлетворяют инструментальные материалы -- металлокерамические твердые сплавы, минералокерамика, быстрорежущие, легированные и углеродистые стали разных марок. Для некоторых работ в последние годы стали >применять алмазы.

Наиболее современными и распространенными материалами для токарных резцов являются металлокерамические твердые сплавы, сохраняющие свои режущие свойства при нагревании в процессе работы до температуры 800--900° С. Эти сплавы состоят из тончайших зерен карбидов тугоплавких металлов -- вольфрама, титана и тантала, сцементированных кобальтом. Металлокерамические твердые сплавы разделяются на три группы: вольфрамовые (ВК), титановольфрамовые (ТК) и титано-тантало-вольфрамовые (ТТК).

Вольфрамовые твердые сплавы предназначаются для обработки чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов. Для изготовления токарных резцов используются вольфрамовые твердые сплавы марок ВК2, ВК3М, ВК4, В Кб, ВК6М, ВК8, ВК8В. Буква В в каждой из этих марок означает карбид вольфрама, буква К -- кобальт; цифра, стоящая в марке после буквы К -- указывает количество (в процентах) содержащегося в данном сплаве кобальта. Остальное -- карбид вольфрама. Таким образом, например, в сплаве марки ВК2 содержится 2% кобальта и 98% карбида вольфрама.

Буква М, приведенная в конце некоторых марок, означает, что данный сплав мелкозернистый (величина зерен 0,5--1,5 мкм). Буква В приписывается к марке сплава, если он крупнозернистый (величина зерен 3--5 мкм). Мелкозернистость сплава сообщает ему износостойкость, большую износостойкости нормального сплава данной марки при меньшей прочности и сопротивляемости ударам, вибрациям и выкрашиванию. Крупнозернистость сплава, наоборот, повышает его прочность и сопротивляемость ударам, вибрациям и выкрашиванию и понижает износостойкость сплава.

Титановольфрамовые твердые сплавы применяются для обра>ботки всех видов сталей. При токарной обработке используются сплавы марок Т5К10, Т5К12В, Т14К8, Т15К6, Т30К4. В каждой >из этих марок буква Т и поставленная за ней цифра указывают количество (в процентах) содержащегося в данном сплаве карбида титана, а цифра после буквы К -- содержание (в процентах) кобальта. Остальное в данном сплаве карбид вольфрама. Таким образом, например, в сплаве марки Т5К.10 содержится 5% карбида титана, 10% кобальта и 85% карбида вольфрама.

Титано-тантало-вольфрамовые сплавы используются в особо тяжелых случаях, например для обработки по корке стальных отливок и поковок, жаропрочных и других труднообрабатываемых сталей и т. п. Применяются сплавы марок ТТ7К12 и ТТ10К8Б, содержащие соответственно 7 и 10% карбидов титана и тантала, 12 и 8% кобальта, остальное -- карбид вольфрама.

Металлокерамические сплавы выпускаются в виде пластинок различных форм и размеров.

При определенных условиях в качестве инструментального материала находит применение минералокерамический материал марки ЦМ-332, основной частью которого является окись алюминия. В состав этого материала не входят относительно редкие элементы: вольфрам, титан, кобальт и др. Теплостойкость резцов, оснащенных минералокерамикой, очень высокая и достигает 1200° С и более. В этом главное преимущество минералокерамических материалов в сравнении с твердыми сплавами, основными составляющими которых являются редкие и дорогие элементы и теплостойкость которых ниже. Недостатком минералокерамического сплава является его относительно небольшая и нестабильная прочность на изгиб (хрупкость). Поэтому он применяется при получистовой и чистовой обработке чугуна, стали и цветных сплавов. Выпускается он также в виде пластинок.

В последнее время появились новые инструментальные материалы, называемые керметами. Основой этих материалов является также минералокерамика, но для повышения прочности в нее вводят молибден, вольфрам или другие металлы.

Для изготовления токарных резцов широко используются так называемые быстрорежущие стали. Они содержат в качестве легирующих элементов вольфрам и хром, что обеспечивает большое сопротивление резцов износу и сохранение твердости и режущих свойств при многократном нагреве до температуры 620--640° С (свойство самозакаливаемости).

Быстрорежущие стали нормальной производительности изготовляются марок Р18, Р12 и Р9. Они содержат вольфрам (соответственно 17,5--19,0; 12,0--13,0; 8,5--10,0%), хром (3,1--4,4%), ванадий (1,0--2,6%), молибден (0,3--0,4%), углерод (0,7--0,95%) и некоторые другие элементы. Углерод, соединяясь с легирующими элементами, повышает твердость стали.

