книги из ГПНТБ / Бергер И.И. Токарное дело учебник

инструментальные стали. Поэтому стойкость резцов при точении этих металлов ниже, чем при обработке малоуглеродистых кон­ струкционных сталей.

Нержавеющие, жаропрочные стали и сплавы, кроме абразив­ ного износа, создают повышенный молекулярный износ, обладают низкой теплопроводностью, сильно упрочняются при резании, со­ храняют твердость и прочность при высоких температурах. Их обработка резанием сопряжена с большими трудностями вследствие низкой стойкости резцов.

Материал инструмента и в первую очередь его теплостойкость оказывают большое влияние на продолжительность работы инстру­ мента. При равных условиях резания быстрорежущие резцы имеют значительно меньшую стойкость, чем твердосплавные.

Как было установлено при рассмотрении теплообразования, из элементов режима резания наибольшее влияние на температуру нагрева инструмента, а значлт и на его стойкость, оказывает ско­ рость резания. Например, при увеличении скорости резания на 20—25% стойкость снижается в 2—3 раза.

Следовательно, для сохранения стойкости резца выгоднее ра­ ботать в первую очередь с наибольшей глубиной резания и подачей и только после этого выбирать допустимую скорость резания.

Большое влияние на стойкость инструмента оказывает геомет­ рия заточки резца. Ее воздействие на температуру нагрева режу­ щей кромки рассматривалось при изучении теплообразования.

Стойкость резца увеличивается при увеличении переднего угла в допустимых пределах, при уменьшении углов в плане, при поло­ жительном значении угла наклона главной режущей кромки, а также с увеличением радиуса закругления вершины. Этому способ­ ствует также фаска на передней поверхности резца вдоль главной режущей кромки.

Смазывающе-охлаждающая жидкость уменьшает нагрев ин­ струмента, внешнее трение и создает расклинивающее действие на срезаемый слой металла. Поэтому применение смазки и охлаждения при резании увеличивает стойкость резца. Для этой цели при то­ карных работах наиболее часто используется эмульсия с различной концентрацией эмульсола (от 5 до 20%), обладающая хорошей ох­ лаждающей и частично смазывающей способностью. При чистовой обработке с небольшой скоростью резания (окончательное нареза­ ние резьб резцами, развертывание), когда преобладающее влияние на износ оказывают силы трения, рекомендуется применять жидко­ сти с большей смазывающей способностью — сульфофрезол (осерненное минеральное масло), смеси растительного или минерального масла с керосином и скипидаром и др.

Для точения чугуна и при универсальных токарных работах твердосплавными резцами смазывающе-охлаждающие жидкости практически не применяют. В первом случае это объясняется незна­ чительным эффектом их использования и сильным загрязнением станка смесью мелкой чугунной стружки с жидкостью; во втором — сложностью обеспечения непрерывной и обильной струи охлаждаю­

щей жидкости и сильным разбрызгиванием ее при высокой скорости резания.

Струя жидкости, подведенная обычным способом к месту отде­ ления стружки, не оказывает высокого охлаждающего действия. Поэтому в последнее время на операционных работах получил рас­ пространение способ охлаждения распыленной жидкостью. Струя такой жидкости легко проникает в зону резания и надежно смазы­ вает трущиеся поверхности. При этом хорошо отводится теплота, которая поглощается при испарении мелких, быстро движущихся частиц жидкости. Вследствие этого улучшаются условия резания, повышаются стойкость инструмента и чистота обработки, уменьша­ ется загрязнение рабочего места.

При обработке труднообрабатываемых сталей и сплавов при­ меняют глубокое охлаждение жидким углекислым газом. Последний подается в зону резания из баллона через отверстие сопла диамет­ ром в несколько десятых долей миллиметра. Во время расширения и испарения углекислый газ сильно охлаждается (примерно до —78°) и оседает на резец, деталь и стружку в виде белого налета (искусственного льда), вызывая интенсивное охлаждение.

