Технология конструкционных материалов

21

корпусе 1 патрона расположены три радиальных паза, по которым перемещаются кулачки 2. Патроны применяют для закрепления заготовок (отношение их длины к диаметру – l/d < 4).

Рисунок 2.6 – Общий вид двухстоечного токарно-карусельного станка и обработка шкива

При отношении l/d > 4 заготовку устанавливают в центрах. Для установки заготовки в центрах ее необходимо зацентровать, т. е. сделать центровые отверстия с торцов вала. Центровые отверстия делают специальными центровочными сверлами. Центры бывают упорные (рисунок 2.7, б), срезанные (рисунок 2.7, в), шариковые (рисунок 2.7, г). Срезанные центры применяют при подрезании торцов заготовки, когда подрезной резец должен дойти до оси вращения заготовки. Шариковые центры используют при обтачивании конических поверхностей заготовки способом сдвига задней бабки в поперечном направлении, а обратные (рисунок 2.7, д) – при обработке заготовок небольших диаметров. Вращающиеся центры (рисунок 2.7, е) применяют при резании с большими сечениями срезаемого слоя металла, когда возникают большие силы резания или обработка происходит на больших скоростях резания.

При установке заготовки в центрах для передачи на нее крутящего момента от шпинделя станка используют поводковый патрон (рисунок 2.7, ж) и

22

хомутик (рисунок 2.7, з). Поводковый патрон представляет собой корпус, навинчиваемый на шпиндель станка. На торце патрона запрессован цилиндрический палец, передающий момент на хомутик, который закрепляют на заготовке болтом.

ж) з)

л)

б)

в)

м)

и)

г)

н)

д)

Рисунок 2.7 – Приспособления для закрепления заготовок на токарных станках

При отношении l/d > 10 для уменьшения деформации заготовки от сил резания применяют люнеты.

Подвижный открытый люнет (рисунок 2.7, и) устанавливают на продольном суппорте станка, неподвижный закрытый люнет (рисунок 2.7, к) закрепляют на станине. Силы резания воспринимают опоры люнетов, что повышает точность обработки.

Вопросы для самопроверки

1Типы станков токарной группы.

2Подразделение станков по степени универсальности на группы.

3Основные части токарно-винторезного станка и их назначение.

4Основные виды работ, выполняемые на токарных станках.

23

5 Инструмент, применяемый для обработки внешних цилиндрических поверхностей и плоскостей.

6Инструмент, применяемый для обработки отверстий.

7Инструмент, применяемый для нарезания резьбы.

8Методы обработки конических поверхностей.

9Методы обработки фасонных поверхностей.

10Назначение токарно-карусельного станка.

11Назначение токарно-револьверного станка и его основное отличие от токарно-винторезного станка.

3 Лабораторная работа № 3. Обработка деталей на фрезерных станках

Цель: ознакомление с назначением фрезерных станков, устройством и действием их основных узлов.

Оборудование рабочего места:

1)универсальный фрезерный станок модели 676 с тисками;

2)заготовка для фрезерования плоскости;

3)набор необходимого монтажного инструмента;

4)измерительный инструмент.

3.1 Общие положения

3.1.1 Типы фрезерных станков. После станков токарной группы фрезерные являются наиболее распространенными металлорежущими станками.

Существует много типов фрезерных станков: 1 – консольно-фрезер- ные; 2 – продольно-фрезерные; 3 – фрезерные станки непрерывного действия; 4 – шпоночно-фрезерные; 5 – резьбофрезерные; 6 – копировальнофрезерные; 7 – специальные и др.

Консольно-фрезерные станки подразделяют на горизонтально-фре-

зерные, вертикально-фрезерные, универсально-фрезерные и широкоуни-

версальные. Для рассмотрения предлагаются основные из них.

