Аносов Ю.М. и др. Основы отраслевых технологий и организации производства
Подождите немного. Документ загружается.
Для наладки станка на нарезание резьбы с левой торцовой
сторо
ны станины установлена коробка 4 сменных зубчатых
колес.
С
правой стороны на направляющих станины расположена
зад
няя бабка 11, которая служит для
поддержания обрабатыва
емой
заготовки при работе в центрах, а также для закрепления
мерных
инструментов, применяемых для обработки отверстий (свер
л, зен
керов, разверток) и нарезания резьбы (метчиков, плашек).
Кроме точения с продольной подачей (рис. 7.1, а) на
токар
ных
станках может осуществляться точение с поперечной подачей
(про
резка каналов, подрезка торцов, отрезка и т. д.).
По технологическому назначению различают следующие
виды
токарных резцов: проходные, подрезные, расточные, отрезные
, резь
бовые, фасонные, галтельные и др.).
Для крепления режущего инструмента применяют
следующи
й
вспомогательный инструмент: резцедержатели, резцедержавки
, пат
роны, переходные втулки и др.
Для крепления заготовок применяют различные виды
приспо
соблений: патроны (четырех-, трех- и двухкулачковые), цангов
ые, по
водковые и другие; центр
а
(прямые, обратные, грибковые и
другие);
оправки (гладкие, конические, резьбовые и др.), люнеты -
дополни
тельные опоры для обработки длинных нежестких валов и
другие.
Для повышения производительности процесса точения пр
именя
ют
токарные полуавтоматы, в которых по сравнению с пр
остыми
станками не автоматизирована установка заготовки, и
а
в
томаты,
в которых автоматизирован весь цикл обработки. Различают:
одно
шпиндельные токарные автоматы (револьверные, фасонно-отрезные
и фасонно-продольные); одношпиндельные токарные полуа
втоматы
(с числовым программным управлением, многорезцовые,
копиров
ь
ные и многорезцовокопировальные); многошпиндельные
токарные
автоматы (горизонтальные последовательного и параллельног
о дей
ствия); многошпиндельные токарные полуавтоматы (горизонт
аль
ные и вертикальные последовательного и параллельного
действия).
Растачивание - метод обработки внутренних цилиндриче
ских
поверхностей в заготовках с отверстием резцами.
Рис. 7.
2
. Схемы растачивания отверстий: а-на токарном
станке
;
б
- иа горизонтально-расточном станке
1 - з
а
гото
в
к
а
; 2 - к
ре
п
ление
: п
а
т
р
о
н
или
сто
л
; 3-
ре
з
ец
151
При
растачивании на токарных станках (рис. 7.2, а) главное
вращательное
движение со скоростью V
,
м/мин, получает заготов
ка 1, закрепленная в патроне
2,
а движение продольной
подачи
S
n
p•
ммjоб, получает резец3. При растачивании на
горизонтьно
расточном станке
(рис. 7.2, б) главное вращательное
движение со
скоростью
V, мjмин, и движение осевой (продольной)
подачи S
n
,
мм/об,
п
олучает державка с резцом.
Растачиван
ие при вращении инструмента осуществляют также
на координатно- и на алмазно-расточных станках.
За
готовки
на столе расточного станка закрепляют в
машинных
тисках,
с помощью прижимных
планок, угольников,
призм и дру
гих приспособлений.
Инструментами
для растачивания являются расточные
резцы и
блоки
со вставными регулируемыми резцами и расточные г
оловки
специьной конструкции.
Вспомогательными инструментами на токарных станках явля
ются
резцедержатели, а на расточных - расточные скалки (бор
штанги, державки).
При растачиван
ии разными резцами с различными режимами
резания
обеспечивается точность 5-14 квалитета и шероховатость
Ra
= 0,4-12,5 мкм.
Методы обработки отверстий
мерным инструментом
Сверление
-
метод обработки цилиндрических отверстий
в
сплошном материале сверлами, имеющими два режущих лезвия.
При
сверлении на токарном станке (рис. 7.3, а)
главное вра
щательное
движение со скоростью V, мjмин, получает заготовка,
а продольная
подача S
n
p•
ммjоб,
осуществляется перемещением
сверла.
При
сверлении на вертикально-сверлильном станке (рис. 7.3, б)
главное
движение - вращение
со скоростью V, мjмин
,
и верти
кальную
подачу S
в
, ммjоб, получает сверло.
152
1
Рис
.
