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

щую. Так как развертки являются чистовыми инструментами, то за критерий износа принимают технологический критерий. Максималь­ но допустимая величина износа по задней поверхности разверток из инструментальных сталей h3 = 0,6 ч- 0,8 мм; для разверток с пла­ стинками из твердых сплавов Н3 = 0,4 ч- 0,7 мм.

§ 3. НАЗНАЧЕНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ СВЕРЛЕНИИ, ЗЕНКЕРОВАНИИ И РАЗВЕРТЫВАНИИ

Глубина резания при сверлении отверстия в сплошном материале

t — ~ 2 мм. При рассверливании, зенкеровании и развертывании

глубина резания определяется припуском на обработку и техноло­ гическими требованиями. При черновой обработке отверстия глу­ бину резания берут равной припуску, который снимают за один проход. При точной обработке отверстия весь припуск целесооб­ разно снять в два или несколько проходов, при этом на каждом после­ дующем проходе глубина резания должна быть меньшей.

Величину подачи выбирают по соответствующим справочникам в зависимости от обрабатываемого материала, материала инстру­ мента, вида и условий обработки. Подача на один оборот шпин­ деля при сверлении составляет примерно 0,02—0,03 диаметра сверла. Подача при зенкеровании берется в 2—2,2 раза больше, а при раз­ вертывании — в 2,5—3 раза больше подачи при сверлении.

Скорость резания при сверлении определяют с учетом приня­ той подачи, свойств обрабатываемого материала, материала режу­ щей части сверла, выбранного периода стойкости, геометрических параметров сверла и других условий резания и рассчитывают по формуле

По полученной скорости резания находят расчетную частоту вращения п, которую корректируют по паспорту станка (іц п).

По выбранной частоте вращения шпинделя станка подсчитывают фактическую скорость резания

0ф = 1000 - м/мин.

Установленный режим резания проверяют по прочности меха­ низма подачи, крутящему моменту и мощности на шпинделе станка.

§ 4. СВЕРЛИЛЬНЫЕ И РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ

Различают следующие основные типы сверлильных станков: вертикально-сверлильные, в том числе настольные; радиальносверлильные (для сверления отверстий в крупных деталях); много-

151

шпиндельные (с несколькими шпинделями); горизонтально-свер­ лильные (для глубокого сверления), агрегатные (собранные из стан­ дартных узлов); центровочные для центровки заготовок (они бывают односторонние и двусторонние, последние центруют заготовку сразу

сдвух сторон) и расточные.

Всерийном и массовом производствах операции обработки отвер­ стий часто выполняют при закреплении заготовки в специальном приспособлении — кондукторе, снабженном закаленными направ­ ляющими втулками, через которые и осуществляют сверление, зенкерование и развертывание. Необходимость разметки под сверление при использовании кондукторов отпадает.

Вертикально-сверлильный станок 2Н135А, кинематическая схема которого показана на рис. 111, может работать в автоматизирован­ ном цикле и предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования, нарезания резьб метчиками. Максимальный диаметр свер­ ления в стали средней твердости — 35 мм.

Шпиндель станка получает вращение от электродвигателя мощ­ ностью 4,5 кВт с частотой вращения 1440 об/мин через коробку скоростей по следующей кинематической цепи:

25

35

Частота вращения шпинделя изменяется от 32 до 1410 об/мин. Направление вращения шпинделя изменяется реверсированием электродвигателя.

Движение подачи осуществляется от гильзы (в которой сколь­ зит шпиндель) через колеса 30—53 и 17—48 к валу IX, от которого с помощью двух тройных скользящих блоков валу X I сообщается девять различных частот вращения. Валы X I и X I I соединяются между собой посредством электромагнитной муфты М. От вала X I I вращение передается через червячную пару 1—60 реечному колесу 13, находящемуся в зацеплении с рейкой на пиноли шпинделя. Цепь движений на вертикальную подачу

153

Для ускоренной подачи шпинделя движение на вал X I I может передаваться от электродвигателя быстрых холостых ходов (N = 0,4 кВт, п = 2000 об/ мин) через колеса 31—31 и коническую пару 23—44. Ручное перемещение шпинделя осуществляется штур­ валом, сидящим на валу X V I I . Для контроля за глубиной сверле­ ния имеется лимб, на который движение передается через колеса

