3631

Сверление

Сверлением называется метод лезвийной обработки резанием цилиндрических отверстий с прямолинейной образующей, главное движение - вращательное и движение подачи - прямолинейное, поступательное придаются инструменту. К сверлению относятся: сверление (рис. 10.5, а), рассверливание (рис. 10.5, б), зенкерование (рис. 10.5, в), развертывание (рис. 10.5, г), зенкование

(рис. 10.5, д), цекование (рис. 10.5, е).

Рис. 10.5. Основные схемы сверления: а - сверление и рассверливание; б -зенкерование; в -развертывание; г -зенкование; д - цекование;

DР - движение резания; Ds -движение подачи

Сверлением получают сквозные и глухие отверстия. Рассверливанием увеличивают диаметр ранее просверленного отверстия. Зенкерованием увеличивают диаметр отверстия, ранее полученного в заготовке литьем или давлением. Развертывание - чистовая операция, обеспечивающая высокую точность отверстия. Развертыванием обрабатывают цилиндрические и конические отверстия после зенкерования или растачивания. Зенкованием обрабатывают цилиндрические и конические углубления под головки болтов и винтов. Для обеспечения перпендикулярности и соосности обработанной поверхности основному отверстию, режущий инструмент (зенковку) снабжают направляющим цилиндром. Цекованием обрабатывают торцевые опорные плоскости для головок болтов, винтов и гаек. Перпендикулярность обработанной торцевой поверхности основному отверстию обеспечивает направляющий цилиндр режущего инструмента (цековки).

К технологическому режиму сверления относятся: Скорость главного движения, м/мин (скорость резания Vр): V p = (πdи nи ) /1000 , где: dи- диаметр инструмента, мм; nи - частота вращения инструмента, мин-1.

81

Скорость движения подачи (подача s) - перемещение режущего инструмента в минуту (минутная подача sM, мм/мин), или за один оборот заготовки (подача на оборот s0, мм/об), или на угол поворота инструмента равный шагу между зубьями (подача на зуб sz, мм/зуб).

Глубина резания t, мм для сверления: t = 0,5 dc, для рассверливания, зенкерования и развертывания t = 0,5(d3 - dm), где; dc - диаметр сверла, мм; d3 - диаметр отверстия в заготовке, мм; dи - диаметр инструмента (сверла, зенкера, развертки), мм.

Осевой режущий инструмент показан на рис. 10.6.

Рис. 10.6. Осевой режущий инструмент: а - сверло спиральное; б -сверло центровочное; в -сверло перовое; г - сверло кольцевое; д - сверло

инжекторное; е - зенкер насадной; ж -зенкер концевой;

з- развертка машинная; и - комплект конических разверток;

к- зенковки цилиндрическая и коническая; л - цековка насадная;

м- цековка концевая

Вертикально - сверлильный станок

В единичном и мелкосерийном производстве применяются вертикально - сверлильные станки (рис. 10.7). На фундаментной плите 1 станка смонтирована колонна 5. По вертикальным направляющим 6 колонны перемещаются стол 2 и сверлильная головка 4. Установочные перемещения стола осуществляются вручную с помощью винтового домкрата 7.

На верхней плоскости стола устанавливаются рабочие приспособления или заготовка. Вращательное движение инструменту передается от электродвигателя, через коробку скоростей и шпиндель 3. Механизмы главного движения и движения подачи размещены внутри сверлильной головки.

82

Рис. 10.7. Вертикально - сверлильный станок: 1 - фундаментная плита; 2 - стол; 3 - шпиндель; 4 - сверлильная головка; 5 - колонна;

6-вертикальные направляющие; 7 - домкрат.

10.4.Порядок выполнения работы

1.Изучить основные части токарно-винторезного станка.

2.Изучить и записать понятия об элементах резания.

3.Выточить ступенчатый вал (совместно с учебным мастером).

4.Определить скорость резания и шероховатость (Ro) обработанной поверхности по профилометру или по эталонам.

5.Результаты измерений занести в таблицу 10.1.

Таблица 10.1 Результаты расчетов и измерений при обработке на различных

режимах резания

6.Изучить элементы резания при сверлении.

7.Изучить работу вертикально-сверлильного станка.

83

8.Выбрать для выданной детали инструмент и приспособление для закрепления на столе станка.

9.Произвести самостоятельную обработку отверстия и сделать оценку производительности и качества поверхности отверстия.

10.5. Содержание отчёта

1.Название, цель работы.

2.Записать понятия об элементах резания на токарно-винторезном станке.

3.Заполнить таблицу 10.1.

4.Схема обработки сверлением.

5.Описание и схема выбранного приспособления.

6.Виды работ, выполняемые на сверлильных станках.

7.Результаты измерений и вычислений при сверлении.

8.Сделать выводы по работе.

10.6. Вопросы для самоконтроля

1.Какое назначение основных частей токарно-винторезного станка?