Стойкость инструмента должна обеспечивать высокую произво­ дительность и наименьшие материальные затраты, связанные с изготовлением изделия. Такую стойкость называют экономической. Ее ориентировочные значения для различных режущих инструмен­ тов, принятые в нормативах по режимам резания, приводятся в соответствующих справочниках. Так, например, для обычных то­ карных резцов экономическая стойкость принимается 60 мин, для фасонных — 120 мин.

Иногда в определенных условиях бывает целесообразно рабо­ тать с другой стойкостью. Например, при обработке партии одина­ ковых деталей на настроенном станке, когда нежелательно менять резец до окончания обработки всей партии, стойкость резца увели­ чивают за счет снижения скорости резания.

Стойкость инструмента обеспечивается главным образом вы­ бором соответствующих режимов резания и способа охлаждения.

Вопросы для повторения

1.Что называется стойкостью инструмента?

2.Укажите влияние на стойкость различных условий резания.

3.Какие способы смазки и охлаждения применяют при резаини?

4.Почему при точении чугуна и работе твердосплавными резцами охлажде­ ние практически не применяют?

5.Какой должна быть стойкость инструментов и ее значение для резцов?

6. Чём обеспечивается требуемая стойкость инструмента при резании?

§ 14. Выбор рациональных режимов резания

Режим резания, который обеспечивает наиболее полное ис­ пользование режущих свойств инструмента и возможностей станка при условии получения необходимого качества обработки, иазы-

вается рациональным. Кроме этого, такой режим должен соответ­ ствовать экономической стойкости инструмента.

Для повышения производительности следует стремиться рабо­ тать с возможно большими режимами резания. Однако их увели­ чение ограничивается стойкостью инструмента, жесткостью и проч­ ностью обрабатываемой детали, узлов станка и его мощностью.

Рассматривая влияние элементов режима резания на стой­ кость резцов, мы установили, что выгоднее в первую очередь вести обработку с наибольшей глубиной резания, затем выбирать макси­ мально допустимую подачу и только после этого принимать до­ пустимую скорость резания.

Это основное правило резания металлов также соответствует условию наиболее производительной работы. Всегда выгодно при возможности срезать весь припуск за один проход. В этом случае уменьшаются потери времени на возвращение резца в исхрдное по­ ложение и установку его на размер обрабатываемой поверхности. Чем больше подача, тем выше скорость движения суппорта и, сле­ довательно, короче время обработки детали.

Увеличение скорости резания также способствует росту произ­ водительности обработки и, кроме того, повышению чистоты обра­ батываемой поверхности.

Скорость резания, наиболее сильно влияющая на износ и стой­ кость инструмента, выбирается в зависимости от всех условий ре­ зания: свойств материалов обрабатываемой детали и резца, глуби­ ны резания, подачи, геометрии резца, качества и способа смазки и охлаждения.

Так, скорость резания при обработке чугуна, сопровождающей­ ся сильным абразивным износом инструмента, принимается в 1,5— 2 раза меньшей, чем при обработке конструкционных сталей. Еще более низкие скорости следует принимать при резании труднообра­ батываемых нержавеющих и жаропрочных сталей. Для твердо­ сплавных резцов скорость резания можно увеличить в 4—5 раз по сравнению с ее значением для быстрорежущих резцов.

С увеличением глубины резания и подачи скорость резания следует уменьшать.

Для резцов с малыми углами в плане и большим радиусом за­ кругления вершины скорость резания может быть принята большей.

Применение смазывающе-охлаждающих жидкостей и интенсив­ ных способов охлаждения позволяет увеличить скорость резания.

При назначении режимов резания руководствуются норматив­ ными таблицами и исходными данными: чертежом детали, родом и размерами заготовки, типом, материалом и геометрией инструмен­ та, паспортными сведениями о станке. Используя эти данные, назна­ чают элементы режима резания в следующем порядке:

1. Глубину резания принимают в зависимости от величины пр пуска, жесткости детали и точности обработки. Если условия позво­ ляют, весь припуск следует срезать за один проход инструмента. Точные поверхности обрабатывают вначале предварительно, затем’

окончательно. Чистовой проход в этом случае выполняют с неболь­ шой глубиной резания — 0,5—1 мм.