7.3.
С
х
е
м
ы с
в
ерления отверсти
й
спирал
ь
н
ыми
сверлами
:
а
-
н
а
ток
а
рном ст
а
нк
е
;
б
-
н
а в
е
рти
к
а
л
ь
но-сверлил
ь
ном
с
т
а
нк
е
Заготовки на столе сверлильного станка закрепляют в приспо
соблениях, аналогичных для расточных станков, а также в различ
ных кондукторах (сверлильных приспособлениях с направляющи
ми сверло элементами - кондукторными втулками).
Кроме спиральных применяют следующие виды сверл: перовые,
пушечные, ружейные, трепанирующие и др.
Вспомогательным инструментом при сверлении являются пе
реходные втулки и сверлильные патроны.
Рассверливание - метод обработки ранее просверлеиных от
верстий сверлами большого диаметра.
Сверление и рассверливание обеспечивают точность 11-12 ква
литета и шероховатость R
a
=
6,3-12,5 мкм.
Зенкерование - метод обработки отверстий, ранее просверлен
ных, отлитых или прошитых, инструментом-зенкером, снабженным
в отличие от сверла тремя или четырьмя режущими лезвиями.
Зенкерованием обеспечивается точность 10-12 квалитета и ше
роховатость R
a
= 2,5-12,5 мкм.
Развертывание - метод окончательной обработки предвари
тельно просверлеиных или зенкерованных отверстий инструмен
том-разверткой, имеющей 6-12 режущих лезвий.
Развертыванием обеспечивается точность 5-11 квитета и ше
роховатость R
a
= 0,32-1,25 мкм.
Зенкерование и развертывание осуществляются на тех же стан
ках, что и сверление с аналогичными приспособлениями и вспомо
г
ательными инструментами.
Метод
ы
обработки плоскостей резцами
Строгание
-
метод обработки плоскостей резцами, характери
зующийся наличием двух движений: горизонтального возвратно
поступательного движения рез
ц
а или заготовки (скорость резания
V, мjмин) и прерывистым поступательным движением заготовки
или резца (поперечная подача Sп, мм/дв. ход).
При стро
г
ании на поперечио-строгальных станках (рис. 7.4, а)
главное движение со скоростью резания V, мjмин, осуществляет
резец (перпендикулярно плоскости
чертежа), а движение подачи Sп,
а)
�
мм/дв. ход - заготовка.
При строгании на продольно
строгальных станках главное движе
ние - возвратно-поступательное дви
жение заготовки, а движение пода
чи - прерывистое поступательное
движение резца.
Различают следующие виды стро
г
альных резцов: проходные, подрез
ные, отрезные и фасонные.
Рис. 7.4. Схемы строгания
(
а
)
и
долбления
(
б)
153
Долбление является разновидностью строгания, в отличие от ко
торого главное движение на долбежных станках - возвратно-по
ступательное в вертикальной плоскости со скоростью V, мjмин
совершает резец, например, при долблении шпоночного паза
(рис. 7.4, б), а прерывистое движение подачи - заготовки в гори
зонтальной плоскости с подачей S, ммj дв.ход.
Долбление осуществляют проходными, прорезными резцами и рез
цами для шпоночных пазов.
Приспособлепил для закрепления заготовок на строгальных
и долбежных станках такие же, как и на расточных станках.
Резцы на строгальных и долбежных станках закрепляют в спе
циальных державках одно- и многорезцовых.
При строгании с разными режимами обеспечивается точность
7-12 квалитета и шероховатость Ra = 0,32-16 мкм.
Фрезерование - метод обработки плоскостей многолезвийным
инструментом - фрезой, характеризующийся наличием главного
вращательного движения инструмента со скоростью V, мjмин,
и обычно поступательным движением заготовки с подачей S
,
ммjмин.
Различают два основных вида фрезерования плоскостей: ци
линдрическое и торцовое.
При цилиндрическом фрезеровании, осуществляемом на гори
зонтально-фрезерном станке (рис. 7.5, а) главное движение - вра
щение цилиндрической фрезы относительно горизонтальной оси со
скоростью v, мjмин, а движение продольной подачи s
пр,
ммjмин,
nерпендикулярно оси вращения фрезы совершает заготовка.
При торцовом фрезеровании на вертикально-фрезерных стан
ках
(рис. 7.5, б) ось главного движения, вращения торцовой фрезы
со скоростью V, мjмин, перпендикулярна плоскости заготовки, со
вершающей движение продольной подачи S
пр
• ммjмин.
