Материаловедение и технология конструкционных материалов

вместе с гильзой 3 и перемещением шпиндельной головки по направляющим траверсы.

Для обработки заготовок с большим количеством отверстий целесообразно использовать сверлильные станки с ЧПУ. Эти станки с помощью дополнительных координатных столов позво­ ляют автоматически перемещать и точно устанавливать заготов­ ку относительно инструмента без предварительной разметки. Кроме перемещений стола автоматизирована подача инстру­ мента. Вертикально-сверлильные станки с ЧПУ часто оснаща­ ют револьверными головками для автоматической смены инст­ румента.

22.3.5. Агрегатные станки

На агрегатных станках заготовки обрабатывают нескольки­ ми инструментами одновременно.

Агрегатные станки изготавливают из стандартных и норма­ лизованных деталей и узлов (агрегатов). Компоновка станков весьма разнообразна. Она зависит от формы и размеров загото­ вок, характера выполняемых работ и т.д. На рис. 22.17 приве­ дена одна из разновидностей компоновки агрегатного станка.

Основными нормализованными узлами станка являются ста­ нина 1, силовая головка 2 и стол 3. Заготовку закрепляют в при­ способлении, установленном на столе станка, и обрабатывают

с трех сторон одновременно многими инструментами, закреплен­ ными в шпинделях силовых головок. Инструментальные шпин­ дели вращаются от приводного вала силовой головки, а подачу вдоль оси отверстия получают перемещением корпуса силовой го­ ловки по направляющим станины.

1 Рис. 22.17. Агрегатно-сверлильный станок

На агрегатных станках наряду со сверлением растачивают от­ верстия, фрезеруют поверхности и т.д. Агрегатные станки — это преимущественно станки-полуавтоматы, и их часто встраивают в автоматические линии. Они обеспечивают высокую произво­ дительность, стабильную точность обработки и допускают мно­ гократное использование нормализованных деталей и узлов при перекомпоновке станка на выпуск нового изделия.

Обработка на расточных станках

На расточных станках обрабатывают отверстия, точно коор­ динированные относительно друг друга и расположенные в од­ ной или нескольких плоскостях. Поверхности формообразуются за счет сочетания главного вращательного движения резца или другого режущего инструмента и движения подачи, сообщае­ мого инструменту или заготовке.

На расточных станках производят сверление, зенкерование, развертывание, растачивание, нарезание резьбы, торцевое обта­ чивание плоскостей и фрезерование.

Наиболее простыми расточными инструментами являются про­ ходные, подрезные, канавочные и резьбовые резцы (рис. 22.18, б). Для растачивания отверстий диаметром больше 20 мм применяют одно- и двухлезвийные пластинчатые резцы (рис. 22.18, в). Рас­ тачивание сквозных и глухих отверстий диаметром 45...70 мм выполняют с помощью блоков (рис. 22.18, г), которые представля­ ют собой сборную конструкцию, состоящую из корпуса 1 и встав­ ных регулируемых резцов 2, закрепленных винтами 3 и 4. Для обработки отверстий большого диаметра применяют расточные головки (рис. 22.18, д).

Режущий инструмент на расточных станках закрепляют с по­ мощью консольных оправок и патронов.

22.4.2. Расточные станки

Различают горизонтально-расточные, координатно-расточ­ ные и отделочно-расточные станки. Горизонтально-расточ­ ные станки (рис. 22.19) обладают широкой универсальностью. На станине 1 установлена стойка 7, на вертикальных направ­ ляющих которой перемещается шпиндельная бабка 8 с короб­ ками скоростей и подач. Шпиндель коробки скоростей полый, на нем закреплена планшайба 6 с радиальным суппортом 4. Внутри полого шпинделя находится расточной шпиндель 5. Зад­ няя стойка 3 с люнетом 2 предназначена для поддержания расточ­ ных оправок. Заготовку устанавливают на поворотном столе 11,

вистость. Каждый зуб находится в контакте с заготовкой только какую-то часть оборота. Вследствие этого врезание фрезы в за­ готовку сопровождается ударами и приводит к неравномерности резания. Такой режим обработки вызывает вибрации, повышен­ ное изнашивание зубьев и отрицательно сказывается на точности обработки и шероховатости поверхности детали.

На рис. 22.22 показаны схемы фрезерования плоскости ци­ линдрической и торцевой фрезами. При цилиндрическом фрезе­ ровании плоскостей работу резания выполняют зубья, распо­ ложенные на цилиндрической поверхности фрезы. При торцевом фрезеровании плоскостей в работе резания участвуют зубья, рас­ положенные на цилиндрической и торцевой поверхностях фрезы.

