Токарная обработка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Токарная обработка

В группу токарных станков входят токарно-винторезные, токарно-револьверные, многорезцовые токарные, карусельно-токарные, лобовые, токарные автоматы и полуавтоматы, сверлильно-отрезные и специальные токарные станки.

Основными инструментами для токарных станков являются резцы различных типов и кроме них также свёрла, зенкеры, зенковки, развертки, метчики, плашки и др.

В машинах и механизмах наибольшее число деталей представляют тело вращения, поэтому естественно, что станки токарной группы, на которых обрабатывают такие детали, являются основным оборудованием и составляют в механических цехах машиностроительных заводов больше половины всех станков.

Токарно-винторезные станки. Токарно-винторезные станки универсальны; на них обрабатывают самые разнообразные детали. Эти станки используют в единичном, мелкосерийном производстве и на ремонтных работах, в экспериментальных цехах заводов, в отделениях сельхозтехники, в учебных и передвижных мастерских.

Токарно-винторезные станки характеризуются широкими технологическими возможностями и служат для черновой и чистовой обработки цилиндрических, конических и фасонных наружных, внутренних и торцовых поверхностей, для сверления, зенкерования, развертывания отверстий, нарезания резьбы различных видов и др. В массовом производстве токарно-винторезные станки не применяются, уступая место автоматам, многорезцовым и специальным станкам.

Токарно-винторезные станки бывают самых различных размеров: от настольных - для обработки деталей часовых и других мелких механизмов и приборов до тяжелых - для обработки крупных деталей. Основными размерами у токарно-винторезных станков являются высота оси шпинделя над станиной и наибольшее расстояние между центрами передней и задней бабок.

Главные части токарно-винторезного станка: станина, передняя бабка с коробкой скоростей, суппорт с фартуком, задняя бабка и механизм для передачи движения от шпинделя к суппорту, в который входят коробка подач, ходовой винт, ходовой валик.

Станина служит для установки остальных частей станка. Она отливается из чугуна и имеет коробчатую форму. Верхняя часть станины имеет направляющие для передвижения по ним суппорта и задней бабки.

Передняя бабка неподвижно крепится к станине и снимается только при капитальном ремонте станка. Шпиндель является конечным звеном цепи главного движения, которое от него сообщается заготовке с помощью различных приспособлений. На правой части шпинделя нарезана резьба для навинчивания патронов или специальных приспособлений. Внутренняя часть шпинделя обработана на конус для установки втулки и центра. Отверстие в шпинделе делают сквозным для пропуска прутков, являющихся заготовками для деталей. Внутри корпуса передней бабки находится коробка скоростей.

Задняя бабка применяется при обработки валов для их поддержания, для закрепления свёрл, зенкеров. Разверток и других инструментов; корпус задней бабки смещают в поперечном направлении при обточке конусов с небольшими углами.

Суппорт предназначен для крепления режущих инструментов, главным образом резцов, и сообщения им движения подачи.

Вместе с отдельными частями суппорта резец можно передвигать в различных направлениях. Самая верхняя часть суппорта-резцедержатель будет перемещаться вместе с резцом при движении любой часть суппорта, находящейся ниже. Нижние салазки (каретка) при вращении маховичка перемещаются по направляющим станины. При движении поперечных салазок вершина резца перемещается по прямой, перпендикулярной оси шпинделя. Поворотная часть центрируется в кольцевой выточке поперечных салазок; её положение фиксируется гайками. Верхние салазки с помощью рукоятки движутся по направляющим поворотной части. Установка поворотной части под нужным углом контролируется по круговой шкале. Фартук крепится к нижним салазкам суппорта. Отдельные части суппорта могут передвигаться не только от руки, но и от механизмов подачи через ходовой валик или ходовой винт при нарезании резьбы. На задней стенке фартука смонтированы механизмы, связывающие суппорт с зубчатой рейкой, ходовым винтом и ходовым валиком. Справа на фартуке станка 1К62 имеется рукоятка включения подач суппорта от ходового валика и рукоятка включения шпинделя станка.

Принадлежности и приспособления к станку

Важное значение при обработке на станках имеют принадлежности, которые являются оборудованием, поставляемым заводом-изготовителем станков одновременно со станком. С помощью этих принадлежностей производится установка и крепление заготовок и инструментов. Помимо принадлежностей на заводах, эксплуатирующих станки, проектируются и изготовляюсь приспособления, применяемые для тех же целей, когда принадлежности не обеспечивают установки и крепления заготовок и инструментов по технологическому процессу, разработанному заводом, а также для механизации и автоматизации обработки, повышения точности обработки заготовок.

Проектирование и изготовление приспосабления - важнеиший этап подготовки производства. Например, для выпуска автомобиля «Москвич» требуется более 5400 приспособлений и контрольных приборов; с переходом на изготовление подобных машин другой конструкции большинство этих приспособлений непригодно. В связи с этим большое значение имеет разработанная в СССР систем универсально-сборных приспособлений (УСП), позволяющая в 2-3 раза сократить время и затраты на подготовку производства и в десятки раз снизить расход металла на приспособления. Сущность УСП состоит в том, что токарные, фрезерные, шлифовальные, и другие приспособления, а также контрольные приборы собираются из стандартных деталей. Когда нужда в приспособлении отпадают, его разбирают, а детали используют для сборки новых приспособлений.

