Богодухов С.И., Бондаренко Е.В., Проскурин А.Д. и др. Материаловедение и технологические процессы машиностроительного производства. Лабораторный практикум

Подождите немного. Документ загружается.

371

Задний угол α - угол между касательной к задней поверхности в рас-

сматриваемой точке режущей кромки и плоскостью резания. Задние углы

также переменны, однако изменяются в противоположном направлении,

увеличиваясь от периферии, где они равны 8-11° до 25-35° к оси (большие

значения относятся к меньшим диаметрам сверл).

Вспомогательный угол

α близок к 0.

Угол наклона поперечной режущей кромки φ располагается между

проекциями главной и поперечной кромок на торцовую плоскость сверла.

Он тесно связан с задним углом на периферии и является одним из показа-

телей правильности заточки стандартных сверл.

33.3.3 3енкеры

Назначение зенкеров - увеличение отверстия, полученного сверле-

нием, штамповкой или отливкой, а также исправление направления оси от-

верстия. Зенкерование - предварительный процесс перед развертыванием.

Зенкерованием получают более точное отверстие, чем при сверлении. По-

сле зенкерования получают отверстие 11-12 квалитетов точности. Отвер-

стия 7-8 квалитета необходимо развертывать. Зенкер снимает большой при-

пуск, а развертка зачищает, калибрует отверстие, исправляет его форму. На

рисунке 33.7 представлена типовая конструкция зенкера.

- диаметр зенкера; φ - главный угол в плане; ω - угол наклона

стружечных канавок; f – ширина; γ - передний угол; α - задний угол

Рисунок 33.7 - Элементы и геометрия зенкера

33.3.3.1 Зенкеры насадные

Изготавливаются они с прямыми, наклонными и винтовыми со стру-

жечными канавками с тремя, четырьмя и пятью зубьями (перьями). Профиль

(форма) зубьев в сечении с некоторыми параметрами, приведен выше.

На рисунке 33.8 а показана конструкция цельного насадного зенкера с

винтовыми канавками.

Зенкеры со вставными ножами

из быстрорежущей стали с наклонными

стружечными канавками, приведены на рисунке 33.8 б.

372

Зенкеры, оснащенные припаянными пластинами I из твердого сплава,

показаны на рисунке 33.8 в. Изготавливаются они диаметром от 32 до 80 и

внутренним посадочным диаметром, от 13 до 32

мм.

На рисунке 33.8 г приведена конструкция зенкера со вставными ножа-

ми

2, оснащенными пластинками из твердого сплава I. Изготавливаются они

диаметром 40 - 80

мм.

На рисунке 33.8 д показана конструкция зенкера со вставными ножа-

ми 2, оснащенным пластинками I из твердого сплава.

Рисунок 33.8 - Зенкеры насадные

33.3.4 Развёртки

Развертка - многолезвийный инструмент, предназначенный для обра-

ботки точных цилиндрических отверстий. В режущей части развертки преду-

сматривается большое число режущих зубьев (более шести), геометрия кото-

рых обеспечивает срезание тонких стружек. При помощи разверток произво-

дится обработка отверстий в пределах 9-7, а иногда 6-го квалитетов с шеро-

ховатостью обработанной поверхности в пределах 1,25 - 0,32

мкм.

Конструктивные и геометрические параметры разверток приведены

на рисунке 33.9.

373

Рисунок 33.9 - Конструктивные и геометрические параметры разверток

Некоторые конструктивные и геометрические параметры разверток.

Угол в плане режущей части φ принимается в зависимости от марки

обрабатываемого материала и величины срезаемого припуска. С увеличени-

ем угла φ уменьшается длина режущей части, но возрастает осевая состав-

ляющая силы резания и ухудшается направление развертки при входе в от-

верстие.

Передний угол γ принимается обычно равным нулю. При раз-

вертывании отверстий в вязких материалах – γ

≈

5 - 10 град.

Задний угол α, как правило, принимается равным 5 - 8 град.

