Технология конструкционных материалов

ция обработки детали разбивается на группы переходов, которые за­ крепляются за позициями обработки. Все шпиндели с заготовками последовательно проходят эти позиции. При обработке по роторной схеме на позициях последовательно обрабатывается сразу несколько заготовок.

Автомат последовательной обработки показан на рис. 23.8. На ста­ нине 1 установлены передняя 2 и задняя 5 стойки; в передней стойке смонтирован шпиндельный блок 3, а в задней — коробка скоростей 6. Обработка ведется инструментами, закрепленными в поперечныхсуп­ портах 4, которые установлены против каждого из шпинделейв зажим­ ных устройствах кареток осевого суппорта 7. Поворот шпиндельного блока влечет за собой перемещение заготовки на следующую позицию, где продолжается ее обработка новым набором инструмента. Предпо­ следняя позиция является позицией окончательной обработки и отрез­ ки готовойдетали от прутка. На последней позиции пруток подаетсядо упора, а далее совершается новый цикл обработки.

4

Рис. 23.8. Токарный горизонтальный многошпиндельный автомат последовательной обработки

Вертикальный многошпиндельный полуавтомат роторной обра­ ботки показан на рис. 23.9. На станине 1 установлена карусель 2, в ко­ торой смонтированы шпиндели 3. На центральной колонне 5 закреп­ лены кортикальные суппорты 4. Обрабатываемую заготовку зажимают в патроне шпинделя, от которого она получает вращательное движе­ ние V. Карусель вместе со шпинделями совершает медленное враща­ тельное движение S. С такой же скоростью и в том же направлении вращается колонна с суппортами. При вращении карусели и колонны

□условия обработки из-за перепада скоростей резания вдоль глав­ ных режущих кромок различны;

□при работе сверло погружено в металл, что затрудняет подачу СОЖ и удаление стружки из зоны резания.

За скоростьрезания vпри сверлении принимают окружную скорость точки режущей кромки, наиболее удаленной от оси сверла (рис. 23.10). Подачей S0(мм/об) называется величина перемещения сверла вдоль оси за один оборот. Поскольку сверло имеет две режущие кромки, то подача, приходящаяся на каждую кромку, S z =S0/2. Глубинарезания t (мм) при сверлении отверстия в сплошном материале составляет по­ ловину диаметра сверла t = D/2 (рис. 23.10).

Рис. 23.10. Схемысверления (а) и рассверливания (б)

Впроцессе резания сверло испытывает сопротивление со стороны обрабатываемого материала. Равнодействующую сил сопротивления, приложенную в некоторой точке А режущей кромки, можно разло­ жить на три составляющие Рх, Руи Pz(рис. 23.11).

Составляющая Рхнаправлена вдоль оси сверла. Вэтом же направле­ нии действует на поперечную режущую кромку сила Рп. Сумма всех указанных сил, действующих на сверло вдоль оси х, называется осевой силой Ра. Сила Расжимает сверло вдоль продольной оси и действует на механизм движения подачи. Радиальные составляющие Руравны и на­ правлены навстречудругдругу. Сила Ргсоздает на сверле крутящий мо­ мент, скручивающий сверло, и действует на механизм привода главно­ го движения.

X

[р0 J

Рис. 23.11. Силы, действующие на сверло

Так как в направлении перемещения сверла действуют силы Р0и Pz, то для них можно определитьработу и мощность, затрачиваемые на ре­ зание:

N =N + NJ , j>

1урез 1 о

где Na, Nz — мощности, затрачиваемые соответственно на движение подачи и вращение при сверлении.

В большинстве случаев при сверлении Na « Nz и потому величи­ ной N„пренебрегают, считая ~ N z =Мл/9750, где М — суммарный момент от сил сопротивления резанию, Н • м; п — частота вращения, мин-1. Значения М и Р0определяют по эмпирическим формулам.

используют при выборе мощности станка, а величину Ра— при про­ верке прочности механизмадвижения подачи подопустимой нагрузке.

23.3.2. Виды режущих инструментов. Элементы и геометрия спирального сверла

Обработка заготовок на сверлильных станках проводится сверлами, зенкерами, развертками, метчиками и комбинированными инстру­ ментами.

Сверла по конструкции разделяются на спиральные, центровоч­ ные и специальные. Наибольшее распространение получили спираль­ ные сверла (рис. 23.12), состоящие из рабочей части 6, шейки 2, хво-

Угол наклона поперечной режущей кромки \{/ измеряют между проекциями главной и поперечной режущей кромок на плоскость, перпендикулярную оси сверла. Для стандартных сверл он колеблется в пределах 50...55°.

Угол наклона винтовой канавки со измеряют по наружному диа­ метру. С увеличением угла со увеличивается передний угол у, что об­ легчает процесс резания и выход стружки. Угол со составляет 8...30°.