Рис. 22.22. Фрезерование цилиндрической (а) и торцевой (б) фрезами:

1 — заготовка; 2 — фреза

Цилиндрическое и торцевое фрезерование плоскостей в за­ висимости от направлений вращения фрезы и подачи заготовки можно осуществлять двумя способами:

□против подачи (встречное фрезерование), когда направле­ ние подачи противоположно направлению вращения фрезы;

□по подаче (попутное фрезерование), когда направления по­ дачи и вращения фрезы совпадают.

610 Раздел VI. Обработка резанием

ровании характеризуют скорость резания v, подача S ap, глубина резания t, ширина фрезерования В (см. рис. 23.22).

Скорость резания v, т. е. окружная скорость вращения фре­ зы, м /мин,равна

nDn v = ------ ,

1000

где D — диаметр фрезы, мм; п — частота ее вращения, об/мин.

Подача — это величина перемещения обрабатываемой заготов­ ки в-минуту (SM, мм/мин), за время углового поворота фрезы на один зуб (S2, мм/зуб) или за время одного оборота фрезы (SD, мм/об). Они связаны между собой следующей зависимостью:

5 М= S„n = S zzn,

где z — число зубьев фрезы.

Глубина резания t — кратчайшее расстояние между обраба­ тываемой и обработанной поверхностями.

Ширину фрезеруемой поверхности В измеряют в направле­ нии, параллельном оси фрезы при цилиндрическом фрезеровании и перпендикулярном направлению движения подачи при торце­ вом фрезеровании.

В процессе фрезерования каждый зуб фрезы преодолевает силу сопротивления металла резанию. Фреза должна преодолеть суммар­ ные силы резания, которые складываются из сил, действующих на находящиеся в контакте с заготовкой зубья. При фрезеровании цилиндрической фрезой с прямыми зубьями равнодействующую сил резания R, приложенную к фрезе в некоторой точке А, можно разложить на окружную силу Р, касательную к траектории дви­ жения точки режущей кромки, и радиальную силу Ру, направлен­ ную по радиусу. Силу R можно также разложить на горизонталь­ ную Ph и вертикальную Р„ составляющие (рис. 22.24, а). У фрез с винтовыми зубьями в осевом направлении действует осевая си­ ла Р0(рис. 22.24, б). Чем больше угол наклона винтовых канавок со, тем она больше.

При больших значениях силы Раприменяют две фрезы с раз­ ными направлениями наклона зубьев. В этом случае осевые силы направлены в разные стороны и взаимно уравновешиваются.

По окружной силе Р определяют эффективную мощность и производят расчет механизма коробки скоростей на прочность.

Рис. 22.24. С и лы резания при работе ци линдрич еской фрезой: а — с прямыми зубьями; б — с винтовыми зубьями

Радиальная сила Рудействует на опоры шпинделя станка и изги­ бает оправку, на которой крепят фрезу. Горизонтальная сила Ph действует на механизм подачи станка и элементы крепления за­ готовки, а осевая сила Р0 — на подшипники шпинделя станка и механизм поперечной подачи стола. Вертикальная сила Р„ является основой для расчета механизма вертикальной подачи стола. В зависимости от способа фрезерования направление и уро­ вень сил изменяются.

22.5.3. Элементы и геометрические параметры цилиндрической и торцевой фрез. Виды фрез

Цилиндрические и торцевые фрезы являются самыми рас­ пространенными из большой группы фрезерных инструментов. Они могут быть цельными и сборными, со вставными ножами. Зубья фрезы могут быть мелкими (для чистовой и получистовой обработки) и крупными (для черновых операций).

На рис. 22.25, а показана цилиндрическая фреза с винтовыми зубьями. Она состоит из корпуса 1 и режущих зубьев 2. Зуб фрезы имеет следующие элементы: переднюю поверхность 3, заднюю поверхность 6, спинку зуба 7, ленточку 5 и режущую кромку 4. У цилиндрических фрез различают передний угол у, измеренный ■в плоскости А—А, перпендикулярной к главной режущей кромке; главный задний угол а, измеренный в плоскости, перпендику­ лярной к оси фрезы; угол наклона зубьев со. Передний угол у облегчает образование и сход стружки. Главный задний угол а обеспечивает благоприятные условия перемещения задней по­ верхности зуба относительно поверхности резания и уменьшает