Багров Н.М., Г.А. Трофимов, В.А. Андреев В.В. Основы отраслевых технологий

Подождите немного. Документ загружается.

121

Рис. 4.21. Схема гидравлического пресса

Штамп представляет собой два стальных бруска, имею-

щих внутренние полости 1 и 2. Они выполнены точно по форме

будущей детали и называются ручьями. Нагретая заготовка по-

мещается в полость нижней части штампа. Под воздействием мо-

лота верхняя часть штампа выдавливает металл с заполнением

им ручьев штампа. Излишки металла (3) выдавливаются в коль-

цеобразную полость и обрезаются при последующей обработке.

При сложной форме заготовки она обрабатывается на

многоручьевом штампе (рис. 4.23). В этом случае заготовка при

прессовке перекладывается из одного ручья штампа в другой с

постепенным доведением ее формы до необходимой конфигу-

рации (рис. 4.23, операции 1–5).

122

Рис. 4.22. Схема объемной штамповки

Рис. 4.23. Многоручьевой штамп

4.5.3. Листовая холодная штамповка. Листовой штам-

повкой называется процесс изготовления деталей в штампе из

листа, полосы или рулонного материала. Толщина деталей не

превышает 10 мм. Она отличается высокой производительностью

– до 40 тыс. деталей в смену, полученные детали не требуют

дальнейшей доработки. В автомобильной промышленности

штамповкой получают до 60% деталей, в приборостроении – до

70%, в ширпотребе – до 95%.

Штампы подразделяются на вырубные – для вырубки

отверстий, гибочные, отрезные и вытяжные – для вытяжки

цилиндров (рис. 4.24).

123

вырубной гибочный вытяжной

Рис. 4.24. Штампы для листовой холодной штамповки

Вырубной штамп состоит из матрицы 4 – нижняя

часть штампа, в которой сделано отверстие по форме вырубае-

мой детали, и пуансона 3 – стержня, поперечное сечение кото-

рого сделано точно по форме отверстия в матрице. Матрица

закрепляется на нижней плите 5, плита – на столе пресса. Пу-

ансон закрепляется в верхней плите 2, плита – с помощью хво-

стовика 7 закрепляется в подвижной части пресса. Заготовка

(лист или полоса металла) помещается между съемником и

матрицей. При включении пресса пуансон опускается, проходит

через заготовку и вырубает соответствующую деталь (простей-

ший вид штампа – дырокол). Деталь падает через отверстие в

нижней плите в сборник, пуансон поднимается наверх, а заго-

товка автоматически передвигается для следующей вырубки.

Съемник 6 служит для того, чтобы при движении пуансо-

на вверх он, за счет трения, не повлек за собой заготовку. На-

правляющая колонка 1 служит для управления движением мат-

рицы.

В гибочном штампе пунсон прижимает металл к стен-

кам матрицы и таким образом формует деталь.

В вытяжном штампе пуансон при опускании в отвер-

стие матрицы вытягивает цилиндр. Профиль пуансона делается

меньше отверстия в матрице на толщину стенки цилиндра и

кромки пуансона закругляются, чтобы не произошла вырубка.

Готовая деталь выталкивается толкателем 8. При глубокой вы-

тяжке из стального проката делается его неоднократный отжиг,

чтобы металл был более мягким и пластичным. Штамповка осу-

124

ществляется на кривошипных, винтовых и гидравлических

прессах. В единичном и мелкосерийном производстве широко

применятся винтовой пресс (рис. 4.25). Нижняя половина штам-

па 2 установлена на столе 1. Вращение от двигателя 6 через

систему передач подается на винт 4. Вращаясь в гайке 5, он пе-

редвигает верхнюю половину штампа вниз и производит соот-

ветствующую работу (вытяжку, вырубку и т.д.)