Принадлежности к токарно-винторезному станку. Центры служат для установки (базирования) заготовок между шпинделем станка и пинолью задней бабки. Для установки заготовок в центрах на их торцах предварительно высверливают центровые отверстия. Передача крутящего момента от шпинделя при обработке в центрах осуществляется патронами или поводковыми устройствами. С целью сокращения времени на закрепление заготовки применяют различные самозажимные хомутики или самозажимные поводковые патроны. При вращении поводкового патрона его палец упирается в рычаг хомутика, который и зажимает заготовку.

Самоцентрирующие патроны применяют для закрепления заготовок с одновременным их центрированием. Существует несколько конструкций центрирующих механизмов патронов: с двузначным винтом, спиральные, реечные и другие с числом кулачков от 2 до 4. Наиболее распространение имеет трехкулачковый патрон. В корпусе патрона установлены три конических зубчатых колеса, имеющие квадратные углубления для торцового ключа, Колеса зацеплены с большим коническим колесом; это колесо с другой стороной имеет торцовую резьбу, с которой зацеплены с большим коническим колесом; это колесо с другой стороны имеет торцовую резьбу, с которой зацеплены рейки кулачков.

У четырех кулачковых патронов каждый кулачёк перемещается от своего винта, что позволяет закреплять в них несимметричные и не круглые заготовки. Правильная установка заготовок в четырехкулачковых патронах в ряде случаев требует много времени.

Когда закрепление заготовок в патронах невозможно, применяют планшайбу.

Для закрепления крупных заготовок используют прихваты; для закрепления патрубка используют угольник.

Чтобы обеспечить концентричность поверхностей обрабатываемых деталей (зубчатых колес, втулок, дисков и т.д.), чистовую обработку начинают с отверстия; в дальнейшем это отверстие используется в качестве базы при установке деталей на оправки. Имеется много различных конструкций оправок:: жесткие, цанговые, плунжерные, самозажимные и др.

Неподвижный люнет устанавливают и закрепляют на станине; он имеет три кулачка, поддерживающих заготовку при обработке. Кулачки люнета оснащают бронзовыми подушками, заливают баббитом или снабжают роликами. При высоких скоростях резания наблюдается значительное нагревание бронзовых и даже баббитовых кулачков и обрабатываемой заготовки, поэтому для скоростной обработки валов рационально применять специальные люнеты.

Подвижный люнет устанавливает на продольных салазках суппорта; его кулачки касаются обработанной поверхности и принимают на себя то давление, которое при отсутствии их вызывало бы на изгиб заготовки. Рационально применять подвижные люнеты-виброгасители, которые не только предотвращают изгибы заготовок, но одновременно гасят вибрации, возникающие при обработке валов. Колебания от заготовки через ролики и поршни передаются гидравлической системе и гасятся ею.

Револьверные станки. Револьверные (токарно-револьверные) станки применяют в серийном производстве при изготовлении деталей из штучной (кованной, литой) заготовки и из прутка. Эти станки имеют револьверный суппорт, на которой размещена револьверная головка. Ее можно поворачивать и фиксировать в том или ином положении. Число позиций у головок с вертикальной осью равно шести, с горизонтальной - до шестнадцати. Обработка заготовок производится последовательно инструментами по позициям в гнездах револьверной головки. К этим инструментам относятся резцы, сверла, метчики, плашки (ходового винта револьверные станки не имеют)

Токарные автоматы и полуавтоматы. Токарные автоматы применяют для изготовления различных деталей из калиброванных (холоднотянутых) прутков круглого, квадратного или шестигранного сечения или из штучной заготовки (литой, кованой). Работа налаженного автомата - установка, закрепление заготовки и ее обработка - выполняется без участия рабочего, обязанности её состоят в периодической зарядке автомата заготовками, периодическом контроле готовых деталей, осуществляемом, как правило, предельными калибрами шаблонами.

Токарные автоматы подразделяют на одно- и многошпиндельные. Одношпиндельные автоматы применяют в крупносерийном и массовом производстве, многошпиндельные - в массовом.

Основные узлы станка: станина, шпиндельная бабка, револьверный суппорт с револьверной головкой, поперечные суппорты, кулачковой распределительный механизм, направляющая труба с опорными стойками для прутка, механизм подачи прутка.

Карусельные станки применяют для обработки средних и крупных заготовок, диаметр которых, как правило, превышает их высоту. Ось вращения заготовки при обработке на карусельно-токарном станке вертикально (а не горизонтальна, как у всех других станков токарной группы), поэтому эти станки и получили название карусельные. На таких станках можно обтачивать и растачивать цилиндрические, конические и фасонные поверхности, обтачивать и подрезать торцы, отрезать части заготовки, нарезать резьбу, сверлить, зенкеровать и развертывать отверстия (последние три вида обработки не могут производиться на станках без револьверной головки).

