книги из ГПНТБ / Некрасов С.С. Технология материалов. Обработка конструкционных материалов резанием учеб. пособие

§ 6. РАЗНОВИДНОСТИ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ

На заводах автотракторного и сельскохозяйственного машино­ строения применяют многие разновидности станков токарной группы (карусельные, револьверные, многорезцовые, автоматы, полуавто­ маты и др.).

Карусельные станки. На этих станках обрабатывают детали большого диаметра при относительно малой высоте (маховики, колеса и др.). Ось вращения обрабатываемых деталей вертикальна. Это упрощает установку детали на станок. Карусельные станки имеют два—четыре суппорта и одну или две станинные стойки. Общий вид одностоечного станка приведен на рис. 93. Детали устанавливают непосредственно на стол 1. По направляющим 2 перемещается тра­ верса 3, по которой движется каретка 4, несущая поворотный круг 5 с направляющими верхнего суппорта 6, на котором установлена

револьверная головка 7. Каретка и верхний суппорт имеют как ручную, так и механическую подачи. Для обработки наружной поверхности и подрезки обода служат боковой суппорт 8 и каретка 9. Боковой суппорт имеет ручную и механические подачи.

Револьверные станки предназначены для серийного изготовле­ ния деталей сложной формы из прутка или штучных заготовок. Револьверные станки, в отличие от токарных, вместо задней бабки имеют револьверную головку — поворотный механизм для уста­ новки различных инструментов. Станки бывают с горизонтальной

Рис. 94. Схема наладки на обработку ступенчатого вала на многорезцовом станке

и вертикальной осью вращения револьверной головки. Револьвер­ ная головка имеет продольную подачу. Инструмент на револьверных станках устанавливают в определенном порядке в револьверной головке и на поперечном суппорте. На револьверной головке уста­ навливают сверла, зенкера, развертки, резцы для обточки и рас­ точки, резьбонарезные головки; на поперечном суппорте — отрезные, подрезные и фасонные резцы, работающие с поперечной подачей.

Время обработки детали на револьверном станке значительно меньше, чем на обычном токарно-винторезном, вследствие значи­ тельного сокращения времени на перестановку инструментов, применения выключающих станок упоров, одновременной работы нескольких инструментов.

Многорезцовые токарные станки. Многорезцовые токарные станки имеют два (иногда четыре) суппорта. Спереди на обычном месте располагаются продольный суппорт, за деталью с другой стороны станины — поперечный суппорт с подрезными и отрезными

132

резцами. Заготовки на многорезцовых станках крепят в центрах или патроне. На рис. 94 показана многорезцовая наладка. На перед­ нем суппорте установлены резцы 1—5, которые, врезаясь на опре­ деленную глубину резания, производят затем совместно продольную обработку различных поверхностей деталей. Так как каждый резец обрабатывает одновременно определенную часть поверхности детали, то машинное время резко сокращается. Резцы, закрепленные на зад­ нем суппорте (6, 7, 8), получают поперечную подачу и производят подрезку торцов (резец 6), снятие фаски (ре­

иснятия обработанных заготовок. На этой позиции шпиндели останавливают для безо­

пасности рабочего при загрузке станка. В конце цикла обработки (когда суппорты 3 подняты вверх) стол 5 поворачивается на Ѵв часть оборота.

Автоматами называют станки, у которых все операции выпол­ няются автоматически, включая установку и снятие заготовок. Токарные автоматы и полуавтоматы бывают одно- и многошпиндель­ ные (4, 6, 8, 12 шпинделей) с горизонтальным и вертикальным рас­ положением шпинделей. Заготовками для токарных автоматов являются прутки и трубы, реже — штучные заготовки (штамповки, отливки). Токарные полуавтоматы и автоматы очень производи­ тельны, их применяют исключительно в условиях крупносерийного

имассового производств для изготовления различных деталей массового применения типа болтов, гаек, валиков, втулок, колец и

т. д.