Рис. 4.25. Винтовой пресс

4.5.4. Особые способы листовой штамповки. В мел-

косерийном производстве, где применение сложных по конст-

рукции штампов не всегда экономично, а также при формовке

деталей из трудноформируемых сплавов, могут применяться

упрощенные способы формовки деталей: взрывной волной,

электрогидравлическая и электромагнитная штамповка, штам-

повка резиной и т.д.

Для изготовления деталей сложной формы из трудно-

формируемых сплавов применяется штамповка взрывом

(рис. 4.26, а). В этом случае матрица с закрепленной на ней за-

готовкой помещается в железобетонный бассейн. Взрывной

волной через воду, которой заполнен бассейн, заготовка отжи-

мается к поверхности матрицы и принимает ее форму.

125

Электрогидравлическая штамповка (рис. 4.26, г)

отличается тем, что вместо взрыва используется энергия элек-

трического разряда напряжением 20–30 кВ, который производят

в жидкости над заготовкой. Возникающее при разряде электро-

магнитное поле прижимает заготовку к матрице.

Рис. 4.26. Особые виды штамповки

При электромагнитной штамповке заготовку закре-

пляют над матрицей, над ней – индуктор в виде соленоида или

плоской спирали. При прохождении по нему тока величиной до

120 000 А в заготовке возникают вихревые токи, которые оттал-

кивают ее от индуктора к матрице.

Для формовки деталей из мягких металлов и сплавов

применяют штампы, где вместо пуансона используется резина

или полиуретан (рис. 4.26, б), которые под давлением прижима-

ют заготовку к матрице. Для этой же цели используются штампы,

где давление до 20 МПа создается жидкостью (рис. 4.26, в), по-

даваемой в резиновый мешок (выполняет роль пуансона) насо-

сом.

В штамповочном производстве широко используются

программное управление всем процессом штамповки и робото-

техника для выполнения операций транспортировки, переходов,

установки заготовок в рабочую зону, передачи ее от перехода к

переходу, снятия заготовок со штампов.

126

4.6. Обработка конструкционных материалов резанием

4.6.1. Общие сведения. Обработкой металлов резани-

ем называется процесс, при котором режущим инструментом

снимается слой материала заготовки для получения детали

нужной формы, заданных размеров и шероховатости (чисто-

ты обработки). На металлорежущих станках получают оконча-

тельно готовые, не требующие дальнейшей обработки детали. В

качестве заготовок используются отливки, поковки, штамповка,

сортовой прокат и другие материалы.

При обработке резанием заготовка и режущий инстру-

мент совершают определенные движения. Они подразделяются

на рабочие движения, в процессе которых происходит снятие

стружки, и вспомогательные – для подготовки узлов станка к

этому процессу. Рабочее движение подразделяется на главное

– снятие стружки резцом и подачи – перемещение резца в на-

правлении обработки заготовки. Например, при сверлении вра-

щение сверла является главным движением, а перемещение

сверла вдоль оси является движением подачи.

На рис. 4.27 приведены примеры основных видов обра-

ботки конструкционных материалов резанием.

Точение (рис. 4.27, а). Главным движением является вра-

щение заготовки вокруг оси, а движением подачи – поступатель-

ное перемещение инструмента относительно заготовки вдоль ее

оси, перпендикулярно или под углом к ней. Точением обрабаты-

вают преимущественно поверхности тел вращения на токарных,

карусельных, револьверных и расточных станках, токарных авто-

матах и полуавтоматах. Оно применяется для обработки цилинд-

рических, конических, фасонных внешних и внутренних поверхно-

стей, торцовых поверхностей, а также для нарезания резьбы и

высверливания отверстия по центру заготовки.

Фрезерование (рис. 4.27, б). При фрезеровании глав-

ным движением является вращение инструмента – фрезы, а

движением подачи – поступательное перемещение заготовки

или фрезы. Применяя различные фрезы и фрезерные станки,

можно обрабатывать различные поверхности и их комбинации:

плоские и криволинейные поверхности, уступы, пазы и т.д.