Заготовка закрепляется на планшайбе, установленной на круговых направляющих станины. Планшайба закрепляется на шпинделе, который опирается на подпятник и проводится в движение от главного электродвигателя через коробку скоростей.

На направляющих стойки имеется поперечина, несущая вертикальный суппорт револьверной головкой. На тех же направляющих установлен боковой суппорт. Карусельные станки разделяют на одно и двухстоечные станки. Одностоечные станки изготовляют с боковым суппортом или без него. Наибольший диаметр обработки на этих станках в зависимости от размеров станка колеблется от 800 до 1650мм. Двухстоечные станки являются более жесткими и применяются для обработки крупных заготовок диаметром до 26 000мм. Они имеют на поперечине два вертикальных суппорта, а на правой стойке - боковой суппорт. Некоторые станки снабжаются ещё и четвертым суппортом, устанавливаемом на левой стойке.

Карусельные станки получили широкое распространение на всех заводах среднего и крупного машиностроения в связи с удобством установки и обработки на них тяжелых и крупных заготовок.

Обработка металлов резанием, металлорежущие станки и инструменты

Для обеспечения установленной чертежом точности размеров, формы и чистоты поверхности большинство деталей машин и механизмов обрабатывают на станках снятием стружки. Стружку снимают с заготовки различными металлическими и абразивными инструментами. У первых имеются специально заточенные режущие кромки (резцы, свёрла и др.), у вторых - множество твердых зерен с острыми гранями и углами на поверхности и в толще этих инструментов. Кроме того, припуск можно снимать с заготовки эрозионным воздействием электрических разрядов, ультразвуком, химикомеханическим способом и пр.

Обрабатываемые поверхности могут быть плоскими или, как у геометрических тел вращения, цилиндрическими, коническими (с прямолинейной образующей), «фасонными» (с криволинейной образующей) или сложной криволинейной формы (поверхности зубьев зубчатых колёс, кулачков, резьбы пр.).

Для получения поверхности заданной формы заготовки и инструменты закрепляют на металлообрабатывающих станках, рабочие органы которых сообщают им необходимые движения с установленными скоростью и силой.

Движение рабочих органов станков делят на основные и вспомогательные. Основными называют движения, при которых с заготовки снимается стружка; вспомогательными- движения, при которых стружка не снимается (отвод и подвод инструмента и пр.).

Основное движение можно разделить на главное движение и движение подачи. Главным движением называют то движение, скорость которого является наибольшей. Снятие стружки на большинстве станков осуществляется лишь при сочетание этих двух движений.

При точении заготовке сообщается вращательное главное движение, а инструмента (резцам)- движение подачи.

При фрезерование, наоборот, главное движение сообщается инструменту (фрезе), а движение подачи- заготовке.

При сверлении как главное движение, так и движение подачи обычно сообщаются инструменту, однако в специальных станках это может не соблюдаться.

При строгании на продольно-строгальных станках главное движение сообщается заготовке, а движение подачи - инструменту(резцу).

При протягивании главное движение (прямолинейное) сообщается инструменту (протяжке), а подача определяется разностью высот каждых двух смежных зубьев протяжки; движение подачи по этой схеме нет, оно заложено в конструкции протяжки.

Элементы резания и геометрия резца

Резец наиболее распространенный режущий инструмент, применяемый при обработке материалов со снятием стружки на различных станках.

Резцы различают по виду обработки и оборудования; по выполняемой работе (проходные подрезные, отрезные, расточные, резьбовые, фасонные, а также обдирочные, чистовые и для алмазного точения); по направлению подачи (радиальные и тангенциальные, а также правые и левые); по роду инструментального материала (из низкого и среднелегированной стали, быстрорежущие, твердосплавные алмазные, минералокерамические); в зависимости от формы сечения стержня (прямоугольные, квадратные, круглые); по форме головки (прямые, отогнутые, изогнутые, оттянутые); по способу изготовления (цельные, с припаянной или закреплённой механически пластинкой с приваренной головкой).

Резец состоит: головки и тела. Тело резца служит для закрепления его в резцедержателе или в державке, причём резец опирается на подошву; головка затачивается таким образом, что создаются режущие элементы резца. Пересечением передней поверхности и главной задней поверхности образуется главная режущая кромка, а пересечением передней поверхности и вспомогательной задней поверхности - вспомогательная режущая кромка.

Главная и вспомогательная режущие кромки соединяются вершиной резца.