Угол наклона зубьев ω используется при обработке отверстий с про-

дольными или прерывистыми канавками. В зависимости от свойств обра-

батываемого материала, величина ω = 15 - 45°. Направление винтовых зубьев

должно быть противоположно вращению развертки. Это предотвращает ее от

самозатягивания и заедания.

Окружной шаг зубьев Р

делается неравномерным. Это позволяет каж-

дому из них принимать участие в срезании определенной части припуска и

исключения появления волнистости на обрабатываемой поверхности, за счет

чего и повышается точность изготовления отверстия.

Обратная конусность на рабочей части (на длине l) принимается в пре-

делах 0,04 - 0,10 на длине 100

мм для машинных разверток и весьма малой

(0,005 - 0,015) - для ручных. В связи с этим у последних цилиндрический

участок (на длине l) не делается.

Число зубьев принимается чётным, что позволяет измерять диаметр

развертки микрометром. Обычно

их количество, в зависимости от диаметра,

принимается равным 6 - 14 зубьев.

374

33.3.5 Фрезы

Основными типами фрез являются цилиндрические и торцовые для

обработки плоских поверхностей; дисковые, концевые и угловые для обра-

ботки пазов, канавок и шлицев; фасонные для обработки фасонных поверх-

ностей; модульные (пальцевые и дисковые) для нарезания зубьев зубчатых

колес; червячные для нарезания зубьев цилиндрических и червячных колес

(рисунок 33.10).

а – цилиндрическая; б – цилиндрическая с винтовыми зубьями;

в - дисковая; г – дисковая двусторонняя; д – дисковая трёхсторонняя;

е – торцевая; ж – концевая; з – пальцевая модульная; и – червячная

Рисунок 33.10 – Основные типы фрез

Конструктивно фрезы выполняют цельными или сборными с напай-

ными и вставными ножами. Режущие кромки могут быть прямыми или вин-

товыми.

Фрезы с винтовыми зубьями работают более плавно, а станок ввиду

постепенного характера врезания таких зубьев нагружен равномернее. Фре-

зы имеют остроконечную или затылованную форму зуба. У фрезы с остро-

конечными зубьями передняя и задняя поверхности плоские. У фрез с за-

тылованными зубьями передняя поверхность плоская, а задняя выполнена

по спирали Архимеда; при переточке по передней поверхности профиль зуба

фрезы сохраняется. Фрезы с остроконечными зубьями имеют более высокую

стойкость и относительно проще в изготовлении.

Фреза - многолезвийный режущий инструмент, состоящий из корпуса и зубь-

ев. Зуб фрезы, представляющий собой простейший резец, имеет следу-ющие

375

элементы: переднюю поверхность 4, по которой сходит стружка; заднюю

поверхность 5, обращенную к обработанной поверхности; ленточку 6, кото-

рая обеспечивает правильную заточку зуба; режущее лезвие 1, образованное

пересечением передней и задней поверхностей (рисунок 33.11).

1 - режущая кромка, 2 - зуб фрезы, 3 - корпус, 4 – передняя

поверхность, 5 - задняя поверхность, 6 - ленточка,

В - ширина фрезерования, t - глубина фрезерования

Углы фрезы: γ – передний,

α - задний,

β – угол заострения, δ - угол резания

Рисунок 33.11 - Элементы и геометрические параметры цилиндриче-

ской фрезы

В сечение зуба цилиндрической фрезы плоскостью, перпендикулярной

режущей кромке 1 можно рассмотреть следующие углы: передний

γ, задний

α, заострения β и резания δ (рисунок 33.11).

33.4 Порядок выполнения работы

33.4.1 Ознакомиться с методическими указаниями.

33.4.2 Ознакомиться с конструкцией, основными типами, назначением

и геометрическими параметрами резцов, сверл, зенкеров, разверток и фрез.

33.4.3 Измерить основные геометрические размеры режущего инстру-

мента.

33.5 Содержание отчёта

33.5.1 Цель работы.