2.Что в себя включает понятие «режим резания»?

3.Какие работы можно выполнять на токарно-винторезном станке?

4.Что такое глубина резания?

5.Какие геометрические поверхности обрабатываются сверлением?

6.Каковы особенности процесса сверления по отношению к точению?

7.Какая операция позволяет получить более точное отверстие: сверление, зенкерование или развертывание?

Литература

[3, с. 641-658, 11, 12]

Лабораторная работа № 11

ОБРАБОТКА ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

11.1. Цели работы

Изучение методов лезвийной обработки плоских поверхностей, устройства и компоновки универсальных станков фрезерной группы.

11.2. Оборудование и материалы

Вертикально-фрезерный станок 6Р12, горизонтально-фрезерный станок 6Р80, делительные головки, заготовки для фрезерования.

84

11.3. Краткие теоретические сведения

Фрезерованием называется метод лезвийной обработки резанием плоских и фасонных линейных поверхностей многозубым инструментом - фрезой, главное движение - вращательное с постоянным радиусом, придается фрезе; движение подачи - прямолинейное, поступательное придается заготовке вдоль или под углом к оси вращения фрезы. Фреза - многозубый цилиндрический инструмент с зубьями на торцевой и (или) образующей поверхностях.

В зависимости от положения оси вращения фрезы различают: горизон- тально-фрезерные станки (ГФС) - ось расположена горизонтально; вертикаль- но-фрезерные станки (ВФС) - ось расположена вертикально.

Фрезерованием обрабатывают: горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости; одновременно несколько плоскостей; уступы и пазы (прямолинейные или фасонные); фасонные поверхности (рис. 11.1).

Рис. 11.1. Технологические схемы фрезерования:

а - на горизонтально - фрезерных станках; б - на вертикально - фрезерных станках: Dр - главное движение резания; Ds - движение подачи;

1/z - делительный поворот заготовки, стрелками показаны движения резания

К технологическому режиму сверления относятся:

85

мин-1. Скорость движения подачи (подача s) - перемещение фрезы в минуту (минутная подача sM, мм/мин), или за один её оборот (подача на оборот sо мм/об), или на угол поворота фрезы равный шагу между зубьями (подача на зуб sz, мм/зуб). Глубина резания t, мм - расстоянию по нормали между обработанной и обрабатываемой поверхностями, мм.

Технологические возможности фрезерования

1.Обрабатываемый материал. Обычно это незакаленные стали, цветные металлы, сплавы с твердостью менее 40 HRC.

2.Форма и размеры обрабатываемой поверхности может быть слож-

ной. На копировально-фрезерных станках можно обрабатывать лопатки турбин, гребные винты судов и т.д. Фрезерные станки могут быть небольших размеров (гравировально-фрезерные) и гигантских размеров для обработки деталей с размерами более 20 м.

3.Экономическая точность при фрезеровании 9-14 квалитеты (см. Приложение 1).

Режущий инструмент и технологическая оснастка

Взависимости от соотношения длины фрезы к ее диаметру (K=L/DФ), различают (рис. 11.2): цилиндрические фрезы (К= 0,5...3); концевые или пальцевые фрезы (К>3) и дисковые фрезы (К<0,5). В зависимости от расположения главной режущей кромки различают: фрезы с прямым зубом (главная режущая кромка параллельна оси вращения фрезы); косозубые фрезы (главная режущая кромка направлена под углом к оси вращения фрезы); шевронные фрезы (главные режущие кромки соседних зубьев расположены под углом друг к другу). В зависимости от конструктивного исполнения режущей части различают: цельные фрезы (фрезы целиком выполнены из быстрорежущей стали); фрезы с напаянными пластинками инструментального материала; фрезы с механическим креплением пластинок инструментального материала; фрезы сборные (инструментальный материал закреплен на отдельных резцах, вставленных в корпус фрезы). В зависимости от расположения зубьев различают: фрезы односторонние (зубья располагаются только на образующей): фрезы двухсторонние (зубья располагаются на образующей и одном из торцов); фрезы трехсторонние (зубья располагаются на образующей и обоих торцах).

Взависимости от формы главной режущей кромки различают: фрезы с прямолинейной режущей кромкой; фрезы с ломанной режущей кромкой (одноугловые и двухугловые); фасонные фрезы (фрезы выпуклые полукруглые и фрезы вогнутые полукруглые); специальные фрезы. Цилиндрические фрезы обычно используются в наборе из двух и более фрез для обработки ступенчатых поверхностей заготовок. Дисковые фрезы используются для обработки различных пазов и для отрезания материала. Концевые фрезы используются для обработки плоскостей, уступов, прямоугольных и призматических пазов; криволинейных поверхностей. К специальным фрезам относятся: концевые фрезы для получе-

86

ния Т-образных пазов; шпоночные фрезы для получения шпоночных пазов под призматическую или сегментную шпонку; модульные дисковые или концевые фрезы для нарезания зубчатых венцов по методу копирования; червячные фрезы для нарезания зубчатых венцов или шлиц методом обката; резьбовые фрезы.