Рис. 1

Обтачивание является одним из основных видов обработки резанием, поэтому с особенностями условий резания принято знакомить на примере обтачивания. Режущие свойства резца в значительной мере зависят от углов его заточки или, от геометрии резца

Приведем определении углов резца (рис 1)

ц-главный угол в плане, образованный проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи;

ц ₁ вспомогательный угол в плене, образованный проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением, обратным подаче;

е - угол при вершине резца между проекциями главной вспомогательной режущих кромок на основную плоскость;

г - главный передний угол, образованный плоскостью, перпендикулярной плоскости резания, и передней поверхностью;

б - главный задний угол между плоскостью резания и главной задней поверхностью;

в - угол заострения между передней и главной задней поверхностями;

д - угол резания. Образованный плоскостью резания и передней поверхностью;

л - угол наклона главной режущей кромки, составленный главной режущей кромкой и прямой параллельной основной плоскости, лежащей в плоскости резания и проходящей через вершину резца; измеряется в плоскости резания;

г₁ - вспомогательный передний угол между плоскостью, перпендикулярной плоскости резания, и передней поверхностью;

б₁- вспомогательный задний угол, образованный вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку и перпендикулярной основной.

Углы в плане (ц, ц₁ и е) измеряются в плоскости, параллельной основной; углы главной режущей кромки (г, б, в, и д)- в главной секущей плоскости NN; углы вспомогательной режущей - во вспомогательной секущей плоскости N₁N₁; б+в+г= 90; д= б+в =90 -г; ц+е+ц₁=180

Углы резца имеют следующее основное значение.

Угол б способствует уменьшению трения между обрабатываемой поверхностью заготовки и главной задней поверхностью резца.

Величина его обычно принимается в пределах 6°-15°, а чаще он равен 8°.

Угол г облегчает процесс образования стружки.

Угол е оказывает сильное влияние на стойкость резцов: чем больше этот угол, тем (при прочих равных условиях) больше стойкость резца.

Угол л способствует отводу стружки в ту или иную сторону.

Для обдирочных резцов он колеблется в пределах от 0 до 10°, для чистовых от 0 до 3°

На рис.2 показано влияние угла л на направление схода стружки.

При л=0 главная режущая кромка расположена параллельно основной плоскости и при резании она внедряется в припуск всеми точками одновременно; в результате стружка завивается в спираль (рис. 2,а).



Рис. 2

Если угол л отрицательный (рис.1,б),то вершина резца находится выше других точек главной режущей кромки, поэтому стружка будет отходить в сторону обрабатываемой поверхности.

При положительном угле л (рис.1,в) вершина резца лежит ниже главной режущей кромки, в результате припуск снимается вначале периферическими частями режущей кромки и в последнюю очередь вершиной резца, поэтому стружка сходит в сторону обрабатываемой поверхности. При положительных углах л резец более стоек, однако обрабатываемая поверхность может быть повреждена сходящей стружкой, поэтому такие резцы применяют для предварительной (черновой) обработки.

Фрезерные станки

Фрезерные станки разделяют на консольные, и бесконсольные, продольные, портальные, карусельно-фрезерные, барабанно-фрезерные, копировальные и специальные. В зависимости от положения оси шпинделя различают горизонтальные и вертикальные станки, в зависимости от наличия поворотного стола - простые и универсальные (с поворотными столами).

Консольные станки предназначены для обработки не больших по высоте и не тяжелых заготовок, что определяется размерами столов (до 500*2000мм.) и наибольшим расстоянием (500мм.) до торца шпинделя (у вертикальных) или до его оси (у горизонтальных).

Горизонтально- фрезерные консольные станки применяют в цехах единичного или серийного производства, а также в ремонтных цехах. На универсальном станке, имеющем поворотную часть, можно фрезеровать плоскости, пазы, фасонные поверхности, зубья колес, винтовые канавки и т.д. Если станок не является универсальным, фрезеровать винтовые канавки на нем невозможно.

В станке по вертикальным направляющим станины может перемещаться консоль, снабженная направляющими для поперечных салазок. Поворотная часть закрепляется на поперечных салазках и несет стол, на котором непосредственно или приспособлении крепится обрабатываемая заготовка. Таким образом, заготовка может иметь вертикальное перемещение (с консолью), горизонтальное, параллельное оси шпинделя (с поперечными салазками), и горизонтальное, перпендикулярное оси шпинделя при движении стола по направляющим поворотной части. для фрезерования винтовых канавок поворотную часть под углом до -4 5 до +45°. Фреза закрепляется на оправе, один конец которой в свою очередь укрепляется в шпинделе. Второй конец оправки поддерживается серьгой, укрепленной на хоботе. Шпиндель приводится во вращение от электродвигателя через коробку скоростей, расположенную в станине.

Движение подачи осуществляется столом; механическая подача производится от отдельного электродвигателя через коробку подач, находящуюся в консоли. Устройство коробок скоростей и коробок подач фрезерных станков аналогично устройству этих узлов у токарных и сверлильных станков.

Вертикально-фрезерные консольные станки используют для фрезерования плоскостей торцовыми фрезами. Вертикально-фрезерные отличаются от горизонтально-фрезерных расположением оси шпинделя и отсутствием хобота. Шпиндель вертикально-фрезерного станка расположен во фрезерной головке.

У некоторых станков фрезерная головка может поворачиваться в вертикальной плоскости.