Из одношпиндельных автоматов наибольшее распространение имеют токарно-револьверные автоматы мод. 1Д112, 1Д118, 1Б124,

133

Г л а в а VII

ОБРАБОТКА НА СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКАХ

На сверлильных станках осуществляют сверление, рассверли­ вание и зенкерование отверстий,' развертывание цилиндрических и конических отверстий, подрезку торцов и цекование, нарезание резьбы метчиками (при наличии специального патрона). Все пере­ численные виды работ можно выполнять и на токарных станках. При сверлении, рассверливании, зенкеровании и развертывании инструмент получает два движения: вращательное (главное дви­ жение) и осевое (движение подачи).

§ 1. СВЕРЛА И ЭЛЕМЕНТЫ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ПРИ СВЕРЛЕНИИ

Сверла. В зависимости от конструкции и назначения различают следующие типы сверл: спиральные, перовые, для глубокого свер­ ления, центровочные, с пластинками из твердых сплавов и др. Наи­ большее распространение имеют спиральные сверла. Перовые сверла (рис. 97, а) вследствие малой производительности и низкой точности отверстий применяют редко. Для сверления отверстий глубиной более пяти диаметров спиральные сверла малопригодны из-за отно­ сительно малой жесткости, ухудшения отвода стружки и других

Рис. 97. Первое (а) и центровочное (б) сверла

недостатков. Для глубокого сверления применяют специальные сверла (например, пушечные и ружейные сверла). Центровочные сверла (рис. 97, б) применяют для образования центровых отверстий в деталях.

Сверла, оснащенные пластинками из твердых сплавов, облада­ ют высокой стойкостью и обеспечивают высокую производитель­ ность работы. Твердосплавные сверла выполняются с прямыми, винтовыми и наклонными канавками (рис. 98). Твердосплавные сверла с прямыми канавками применяют для сверления неглубоких

135

ю

Рис. 98. Сверла с пластинками из твердого сплава:

о — с наклонными канавками; б — с прямыми канавками; в — с винтовыми канавками

Рис. 99. Спиральные сверла с коническим (а) и цилиндрическим

(б) хвостовиками

136

сверлами обрабатывают хрупкие и твердые материалы (чугун, твер­ дую сталь, стекло, мрамор .и др.) при работе на высоких скоростях резания и с небольшими подачами.

На рис. 99 показана конструкция спиральных сверл с кониче­ ским и цилиндрическим хвостовиками. Сверло состоит из рабочей

стие в резании на длине, определя­ емой величиной подачи. Ленточка 6 сверла — узкая полоска на его

цилиндрической поверхности, расположенная вдоль винтовой канав­ ки; она обеспечивает направление сверла при резании. Благодаря наличию двух спиральных канавок сверло имеет два зуба 8 со спин­ ками 9. Угол наклона винтовой канавки © — угол между осью сверла и касательной к винтовой линии по наружному диаметру сверла. Обычно этот угол берется в пределах 18—30°. Угол наклона поперечного режущего лезвия — острый угол между проекциями поперечной и главной режущих кромок на плоскость, перпендику­ лярную к оси сверла. Обычно этот угол равен 50—55°. Угол при вер­ шине 2ср — угол между главными режущими кромками. Этот угол при сверлении стали средней твердости равен 116—120°, твердых сталей — 125°. Передний угол у — угол между касательной к перед­ ней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и нор­ малью в той же точке к поверхности вращения режущей кромки вокруг оси сверла. Передний угол рассматривается в плоскости АА,

137

перпендикулярной к режущей кромке. По длине режущей кромки передний угол у является величиной переменной. По мере прибли­ жения к оси сверла передний угол уменьшается, а у поперечного режущего лезвия он принимает отрицательное значение. Задний угол а — угол между касательной к задней поверхности в рассматрива­ емой точке режущей кромки и касательной в той же точке к окруж­ ности ее вращения вокруг оси сверла. Этот угол рассматривается в плоскости Б — Б, направленной по касательной к окружности в данной точке и параллельной оси сверла. Задний угол а ^ в нормаль­

ной плоскости А А может быть определен по формуле

tg aA'= tgasin< p .