Рис. 11.2. Фрезы: а - цилиндрическая цельная; б - концевая; в - дисковая односторонняя; г - отрезная; д - концевая с напаянными

пластинами твердого сплава; е - концевая с механическим креплением т вердосплавных пластин; ж - цилиндрическая сборная; з - одноугловая;

и-двухугловая несимметричная; к - фасонная; л - фасонная полукруглая выпуклая; м -пазовая для Т-образных пазов; н - дисковая модульная;

о- червячная; п - резьбовая ниточная

87

Для установки, базирования и закрепления заготовок применяются универсальные приспособления (прихваты; угольники; призмы; машинные тиски). При обработке большой партии заготовок проектируются и изготавливаются специальные приспособления. Для периодического, точного поворота заготовки на заданный угол (деление заготовки) применяют механические или оптические делительные головки или делительные столы (рис. 11.3).

в

Рис. 11.3. - Делительные механизмы:

а - универсальная механическая делительная головка; б - делительный стол с вертикальной осью; в - делительный стол с горизонтальной осью

Станки фрезерной группы

В условиях единичного и мелкосерийного производства широко используются универсально-фрезерные станки. К ним относятся станки: горизонтальные (рис. 11.4, а) вертикальные (рис. 11.4, б) и универсальные фрезерные станки

(рис. 11.4, в).

На рис. 11.4 а показаны основные узлы ГФС. На фундаментной плите 1 установлена чугунная станина 2. По верхним направляющим станины перемещается хобот 4. Хобот может устанавливаться относительно станины с различными размерами вылета. Серьга 5 перемещается по направляющим хобота и закрепляется гайкой. Хобот совместно с серьгой обеспечивает жесткость фрезерной оправки. С помощью винтового домкрата, по вертикальным направляющим станины перемещается консоль 7. На консоли установлены продольные и поперечные салазки и стол 6.

Вертикально-фрезерные станки имеют много общих унифицированных узлов и деталей с горизонтально-фрезерными станками. Основное отличие состоит в наличии вертикально расположенного шпиндельного узла 8, который можно поворачивать под углом до 45° в обе стороны.

88

3 4

Рис. 11.4. Универсально-фрезерные станки:

а - горизонтальный; б - вертикальный; в - универсальный; 1 - фундаментная плита; 2 - станина; 3, 8 - шпиндельный узел; 4 - хобот;

5 - серьга; 6 - стол; 7 – консоль

11.4.Порядок выполнения работы

1.Изучить особенности встречного и попутного фрезерования.

2.Ознакомиться с устройством вертикальных и горизонтальных фрезерных станков.

3.Включение и выключение станка, выполнение продольной, поперечной и вертикальной подач стола.

4.Изучить основные типы фрез и работы, выполняемые на фрезерных станках.

5.Устройство делительной головки и способы деления заготовки на равные части.

11.5.Содержание отчета

1.Схема устройства и принцип работы фрезерных станков.

2.Способы фрезерования.

3.Работы, выполняемые на фрезерных станках.

4.Технологические возможности фрезерования.

5.Выводы.

11.6.Вопросы для самоконтроля

1.Какие поверхности обрабатываются фрезерованием?

2.Опишите режущий инструмент «фреза».

3.Опишите устройство вертикально-фрезерного станка.

4.Какими фрезами обрабатывают сложные по форме поверхности?

Литература

[3, c. 658-667, 11, 12]

89

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Как свойства деталей переходят в свойства машин, изучают науки проектирования, которые подразделяются по отраслевому принципу. Эти науки должны ответить на вопрос – какими свойствами должны обладать элементы, чтобы получить определенные свойства машин (специальность – конструктор).

Как возникают свойства деталей, веществ, какими действиями или какой совокупностью действий можно получить заданные свойства – это предмет науки «Технология» (специальность – технолог).

Какие категории затрат обеспечивают производство того или иного изделия, как можно минимизировать эти затраты – это предмет науки «Экономика» (специальность – экономист).

Все эти три науки неразрывно связаны между собой, категории и понятия их настолько переплетаются, что иногда трудно провести грань, где кончается предмет одной науки и начинается предмет другой.

Внастоящее время рассматривается вопрос об интеграции этих наук в комплексную науку, рассматривающую все аспекты появления изделия по цепочке от творческого замысла, проектирования, технологии, организации производства и оптимального управления потоками информации, вещества и энергий.

Вданном лабораторном практикуме мы затронули только небольшую практическую часть обширной науки «Технология» и рассмотрели основные методы обработки металлов, используемые в производстве машин, аппаратов и приборов.

90