Быстрорежущие стали повышенной производительности изготовляются марок Р18Ф2, Р14Ф4, Р9Ф5, Р9К5, Р18К5Ф2, Р10К5Ф5, Р6МЗ и некоторых других. Буква Р в этих марках обозначает вольфрам, буква Ф -- ванадий, буква К -- кобальт, буква М -- молибден (если содержание его более 0,5%). Цифры, стоящие после букв, определяют содержание в данной стали этих элементов в процентах. Кроме характеризующих данные марки стали элементов, >указанных в их обозначениях, эти стали содержат также углерод, хром и некоторые другие составляющие.

Значительно реже для резцов и других инструментов, применяемых при токарной обработке, используются углеродистые и легированные инструментальные стали.

Из углеродистых сталей применяются стали марок У12А и У10А. В этих марках буква У условно обозначает, что сталь углеродистая; следующие за ней цифры указывают среднее содержание углерода в десятых долях процента, а буква А также условно указывает, что сталь высококачественная. Таким образом, маркой У12А обозначается высококачественная углеродистая сталь со средним содержанием углерода 1,2%.

Кроме углерода, в этих сталях в весьма малом количестве содержатся марганец, кремний, хром, никель, сера и фосфор.

Углеродистые стали теряют свои режущие свойства при температуре нагрева до 200--250° С и могут применяться только при низких скоростях резания и для легко обрабатываемых материалов.

Легированные инструментальные стали, содержащие в основном те же элементы, что и быстрорежущие стали, но в значительно меньших количествах, несколько улучшают некоторые свойства стали, но обладают также низкой теплостойкостью (не выше 300--350° С).

Определить материал резца при отсутствии на нем маркировки можно «по искре».

При затачивании резца из быстрорежущей стали образуется небольшое количество искр красного цвета, похожих на звездочки. Чем больше в стали вольфрама, тем темнее искры и тем их меньше.

При затачивании резца из углеродистой стали образуется много желтых искр в виде прямых линий.

Кроме перечисленных выше материалов, в последние годы для токарных резцов стали применять в некоторых условиях высокопроизводительные, обладающие очень большой стойкостью материалы -- алмазы и эльбор. Алмазы применяют как естественные, так и искусственные (синтетические), допускающие температуру в зоне резания до 800° С. Эльбор -- синтетический высокотвердый инструментальный материал, впервые полученный в лабораториях института физики высоких давлений Академии наук РФ. Он представляет собой нитрид бора (соединение бора с азотом). Высокие физико-механические свойства этого соединения позволяют обрабатывать резцами, оснащенными им, самые твердые материалы -- закаленную сталь, металлокерамику и др. При этом температура в зоне резания может достигать 1400--1500° С без потери резцом его режущих свойств.

2.4 Конструкции токарных резцов

Цельные резцы, головка и тело которых состоят из одного материала, применяются очень редко. Резцы такой конструкции встречаются только из углеродистой> инструментальной стали, стоимость которой сравнительно невелика, а также из быстрорежущих сталей для небольших резцов, используемых главным образом в державках.

Напайные и наварные резцы (резцы с напаянными или приваренными пластинками из быстрорежущей стали или из твердого сплава) имеют широкое распространение. Стержень такого резца, обычно нормального сечения, изготовляется из обыкновенной угле>родистой стали марок Ст. 6 и Ст. 7 либо из качественной углеродистой стали марки 45 или 50. Стержни резцов, работающих в особо тяжелых условиях, прочность которых нельзя усилить увеличением сечения, изготовляются из углеродистой инструментальной стали марок У7 и У8 или из легированной стали марки 40Х.

Несмотря на высокое качество современных способов напайки пластинок твердого сплава, изготовление таких резцов сопровождается иногда образованием трещин и в дальнейшем разрушением пластинки. Поэтому в последнее время стремятся заменить напайку или приварку пластинок (особенно минералокерамических) механическим закреплением их.

Пластинка 1 в этом случае (рисунок.6) закрепляется в стержне 4 резца посредством прижима 3 и болта 2. Один конец прижима опирается на пластинку, а другой - на рифленую поверхность (шаг рифлей--1,5 мм). При износе пластинки на 1,5 мм прижим можно сдвинуть вперед (для этого отверстие для болта, закрепляющего прижим, сделано продолговатым). Пластинка в рабочем положении правой кромкой упирается в заплечик, имеющийся с нижней стороны прижима.