Сверление (рис. 4.27, в). При обработке отверстий на

сверлильных станках главным движением является вращение

инструмента, а движением подачи – перемещение инструмента

вдоль своей оси. Сверлением получают отверстия в сплошном

материале или увеличивают размеры имеющихся отверстий. На

сверлильных станках может нарезаться внутренняя резьба.

Строгание (рис. 4.27, г). Главным движением при строга-

нии является возвратно-поступательное перемещение резца – на

127

поперечно-строгальных станках или заготовки на – продольно-

строгальных. Движением подачи является, соответственно, пе-

риодическое перемещение заготовки или резца. Чаще всего стро-

гание используют для обработки крупных плоскостей или плоско-

стей, требующих высокой точности обработки.

Рис. 4.27. Схемы основных методов обработки

заготовок резанием

Долбежные станки (рис. 4.27, д) применяют для об-

работки плоских внутренних поверхностей в заготовках.

Протягивание (рис. 4.27, е) осуществляют с помощью

специального инструмента – протяжки, имеющей на рабочей

части зубья, высота которых равномерно увеличивается вдоль

протяжки. Главным движением является продольное перемеще-

ние инструмента, движение подачи отсутствует. Протягивание –

производительный метод обработки, обеспечивающий высокую

точность и малую шероховатость обработанной поверхности за-

готовки.

Прошивание (рис. 4.27, ж) отверстий производится

аналогично протягиванию, только здесь инструмент через от-

верстие проталкивается.

г)

е)

128

Шлифование (рис. 4.27,з, и). При шлифовании глав-

ным движением является вращение шлифовального круга. Дви-

жение подачи обычно комбинированное и слагается из несколь-

ких движений. Например, при круглом внешнем шлифовании –

это вращение заготовки, продольное перемещение ее относи-

тельно шлифовального круга и периодическое перемещение

шлифовального круга относительно заготовки.

4.6.2. Металлорежущие станки: классификация, на-

значение и маркировка. В основу отечественной классифика-

ции станков положен технологический принцип, согласно кото-

рому все станки делятся на классы, исходя из общности техно-

логической схемы обработки, типа применяемых режущих инст-

рументов и геометрических форм обрабатываемых поверхно-

стей.

В соответствии с классификацией, разработанной Экс-

периментальным научно-исследовательским институтом метал-

лорежущих станков (ЭНИИМС), все серийно выпускаемые стан-

ки разделены на девять групп (см. табл. 4.1). Каждая группа

подразделяется на 9 подгрупп или типов по специфике конст-

руктивных и технологических особенностей (положение резца,

количество шпинделей и т.д.).

В соответствии с этой классификацией каждому станку

присвоен буквенно-цифровой индекс. Он включает в себя три

или четыре цифры: первая определяет номер группы, вторая –

тип, третья или третья и четвертая – типоразмер станка. Он

позволяет оценить максимальный размер заготовки, которую

можно обрабатывать на данном станке (высоту центров – для

токарно-винторезного станка, наибольший размер просверли-

ваемого отверстия – для сверлильных станков, условный раз-

мер стола – для фрезерных и строгальных станков и т.д.).

В обозначение могут входить буквы А, К, М, Н и др. Буква

после первой цифры указывает на то, что данный станок является

модернизированным по сравнению с моделью, не содержащей

буквы в индексе. Буква после последней цифры означает, что ста-

нок видоизменен (модифицирован) по сравнению с базовой моде-

лью. Например, обозначение станка с индексом 162 свидетельст-

вует, что станок относится к группе токарных станков (1), к под-

группе токарно-винторезных станков (6) и его основной пара-

метр, определяющий типоразмер станка – расстояние от стола до

оси шпинделя, составляет 200 мм (2), что позволяет обрабаты-

вать детали с максимальным диаметром до 400 мм.

