Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология конструкционных материалов. В 2 частях. Ч.2. Учебное пособие
.pdf
Движения резания при обработке на сверлильных станках:
– главное движение – вращательное движение инструмента, по-
лучаемое от шпинделя станка;
– подача – прямолинейное поступательное перемещение (в осе-
вом направлении) инструмента, получаемое от шпинделя станка.
Основные операции, выполняемые при обработке на сверлиль-
ных станках (рис. 1.16):
– сверление – получение сквозных или глухих отверстий
в сплошном теле
заготовки, обычно диаметром до 25 мм (реже
до 70 мм) с точностью до (4…5) квалитета, шероховатостью до (2…3)
класса;
– рассверливание – увеличение диаметра полученных ранее отверстий (литьём, штамповкой, сверлением), выполняемое с помощью
свёрл большого диаметра;
– зенкерование – изменение диаметра и формы полученного ранее отверстия (литьём, штамповкой, сверлением) с одновременным
повышением точности размеров и чистоты
его поверхности, выполняемое с помощью зенкеров; различают зенкование – местное расширение размеров отверстия под цилиндрические или конические
головки винтов и заклёпок и торцевание (цекование) – обработка торцовых поверхностей; зенкерование назначается при обработке ранее
полученного отверстия болта и обеспечивает 4-й квалитет точности,
чистоту поверхности в пределах от 4 до 5 класса, также
назначается
для подготовки отверстия или поверхности для головки винта (болта);
припуск на обработку 2z
= (0,5…3,5) мм.
о
– развёртывание – окончательная операция по обработке отверстия с целью изменения его диаметра и формы, а также повышения
точности размеров и чистоты поверхности, выполняемое с помощью
развёрток; при использовании чистовых развёрток может быть достигнута высокая точность и чистота обработанных поверхностей –
точность порядка 2-го квалитета и чистота поверхности в пределах
от 7 до 9 классов; развертывание разделяется на черновое (достигается 3-й квалитет точности) и чистовое (достигается 2-й квалитет
точности); припуск на обработку 2z
и 2z
= (0,05…0,2) мм – чистовое;
о
= (0,15…0,5) мм – черновое
о
– нарезание резьбы – получение и обработка разнообразной
резьбы в отверстиях, выполняемые с помощью метчиков, установленных в шпинделе станка;
– притирка – доводочная операция (окончательная чистовая обработка) внутренних поверхностей разнообразной геометрической
31
формы (конической, эллиптической), обеспечивающая получение
высокой точности и минимальной шероховатости поверхностей,
выполняемая с помощью шарошек, которые могут иметь как гладкую,
так и шероховатую (рельефную, как у напильника) поверхность
из твёрдого сплава или быстрорежущей стали.
а б в
г д
Рис. 1.16. Операции, выполняемые при обработке на сверлильных станках:
а – сверление; б – рассверливание; в – зенкование; г – торцевание;
д – развёртывание
Помимо общих работ, на сверлильных станках можно вырезать
отверстия большого диаметра в листовом материале, притирать точные отверстия.
При обработке отверстий различают нормальную длину обработки – нормальное сверление, зенкерование, глубокое сверление,
глубокое зенкерование и т. д. Под
понимается длина отверстия, не превышающая пяти диаметров; при
этом применяют нормальные инструменты и нормальные режимы резания. Если длина отверстия больше пяти диаметров, то считается
нормальной длиной обработки
32
глубокое сверление: увеличивается трение о стенки отверстия, увеличивается образование тепла, затрудняется подвод СОЖ к месту резания.
Свёрла для глубокого сверления имеют внутренний подвод
СОЖ. При глубоком сверлении может наблюдаться увод сверла от
оси отверстия и искажение формы отверстия. Это объясняется наличием перемычки у режущего инструмента.