Рисунок 6. Резец с механическим креплением твердосплавных пластинок.

При замене затупившейся пластинки новой снимать резец со станка нет надобности. Недостаток такого способа закрепления пластинок состоит в том, что они используются примерно лишь наполовину. Кроме того, быстро изнашиваются болт, прижимы и другие детали, посредством которых осуществляется крепление пластинки.

В последние годы применительно к механическому креплению стали выпускаться многогранные неперетачиваемые пластинки.

В случае, когда длина режущей кромки резца, например расточного, может иметь небольшую протяженность, он изготовляется коротким и небольшого сечения. Для закрепления таких резцов используются державки различных конструкций. Державки применяются также для закрепления фасонных и резьбовых резцов. Наиболее употребительные конструкции подобных державок рассматриваются в соответствующих главах.

2.5 Заточка резцов

Рисунок 7. Точильно-шлифовальный станок: 1 -- станина. 2 -- резервуар для воды, 3 -- шлифовальный круг, 4 -- шпиндельная головка, 5 -- щиток, 6 -- защитный кожух, 7 -- регулируемый подручник, 8 -- поворотный сегмент, 9 -- поворотный столик, 10 -- пульт управления.

При заточке резец укладывают основанием на подручник. Сегментом и поворотным столиком регулируют положение резца по отношению к центру шлифовального круга и устанавливают под требуемым углом к рабочей поверхности круга. Вершина лезвия должна находиться на уровне центра круга или несколько выше его (но не более чем на 10 мм). При заточке резец слегка прижимают затачиваемой поверхностью к вращающемуся кругу, а чтобы износ круга происходил равномерно, и затачиваемая поверхность получилась плоской, резец непрерывно передвигают вдоль рабочей поверхности круга. Сначала затачивают главную и вспомогательную задние поверхности лезвия, затем переднюю поверхность. На пересечении главной и вспомогательной режущих кро¬мок делают фаску или скругление. После заточки осуществляют доводку (притирку) задних и передних поверхностей на узких участках вдоль режущей кромки, что обеспечивает спрямление кромки и повышение стойкости резца. Доводку резца выполняют на эльборовых (для быстрорежущей стали) или алмазных (для твердого сплава) доводочных кругах. Углы заточки поверхности лезвия контролируют специальными шаблонами или угломерами.

Заточка и доводка резцов, как правило, должна производиться централизованно квалифицированными рабочими-заточниками.

На большинстве передовых металлообрабатывающих предприятий и особенно на заводах с массовым и крупносерийным характером производства в механических цехах организованы заточные отделения. Токари, а также другие рабочие-станочники получают готовые окончательно заточенные и доведенные резцы и другие инструменты.

В недостаточно хорошо организованных механических цехах, где рабочие места не специализированы и на них приходится выполнять самые разнообразные работы, а также в небольших мастерских, токари вынуждены производить заточку и доводку резцов самостоятельно.

Заточка -- одна из самых опасных работ, выполняемых токарем. Поэтому при выполнении ее необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности:

1) если заточка производится всухую и у станка нет защитного стекла, токарю необходимо надевать специальные очки;

2) при заточке резца надо стоять не напротив вращающегося круга, а несколько сбоку, чтобы в случае разрыва круга осколки его не задели рабочего;

3) подкладка, на которую опирается затачиваемый резец, должна быть установлена возможно ближе к шлифовальному кругу;

4) круг всегда должен быть в исправном состоянии и хорошо выправленным;

5) биение круга не допускается;

6) защитный кожух, закрывающий круг, всегда должен быть на месте.

3. Шорховатость

3.1 Общие сведения

На любой обработанной поверхности при сильном увеличении хорошо заметны следы режущих кромок инструментов и зерен шлифованных кругов в виде близко расположенных друг к другу впадин и гребешков продольных 2 и поперечных 1 (рисунок8, I). Совокупность всех микронеровностей, образующих рельеф поверхности детали, называется шероховатостью.

Величина шероховатости или микронеровностей, определяемая высотой гребешков и глубиной впадин, оказывает весьма существенное влияние на эксплуатационные характеристики деталей -- трение, износоустойчивость, прочность, антикоррозионную стойкость и т. д. Чем больше высота неровностей, тем сильнее сцепление между гребешками, а потому при относительном перемещении поверхностей следует затратить некоторую силу, чтобы преодолеть это сцепление, т. е. трение, что ведет к уменьшению КПД машины. Соприкосновение деталей происходит по вершинам выступов микронеровностей (рисунок 8, II), образующим так называемую контактную поверхность. Контактная поверхность обычно всегда меньше реальной, т. е. общей поверхности детали. Даже после тонкой шлифовки соединяемых деталей контактная поверхность в 2...3 раза меньше номинальной. При обычной же чистовой обработке резцом действительная площадь касания составляет менее 20% реальной.