Станок может работать по четырем циклам: наладочный, меха­ нический, механизированный и автоматический. При наладочном цикле (настройка станка, нарезание резьбы) подача осуществляется вручную. При механическом цикле управление станком осуществля­ ется кнопками. При нажатии кнопки «Вниз» включается быстрый подвод шпинделя; движение осуществляется, пока рабочий нажимает кнопку. В этом случае валик X I I отключается от вала X I посред­ ством муфты М. После прекращения нажима на кнопку отключается цепь ускоренного хода и включается рабочая подача. При нажиме кнопки «Вверх» происходит быстрый отвод инструмента. При авто­ матическом цикле управление станком осуществляется полностью кулачками, закрепленными на лимбе. Подъем и опускание стола производят вручную поворотом рукоятки на валу X V через кониче­ скую пару 20—60 и винт с гайкой.

Радиально-сверлильные станки применяют при сверлении или обработке отверстий в крупногабаритных деталях. Деталь закреп­ ляют на столе или на фундаментной плите, а шпиндель вместе с ин­ струментом устанавливают по соответствующим координатам. На радиально-сверлильных станках могут выполняться операции свер­ ления, рассверливания, зенкерования, развертывания, растачива­ ния отверстий, нарезания резьбы метчиками и др.

На рис. 112 показан общий вид радиально-сверлильного станка. На фундаментной плите 1 расположена тумба 2 с неподвижной ко­ лонной, на которую надета гильза 3. На гильзе установлена тра­ верса (рукав) 4. Гильза вместе с траверсой может поворачиваться вокруг колонны на 360° и фиксироваться в требуемом положении.

154

По горизонтальным направляющим траверсы перемещается шпин­ дельная бабка 5, в которой размещены коробки скоростей и подач.

и у которого верхнюю часть можно поворачивать вручную. Инстру­ мент (резец с оправкой, зенкер, развертку, фрезу) устанавливают

Рис. 113. Расточной станок

на шпинделе 2. Шпиндельная бабка 3 может передвигаться по направ­ ляющим станины 4. В шпиндельной бабке расположены также план­ шайба 5 с суппортом 6. Электродвигатель 7 обеспечивает вращение

155

Г л а в а VIII

ОБРАБОТКА НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ

Фрезерование — весьма распространенный метод обработки при

вращения, на образующей поверхности или на торце которого рас­ положены режущие зубья. Главное движение при фрезеровании — вращение фрезы; движение подачи — поступательное перемещение заготовки или фрезы. Все рассмотренные выше основные физиче­ ские явления, определяющие процесс резания металлов (упругие и пластические деформации, тепловыделение, износ режущего инст­ румента, наростообразов.ание и др.), являются общими и для про­ цесса фрезерования, однако он имеет и некоторые особенности. При фрезеровании каждый отдельный зуб фрезы за время одного полного ее оборота находится в контакте с обрабатываемой поверх­ ностью детали лишь относительно малое время: большую часть времени зуб проходит по воздуху и при этом охлаждается, что является положительным фактором. Врезание зуба фрезы в заго­ товку сопровождается ударами, что осложняет работу фрезы и станка.

§ 1. ТИПЫ ФРЕЗ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ ФРЕЗЫ

Фрезы классифицируются по характеру выполняемой работы, по конструкции и креплению зубьев, по расположению зубьев отно­ сительно оси фрезы и другим признакам. Основные типы фрез показаны на рис. 114. В настоящее время большинство конструк­ ций фрез стандартизовано.

Цилиндрические фрезы (рис. 114, а) применяют для обработки открытых плоскостей. Такие фрезы изготовляют с левыми и пра­ выми винтовыми канавками. При больших сечениях стружки для обеспечения спокойной работы без вибрации применяют крупно­ зубые цилиндрические фрезы с неравномерным шагом.