0 до V
Процесс резания при сверлении
а)
переменной скоростью резания по длине режущей кромки от
;
max
б)
меняющимся передним γ и задним α углами по длине режу-
отличается:
щей кромки;
в)
наличием перемычки, затрудняющей процесс резания;
г)
затрудненным удалением стружки;
д)
низкой жёсткостью инструмента и системы СПИД в целом.
Свёрла изготавливают из инструментальных сталей, быстрорежущих сталей и с напайками (коронками) из твёрдого сплава.
Спиральные свёрла имеют наибольшее распространение. Они состоят
из режущей и рабочей частей (рис. 1.17).
Рис. 1.17. Части и элементы спирального сверла
Рабочую часть составляют режущая и направляющая части. Направляющая часть предохраняет сверло от увода в сторону и позволяет осуществлять многократную переточку. По всей длине этой части
сверла имеются узкие направляющие ленточки. Благодаря наличию
33
ленточек трение сверла об обработанную поверхность снижается.
С этой же целью на направляющей части сверла делается обратный
конус (от 0,04 до 0,09 мм на 100 мм длины).
Главные функции в процессе резания выполняет режущая часть
сверла, на которой расположены все его режущие элементы: главные
режущие кромки, поперечная режущая кромка, передние и задние
поверхности. Главные
режущие кромки образуются пересечением
передних и задних поверхностей. Геометрическая форма винтовых
канавок подбирается с таким расчетом, чтобы главные режущие
кромки были прямолинейными.
Сверло имеет передний угол γ и задний угол α. Задний угол α –
между касательной к задней поверхности в рассматриваемой точке
режущей кромки и касательной в той же точке
к окружности ее вращения вокруг оси сверла. Угол α у сверла переменный – увеличивается от периферии к центру до (25…30)º.
Передний угол γ наоборот уменьшается от периферии к центру.
Передний угол γ – это угол между касательной к передней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и нормалью той же
точки к
окружности ее вращения вокруг оси сверла.
Вспомогательными режущими кромками сверла являются винтовые кромки направляющих ленточек. Все режущие инструменты
имеют главные и вспомогательные режущие кромки, и только сверло
имеет еще одну режущую кромку, называемую поперечной. Она образуется пересечением двух задних поверхностей сверла.
Угол 2φ между режущими кромками колеблется от 90º (
для
хрупких материалов, например, мрамор) до 120º (для мягких, например, баббит, медь, алюминий). Для сверления стали и чугуна угол 2φ
принимается равным от 116 до 118º.
Сверло работает в тяжёлых условиях, так как сверление производится в сплошном металле. Отверстие после сверления получается
неточным (от 4 до 5 квалитета точности) и имеет грубо обработанную
поверхность
(от 3 до 4 класса чистоты). Неточность объясняется уводом сверла вследствие наличия поперечной кромки и неправильной
заточки главных режущих кромок.
Поперечная кромка или перемычка определяет жёсткость
и прочность сверла. Условия резания на перемычке неблагоприятные,
так как передний угол отрицательный, а угол резания тупой. Учитывая это, для сверл более 12 мм делают
подточку перемычки.
Поперечная кромка при работе не режет, а давит металл заготовки. Установлено, что около 65 % усилий подачи приходится на
34
поперечную кромку. Для облегчения усилий работы сверла применяют подточку поперечной кромки. Критерием правильной заточки является соблюдение угла 2φ. Кроме того, нужно, чтобы ось сверла
проходила через середину перемычки и делила угол при вершине 2φ
на равные части, длины главных режущих лезвий должны быть равны.
Для увеличения стойкости сверла проводят
двойную заточку,
при сверлении стали и чугуна, особенно на проход. Угол 2φ = (116…118)º,
а второй угол 2φ
= (75…80)º.
1
Существуют следующие типы сверлильных станков: настольные
сверлильные; вертикально-сверлильные; радиально-сверлильные;
многошпиндельные сверлильные станки; горизонтально-сверлильные
станки; специальные сверлильные станки. Наиболее распространенными являются вертикальные и радиально-сверлильные станки.