Горизонтально-фрезерный станок (рисунок 3.1, а) состоит из таких основных частей, как станина с фундаментной плитой 1, консоль 7, поперечные салазки 6 со столом 4, хобот 3, подвеска (одна или две) 5. Внутри станины размещена коробка скоростей 2, а внутри консоли – коробка подач 8.

Главным движением служит вращение шпинделя. По вертикальным направляющим станины может перемещаться консоль, осуществляя вертикальную подачу Sв, а по направляющим консоли – поперечные салазки, осуществляя поперечную подачу Sп. Заготовку с помощью какого-либо устройства устанавливают на столе станка, который, перемещаясь по на-

24

правляющим поперечных салазок, осуществляет продольную подачу Sпр. Подвеска с подшипником служит для поддержания конца установленной в шпинделе станка длиной оправки с фрезой. В зависимости от длины оправки подвеска может перемещаться по направляющим хобота.

Вертикально-фрезерный станок устроен аналогично горизонталь- но-фрезерному, но ось шпинделя у него расположена вертикально (рисунок 3.1, б). Фрезерование на этих станках осуществляют торцевыми и концевыми фрезами.

Универсально – фрезерный станок отличается от горизонтально-

фрезерного только тем, что между поперечными салазками и столом расположена поворотная часть, благодаря которой стол может быть повернут в горизонтальной плоскости на необходимый угол. Это дает возможность нарезать на таком станке зубчатые колеса с винтовыми зубьями, винтовые зубья в зенкерах, развертках, фрезах и т. п.

а – горизонтально-фрезерный; б – вертикально-фрезерный

Рисунок 3.1 – Общий вид фрезерных станков

3.1.2 Основныетипы фрез. В зависимости от способа крепления фрез на станке различают фрезы концевые (рисунок 3.2, д, и–н) с коническим или цилиндрическим хвостовиком и фрезы насадные (рисунок 3.2, а–з, о–с), имеющие отверстие и закрепляемые на оправке.

Концевые фрезы (рисунок 3.2, д, и–н) применяют для обработки пазов, плоскостей, фасонных поверхностей.

Цилиндрические фрезы имеют зубья только на цилиндрической поверхности и используются для обработки поверхностей. На рисунке 3.2, а изображена цилиндрическая сплошная фреза с винтовыми зубьями. Крупные цилиндрические фрезы изготавливают со вставными зубьями из

25

быстрорежущей стали (рисунок 3.2, б, в, ж). Для фрезерования широких плоскостей применяют фрезы с разнонаправленными винтовыми зубья-

ми (рисунок 3.2, с).

Торцевые фрезы имеют зубья на торце и боковой поверхности (рисунок 3.2, г, з, с) и только на торце (рисунок 3.2, б, в, ж). Их изготавливают цельными (рисунок 3.2, г, з, с) и со вставными зубьями и используют для обработки поверхностей.

Дисковые фрезы (рисунок 3.2, е, з, о–р) применяют при фрезеровании прямолинейных пазов, канавок и плоскостей.

Отрезные и шлицевые фрезы – дисковые фрезы малой толщины, предназначенные для разрезания материалов и прорезания узких канавок.

Угловые фрезы (рисунок 3.2, е, л) с зубьями, расположенными на конической и торцевой поверхностях, используют для прорезания канавок углового профиля.

Фасонные фрезы (рисунок 3.2, п, р) находят применение при обработке деталей сложного, чаще криволинейного профиля.

Пальцевой фрезой нарезают зубья крупномодульных зубчатых колес.

3.1.3 Работы, выполняемые на фрезерных станках. Горизонтальные плоскости обрабатывают цилиндрическими фрезами (рисунок 3.2, а) на гори- зонтально-фрезерных станках либо торцевыми фрезами (рисунок 3.2, б) на вертикально-фрезерных станках.

Вертикальные плоскости обрабатывают на горизонтально-фрезер- ных станках торцевыми или дисковыми фрезами и на вертикально-фре- зерных концевыми фрезами (рисунок 3.2, в–д).