Рисунок 8.

В зависимости от назначения и условий работы деталей машин допускают различную шероховатость их поверхности. И на одной и той же детали шероховатости ее различных поверхностей могут очень сильно отличаться друг от друга.

Почему же нельзя все поверхности деталей делать с минимально возможной шероховатостью? Объясняется это тем, что такая обработка поверхности требует значительных затрат труда. Правильное назначение конструктором шероховатости поверхности, соответствующей условиям работы детали, имеет огромное значение в машиностроении.

3.2 Требования к шероховатости поверхности

Согласно ГОСТ 2789-73 требования к шероховатости поверхности должны быть обоснованными и устанавливаться, исходя из функционального назначения поверхности. Если требований к шероховатости поверхностей не установлено, то она не подлежит контролю.

Требования к шероховатости поверхности должны устанавливаться путем указания числового значения параметра (параметров) и значений базовой длины, на которой происходит определение параметра. Шероховатость поверхности оценивается количественно или качественно. Количественная оценка состоит в определений высоты шероховатости по одному из ниже указанных параметров при помощи приборов. Качественная оценка шероховатости заключается в сравнении ее с образцами.

Базовой называется длина участка поверхности, характеризующая шероховатость поверхности и используемая для количественного определения ее параметров.

Предельные значения величин R_а и R_z, обозначаемые на чертежах числовой величиной шероховатости в микрометрах, установлены ГОСТ 2789- 73. Этим же стандартом подразделение шероховатости на классы проведено по двум параметрам R_a и R_z, но каждый класс определен только по одному из этих параметров и базовой длине. Такое уточнение класса шероховатости сделано для однозначности контроля.

4. Процесс образование стружки и сопровождающие его явления

Процесс резания (стружкообразования) является сложным физическим процессом, сопровождающимся большим тепловыделением, деформацией металла, износом режущего инструмента и наростообразованием на резце. Знание закономерностей процесса резания и сопровождающих его явлений позволяет рационально управлять этим процессом и изготовлять детали более качественно, производительно и экономично. При резании различных материалов образуются следующие основные типы стружек (смотри рисунок): сливные (непрерывные), скалывания (элементные) и надлома.

Сливная стружка - а) образуется при резании пластических металлов (например, мягкой стали, латуни) с высокими скоростями резания и малыми подачами при температуре 400- 500°С. Образованию сливной стружки способствуют уменьшение угла резания (при оптимальном значении переднего угла) и высокое качество смазочно-охлаждающей жидкости.

Рисунок 9.

Стружка скалывания - б) состоит из отдельных элементов, связанных друг с другом и имеет пилообразную поверхность. Такая стружка образуется при обработке твердой стали и некоторых видов латуни с малыми скоростями резания и большими подачами. С изменением условий резания стружка скалывания может перейти в сливную и наоборот.

Стружка надлома - в) образуется при резании малопластичных материалов (чугуна, бронзы) и состоит из отдельных кусочков.

Режущий инструмент деформирует не только срезаемый слой, но и поверхностный слой обрабатываемой детали. Деформация поверхностного слоя металла зависит от различных факторов и ее глубина составляет от сотых долей миллиметра до нескольких миллиметров. Под действием деформации поверхностный слой металла упрочняется, увеличивается его твердость и уменьшается пластичность, т. е. происходит так называемый наклеп обрабатываемой поверхности. Чем мягче и пластичнее обрабатываемый металл, тем интенсивней процесс образования наклепа. Чугуны обладают значительно меньшей способностью к упрочнению, чем стали. Глубина и степень упрочнения при наклепе увеличиваются с увеличением подачи и глубины резания и уменьшаются с увеличением скорости резания. При работе плохо заточенным инструментом глубина наклепа примерно в 2-3 раза больше, чем при работе остро заточенным инструментом. Применение смазочно-охлаждающей жидкости значительно уменьшает глубину и степень упрочнения поверхностного слоя.

5 Обработка наружных цилиндрических поверхностей

Для обработки резанием на станке необходимо обеспечить контакт и относительное движение инструмента и заготовки. На токарном станке такое относительное движение достигается вращением заготовки, а контакт с ней режущей кромки инструмента - его поступательным движением.