Кроме вертикально- и горизонтально-фрезерных станков суще
ствуют специальные станки (шпоночно-, щлице-, копировально
фрезерные и др.) и высокопроизводительные (продольно-, карусель
но-, барабанно- и агрегатно-фрезерные) станки.
Приспособлепил для закрепления заготовок на фрезерных стан
ках такие же, как и на расточных станках, а также используются
делительные головки, поворотные столы и другие приспособления.
Применяют различные виды
� фрез: торцовые, цилиндрические,
Р
ис
.
7.5.
Схемы фрезерования плос
косте
й: а -
цилиндриче
с
кое;
б -
торцовое
154
концевые, дисковые прорезные,
двух- и трехсторонние, угловые,
шпоночные
,
фасонные и др.
В качестве вспомогательного
инструмента используют различ
ные виды фрезерных оправок с на
тяжными болтами.
Точность и шероховатость по
верхности при фрезеровании та
кие же, как и при строгании.
П
ротягивание
-
высокопроизводительный метод
р
абки на
ружных и внутренних поверхностей различной конфигурации спе
циальным многолезвийным инструментом - протяжкой.
П
ри протягивании главным движением является поступатель
ное движение протяжки относительно заготовки. Движение пода
чи отсутствует, так как высота каждого последующего зуба боль
ше предыдущего на величину подачи.
При протягивании на горизонтал
ь
но-протяжном станке
(рис. 7.6, а) протяжка 2 перемещается в горизонтальной плоско
сти со скортью рабочего хода V
P
, м/мин, относительно заготовки
1,
опирающейся на приспособление с жесткой опорой. После снятия
обработанной детали протяжка возвращается назад со скоростью
холостого хода V
x
·
При протягивании плоскости на вертикально-протяжном стан
ке (рис. 7 .6,
б)
заготовка 1 закрепляется на столе станка, а рабо
чий ход протяжки
2
осуществляется в вертикальной плоскости
сверху вниз.
Кроме того, применяют протяжные станки непрырывного дей
ствия с поступательным или круговым относительным движени
ем заготовки и протяжки.
Профиль сечения протяжки соответствует профилю протягива
емой внутренней или наружной поверхности: круглой, шлицевой,
зубчатой, фасонной и др.
Установка заготовки при протягивании на протяжных станках
производится на жесткой или шаровой опоре.
Для закрепления протяжек за хвостовик на станке применяют
патроны различной конструкции.
Протягиванием обеспечивается точность 6-10 квалитета и ше
роховатость обработанной поверхности Ra = 0,32-5 мкм.
Шлифование
-
метод обработки заготовок абразивными круга
ми - инструментами, состоящими из связки, в которой хаотично
Рис. 7.6. Схемы протягивания цилин
д
рического
отверстия (а) и плоскости (б):
1 - заготовка; 2 - протяжка
155
расположены режущие зерна неправильной формы из различных
абразивов (электрокорунда, алмаза, эльбора и др.).
Основными видами шлифования являются: круглое для обра
ботки наружных цилиндрических поверхностей, внутреннее - ци
линдрических отверстий и плоское - плоскостей.
Пр и круглом многопраходном шлифовании (рис. 7.7, а) глав
ным движением является вращение шлифовального круга V
к
, мjс,
а заготовка вращается с круговой подачей S
кр
• м/мин, и со
вершает возвратно-поступательное движение с продольной подачей
Sn
p
• ммjоб. заг. Подачу Sn, мм;дв.ход, на глубину резания произ
водят при крайних положениях заготовки. Пр и круглом врезном
шлифовании круг шире заготовки, продольная подача отсутствует,
а
поперечная подача осуществляется непрерывно.
Пр и плоском иtлифовании периферией круга на станках с пря
моугольном столом (рис. 7. 7, б) ось шлифовального круга распо
лагается параллельна плоскости заготовки. Продольную горизон
тальную подачуSп
р
• м/мин, и поперечнуюSп, ммjдв.ход, совершает
заготовка со столом, а вертикальную подачу на глубину
S
в
, мм, -
шлифовальная бабка с абразивным кругом. Плоское шлифование
производится также периферией круга на станках с круглым враща
ющимся столом, и торцом круга на с
танках
с прямоуго
льным
и круглым столом.
Пр и
внутреннем шлифовании заготовка получает движение
круговой подачи, а шлифовальный круг, вращающийся со скорос
тью резания внутри обрабатываемого отверстия, имеет продольную
и поперечную подачу.