Торцовые фрезы (рис. 114, 6) имеют зубья на цилиндрической и торцовой поверхностях. Эти фрезы применяют для обработки открытых плоскостей, их изготовляют со вставными резцами, закрепленными в массивном корпусе. Дисковые фрезы применяют для обработки уступов, пазов, лысок, многогранных и других боко­ вых плоскостей на прямоугольных и круглых заготовках. Дисковые

157

фрезы могут быть одно-, двух- и трехсторонними. Трехсторонняя дисковая фреза (рис. 114, в, г) имеет режущие кромки на обоих торцах и иа цилиндрической части. Зубья на цилиндрической части могут располагаться параллельно оси фрезы или под неко­ торым углом к ней. Двусторонняя дисковая фреза имеет режущие кромки на одном торце и на цилиндрической части. Односторонняя

дисковая фреза имеет режущие кромки только на цилиндрической части.

Прорезные и отрезные фрезы (рис. 114, д) применяют для про­ резки узких пазов (шлицы винтов и др.) и отрезки (разрезания) заготовок. Концевые фрезы (рис. 114, е, ж) применяют для обра­ ботки плоскостей, уступов, пазов и криволинейных контуров по разметке и копиру. Концевые фрезы имеют режущие кромки на цилиндрической части (обычно расположенные по винтовой линии) и на торце. Угловые фрезы (рис. 114, з) применяют для изготовле­ ния поверхностей, расположенных под некоторым углом друг к другу. Фасонные фрезы (рис. 114, и, к) применяют для изготовле­ ния сложно-фасонных поверхностей; профиль фасонной фрезы должен соответствовать профилю обрабатываемой детали.

Резьбовые фрезы предназначены для фрезерования резьбы на специальных резьбофрезерных станках. Резьбовые фрезы бывают

158

двух видов: дисковые и гребенчатые. Гребенчатые фрезы предназ­ начены для нарезания коротких треугольных резьб, а дисковые — для нарезания длинных резьб (винтов). Каждый тип фрезы при­ меняют на резьбофрезерном станке соответствующей группы.

Процесс резьбофрезерования значительно более производитель­ ный, чем процесс нарезания резьбы резцом. К недостаткам процесса резьбофрезерования следует отнести более низкую точность обра­ ботки, в результате чего после резьбофрезерования часто прихо­ дится производить калибровку резьбы. Так, резьбофрезерование дисковыми фрезами винтов обычно применяется в качестве черновой обработки; чистовое нарезание винтов производится резцами.

/

1

<9

Іубья фрезы:

и; б — затылованный

По конструкции зуба (рис. 116) различают фрезы с остроконеч­ ными и затылованными зубьями. Фрезы с остроконечными зубьями имеют переднюю и заднюю поверхности плоской формы, что упро­ щает изготовление фрез. К группе фрез с остроконечными зубьями относятся цилиндрические, торцовые, дисковые и другие. Недоста­ ток остроконечной конструкции зуба — уменьшение высоты Н зуба после переточки по задней поверхности. У фрез с затылованными зубьями передняя поверхность плоская, а задняя имеет форму

159

архимедовой спирали. Достоинством конструкции затылованного зуба является то, что при переточке по передней поверхности профиль режущей кромки сохраняется постоянным. Такая конст­ рукция зуба применяется у фасонных фрез.

По расположению зубьев относительно оси фрезы могут быть цилиндрическими, коническими и торцовыми. По конструкции фрезы бывают цельными, со вставными быстрорежущими или твердосплав­ ными зубьями, с припаянными пластинками и др.

На рис. 117 приведены геометрические параметры режущей части торцовой фрезы. Зуб торцовой фрезы имеет две режущие кромки: 2 — главная; 3 — вспомогательная. Главный передний угол у рассматривается в плоскости, перпендикулярной к глав­ ной режущей кромке (сечение Б — Б). Иногда передний угол за­ дается в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы. Тогда этот угол обозначают у' и называют поперечным передним углом. Между углами у и у' существует определенная зависимость. Так, для тор­ цовых фрез с угловой режущей кромкой (расположенной под углом ср к торцу)

tg у = tg y' sin ф -f tg (Оcos ф.

Для цилиндрических, концевых и дисковых фрез со спираль­ ными зубьями

tgV = tgv' cos со,

160