Вращательное движение заготовки, так как оно определяет скорость отделения стружек, называется главным движением, а поступательное движение резца, обеспечивающее срезание материала по спирали, движением подачи. Такая механическая обработка называется точением.

При точении цилиндрическая поверхность образуется при перемещении правильно установленного резца по прямой линии, параллельной оси вращения заготовки.

Рисунок 10.

Поверхность, с которой срезается материал, называется обрабатываемой, полученная в результате точения- обработанной. Поверхность, контактирующая с главной режущей кромкой инструмента и разграничивающая обработанную и обрабатываемую поверхности, называется поверхностью резания.

Режимы точения характеризуются окружной скоростью обрабатываемой поверхности заготовки - скоростью резания v м/мин, скоростью поступательного перемещения резца - подачей s мм/об и толщиной срезаемого слоя материала - глубиной резания t мм.

Обработка наружных цилиндрических поверхностей.

По направлению различают подачи продольную - вдоль оси вращения заготовки, поперечную - перпендикулярно оси и сложную - одновременно вдоль и поперек (при обработке нецилиндрических поверхностей).

Наружные цилиндрические поверхности обрабатывают прямыми или отогнутыми проходными токарными резцами, которые делятся на обдирочные и чистовые. У последних вершина резца имеет небольшой радиус закругления.

Подрезают торцы подрезным или проходным отогнутым резцом при перемещении его по прямой линии, перпендикулярной оси вращения заготовки.

Буртики и уступы обрабатывают упорно-проходными резцами при продольной подаче. Для получения поверхностей, перпендикулярных оси вращения заготовки, главную режущую кромку упорно-проходного резца устанавливают под прямым углом к оси заготовки.

6. Сверление

6.1 Режимы резания при сверлении

Для сверления отверстий применяют спиральные сверла, изготовленные из инструментальных сталей, из быстрорежущих сталей, а также из твердых сплавов.

Для сверл из быстрорежущих сталей скорость резания v=25-35 м/мин, для сверл из инструментальных сталей v=12-18 м/мин, для твердосплавных сверл v=50-70 м/мин. При этом большие значения скорости резания принимаются при увеличении диаметра сверла и уменьшении подачи.

Стандартные сверла имеют угол при вершине 118 градусов, однако для обработки более твердых материалов (и более глубоких отверстий) рекомендуется применять сверла с углом при вершине 135 градусов.

Сверла с коническими хвостовиками устанавливают непосредственно в конусное отверстие пиноли задней бабки, а если размеры конусов не совпадают, то используют переходные втулки. Для крепления сверл с цилиндрическими хвостовиками (диаметром до 16 мм) применяют сверлильные кулачковые патроны (рисунок 11), которые устанавливаются в пиноли задней бабки. Сверло закрепляется кулачками 6, которые могут сводиться и разводиться, перемещаясь в пазах корпуса 2. На концах кулачков выполнены рейки, которые находятся в зацеплении с резьбой на внутренней поверхности кольца 4. От ключа 5, через коническую передачу приводится во вращение втулка 3 с кольцом 4, по резьбе которого кулачки 6 перемещаются вверх или вниз и одновременно в радиальном направлении. Для установки в пиноли задней бабки патроны снабжаются коническими хвостовиками 1.



Рисунок11. Сверлильный кулачковый патрон

Перед сверлением отверстий заднюю бабку перемещают по станине на такое расстояние от обрабатываемой заготовки, чтобы сверление можно было производить на требуемую глубину при минимальном выдвижении пиноли из корпуса задней бабки. Перед началом сверления обрабатываемая заготовка приводится во вращение. Сверло плавно (без удара) подводят вручную (вращением маховика задней бабки) к торцу заготовки и производят сверление на небольшую глубину (надсверливают). Затем отводят инструмент, останавливают заготовку и проверяют точность расположения отверстия.



Рисунок 12.

6.2 Охлаждение при сверлении

Для уменьшения трения инструмента о стенки отверстия сверление производят с подводом смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), особенно при обработке стальных и алюминиевых заготовок. Чугунные, латунные и бронзовые заготовки можно сверлить без охлаждения. Охлаждение при сверлении понижает температуру сверла, нагревающегося от теплоты резания и трения о стенки отверстия, уменьшает трение сверла об эти стенки и, наконец, способствует удалению стружки. Применение СОЖ позволяет повысить скорость резания в 1,4-1,5 раза.