33.5.2 Материалы, применяемые для изготовления режущего инстру-

мента.

33.5.3 Конструктивные особенности режущего инструмента с вы-

полнением эскизов.

33.5.4 Указать на эскизах основные режущие элементы и углы заточки.

33.6 Контрольные вопросы

376

33.6.1 Для чего предназначены резцы, сверла, зенкеры, развертки?

33.6.2 Какие существуют разновидности сверл и их назначение?

33.6.3 Конструктивные элементы резцов и их назначение?

33.6.4 Назвать геометрические параметры резцов и сверл, дать их оп-

ределение.

33.6.5 Для чего служат ленточки?

33.6.6 Для чего предназначены зенкеры?

33.6.7 Для чего предназначены развертки?

33.6.8 Конструктивные элементы фрез.

377

34 Лабораторная работа № 34

Устройство и назначение токарных станков, ознакомление с эле-

ментами резания *

)

34.1 Цель работы

34.1.1 Изучить устройство и назначение токарного станка и элементы

режимов резания при точении.

34.1.2 Ознакомиться с технологией обработки заготовок на токарных

станках.

34.2 Общие сведения

34.2.1 Классификация и условное обозначение станков

Металлорежущий станок – машина для равномерной обработки загото-

вок путем снятия стружки. Модель станка обозначают тремя или четырьмя

(иногда с добавлением букв) цифрами. Первая цифра указывает группу стан-

ка, вторая – тип, последние одна или две цифры указывают на один из харак-

терных его размеров.

Например, станок 2Н135: цифра 2 означает, что станок относится ко

второй группе – сверлильный, Н – модернизированный, цифра 1 – указывает

на принадлежность станка к первому типу – вертикально-сверлильный; по-

следние две цифры означают максимальный диаметр сверления (35 мм).

Буква Ф в шифре указывает на то, что станок имеет числовое про-

граммное управление (ЧПУ), а цифра за ней указывает на то, какая система

ЧПУ применима. Модель станка 16Н20Ф3 расшифровывается так: станок то-

карно-винторезный с высотой центров над станиной 200 мм, Ф3 означает,

что станок оснащен контурной системой числового программного управле-

ния.

По степени специализации различают:

1) универсальные станки, используемые для широкой номенклатуры

деталей;

2) специализированные, обрабатывающие детали, сходные по конфи-

гурации;

3) специальные, предназначенные для обработки одной определенной

детали или деталей только одного типоразмера.

По степени точности различают станки пяти классов.

Класс Н – станки нормальной точности. Класс П – станки повышенной

точности. Класс В – станки высокой точности. Класс А – станки особо высо-

кой точности. Класс С – станки особо точные или мастер-станки.

Составлено при участии Шейнина Б.М.

378

В зависимости от вида выполняемых работ, согласно классификации

ЭНИМСа, станки делятся на следующие основные группы: 1- токарные, 2 –

сверлильные и расточные; 3 – шлифовальные доводочные, заточные; 4 - ком-

бинированные и для физико-химической обработки; 5 – зубо – и резьбообра-

батывающие; 6 – фрезерные; 7 – строгальные, долбежные, протяжные; 8 –

отрезные; 9 – разные.

Каждая группа станков может содержать до восьми типов. Например,

для токарной группы: 0 тип – специализированные; 1 тип – одношпиндель-

ные; 2 – многошпиндельные; 3 тип – револьверные и т.д.

В станках различают:

скорость главного движения резания - скорость рассматриваемой точ-

ки режущей кромки или заготовки в главном движении резания;

движение подачи – прямолинейное поступательное или вращательное

движение режущего инструмента или заготовки, скорость которого меньше

скорости главного движения резания.

Кинематическая схема станка – изображение с помощью условных

обозначений (см. рисунок 34.4) взаимосвязи отдельных элементов и меха-

низмов станков, участвующих в передаче движений различным органам.

Для станков, у которых наряду с механическими передачами имеются

гидравлические, пневматические и электрические устройства, составляют

перечисленные схемы.