Для закрепления заготовок на кругло- и внутришлифовальных
станках применяют те же приспособления, что и у токарных стан
ков,
а на плоскошлифовальных - глобусные тиски, магнитные
и электромагнитные плиты.
Для
обработки различных поверхностей применяют шлифовь
ные круги прямого профиля, чашечные тарельчатые и другие.
а)
Рис.
7
.
7. Схемы
круглого наружного
(а)
и плоского
(б)
ш
лифования
156
Характеристика абразивного круга включает марку абразивно
го материала, размер зерен, твердость, структуру (соотношение зе
рен и связки) и связку для закрепления абразивных зерен.
Шлифовальные круги крепят на оправках и планшайбах.
Шлифованием обеспечивается точность 5-9 квалитета и шеро
ховатость обработанной поверхности Ra = 0,08-2,5 мкм.
Отделочные методы обработiСu
Отделочные методы обработки применяются для обеспечения
высокой точности и качества поверхности деталей машин, что поз
воляет повысить надежность машин, улучшить их эстетичес
кие и санитарно-гигиенические показатели.
Топ/Сое точение, растачивание, строгание, фр езеровапие и шли
фовапие - это отделочные методы обработи, отличающиеся от
обычных методов с таким же названием Храктеристиками режу
щего инструмента и режимами обработки. Тонкая обработка про
изводится при большой скорости, малой глубине резания и подаче.
Точность и качес·rво поверхности деталей, достигаемые при тон
кой обработке приведены выше при рассмотрении точения, раста
чивания, фрезерования и шлифования. В диапазоне точности и ше
роховатости это наименьшие значения квалитета и параметра
шероховатости R
a
.
II
puтztpa поверхностей позволяет значительно снизить погреш
ности формы деталей, шероховатость поверхности, и повысить точ
ность размеров.
Поверхности любой формы можно обрабатывать специальным
инс·rрументом - притиром соответствующей формы (плоским, ци
линдрическим и т. д.
)
. На притир наносится паста с абразивом
мелкой зернистости, или в зону обработки подается абразивная
суспензия. Абразивные зерна внедря
ются (шаржируются) в материал при
тира (чугун, бронза и др.), как пра
вило, более мягкий, чем обрабатыва
емый материал, и получается точ
ный абразивный инструмент.
Например, плоские поверхности
притирают на специальных доводоч
ных станках (рис. 7.8). Инструмен
тами являются два чугунных диска
nритира 1 с нанесенной на их тор
цовые поверхности абразивной пас
той. Заготовки 2 помещают между
притирами в окнах сепаратора
3, ось
которого расположена с эксцентри
ситетом е относительно оси прити
рав. Притиры прижимаются к за-
1
Рис. 7.8. Схемы притирки
плоскостей
157
Рис. 7.9. Схема хонинго
вания
Говкам с заданной силой и вращают
с
я
в разные стороны со скоростями V
1
и V
2
•
Притираемые заготовки совершают
сложные движения со скольжением и их
параллельные торцы обрабатываются од
новменно.
Хонингование - метод абразивной от
делочной обработки предварительно раз
вернутого, расшлифованного или расто
ченного отверстия специальной голов
кой - хоном с шестью или более абразивны
ми брусками. Хон, зак
р
епленный с помо
щью шарнирного соединения на шпиндель
хонинговального станка
,
совершает враща
тельное движение со скоростью V
1
, мjмин,
и возвратно-поступательное - со скорос
тью v
2
, М/МИН (
р
ис. 7.9). Раздвижение
брусков на величину
р
адиальной подачи
S
P
,
мм/дв. ход, осуществляется механичес
ким или другим устройством.
Кроме дозированной радиальной подачи
может осуществляться постоянное давле-
ние брусков на затовку.
Супе
рфиниш - метод обработки плоских, цилиндрических (на
ружных и внутренних), конических и сферических поверхностей
колеблющимся абразивным бруском.
При суперфинишировании наружной цилиндрической поверх
ности
заготовка, закрепленная в центрах суперфинишного станка,
получает круговую подачу Sк
р
(рис. 7.10). Два абразивных бруска,
зак
р
епленных в суперфинишной головке, совершают главное дви
жение
резания - колебание со скоростью V, прижимаются
по
верхности заготовки с силой Р и осуществляют возвратно-посту
пательную
продольную подачу S
n
p
·
А-А
Рис. 7.10. Схема суперфини
ш
ирования
158
При этом каждое абразивное зерно
производит обработку по неповторяюще
муся следу, т. е. не проходит дважды по
одному и тому же месту.