Задний угол сверла — вели­ чина переменная: у периферии а = 8 -и 14°; по мере прибли­ жения к поперечной режущей кромке задний угол возрастает, достигая 20—26°.

В процессе резания, в резуль­ тате вращательного и поступа­ тельного движений сверла, обра­ зуется винтовая поверхность

резания. Поэтому действительные углы изменяются: передний угол увеличивается, а задний угол уменьшается (рис. 101): 7Р = у + ц и а р = а — р, где р — угол наклона траектории движения данной точки. Величину р для данной точки режущей кромки сверла можно определить по формуле

tg Р = nD’

где s — подача сверла в мм/об;

D— диаметр в мм, на котором расположена данная точка режу­ щего лезвия сверла.

Чем больше подача и чем ближе к центру находится рассматри­ ваемая точка, тем больше угол р. Поэтому около поперечной режу­ щей кромки задний угол а должен быть больше, чем на периферии.

Заточка сверл производится по задней поверхности. Наиболее распространена коническая заточка, когда заднюю поверхность сверла получают на специальных станках в виде части поверхности конуса. Такая заточка обеспечивает увеличение заднего угла по мере приближения к поперечной кромке.

При сверлении (рис. 102) глубина резания равна половине диаметра сверла: t, — D мм.

При рассверливании

138

где D — диаметр сверла в мм;

D0 — диаметр отверстия до рассверливания в мм.

Подача s — перемещение сверла в осевом направлении за один его оборот (мм/об). Так как сверло имеет две главные режущие кромки, то подача, приходящаяся на каждую режущую кромку,

где п — частота вращения сверла в об/мин.

а)

Рис. 102. Элементы резания при сверлении (а) и при рассверливании (б)

Площадь поперечного сечения среза при сверлении так же, как и при точении, равна произведению глубины резания на подачу:

Следовательно, площадь поперечного сечения среза, приходя­ щаяся на одну режущую кромку,

Кроме того, площадь поперечного сечения среза, приходящуюся на одну режущую кромку при сверлении и рассверливании, можно выразить через толщину среза а и ширину среза Ь:

fx = ab мм2.

Величина толщины среза определяется минимальным рассто­ янием между двумя последовательными положениями режущей

139

кромки за один оборот сверла и измеряется в направлении, перпен­ дикулярном к главной режущей кромке:

Ширину среза измеряют вдоль режущей кромки сверла. При сверлении

Силы резания, крутящий момент и мощность при сверлении.

Все основные явления, свойственные процессу точения (упругие и пластические деформации обрабатываемого материала, усадка стружки, наростообразование на режущей кромке сверла, тепло­ выделение и другие), присущи также и сверлению. Вместе с тем процесс сверления имеет и ряд особенностей: в более тяжелых усло­ виях протекает процесс образования стружки; затруднен отвод стружки и подвод смазочно-охлаждающей жидкости. Переменное значение скорости резания и переднего угла по длине режущей кромки сказывается на характере образования стружки. Попе­ речная режущая кромка (перемычка) имеет угол резания больше 90°, а скорость резания у перемычки почти равна нулю, поэтому у перемычки происходит не резание, а смятие материала, что вызы­ вает повышенный износ сверла. Направляющие ленточки, не имея заднего угла, создают при сверлении значительное трение о поверх­ ность обработанного отверстия.

Спиральное сверло является многолезвийным инструментом, так как совершает работу резания пятью режущими кромками (две главные, две вспомогательные и поперечная). При резании свер­ лами возникают давление сходящей стружки на переднюю поверх­ ность и давление материала на заднюю поверхность, трение стружки о переднюю поверхность и трение задней поверхности о поверх­ ность резания, а также трение о стенки отверстия ленточек, распо­ ложенных на цилиндрической поверхности сверла, образуются также осевое давление и крутящий момент от поперечной кромки сверла.

140