На наиболее крупных моделях станков сверлят отверстия диаметром
до 75 мм, на радиальных станках сверлят отверстия диаметром
до 100 мм нестандартными сверлами.
Строгание представляет собой обработку режущим инструмен-
том, главным образом плоских и фасонных поверхностей, а так же
поверхностей, имеющих форму ласточкиного хвоста, канавок, пазов,
выемок различного профиля в условиях единичного и мелкосерийного
производства, особенно в станкостроении и тяжелом машиностроении (рис. 1.7, в и г). Строгание – сравнительно малопроизводительный процесс, так как работа
ведётся однолезвийным инструментом,
а наличие холостого хода значительно увеличивает время обработки.
Различают следующие виды строгания:
– поперечное строгание – обработка на поперечно-строгальных
станках, как правило, мелких и средних по размеру заготовок, длина
строгания которых не превышает одного метра; главное движение –
прямолинейное возвратно-поступательное перемещение ползуна
с инструментом в горизонтальной плоскости, а
подача – прерывистое
перемещение стола с заготовкой перпендикулярно направлению движения ползуна (главному движению);
– продольное строгание – обработка на продольно-строгальных
станках преимущественно плоскостей, пазов, уступов и линейных
фасонных поверхностей крупных заготовок или нескольких одновременно обрабатываемых заготовок меньших размеров, а также заготовок деталей, имеющих большую длину, как например, станины,
корпусные
детали и т. д.; главное движение – прямолинейное возвратно-поступательное перемещение стола с заготовкой, а подача –
прерывистое перемещение ползуна с инструментом перпендикулярно
направлению движения стола (главному движению).
35
Долбление представляет собой разновидность строгания, в от-
личие от которого инструмент совершает возвратно-поступательное
движение только в вертикальной плоскости. Долбёжная обработка
применяется в условиях единичного и мелкосерийного производства
плоских и фасонных, наружных и внутренних поверхностей, вырезов,
канавок в конических и цилиндрических отверстиях, а также штампов.
Движения резания при обработке на долбёжных
станках:
– главное движение – прямолинейное возвратно-поступательное
перемещение ползуна с инструментом в вертикальной плоскости;
– подача – прямолинейное перемещение стола с заготовкой
в горизонтальной плоскости в продольном, поперечном или круговом
направлениях.
Важное свойство строгальных станков – их простота. Настройка
на обработку строганием не требует сложных устройств и приспособлений. Кроме того, производительность их
при обработке длинных,
но узких поверхностей иногда даже выше, чем фрезерных станков.
В зависимости от компоновки и характера работы строгальные станки
подразделяются на поперечно-строгальные, продольно-строгальные
и вертикально-долбёжные.
Для увеличения производительности продольно-строгальные
станки обеспечиваются 2-я или 4-я суппортами. Также применяются
приспособления, в которых одновременно можно закрепить до 4-
х
режущих инструментов, что позволяет при тех же режимах резания
увеличить производительность примерно в 4 раза.
Вертикально-долбёжные станки с ходом долбяка 100, 200 и 320 мм
имеют механический привод, с ходом 320 и 500 мм имеют гидравлический привод, с ходом 1000 и 1400 мм имеют привод от электродвигателя постоянного тока с возможностью бесступенчатого регулирования скорости
. При применении соответствующей оснастки на станках
обрабатывают фасонные поверхности с использованием копировального устройства и плоского шаблона (при этом возможна обработка
по замкнутому контуру при наружном и внутреннем долблении).
Режущий инструмент (строгальные и долбёжные резцы) аналогичен резцам токарной группы с геометрическими параметрами
α, γ, ε, φ, φ
, β, δ, λ. При строгании применяются изогнутые резцы,
1
чтобы устранить внедрение режущей кромки в поверхность резания
заготовки.
Фрезерование представляет собой высокопроизводительный
и широко распространённый способ обработки пазов, канавок, пло-
36
ских и фасонных поверхностей (наружных и внутренних), резки многолезвийным режущим инструментом – фрезой (рис. 1.7, ж).