Сверлением обрабатывают отверстия диаметром до 80 мм, причем отверстия диаметром до 30 мм сверлят, а большие — рассверливают. Сверление применяется как предварительная обработка при изготов­

Рис. 23.13. Инструментдля обработки отверстий на сверлильных станках: а—в — зенкеры; г—е — развертки; ж— метчик

Зенкерами (рис. 23.13, a-в) обрабатывают отверстия в литых или штампованных заготовках, а также предварительно просверленные отверстия. Вотличие от сверл зенкеры имеют три или четыре главные режущие кромки и не имеют поперечной кромки. Режущая часть 1 выполняет основную работу резания. Калибрующая часть 5 служит для направления зенкера в отверстии и обеспечивает необходимую точность и шероховатость поверхности (остальные условные обозна­ чения такие же, как и для сверла).

По виду обрабатываемых отверстий зенкеры делятся на цилиндриче­ ские (рис. 23.13, а), конические (рис. 23.13, б) и торцевые (рис. 23.13, в).

496 Раздел VI. Обработка резанием

Зенкеры бывают цельные с коническим хвостовиком (рис. 23.13, б) и насадные (рис. 23.13, в). Отверстия диаметром 20...40 мм обрабаты­ вают цельными, а свыше 30 мм — насадными зенкерами.

Окончательную обработку отверстия осуществляютразвертками. По форме обрабатываемого отверстия различают цилиндрические (рис. 23.13, г) и конические (рис. 23.13, д) развертки. Развертки имеют 6... 12 главных режущих кромок, расположенных на режущей части 7 с направляющим конусом. Калибрующая часть 8 направляет разверт­ ку в отверстии и обеспечивает необходимую точность и шерохова­ тость поверхности.

По конструкции крепления разверткиделятнахвостовые (рис. 23.13,

г, д) и насадные (рис. 23.13, е).

Метчики применяют для нарезания внутренних резьб. Метчик представляет собой винт с прорезанными прямыми или винтовыми канавками, образующими режущие кромки (рис. 23.13, ж). Метчик состоит из режущей 9 и калибрующей 10 частей. Профиль резьбы метчика должен соответствовать профилю нарезаемой резьбы.

23.3.3. Вертикально-сверлильныестанки

Вертикально-сверлильный станок (рис. 23.14) имеет фундаментную плиту 1, на которой установлена колонна 5. В верхней части колонны расположена коробка скоростей 4, через которую шпинделю с режу­ щим инструментом сообщается главное вращательное движение. Дви­ жение подачи инструмент получает через коробку подач 3, располо­ женную на колонне 5. Заготовка крепится на столе 2. Стол и коробка подач могутперемещаться по вертикальным направляющим колонны.

На сверлильных станках кроме сверления, зенкерования и развер­ тывания выполняют (рис. 23.15):

□цекование — обработку поверхности торцевым зенкером для достижения перпендикулярности ее к оси отверстия;

□зенкование—получение в имеющихся отверстиях цилиндриче­ ских или конических углублений под головки винтов, болтов, закле­ пок с помощью зенковок;

□нарезание резьб с помощью метчиков;

□получение отверстий сложного профиля с помощью комбини­ рованного режущего инструмента.

Рис. 23.15. Схемы обработки на сверлильном станке:

а — цекование; б, в —зенкование; г — нарезание резьб; д — получение сложного профиля

23.3.4. Радиально-сверлильныестанки

На радиально-сверлильных станках путем перемещения шпиндель­ ной головки обрабатывают отверстия, расположенные на значитель­ ном расстоянии друг от друга в крупногабаритных заготовках.

Радиально-сверлильный станок показан на рис. 23.16. К фунда­ ментной плите 1 прикреплена неподвижная колонна 2 с поворотной гильзой 3, по которой перемещается в вертикальном направлении и устанавливается в нужном положении с помощью механизма 5тра­

верса 4. По горизонтальным направляющим траверсы перемещается шпиндельная головка 6, в которой расположены коробка скоростей 7 и коробка подач 8. Шпиндель 9с инструментом получает главное вра­ щательное движение и вертикальную подачу. Заготовку закрепляют на столе 10. Инструмент устанавливают в рабочее положение поворо­ том траверсы вместе с гильзой 3 и перемещением шпиндельной го­ ловки по направляющим траверсы.

Для обработки заготовок с большим количеством отверстий це­ лесообразно использовать сверлильные станки с ЧПУ. Эти станки с помощью дополнительных координатных столов позволяют авто­ матически перемещать и точно устанавливать заготовку относитель­ но инструмента без предварительной разметки. Кроме перемещений стола автоматизирована Подача инструмента. Вертикально-сверлиль­ ные станки с ЧПУ часто оснащают револьверными головками для ав­ томатической смены инструмента.

23.3.5. Агрегатные станки

На агрегатных станках заготовки обрабатывают несколькими инстру­ ментами одновременно.

Агрегатные станки изготавливают из стандартных и нормализо­ ванных деталей и узлов (агрегатов). Компоновка станков весьма раз­