Продольно-фрезерные станки применяют для обработки как крупных, так и не больших заготовок (с помощью многоместных приспособлений).

По направляющим станины перемещается стол, на котором укрепляют заготовки, а чаще приспособления с заготовками. Шпиндельные бабки расположены на стойках и на поперечине.

Шпиндельные бабки выполняют как агрегатные узлы с отдельными электродвигателями они имеют механизмы для настройки необходимого числа оборотов шпинделя. Шпиндель имеет установочное осевое перемещение на 100-200мм.

Подача стола и шпиндельных бабок осуществляется одним электродвигателем.

Эти станки являются весьма производительными, так как заготовка может обрабатываться одновременно с трех сторон. Некоторые типы продольно-фрезерных станков имеют поворотные фрезерные головки, позволяющие получать при обработке наклонные плоскости.

Приспособления для фрезерных станков

При обработке деталей на фрезерных станках широко применяют универсальные установочные и зажимные приспособления: оправки тиски с ручным зажимом, пневматические и гидравлические, делительные головки, поворотные столы и др., а также специальные приспособления для позиционной, непрерывной и автоматизированной обработки.

В условиях единичного производства закрепление мелких заготовок на станинах производится с помощью винтовых машинных тисков, крупных - с помощью прихватов.

Недостатком винтовых машинных тисков является ручной зажим детали. При серийном производстве для закрепления заготовок применяют одно- и многоместные специальные приспособления, а также тиски с пневматическим зажимом.

токарный винторезный станок металл резание

Делительные головки

служат для предварительного закрепления и дальнейшего поворота заготовок на требуемый угол при фрезеровании на них канавок или плоскостей, расположенных под тем или иным углом. Делительные головки применяют для фрезерования зубчатых колёс, канавок у режущих инструментов (фрез, зенкеров, разверток, сверл), плоскостей многогранников и др. различают делительные головки для непосредственного и простого деления, универсальные и оптические.

Фрезерование

Фрезерованием называют операцию механической обработки резанием, при которой многолезвийный инструмент- фреза - имеет вращательное (главное) движение, а обрабатываемая заготовка - поступательное (движение подачи).

Различают цилиндрическое и торцовое фрезерование. При цилиндрическом фрезеровании ось фрезы параллельна обрабатываемой поверхности, при торцевом - перпендикулярна этой поверхности.

При цилиндрическом фрезеровании движение подачи может быть направленно против вращения фрезы (фрезерование против подачи, встречное- рис3 а) или в направлении вращения фрезы (фрезерование по подаче, попутное- рис. 3, б)

Рис. 3

Фрезерование является одним из высокопроизводительных и распространенных способов обработки резанием; его применяют для получения плоских или профильных (фасонных) гладких, рифленых поверхностей, пазов, канавок, изготовления зубчатых колес и пр.

По форме зуба фрезы бывают с прямыми и винтовыми зубьями. По форме задней поверхности зуба фрезы бывают затылованные и незатылованные (остроконечные).

По назначению фрезы делят на следующие:

А) для обработки плоскостей - цилиндрические и торцовые;

Б) для выемки пазов шлицев - дисковые, пазовые, концевые, одноугловые, двуугловые, Т-образные;

Г) для резки металлов - отрезные (пилы круглые).

Каждый режущий зуб фрезы имеет такие же элементы, как резец (рис 4, б) или другой режущий инструмент, и врезаясь в металл, снимает стружку. Весь припуск заготовки можно разделить на части, последовательно срезаемые зубьями фрезы (рис 4, а). Эти части ограниченны одинаковыми циклоидальными поверхностями и имеют переменное сечение. Легко видеть, что при фрезеровании каждый зуб работает периодически.

Рис. 4

Это существенная особенность, выгодно отличающая фрезерование то других видов обработки (например, точения или сверления), где режущие части инструмента нагружены в процессе резания непрерывно. Продолжительность контакта фрезы с заготовкой определяется величиной угла контакта.

Цилиндрические фрезы (рис.5 а) применяют для обработки плоскостей на горизонтально-фрезерных станках. Фрезы с винтовыми зубьями работают плавно, так как зубья врезаются в заготовку постепенно. Этим они выгодно отличаются от фрез с прямым зубом (см. рис.4) где вход каждого зуба в контакт с заготовкой сопровождается ударом, что может быть причиной возникновения вибраций и ухудшений чистоты образованной поверхности.

Помимо цельных цилиндрических фрез применяются сборные цилиндрические фрезы, ножи которых изготовляют из быстрорежущей стали или оснащают твердым сплавами.



Рис. 5

Торцовые фрезы применяют для обработки плоскостей на вертикально-фрезерных, продольно-фрезерных и других фрезерных станках.