Особенность фрезерования – периодичность и прерывистость
процесса резания, обусловленные конструкцией режущего инструмента: каждый режущий зуб фрезы находится в контакте с заготовкой
только в пределах определённого угла поворота фрезы, а затем вращается в холостую. Причём, врезание
зуба фрезы в тело заготовки со-
провождается ударом.
Движения резания при обработке на фрезерных станках:
– главное движение – вращательное движение режущего инструмента (фрезы) в горизонтальной или вертикальной плоскости, получаемое от шпинделя станка;
– подача (продольная, поперечная, вертикальная) – прямолинейное поступательное перемещение стола с закреплённой на нём заготовкой.
Основные
операции, выполняемые при обработке на фрезерных
станках:
– обработка горизонтальных поверхностей осуществляется на
горизонтально-фрезерных станках цилиндрическими фрезами, на вертикально-фрезерных станках торцовыми фрезами;
– обработка вертикальных поверхностей осуществляется на горизонтально-фрезерных станках торцовыми фрезами, установленными на концевой оправке, или дисковыми двух- и трёхсторонние фрезы
на центровой оправке, на
вертикально-фрезерных станках концевыми
и торцовыми фрезами (вертикально-фрезерные станки);
– обработка наклонных поверхностей осуществляется на горизонтально-фрезерных станках одноугловыми и двуугловыми фрезами,
установленными на оправке, на вертикально-фрезерных станках торцовыми или угловыми фрезами с поворотом шпиндельной головки,
а также одноугловыми или двуугловыми фрезами;
– обработка фасонных поверхностей осуществляется
на горизонтально-фрезерных станках фасонными фрезами или набором фрез
на цилиндрической оправке, на вертикально-фрезерных станках пальцевыми фрезами (криволинейные канавки и детали криволинейного
очертания);
– обработка пазов и канавок осуществляется на горизонтальнофрезерных станках дисковыми трёхсторонними фрезами (прямоугольные пазы) и угловыми фрезами (пазы с наклонными плоскостями),
на вертикально-
фрезерных станках концевыми фрезами (прямоуголь-
ные пазы) и Т-образными фрезами (Т-образные пазы);
37
– нарезание зубьев зубчатых колёс осуществляется на горизонтально-фрезерном станке дисковыми фрезами.
Фреза представляет собой режущий инструмент, имеющий не-
сколько зубьев. Другими словами, фреза является многолезвийным
режущим инструментом, имеющим много общего с резцом, по геометрическим параметрам режущей части и режимам резания. Имеются фрезы для обработки тел вращения, резьб и зубьев зубчатых колёс.
Таким образом, для каждой операции необходимо иметь соответствующий профиль
режущего инструмента. По конструкции фрезы
бывают:
а)
цельные, изготовленные полностью из высококачественного
инструментального материала.
б)
напайные, изготавливаются из конструкционных сталей, где
на рабочей части зубьев напаиваются пластинки твердого сплава или
быстрорежущей стали.
в)
наборные, состоящие из корпуса, изготовленного из легиро-
ванной конструкционной стали и вставных быстрорежущих или твердосплавных зубьев, закреплённых в корпусе фрезы механическими
средствами (клинья, штифты и др.); наборными изготавливаются
крупные фрезы.
Существуют две схемы фрезерования: встречное и попутное
(рис. 1.18).
а б
Рис. 1.18. Способы фрезерования:
а – встречное; б – попутное
Встречное фрезерование, когда подача заготовки направлена
навстречу вращения фрезы. Резание зубцом начинается при толщине
38
срезаемого слоя равного нулю и заканчивается с наибольшей толщи-
π
ной срезаемого слоя. При встречном фрезеровании происходит постепенное возрастание нагрузки на зуб фрезы, это обеспечивает плавную работу. Зубья режут под корку, что снижает износ и увеличивает
стойкость. Фреза стремится оторвать заготовку от стола, поэтому
крепление должно быть особо надежным; зубу
фрезы трудно врезаться в металл, происходит его скольжение, благодаря наличию упругой
деформации, что увеличивает теплообразование при обработке.