В качестве СОЖ используются раствор эмульсии (для конструкционных сталей), компаундированные масла (для легированных сталей), раствор эмульсии и керосин (для чугуна и алюминиевых сплавов). Если на станке охлаждение не предусмотрено, то в качестве СОЖ используют смесь машинного масла с керосином.

6.3 Сохранность инструмента при сверлении

Для сохранности инструмента при сверлении следует работать с максимально допустимыми скоростями резания и с минимально допустимыми подачами. При сверлении на проход в момент выхода сверла из заготовки необходимо резко снизить подачу во избежание поломки сверла.

Необходимо быть особенно осторожным, когда глубина обрабатываемого отверстия больше длины рабочей части сверла. Если вся винтовая канавка сверла окажется в отверстии, то стружка, образующаяся при сверлении, не будет иметь выхода, заполнит канавки и сверло сломается. В таких случаях время от времени следует выводить сверло из отверстия и удалять стружку как из отверстия, так и из канавок сверла.

При неправильно заточенном сверле получается косое отверстие с большой шероховатостью поверхности. Кроме того, при работе недостаточно заточенным (тупым) сверлом у выходной части отверстия образуются заусенцы. Неодинаковая длина режущих кромок и несимметричная их заточка, эксцентричное расположение перемычки и различная ширина ленточек вызывают защемление сверла в отверстии, что увеличивает силы трения и приводит к поломке инструмента.

7.Нарезание резьбы

7.1 Нарезание резьбы плашками

Резьба - это винтовая поверхность, образованная на телах вращения и применяемая для соединения, уплотнения или обеспечения заданных перемещений деталей машин и механизмов. Резьбы подразделяются на цилиндрические (образованные на цилиндрических поверхностях) и конические (образованные на конических поверхностях).

а)Основные элементы резьбы

· Наружный диаметр резьбы - это диаметр воображаемого цилиндра, поверхность которого совпадает с вершинами наружной резьбы и впадинами внутренней резьбы.

· Внутренний диаметр резьбы - диаметр цилиндра, поверхность которого совпадает с вершинами внутренней резьбы и впадинами наружной резьбы.

· Средний диаметр резьбы - диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, образующая которого пересекает профиль резьбы в точке, где ширина канавки равна половине шага резьбы.

· Угол профиля - угол между боковыми сторонами профиля, измеренный в осевом сечении.

· Вершина профиля - участок профиля, соединяющий боковые стороны выступа.

· Впадина профиля - участок профиля, соединяющий боковые стороны канавки.

· Шаг резьбы - расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы.

· Угол подъёма резьбы - угол, образованный касательной к винтовой линии к точке, лежащей на среднем диаметре резьбы, и плоскостью, перпендикулярной оси резьбы.

· Угол профиля - угол между боковыми сторонами витка, измеренный в плоскости, проходящей через ось резьбы.

б)Система резьб

В промышленности применяются следующие резьбы:

· Метрическая резьба - имеет треугольный профиль и служит, в основном, для соединения деталей между собой. Метрическая резьба подразделяется на две группы: метрическая резьба с крупным шагом и метрическая резьба с мелким шагом для диаметров 0,25-600 мм.

· Трубная коническая резьба - имеет то же назначение, что и цилиндрическая. Необходимая плотность соединения достигается деформацией витков трубной конической резьбы.

· Коническая дюймовая резьба с углом профиля 60 град. Коническая дюймовая резьба применяется для получения плотных соединений.

· Дюймовая резьба - применяется для крепёжных соединений деталей машин болтами, винтами и шпильками.

· Трапецеидальные резьбы - применяются, в основном, для ходовых винтов станков и других силовых передач. Трапецеидальные резьбы подразделяются на крупную, нормальную и мелкую.

· Упорные резьбы - крупная, нормальная и мелкая - применяются преимущественно для ходовых и грузовых (с большой нагрузкой) винтов с односторонне действующей нагрузкой. В редких случаях используются как крепёжные.

· Прямоугольная резьба - применяется для грузовых и ходовых винтов. Резьба сложна в изготовлении и имеет недостатки, ограничивающие её применение.

· Трубная резьба цилиндрическая - трубная цилиндрическая резьба применяется в соединениях полых тонкостенных деталей, когда соединение должно быть особенно плотным.

· Модульная резьба - применяется для червяков.

Резьбы бывают левые и правые.