Буква К в индексе модели станка 1К62 показывает, что

это модернизированный (улучшенный) станок, выполненный на

базе модели станка 162. Буквы ПУ в индексе модели станка

129

1К62ПУ говорят о том, что это модернизированный станок, вы-

полненный на базе станка 1К62 и оснащенный системой число-

вого программного управления (станок с ЧПУ).

Кроме этой основной системы имеются и другие системы

классификации.

По степени универсальности станки делятся:

 на универсальные, предназначенные для выполнения

различных работ при обработке разнообразных заготовок (токар-

но-винторезные, сверлильные, фрезерные, шлифовальные и

т.д.);

 на специализированные, предназначенные для про-

изводства деталей, аналогичных по форме, но имеющих раз-

личные размеры (ступенчатых валиков, колец подшипников

качения и т.п.);

 на специальные для обработки деталей определенно-

го типоразмера.

По степени точности станки разделены на 5 классов: нор-

мальной точности (Н), повышенной точности (П), высокой точно-

сти (В), особо высокой точности (А) и особо точные станки (С).

По массе станки разделяют на легкие (до 1 т), средние

(до 10 т), тяжелые (до 100 т) и уникальные (свыше 100 т).

По степени автоматизации станки подразделяют на

станки с ручным управлением, полуавтоматы, автоматы и стан-

ки с программным управлением.

4.6.3. Основные механизмы и узлы станков. Все стан-

ки состоят из трех основных механизмов – двигательного

(электродвигатель), передаточного и исполнительного. Пере-

даточный механизм – совокупность устройств, служащих для

передачи движения от двигателя к исполнительным органам – к

столу, к суппорту с режущим инструментом, к шпинделю и т. д.

Станочное оборудование имеет ряд узлов и деталей, ко-

торые предназначены для выполнения аналогичных для всех

классов оборудования функций, хотя они и отличаются по кон-

структивному исполнению.

Классификация

Наименование

Гр. Типы

1 2 3 4

Токарные

1 Автоматы и

полуавтоматы

Револьвер-

ные

–

одношпин-

дельные

многошпин-

дельные

130

Сверлильные и

расточные

2 Вертикаль-

но-свер-

лильные

– – Координат-

но-

расточные

Шлифовальные,

полировальные,

доводочные

3 Круглошли-

фовальные

Внутри-

шлифо-

вальные

Обдирочно-

шлифо-

вальные,

торцово-

шлифоваль-

ные

Специали-

зированные

шли-

фовальные

Станки для элек-

трофизической и

электрохимиче-

ской обработки,

комбинирован

ные

станки

4 Универ-

сальные

Полуавто-

маты

Автоматы Электрохи-

мические

Зубо- и резьбооб-

рабатывающие

5 Зубодол-

бежные для

цилиндри-

ческих колес

Зуборезные

для кониче-

ских колес

Зубофре-

зерные для

цилиндр.

колес, шли-

цефрезер-

ные

Зубофре-

зерные для

червячных

колес

Фрезерные 6 Вертикаль-

но-фрезер-

ные кон-

сольные

Фрезерные

непрерыв-

ного дейст-

вия

Продольно-

фрезерные

одностоеч-

ные

Копиро-

вальные и

гравиро-

вальные

Строгальные,

долбежные, про-

тяжные

7 Продольно-строгальные Поперечно-

строгальные

Долбежные

одностоеч-

ные

двухстоеч-

ные

Разрезные 8 Отрезные, работающие –

токарным

резцом

абразивным

кругом

фрикцион-

ным диском

Разные 9 Муфто- и

трубообра-

батываю-

щие

Пилонасе-

кательные

Правильно-

и бесцен-

тровообди-

рочные

–

Таблица 4.1

металлорежущих станков

станков

5 6 7 8 9

Карусельные

Токарные, то-

карно-винто-

резные, лобо-

вые

Многорезцо-

вые

Специализи-

рованные,

затыловочные

Разные токар-

ные

Радиально-

расточные

Горизонталь-

но-расточные

Отделочно-

расточные

Горизонталь-

но-сверлиль-

Разные свер-

лильные и