2. Подачу выбирают из нормативных таблиц. При черновой обработке ее величина ограничивается жесткостью детали, инстру­ мента и допустимым усилием предохранительного механизма по­ дачи станка. Подача для чистовой обработки определяется главным образом чистотой обрабатываемой поверхности. Для получения более высокого класса чистоты подачу следует принимать меньшую.

На величину подачи при чистовом точении влияют также ра­ диус закругления вершины резца и углы в плане. Чем больше радиус при вершине и меньше углы в плане, тем большую подачу можно применять.

Окончательно подачу корректируют по станку и принимают ближайшую из имеющихся.

3.Скорость резания, соответствующую экономической стойко­ сти инструмента, назначают из нормативных таблиц в зависимости от принятых значений глубины резания, подачи. Такие таблицы составлены для определенных условий работы. Поэтому, если дей­ ствительные условия резания отличаются от нормативных, выбран­ ную скорость надо умножить на поправочные коэффициенты, при­ лагаемые к таблицам.

4.Зная скорость резания, определяют число оборотов из фор­

мулы (5)

и подбирают ближайшее меньшее значение или большее (если оно не превышает 5% расчетного) по станку.

5. По принятому числу оборотов подсчитывается действитель­ ная скорость резания

6. Проверяют режим резания при черновом точении по допу­ стимой мощности или крутящему моменту на шпинделе станка по

Станок токарно-винторезный 1К62. Обработка выполняется проходным упор­ ным резцом с пластинкой твердого сплава Т15К6. Геометрия резца: у= 12°, а=10°,

обтачивание следует выполнять за два перехода. На чистовое точение оставляем припуск 1 мм на диаметр.

Назначаем режим резания для чернового перехода.

6. Проверяем режим резания по мощности на шпинделе станка. Вычисл усилие резания:

Pz = MS КГ.

Из табл. 20 коэффициент резания &=180 кГ/мм2, тогда

Pz = 180 • 2 • 0,52 = 187 кГ.

Мощность, необходимая на резание, будет составлять:

Из табл. 22 мощность на шпинделе по приводу и наиболее слабому звену составляет 7,2 кет, что вполне достаточно для осуществления выбранного режима резания.

Назначаем режим резания для чистового перехода. 1. Глубина резания

=0,28-0,75=0,21 мм/об имеется на станке.

3.Скорость резания из табл. 23 составляет 235 м/мин.

Уточняем скорость резания соответственно измененным условиям работы:

V = 235 • 1,15 • 0,8 = 216 м/мин.

4. Определяем число оборотов заготовки:

Г л а в а XIII

ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ СО СЛОЖНОЙ УСТАНОВКОЙ

К сложным способам установки заготовок на токарном станке относятся: установка в 4-кулачковом несамоцентрирующем патро­ не, на планшайбе, угольнике, в люнетах и установка заготовок при обработке эксцентричных деталей. Все они нуждаются либо в осо­ бой настройке приспособления, либо в выверке заготовки относи­ тельно оси вращения.

§ 1. Обработка в 4-кулачковых патронах

Для закрепления заготовок некруглой формы, отливок и поко­ вок с неровными поверхностями и некоторых других работ приме­ няются 4-кулачковые патроны с независимым перемещением кулач-

Рис. 236. 4-кулачковый патрон с независимым перемещением кулачков.

ков (рис. 236). Они состоят из корпуса 2, опор 3, винтов 4 и кулач­ ков 5. Кулачки могут быть использованы в качестве прямых или обратных. Зажим и центрирование заготовок в таких патронах вы­ полняются раздельно. Патрон крепится на резьбовом конце шпин­

деля при помощи переходного фланца 1. Для станков с фланцевой конструкцией шпинделя посадочное отверстие выполнено непосред­ ственно в корпусе патрона.