Попутное фрезерование, когда направление подачи совпадает
с направлением вращения фрезы. Резание зубом начинается с наибольшей толщины срезаемого слоя и заканчивается с нулевой толщиной срезаемого слоя. При попутном фрезеровании зуб фрезы работает
с ударом, сразу снимает максимальную толщину срезаемого слоя.
При этом зуб фрезы встречает на поверхности заготовки корку
и сильнее
от этого изнашивается, что снижает стойкость фрезы. После врезания с ударом резание продолжается спокойно и толщина
срезаемого слоя сходит на нет, чем обеспечивается более чистая обработка поверхности заготовки. Фреза стремится прижать заготовку к
столу. В этом случае жёсткость системы СПИД должна быть высокой.
В целом попутное фрезерование более выгодно
применять при чистовой обработке, когда уже снята корка, а глубина резания небольшая
и требуется хорошая чистота обработки.
При фрезеровании, так же как и при других видах обработки,
режимы резания характеризуются такими параметрами, как: скорость
резания, V, подача, S, глубина фрезерования, t, и ширина фрезерования, В.
Скоростью резания V [м/мин] при фрезеровании называется
окружная скорость наиболее удалённых точек режущих зубьев фрезы.
Dn
V
⋅⋅
= (1.12)
,
1000
где D – диаметр фрезы, мм; n – число оборотов фрезы в минуту,
об/мин; π = 3,14.
Слой материала, снимаемый за 1 проход называется
глубиной
фрезерования (резания) t.
При фрезеровании различают три значения подачи:
а)
подача на зуб (S
, мм/зуб) – величина перемещения заготовки
z
относительно фрезы за время ее поворота на один зуб;
39
б) подача на оборот S
+
⋅
, мм/об – величина перемещения заго-
o
товки относительно фрезы за один ее оборот;
минутная подача S
в)
, мм/мин – скорость перемещения заго-
м
товки относительно фрезы (в мм/мин).
Подачи связаны между собой:
Sм = Sо · n = Sz · Z · n, (1.13)
где n – число оборотов фрезы, об/мин; Z – число зубьев фрезы.
S принимаем из нормативов резания.
Основное время, Т
(в минутах), при фрезеровании определяет-
о
ся из выражения
ll l
L
==
T
o
SSZn
123
м
+
,
(1.14)
⋅
z
где L – общая длина прохода фрезы в направлении подачи, мм;
– длина фрезеруемой поверхности, мм; l2 – путь врезания фрезы,
l
1
мм; l
– перебег фрезы, мм; Sм – минутная подача, мм/мин; Sz – подача
3
на зуб, мм/зуб; n – число оборотов фрезы, об/мин; Z – число зубьев
фрезы
Фрезерование проводят на станках общего назначения: консольно-фрезерных, бесконсольно-фрезерных, продольно-фрезерных,
карусельно-фрезерных. К специализированным станкам относят: фрезерно-отрезные, фрезерные для целевых деталей, фрезерные с программным управлением.
Имеются несколько способов закрепления
деталей при фрезеровании. При закреплении деталей непосредственно на столе станка
применяются прихваты с болтами, накладками, прижимами, домкратами. Круглые детали закрепляют в призмах. При работе на консольно-фрезерных станках широко используются универсальные приспособления: машинные тисы, круглый поворотный стол и другие.
Широко применяются специальные приспособления.
Универсальная делительная головка (
УДГ) применяется для деления заготовок на требуемое количество частей, нарезание винтовых
канавок. УДГ-160 состоит из корпуса 1, поворотной части 2, лимба
непосредственного деления 3, шпинделя 4, лимба простого и дифференциального деления 5 и рукоятки 6 с фиксирующим штифтом 7
(рис. 1.19).
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]