34.2.2 Общая характеристика токарно - винторезного станка мод.

16К20

Универсальный токарно-винторезный станок модели 16К20 предна-

значен для выполнения различных токарных работ: точение в центрах, на па-

троне и на планшайбе; растачивание; торцевое точение, отрезку и подрезку,

нарезание резьбы; точение конусов, фасонных поверхностей и другие виды

работ с применением соответствующих инструментов и приспособлений.

Технологический метод формообразования поверхностей заготовок то-

чением характеризуется наличием двух движений: главного движения – вра-

щения заготовки (скорость резания) и поступательного движения режущего

инструмента – резца (движение подачи).

Основные узлы станка: станина 1, передняя бабка 2, коробка подач 4,

суппорт 6 с резцедержателем 8 и фартуком 5, задняя бабка 3 (рисунок 34.1)

Станина 1 служит для монтажа всех основных узлов станка и является

его основанием. Наиболее ответственная часть станины – направляющие, по

которым перемещаются каретка суппорта и задняя бабка.

Передняя бабка 2 закреплена на левом конце станины. В ней находит-

ся коробка скоростей станка, основной частью которой является шпиндель,

вращающийся в подшипниках качения или, скольжения.

379

Задняя бабка 3 служит для поддержания обрабатываемой детали в цен-

трах, а также для закрепления инструмента при обработке отверстий (сверл,

зенкеров, разверток) и нарезания резьбы (метчиков, плашек).

1 – станина, 2 – передняя бабка, 3 – задняя бабка,

4 – коробка подач, 5 – фартук, 6 – резцедержатель, 7 – патрон,

8 – суппорт, 9 – ходовой винт, 10 – ходовой вал

Рисунок 34.1 - Токарно-винторезный станок модели 16К20

Коробка подач 4 служит для передачи вращения от шпинделя ходовому

валу или ходовому винту, а также для изменения их частоты вращения с це-

лью получения необходимых подач или определенного шага при нарезании

резьбы. Это достигается изменением передаточного отношения коробки по-

дачи.

Фартук 5 предназначен для преобразования вращательного движения

ходового вала и ходового винта в прямолинейное поступательное движение

суппорта.

Суппорт 8 служит для закрепления режущего инструмента и сообще-

380

ния ему движений подачи.

Движения в станке. Главное движение – вращение шпинделя с заго-

товкой. Движение подач – перемещение суппорта в продольном и попереч-

ном направлениях. Все движения подач являются прямолинейными поступа-

тельными.

Перемещение и закрепление задней бабки и поворот четырехпозици-

онного резцедержателя осуществляют вручную.

Принцип работы. Заготовка устанавливается в центрах или закрепляет-

ся в патроне. В резцедержателе суппорта могут быть закреплены четыре рез-

ца. Поворотом резцедержателя каждый из четырех резцов может быть уста-

новлен в рабочее положение. Инструмент для обработки отверстий устанав-

ливается в пиноль задней бабки.

Техническими параметрами, по которым классифицируют токарно-

винторезные станки, являются наибольший диаметр D обрабатываемой заго-

товки (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 стан-

ков имеет вид: D = 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250,

1600, 2000 мм и далее до 4000 мм. Наибольшая длина L обрабатываемой де-

тали определяется расстоянием между центрами станка. Выпускаемые стан-

ки 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 производ-

стве, 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. Средние станки оснащаются различными приспособлениями, расши-

ряющими 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 тя-

желом и энергетическом машиностроении, а также в других отраслях для об-

работки валков прокатных станов, железнодорожных колесных пар, роторов

турбин и др. Все сборочные единицы (узлы) и механизмы токарно-

винторезных станков имеют одинаковое название, назначение и расположе-

ние.

34.2.3 Примеры применения технологической оснастки

Обработка в центрах. Этот вид обработки применяется очень широко.

Центры бывают неподвижные и вращающиеся. Некоторые детали (втулки,