Наклонные плоскости и скосы обрабатывают на горизонтальнофрезерных станках угловыми фрезами (рисунок 3.2, е) или на вертикаль- но-фрезерных станках с поворотной головкой торцевыми фрезами (рису-

нок 3.2, ж).

Прямоугольные пазы и уступы фрезеруют дисковыми фрезами на горизонтально-фрезерных станках или концевыми на вертикально-фрезер- ных станках (рисунок 3.2, з, и).

Пазы Т-образные и типа «ласточкин хвост» фрезеруют на верти-

кально-фрезерном станке в два прохода. Сначала прорезают прямоугольный паз цилиндрической концевой фрезой, а затем фрезой соответствующего профиля (рисунок 3.2, к, л).

Шпоночные пазы открытые обрабатывают на горизонтальнофрезерных станках дисковыми фрезами (рисунок 3.2, о), а закрытые – на вертикально-фрезерных станках концевыми (рисунок 3.2, м) или специальными шпоночными фрезами.

Фасонные поверхности обрабатывают фасонными фрезами соответствующего профиля (рисунок 3.2, п, р).

Сложные поверхности часто фрезеруют набором фрез на горизонтально- и продольно-фрезерных станках (рисунок 3.2, с).

к) л)

Рисунок 3.2 – Примеры работ, выполняемых на фрезерных станках

3.2 Описание станка модели 676

3.2.1 Назначение и устройство станка. Широкоуниверсальный фре-

зерный станок 676 предназначен как для горизонтального фрезерования изделий цилиндрическими, дисковыми, фасонными фрезами, так и для вертикального фрезерования торцевыми, концевыми и шпоночными фрезами.

Наличие поворотной шпиндельной головки и ряд прилагаемых к станку принадлежностей (универсальный стол, круглый стол, делительная головка и др.) делают станок широкоуниверсальным и удобным для работы в инструментальных цехах при изготовлении приспособлений, инструментов, рельефных штампов, пресс-форм и других изделий.

Станок 676 состоит из чугунного основания 1 с установленной на нем станиной 2, на верхней части которой на горизонтальных направляющих размещена шпиндельная бабка 5, перемещающаяся по ним вручную с помощью маховика 6.

На торце бабки 5 крепится шпиндельная головка 7, которая может при наладке поворачиваться относительно вертикальной оси на 90º в каждую сторону.

27

Режущий инструмент – фреза 8 крепится в шпинделе головки 7, а необходимая частота вращения обеспечивается коробкой скоростей 3, расположенной в станине 2.

На вертикальных направляющих станины 2 установлен суппорт 9, снабженный горизонтальными направляющими, на которых размещен стол 10 с установленной на нем заготовкой 11. Вертикальное перемещение суппорта 9 вместе со столом 10 и горизонтальное перемещение стола вдоль направляющих суппорта могут выполняться механически с помощью коробки подач 4, расположенной в станине 2, а также вручную с помощью маховиков.

Рисунок 3.3 – Общий вид фрезерного станка модели 676

3.2.2 Движения в станке. Главное движение – вращение шпинделя с фрезой.

Движение подач – продольное и вертикальное перемещение стола с заготовкой и горизонтальное перемещение шпиндельной бабки.

Вспомогательное движение – перемещения стола, шпиндельной бабки и вращение шпиндельной головки.

3.3 Назначение режимов резания

Режим резания (глубина резания, подача и скорость резания) назначается в зависимости от условий обработки. Назначение режимов резания производится в следующей последовательности.

1 Назначается глубина резания, исходя из припуска на обработку (в

28

данном случае t задается преподавателем).

2Назначается подача на зуб фрезы Sz (таблица 3.1).

3По глубине резания и подаче на зуб выбирается скорость резания по таблице 3.2.