Корпус 4-кулачкового патрона может быть использован в каче­ стве планшайбы для установки и закрепления заготовок с обрабо­ танной опорной поверхностью. Для этой цели в нем предусмотрены сквозные продолговатые пазы для установки крепежных болтов. Патроны изготавливаются различных размеров с наружным диа­ метром от 160 до 1000 мм.

Особенность обработки заготовок в таких патронах заключает­ ся в необходимости совмещения оси обрабатываемой поверхности

Рис. 237. Способы выверки заготовок в 4-кулачковом патроне.

с осью патрона (шпинделя). Это осуществляется выверкой загото­ вок по меловой риске или по разметке.

В первом случае (рис. 237, а) к выверяемой поверхности мед­ ленно вращаюшейся заготовки подносят кусочек мела и определя­ ют концентричность ее с осью вращения по виду меловой риски. Чтобы не повредить руки, брусок мела располагают примерно на уровне оси заготовки с небольшим наклоном вниз, а для большей устойчивости правую руку поддерживают левой. Если след риски располагается по всей окружности, что при первой проверке бывает весьма редко, то положение заготовки правильное.

Когда же риска остается лишь на небольшом участке прове­ ряемой поверхности, положение заготовки регулируют сдвигом кулачков, противоположных риске.

Если заготовка имеет относительно ровную или предварительно обработанную поверхность, то аналогичную выверку выполняют слесарным рейсмасом, как показано на рис. 237, б. Иглу рейсмаса, установленного на специальную плиту или верхнюю плоскость по­ перечных салазок, подводят к проверяемой поверхности с неболь­ шим зазором и, включив малые обороты шпинделя, определяют его равномерность по окружности. Изменяя положение заготовки в патроне сдвигом соответствующих кулачков, добиваются, чтобы изменение зазора было возможно меньшим. Затем заготовку окон­ чательно закрепляют.

По второму способу выверку производят по разметке на торце заготовки при помощи заднего центра или рейсмаса.

Вершину заднего центра вводят в накерненное углубление точ­ ки пересечения центровых линий разметки (рис. 237, в), поджимают заготовку центром к торцу корпуса патрона и закрепляют ее кулач­ ками в таком положении.

При выверке рейсмасом (рис. 237, г) его устанавливают ira плоскость поперечных салазок суппорта или специальную плиту. Иглу рейсмаса, установленную по высоте вершины заднего центра, подводят к центровым линиям торца заготовки и поперечным пере­ мещением выверяют поочередно положение каждой линии. При этом центровая линия при повороте заготовки на 180° должна совме­ щаться с вершиной иглы рейсмаса на всей длине.

Указанные выверки выполняют только при изготовлении первой детали из партии. Остальные детали правильно ориентируют в 4-кулачковом патроне поджимом к двум соседним кулачкам, кото­ рые не перемещают при откреплении заготовок.

Вопросы для повторения

1.Какое назначение 4-кулачкового патрона? Объясните его устройство.

2.В чем заключается особенность закрепления заготовок в 4-кулачковом пат­

роне?

3.Объясните способы выверки заготовок в 4-кулачковом патроне.

§ 2. Обработка на планшайбе и угольнике

Детали произвольной формы типа рычагов или корпусов, кото­ рые невозможно правильно установить в 4-кулачковом патроне, закрепляют на планшайбе. К этому способу установки прибегают также, если требуется выдержать строгую перпендикулярность оси обрабатываемой поверхности к торцу или основанию детали.

Планшайба / (рис. 238) представляет собой чугунный диск со ступицей, усиленный с обратной стороны ребрами жесткости.

Отверстия ступицы выполняются по форме переднего конца шпинделя, на который устанавливается и закрепляется планшайба.

Передний торец планшайбы строго перпендикулярен к ее оси. На нем расположены Т-образные и сквозные пазы для крепежных болтов. Планшайба напоминает корпус 4-кулачкового патрона, ко­ торый иногда используется для этой же цели.