Режущие кромки этих фрез расположены как со стороны торца, так и со стороны боковой поверхности фрезы. Эти фрезы изготовляют цельными (рис. 5 б) или со вставными ножами-зубьями (рис. 5, в)

Для скоростного фрезерования используют фрезы с зубьями, оснащенными пластинками твердых сплавов, или фрезы со вставными ножами. По конструкции такая фреза должна быть простой, обеспечивать возможность быстрой установки и регулирования ножей в корпусе, обладать необходимой прочностью и жесткостью. Для плавности работы (вращения) фрезы, повышения стойкости ножей (зубьев) и улучшения качества обработанной поверхности при скоростном фрезеровании часто применяют специальные маховики, которые крепят на нижнем конце шпинделя станка или на корпусе торцовой фрезы. На рис. 5, г приведена торцевая фреза с маховиком.

Шлицевые, дисковые и концевые фрезы (рис.5 д, е, ж) применяют для получения прямолинейных пазов и шлицев. Шлицевые фрезы имеют режущие кромки только по образующей цилиндра.

Дисковые фрезы изготовляют обычно трехсторонними с режущими кромками по образующей цилиндра и по обоим торцам.. концевые фрезы имеют режущие кромки на торцах и на цилиндрической образующей.

Одноугловыми и двуугловыми фрезами (рис. 5, з, и) фрезеруют канавки различного профиля у режущих инструментов (фрез, зенкеров, разверток и т.д.) и в некоторых деталях.

Т - образные фрезы (рис. 5, к) используют для получения соответствующих пазов главным образом у столов металлорежущих станков. Фасонные фрезы приведены на рис 5, л. Задняя поверхность фасонных фрез затылована (выполняется по архимедовой спирали); переточку фрез производят только по передней поверхности, причем профиль зуба не нарушается.

Модульными, дисковыми (рис 5, м) и модульными пальцевыми фрезами (рис. 5, н) нарезают зубья зубчатых колёс. Каждая фреза пригодна для получения зубьев только данного модуля и зубчатых колёс лишь одного определённого интервала количества зубьев, например от 17 до 20, от 21 до 25 зубьев и т.д. (теоретически каждая модульная фреза пригодна лишь для нарезания зубчатого колеса с определенным количеством зубьев); поэтому модульные фрезы изготавливают комплектами из или 15 шт. Переточку модульных фрез (как и всяких фасонных фрез) производят только по передней поверхности.

Червячные фрезы (рис. 5 о) также применяют для нарезания зубьев зубчатых колес на зубофрезерных станках. Червячная фреза имеет зубья трапецеидальной формы. Нарезание зубьев колес червячной фрезой производится методом обкатки, причем в таких случаях точность получается более высокой (по сравнению с нарезанием зубьев дисковой фрезой). В этом случае червячная фреза как бы находится в зацеплении с заготовкой и обкатывает ее. Здесь уже не требуется комплекта фрез, так как при нарезании колес нужный профиль зуба автоматически получается в зависимости от окатываемого диаметра. Помимо зубонарезания

Червячные фрезы применяют для нарезания резьбы, фрезерования шлицев и т.д.

Сверлильные и расточные станки

На сверлильных и расточных станках сверлят, зенкеруют, растачивают, развертывают отверстия, нарезают резьбу. В эту группу входят следующие станки: по конструкции - настольные, вертикально- сверлильные на колонне, радиально - сверлильные, для глубокого

Сверления, расточные, специальные; по числу шпинделей - одно- и много шпиндельные;

По расположению шпинделей - с вертикальными, горизонтальными и наклонными шпинделями; по автоматизации - универсальные, полуавтоматы и автоматы.

Наибольшее распространения получили сверлильные станки с вертикальным расположением шпинделя.

Вертикально сверлильные станки применяют в цехах единичного и мелкосерийного производства, а также в ремонтных цехах.

Их характеризуют (как и все сверлильные станки) наибольший диаметр сверла. Вертикально - сверлильные станки бывают различных размеров: от настольных (с наибольшим диаметром сверла 6мм) до тяжелых (наибольшим диаметром сверла 75мм).

На рис.6 показан вертикально- сверлильный станок типа 2135. наибольший диаметр сверла для этого станка 35мм. Обрабатываемую заготовку прикрепляют к столу 2 с помощью прихватов или закрепляют в специальном приспособлении, которое устанавливают на столе станка. Стол с помощью винта 1 устанавливают на той или иной высоте и рукояткой 8 закрепляют на станине 9. инструмент крепят в шпинделе 3, получающем главное вращательное движение от электродвигателя 7 через коробку скоростей 6 и автоматическое движение подачи от коробки подач 5. вертикальное перемещение шпинделя может производится также вручную с помощью маховика 4. Шпиндель станка имеет шесть различных частот вращения (от n₁= 47об/мин до n₆ =466об/мин) и восемь различных подач (от 0,1 до 1,11мм/об).

Рис. 6

Радиально-сверлильные станки предназначены для сверления и других видов обработки отверстий в тяжелых и громоздких заготовках, установка которых на столе вертикально-сверлильного станка невозможна или неудобна. Если на вертикально - сверлильных станках перед сверлением ось будущего отверстия в заготовке совмещается с осью шпинделя, то в радиально-сверлильных, наоборот, шпиндель устанавливается в требуемом положении, а заготовка остается неподвижной. Шпиндель 8 (рис. 7)расположен в сверлильной головке 7, в которой смонтированы также коробки скоростей и подач. Главное движение и движение подачи сообщаются шпинделю от электродвигателя 5. Для установки оси шпинделя над той или иной точки заготовки сверлильная головка может перемещаться по направляющим рукава 6 и вместе с ним поворачивается около оси колонны 2.