Таблица 3.1 – Подача на зуб фрезы при обработке серого чугуна концевыми фрезами из быстрорежущей стали

Таблица 3.2 – Скорость резания при обработке серого чугуна концевыми фрезами из быстрорежущей стали

4 По скорости V рассчитывается число оборотов фрезы n, об/мин,

где D – диаметр фрезы, мм;

V – табличная скорость резания, м/мин.

5 По найденному (расчетному) числу оборотов принимается число оборотов, имеющееся на станке, которое называется действительным, или фактическим (см. коробку скоростей на станке). Принято выбирать ближайшее меньшее к расчетному числу оборотов n или ближайшее большее, если расчетное число оборотов n отличается от него не более чем на 10 %.

6 По действительному числу оборотов nд определяется действи-

тельная скорость резания Vд, м/мин:

29

Sz – подача на зуб, мм;

n – число оборотов фрезы.

8 По рассчитанной минутной подаче Sм выбирается действительная минутная подача Sмд (см. коробку подач на станке). Эта подача выбирается так, как и число оборотов.

9 Определяется машинное время Тм по формуле

гдеL – длинаперемещениязаготовкисучетомврезанияиперебега, мм; i – число проходов (в данном случае i = 1).

Длина перемещения заготовки определяется по формуле

где l – длина обрабатываемой плоскости, мм;

l1 – длина врезания, принимается равной половине диаметра фре-

зы, мм;

l2 – длина перебега (выхода) фрезы, l2 = 2–3 мм.

Содержание отчета по лабораторной работе № 3

1 Цель работы.

2Оборудование рабочего места (станок).

3Характеристика детали:

марка материала __________________СЧ18 твердость ________________________НВ180

длина обрабатываемой плоскости, мм _______

ширина обрабатываемой плоскости, мм ______

4 Характеристика режущего инструмента:

тип фрезы _______________________концевая материал фрезы__________________ Р6М5 диаметр фрезы, мм _______________

число зубьев _____________________

5Схема станка (см. рисунок 3.3).

6Расчет режимов резания: n, nд, V, Vд, Sм, Szд.

7Расчет машинного времени Tм.

30

Вопросы для самопроверки

1 Назначение фрезерных станков и их виды.

2 Основное отличие универсальных фрезерных станков (горизонтальных и вертикальных) от неуниверсальных станков.

3 Основные типы фрез.

4 Главное движение резания при фрезеровании.

5 Виды работ, выполняемых на фрезерных станках.

6 Основные узлы и принцип работы фрезерного станка модели 676. 7 Основные режимы резания.

8 Величины, из которых складывается длина рабочего хода.

4 Лабораторная работа № 4. Обработка цилиндрических зубчатых колес

Цель: изучение методов нарезания зубчатых колес и ознакомление с устройством и принципом работы зубофрезерного станка 5310.

Оборудование рабочего места:

1)зубофрезерный станок модели 5310 с набором сменных колес для

гитар;

2)червячная модульная фреза;

3)оправка на столе станка для крепления заготовки и оправка в шпинделе для крепления червячной фрезы;

4)набор монтажного и измерительного инструмента;

5)заготовка нарезаемого колеса.

4.1 Методы нарезания зубчатых колес

Зубчатые колеса могут нарезаться двумя методами: методом копирования и методом обкатки.

Метод копирования основан на нарезании зубьев на фрезерных станках с помощью пальцевых (рисунок 4.1, а) или дисковых (рисунок 4.1, б, в) модульных фрез, профиль которых соответствует профилю впадин.

Заготовку 2 устанавливают в центрах делительной головки 3 и задней бабки 5. После фрезерования каждой впадины стол 4 с заготовкой возвращается в исходное положение и заготовка с помощью делительной головки поворачивается на один зуб. Такой способ является малопроизводительным и применяется для нарезания зубчатых колес крупного модуля пальцевой модульной фрезой в единичном производстве.

Метод обкатки основан на зацеплении зубчатой пары, элементами которойявляютсячервячнаяфрезаизаготовканарезаемогоколеса(рисунок4.1).