При
притирке, хонинговании и су
перфинише обеспечивается точность
5-3 квалитета и шероховатость поверх
ности Ra= 0,08-0,63 мкм.
Поли
рование - метод
отделочной об
работки различных поверхностей поли
ровальными пастами или абразивными
зернами, смешанными со смазкой, нане
сенными на быстро-вращающиеся элас
тичные круги или бесконечные абразив
ные ленты.
Например, при полировании абразив-
Рис. 7.11. Схема полирова
ными лентами
(рис. 7.11) за
готовка
при-
ния абрази
вной
лентой
жимается к ленте с усилием Р и совер-
шает движения
продольной подачи S
пр
и круговой
подачи
S
кр
·
Главное движение
полирования со скоростью
V совершает
лента.
При полировании
без изменения точности,
полученной
на предыдущей об
работке, обеспечивается шероховатость
R
a
=
= 0,05-0,1 мкм.
При обработке
фасонных поверхнтей ( зубчатых, резьбовых
и др.)
применяются
в основном все вышеперечисленные мето
ды обработ
ки при использовании
трех основных
способов:
- резание инструмен
том, копирующим профиль
обрабатывае
мой поверхности с
поперечной и другой
подачей (фасонными
рез
цами, фрезами,
шлифовальными кругами, протяжками
и т. д.) на
обычных станках;
- перемещение
инструмента при
резании по криво
линейной
траектории, задаваемой
программой ЧПУ или копирами,
на стан
ках
с ЧПУ или копировальных;
- резание методом
обката при моделировании зацепле
ния двух
зубчатых
колес, винта с гайкой и т. д. на зубо-, резьбо-
и шлице
обрабатывающих станках.
7.2.
МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК
ПОВЕРХНОСТНЫМ
ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИ
ЕМ (ППД)
Поверхностным пластическим
деформированием
(ППД) назы
вается обработка
заготовок давлением, при которой
пластически
деформируется только поверхностный слой материала.
Обработка
методами ППД осуществляется на
металлорежущих
станках
специальными инструментами. Эти методы
обработки за
готовки
заключаются в пластическом деформировании
их матери
ала без образования стружки.
159
Различают два вида ППД.
- Объемное пластическое деформирование (ОПД), которое ис
пользуется для образования новых элементов заготовки: рифле
ний, резьб, шли
ц
ев, зубчатых поверхностей и т. д.
- Поверхностное пластическое деформирование (ППД) - от
делка поверхностей путем сглаживания неровностей и упрочне
ния
поверхностного слоя заготовки: обкатывание роликами и ша
риками, алмазное выглаживание, дернование и калибрование от
верстий шариком, обработка металлическими щетками, обдувка
дробью, чеканка и т. д.
Формообразование фасонных поверхностей методами накаты
вания в холодном состоянии имеет следующие преимущества:
высокие производительность, механическая, усталостпая прочность
и износостойкость поверхностей деталей, низкая стоимость обра
ботки. В этом случае волокна исходной заготовки не перерезают
ся, как при обработке резанием, а повторяют профиль дети. Про
филь
накатываемых деталей образуется за счет вдавливания инст
румента в материал заготовки и выдавливания части его во впади
ны инструмента.
Например, при формировании резьбы роликом на накатном
станке (рис. 7.12) заготовка 2 свободно обкатывается со скорос
тью
V
заг
между двумя роликами 1 и
3,
получающими принудитель
нее вращение со скоростью
V
P
.
Ролику 3 придается радиальное
движение V
рад
•
для вдавливания на глубину и отвода после нака
тывания резьбы.
При накатывании резьб обеспечивается степень точности 4-8
и
R
a
= 0,2-3,2 мкм, а мелкомодульных зубчатых колес - 9 сте
пень точности и Ra = 0,8-1,6 мкм.
Методы ППД производительны и обеспечивают высокое качество
поверхности (повышенную твердость, остаточные напряжения сжа
тия, низкую шероховатость поверхн
ти) и необходимую точность.
Обычно ППД производится на универсальном оборудовании
и легко автоматизируется. Ей предшествует чистовая обработка
(чистовое точение и растачивание, развертывание и др.).
Рис. 7.12. Схема накатывания резьбы роликами
160