Рис. 7

На поворотной гильзе 3 находится электродвигатель 4,служащий для подъема рукава с помощью винта 9.

Колонна опирается на фундаментную плиту 1; на ней же устанавливаются обрабатываемая заготовка и съемный стол станка 10.

Приспособления к сверлильным станкам нужны для крепления инструмента в шпинделе и для базировки и крепления заготовки.

На рис.8 а, показан разрез конца шпинделя с коническим отверстием для крепления хвостовика инструмента или патрона. Размеры отверстий стандартизованы. Для извлечения инструмента в нем сделан проем (окно) для клина. Если размер (номер) конуса шпинделя больше конуса инструмента, применяют переходные втулки (рис. 8, б установка инструмента в шпинделе с помощью двух переходных втулок приведена на рис. 8, в.

Рис. 8 Рис. 9

Инструменты с цилиндрическими хвостами зажимают в сверлильные патроны, а последние с помощью конуса крепятся в шпинделе станка. На рис 9 приведен трехкулачковый патрон, допускающий закрепление инструментов в ручную или (для усиления зажима) с помощью ключа 2. кулачки 3 расположены наклонно в отверстиях корпуса и имеют резьбу, связывающую их с гайкой 4. при вращении обоймы 1 вращается гайка 4, что сопровождается одновременным перемещением кулачков и закреплением инструментов.

Крепление инструментов с помощью таких патронов (как и непосредственное крепление в шпинделе станка с помощью конусного хвостовика) применяют тогда, когда при выполнении операций используется один инструмент. Если же отдельные операции требуют применения различных инструментов, то для сокращения времени применяют быстросменные патроны. При нарезании резьбы на сверлильных станках метчиками для закрепления последних применяют Самоцентрирующие, быстросменные предохранительные и другие патроны.

Чтобы повысить точность обработки и уменьшить время, на сверлильных станках применяют указатели глубины сверления, упоры, кондукторы (приспособления для сверления), устройства, автоматизирующие циклы работы станков, и т.д.

Сверление

Сверление, зенкерование и развертывание производят на сверлильных станках различных типов, расточных, агрегатных, а также на станках токарной группы. Кроме того, для этих работ используют ручные и механические дрели.

Сверление. Сверлением получают отверстия в сплошном материале, используя при этом сверла как режущий инструмент.

Главное движение при сверлении вращательное, движение подачи поступательное.

На сверлильных станках общего назначения и расточных станках главное движение имеет сверло: на токарных станках и специальных станках для глубокого сверления сверло имеет только поступательное движение, а заготовка - вращательное; это способствует высокой точности обработки.

Сверла разделяются на спиральные, центровочные, перовые, сверла с пластинками из твердых сплавов и сверла для глубоких отверстий.

Спиральные сверла (рис.10) - самый ходовой инструмент для сверления и рассверливания; их заготавливают диаметром от 0,1 до 80мм. Рабочая часть сверла 1 (рис. 10, а) снабжена двумя винтовыми канавками; режущая часть l₁ имеет два режущих зуба.



Рис. 10

Каждый режущий зуб имеет переднюю поверхность 4 (рис. 10 в), заднюю поверхность 3 и режущую кромку 2; границей зубьев является передняя кромка 5. Калибрующая часть l₂ снабжена ленточками 1, которые обеспечивают направление сверла во время сверления и способствуют уменьшению его нагрева. Хвостовик l₄ делают коническим - для закрепления в шпинделе с танка или в переходной втулке, или цилиндрическим (рис. 10, б) - для закрепления в патроне.

На шейку l₃ наносится маркировка сверла. Угол 2ц (угол при вершине сверла) между режущими кромками берется равным от 140 (для мрамора и других хрупких материалов) до 80° (для алюминия, баббита и других мягких металлов).

Для сверления стали и чугуна этот угол берется равным 116- 118°. Угол наклонна винтовой канавки щ определяет величину переднего угла и колеблется от 10 (для случая сверления хрупких материалов) до 45° (для мягких материалов); для стали и чугуна этот угол берется равным 30°. Сверло работает чаще всего в сплошном материале в тяжелых условиях, поэтому отверстия получаются неточными, с грубой поверхностью (R_f 10-20 мкм). Объясняется это «уводом» сверла, главным образом вследствие наличия передней кромки, которая при работе сверла не режет, а давит заготовку. Установлено что около 65% усилия подачи приходится на поперечную кромку. Для облегчения условий работы сверла поперечную кромку подтачивают (рис. 10, г); с той же целью производят двойную заточку сврла, работающих по чугуну и стали, с углом 2ц₁=75?80° (рис. 10, д). Ширина b задней поверхности второй заточки делается в пределах 0,18-0,22 диаметра сверла. В результате двойной заточки увеличивается ширина стружки за счет толщины, уменьшается угол при вершине, поэтому повышается стойкость сверла.