Резьбонарезной патрон представляет собой цилиндрическую оправку с плашкодержателем. На цилиндрической части оправки выполнен продольный паз, оканчивающийся кольцевой канавкой, в которой установлен подпружининый упор одностороннего действия. Врезание плашки в заготовку осуществляется подачей держателя. Затем, при самозатягивании инструмента, держатель скользит по оправке. В конце нарезания резьбы шпонка заскакивает в кольцевую канавку, и держатель, увлекаемый плашкой, свободно проворачивается. При включении обратного вращения шпинделя шпонка останавливается против паза оправки, входит в него и позволяет держателю продвигаться назад во время свинчивания плашки. Патрон настраивается на длину нарезаемой резьбы при установке указателя в необходимое положение по шкале. Для крепления плашек меньших размеров в посадочное отверстие патрона устанавливают переходные кольца.

Рисунок 13. Плашка.

Нарезание резьбы плашкой (Рисунок 13.) обычно осуществляют за одну установку заготовки после её подготовки под резьбу. Для подготовки необходимо:

- убедиться, что пиноль задней бабки и шпиндель станка соосны;

- закрепить плашку в резьбонарезном патроне и установить в пиноль задней бабки;

- установить заднюю бабку возможно ближе к заготовке и закрепить на станине;

- настроить резьбонарезной патрон на требуемую длину по первой заготовке из партии.

После подготовки плашку подводят к вращающейся заготовке ручной подачей, производят равномерный поджим до нарезания 2-3 полных витков резьбы, а дальнейшее нарезание осуществляется самозатягиванием.

Конические резьбы нарезаются с принудительной подачей почти по всей длине заготовки. В конце резания станок переключают на обратное вращение шпинделя и свинчивают плашку.

Если нарезать длинную резьбу при помощи резьбонарезного патрона невозможно, плашку закрепляют в слесарном плашкодержателе. Плашкодержатель держат левой рукой за рукоять, которую опирают на верхние салазки суппорта или стержень, закрепляемый продольно в резцедержателе. Включив вращение шпинделя, правой рукой вращают маховичёк задней бабки и пинолю подают плашку вперёд. Убедившись, что конус режущей части плашки совместился с центрирующей Фаской заготовки, производят нарезание резьбы. Если резьбу нужно нарезать до уступа, вращение шпинделя выключают до окончания нарезания и оставшиеся несколько витков дорезают вручную.

Скорость резания при нарезании резьбы плашками u=3-4 м/мин для стальных заготовок;u=2-3 м/мин для чугунных заготовок и u=10-15 м/мин для латунных заготовок.

Для нарезания резьб плашками рекомендуются следующие скорости резания:

- по стали 2 - 4 м/мин,

- по цветным металлам 8 - 12 м/мин,

- по чугуну 2 - 3 м/мин.

При нарезании резьбы метчиками и плашками подача равна шагу резьбы.

Круглые плашки для нарезания цилиндрических резьб - служат для нарезания резьбы метрической (d=1-135 мм),дюймовой (d=1/4-2"), трубной (d=1/8-2"), и для калибрования предварительно нарезанной резьбы.

Круглые плашки для конической резьбы - применяются для нарезания трубной конической резьбы (d=1/8-2") и конической резьбы с углом профиля 60* (d=1/16-2").

Круглыми плашками выполняют наружные резьбы треугольного профиля на деталях, к которым не предъявляют высоких требований по соосности резьбы с другими поверхностями. Пределы выполняемых резьб ограничены механическими свойствами обрабатываемого металла. Например, на стальных деталях круглыми плашками нарезают резьбы с шагом примерно до 2 мм. Для более мягких цветных металлов этот предел может быть увеличен. Резьбы с крупным шагом предварительно обрабатывают резцом, а затем уже калибруют плашками.

Плашки для конических резьб более широкие и имеют только одну режущую часть со стороны большего диаметра. Особенность их работы в том , что в процессе участвует не только режущая, но и калибрующая часть.

Участок детали, на котором необходимо нарезать резьбу плашкой, предварительно обрабатывают. Диаметр обработанной поверхности должен быть несколько меньше наружного диаметра резьбы. Для метрической резьбы диаметром 6-10 мм эта разница составляет 0,1-0,2 мм; диаметром 11-18 мм-0,12-0,24 мм; диаметром 20-30мм-0,14-0,28 мм. Для образования захода резьбы необходимо на торце снять фаску, соответствующую высоте профиля резьбы.