Центровочные сверла применяют для сверления центровых отверстий для установки заготовок в центрах.

Эти сверла делают комбинированными и двусторонними для лучшего использования инструментальной стали.

Перовые сверла выполняют в виде лопаток. Применяются они редко, в основном при сверлении отверстий в твердых поковках и литьё.

Сверла для глубокого сверления изготовляют диаметром от 6 до 100мм для работы на специальных сверлильных станках, причем в большинстве случаев сверлу сообщается лишь движение подачи, а главное движение (вращательное) сообщается заготовке.

Строгальная обработка

Строганием называют операцию механической обработки, выполняемую резцами при возвратно-поступательном главном движении и прерывистом движении подачи, которое осуществляется в конце обратного (холостого) хода. Функции главного движения подачи распределяются между заготовкой и резцом в зависимости от типа станка (продольно-строгальный, поперечно-строгальный, долбежный, специальный).

На рис 11 приведены элементы резания и строгания при строгании: t-глубина резания, s-подача, a-толщина стружки,b-ширина стружки. Стрелками указано направление скоростей рабочего х_р.х и холостого х_х.х ходов.

Рис. 11

На рис.12 приведена схема долбления резцом, оснащенным пластинкой из твердого сплава, указаны передний г и задний б углы резца. направление главного движения при долблении -вертикальное. Наименование, характеристики элементов и углов у строгальных и долбежных резцов те же, что и у токарных. Строгальные резцы изготовляют прямыми или (чаще) изогнутыми. Следует предпочесть изогнутые резцы, особенно при больших усилиях резания. Под влиянием давления резания резец в той или иной степени изгибается, причем его вершина поворачивается около точки средней линии, лежащей на высоте его крепления (рис. 13).



Рис. 12 Рис. 13 Рис. 14

Вершина прямого резца при изгибе вдавливается в обработанную поверхность (рис. 13,а), что влечет за собой заклинивание, дрожание и выкрашивание резца, вершина же изогнутого резца под влиянием давления резания отходит от обработанной поверхности (рис. 13, б) и заклинивания не происходит.

Обдирочные резцы применяют для предварительной обработки заготовок. На рис. 14, а показан обдирочный резец. Чистовые резцы для строгальных работ имеют различную геометрию. На рис. 14, б приведен чистовой широкий резец. Существуют также чистовые резцы с большим радиусом при вершине, подобные токарным. Подрезные резцы (рис. 14,в) предназначены для обработки боковых поверхностей заготовок; они работают при вертикальной подаче. Прорезные резцы (рис. 14, г) используют главным образом для строгания пазов.

Строгание широко применяют при изготовлении рам и плит, для обработки направляющих станин станков, направляющих штанг, кромок листов и пр.

Протягиванием называют операцию механической обработки на протяжных станках многолезвийными режущими инструментами - протяжками. Область применения протягивания - обработка мелких и средних деталей в крупносерийном и массовом производстве. в единичном мелкосерийном производстве протягивание не выгодно из-за высокой стоимости протяжек.

Протягивание разделяют на внутреннее и наружное. Внутреннее протягивание применяют для отверстий размером от 3 до 300мм. Отверстие под протягивание предварительно высверливают или растачивают. Форма отверстий, полученных протягиванием, может быть самой разнообразной: цилиндрической, трехгранной, квадратной, многогранной, овальной, фасонной, с канавками различных профилей и пр.

Высокая производительность протягивания в сочетании с большой стойкостью протяжек, хорошей чистотой обработанной поверхности (R_А=0,3?3мкм) и высотой точностью (7 - 8й квалитеты) выдвигает этот метод в число передовых методов обработки деталей.

Обработка металлов абразивным инструментом

Шлифованием называют обработку поверхностей абразивными материалами. Абразивные материалы (зерна высокой твердости с острыми кромками) могут быть в свободном виде (порошки) или в связанном (цементированном) в форме брусков, кругов, сегментов.

В большинстве случаев шлифование является отделочно-доводочной операцией, обеспечивающей высокую точность и чистую поверхность. Шлифования применяют также для обдирочных работ, для заточки режущего инструмента и пр. набольшее количество шлифовальных работ выполняют с использованием быстро вращающегося абразивного круга.

Окружная скорость круга составляет 8-50м/с и выше в зависимости от твердости обрабатываемого материала (чем тверже материал, тем меньше скорость).

Шлифование применяют при черновой (обдирочной), чистовой и отделочной обработке наружных и внутренних цилиндрических и конических, плоских и криволинейных поверхностей всех металлов и сплавов.

В соответствии с видом применяемых станков различают шлифование круглое, бесцентровое, внутреннее, плоское и специальное.

Отделочные виды механической обработки

Отделочные и доводочные виды обработки металлов обеспечивают получения гладких, зеркальных поверхностей.

Размещено на Allbest.ru