Перед нарезанием заготовку обтачивают до размера меньше наружного диаметра резьбы примерно на 0,7шага, чтобы предотвратить срыв вершинок резьбы из-за частичного выдавливания металла при резании. Для лучшего центрирования плашки на конце заготовки протачивают небольшую фаску.
Нарезание цилиндрических резьб плашками имеет некоторые особенности. Когда плашка принудительной подачей врежется примерно на половину своей ширины в заготовку. резьба нарезается самозатягиванием, т.е. плашка завинчивается на заготовку, как гайка на винт. Важно в начале резания совместить плашку с осью заготовки, чему способствует центрирующая фаска на заготовке и относительно свободное радиальное положение плашки в резьбонарезном патроне.

8. Инструкция по охране труда при работе на токарных станках

8.1 Общие положения

1.1. Работать только на станках, к которым имеется допуск, и выполнять работу, которая поручена.

1.2. Сосредоточить внимание на выполняемой работе, не отвлекаться на посторонние дела и разговоры, не отвлекать других.

1.3. Не допускать на свое рабочее место лиц, не имеющих отношения к порученной работе. Без разрешения мастера не доверять свой работающий станок другому рабочему.

1.4. Не опираться на станок во время его работы и не позволять делать это другим.

1.5. Заметив нарушение инструкции другим рабочим, предупредить его о необходимости соблюдения требований по технике безопасности.

1.6. О всяком несчастном случае немедленно поставить в известность мастера или бригадира и обратиться в медицинский пункт.

1.7. При ремонте станка и пусковых устройств на станке должен быть вывешен плакат: «Не включать -- ремонт».

1.8. Нельзя работать на неисправном и не имеющем необходимых ограждений станке. Не производить ремонт и переделку станка самостоятельно.

1.9. Не разрешать уборщику убирать у станка во время его работы.

1.10. Запрещается работать на станке в рукавицах или перчатках, а также с забинтованными пальцами без резиновых напальчников.

1.11. Во избежание несчастных случаев и попадания грязи и стружки в механизмы станка запрещается обдувать воздухом из шланга обрабатываемую поверхность и станок.

1.12. Надежно и жестко закреплять обрабатываемую деталь на станке.

1.13. Масса и габаритные размеры обрабатываемой детали должны соответствовать паспортным данным станка.

1.14. Устанавливать и снимать тяжелые детали и приспособления (массой более 16 кг) только с помощью подъемных механизмов. Не превышать нагрузку, установленную для грузоподъемных средств.

1.15. Пользоваться грузоподъемными механизмами только после специального обучения и аттестации.

1.16. Деталь должна быть надежно застроплена; для подъема применять специально строповочно-захватные приспособления. Освобождать обрабатываемую деталь от стропов или захватных приспособлений только после надежной установки, где надо -- и закрепления детали на станке.

1.17. Отрегулировать местное освещение станка так, чтобы рабочая зона была достаточно освещена и свет не слепил глаза. Протереть арматуру и светильник. Пользоваться местным освещением напряжением выше 36 В запрещается.

1.18. При всяком перерыве в подаче электроэнергии немедленно выключить электрооборудование станка.

1.19. Если на металлических частях станка обнаружено напряжение (ощущение тока), электродвигатель работает на две фазы (гудит), заземляющий провод оборван, остановить станок и немедленно доложить мастеру о неисправности электрооборудования.

1.20. Если пол скользкий (облит маслом, эмульсией), потребовать, чтобы его посыпали опилками, или сделать это самому.

1.21. Пользоваться деревянной решеткой и содержать ее в исправном состоянии.

1.22. Каждый рабочий обязан:

а) требовать от администрации цеха проведения инструктажа по технике безопасности до назначения на работу и при переводе на станок другой модели;

б) требовать от администрации цеха, чтобы печатная инструкция о мерах безопасности при работе на данном станке находилась на рабочем месте станочника;

в) строго выполнять все правила безопасности;

г) обязательно пользоваться полагающейся спецодеждой, спецобувью и индивидуальными защитными средствами (очками, респираторами, масками и др.);

д) при обнаружении возможной опасности предупредить товарищей и немедленно сообщить администрации цеха;

е) содержать в чистоте рабочее место в течение всего рабочего дня и не загромождать его деталями, заготовками, металлическими отходами, мусором и т. п.;

ж) укладывать устойчиво на подкладках и стеллажах поданные на обработку и обработанные детали; высота штабелей не должна превышать для мелких деталей

0,5 м, для средних -- 1 м, для крупных -- 1,5 м;

з) применять только исправные гаечные ключи соответствующих размеров;

и) при работе ключами не наращивать их трубой или другими рычагами; нельзя пользоваться прокладками, если ключи не соответствуют размерам гаек.

к) не мыть руки в масле, эмульсии, керосине и не вытирать их обтирочными концами, загрязненными стружкой;