126

4.6.Обработка конструкционных материалов резанием

4.6.1.Общие сведения. Обработкой металлов резанием называется процесс, при котором режущим инструментом снимается слой материала заготовки для получения детали нужной формы, заданных размеров и шероховатости (чисто-

ты обработки). На металлорежущих станках получают окончательно готовые, не требующие дальнейшей обработки детали. В качестве заготовок используются отливки, поковки, штамповка, сортовой прокат и другие материалы.

При обработке резанием заготовка и режущий инструмент совершают определенные движения. Они подразделяются на рабочие движения, в процессе которых происходит снятие стружки, и вспомогательные – для подготовки узлов станка к этому процессу. Рабочее движение подразделяется на главное

–снятие стружки резцом и подачи – перемещение резца в направлении обработки заготовки. Например, при сверлении вращение сверла является главным движением, а перемещение сверла вдоль оси является движением подачи.

На рис. 4.27 приведены примеры основных видов обработки конструкционных материалов резанием.

Точение (рис. 4.27, а). Главным движением является вра-

щение заготовки вокруг оси, а движением подачи – поступательное перемещение инструмента относительно заготовки вдоль ее оси, перпендикулярно или под углом к ней. Точением обрабатывают преимущественно поверхности тел вращения на токарных, карусельных, револьверных и расточных станках, токарных автоматах и полуавтоматах. Оно применяется для обработки цилиндрических, конических, фасонных внешних и внутренних поверхностей, торцовых поверхностей, а также для нарезания резьбы и высверливания отверстия по центру заготовки.

Фрезерование (рис. 4.27, б). При фрезеровании главным движением является вращение инструмента – фрезы, а движением подачи – поступательное перемещение заготовки или фрезы. Применяя различные фрезы и фрезерные станки, можно обрабатывать различные поверхности и их комбинации: плоские и криволинейные поверхности, уступы, пазы и т.д.

Сверление (рис. 4.27, в). При обработке отверстий на сверлильных станках главным движением является вращение инструмента, а движением подачи – перемещение инструмента вдоль своей оси. Сверлением получают отверстия в сплошном материале или увеличивают размеры имеющихся отверстий. На сверлильных станках может нарезаться внутренняя резьба.

Строгание (рис. 4.27, г). Главным движением при строгании является возвратно-поступательное перемещение резца – на

127

поперечно-строгальных станках или заготовки на – продольно-

строгальных. Движением подачи является, соответственно, периодическое перемещение заготовки или резца. Чаще всего строгание используют для обработки крупных плоскостей или плоскостей, требующих высокой точности обработки.

з

Рис. 4.27. Схемы основных методов обработки заготовок резанием

Долбежные станки (рис. 4.27, д) применяют для обработки плоских внутренних поверхностей в заготовках.

Протягивание (рис. 4.27, е) осуществляют с помощью специального инструмента – протяжки, имеющей на рабочей части зубья, высота которых равномерно увеличивается вдоль протяжки. Главным движением является продольное перемещение инструмента, движение подачи отсутствует. Протягивание – производительный метод обработки, обеспечивающий высокую точность и малую шероховатость обработанной поверхности заготовки.

Прошивание (рис. 4.27, ж) отверстий производится аналогично протягиванию, только здесь инструмент через от-

верстие проталкивается.

128

Шлифование (рис. 4.27,з, и). При шлифовании главным движением является вращение шлифовального круга. Движение подачи обычно комбинированное и слагается из нескольких движений. Например, при круглом внешнем шлифовании – это вращение заготовки, продольное перемещение ее относительно шлифовального круга и периодическое перемещение шлифовального круга относительно заготовки.

4.6.2. Металлорежущие станки: классификация, на-

значение и маркировка. В основу отечественной классификации станков положен технологический принцип, согласно которому все станки делятся на классы, исходя из общности технологической схемы обработки, типа применяемых режущих инструментов и геометрических форм обрабатываемых поверхностей.

Всоответствии с классификацией, разработанной Экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков (ЭНИИМС), все серийно выпускаемые станки разделены на девять групп (см. табл. 4.1). Каждая группа подразделяется на 9 подгрупп или типов по специфике конструктивных и технологических особенностей (положение резца, количество шпинделей и т.д.).

Всоответствии с этой классификацией каждому станку присвоен буквенно-цифровой индекс. Он включает в себя три или четыре цифры: первая определяет номер группы, вторая – тип, третья или третья и четвертая – типоразмер станка. Он

позволяет оценить максимальный размер заготовки, которую можно обрабатывать на данном станке (высоту центров – для токарно-винторезного станка, наибольший размер просверливаемого отверстия – для сверлильных станков, условный размер стола – для фрезерных и строгальных станков и т.д.).

В обозначение могут входить буквы А, К, М, Н и др. Буква после первой цифры указывает на то, что данный станок является модернизированным по сравнению с моделью, не содержащей буквы в индексе. Буква после последней цифры означает, что станок видоизменен (модифицирован) по сравнению с базовой моделью. Например, обозначение станка с индексом 162 свидетельствует, что станок относится к группе токарных станков (1), к под-

группе токарно-винторезных станков (6) и его основной пара-

метр, определяющий типоразмер станка – расстояние от стола до оси шпинделя, составляет 200 мм (2), что позволяет обрабатывать детали с максимальным диаметром до 400 мм.

Буква К в индексе модели станка 1К62 показывает, что это модернизированный (улучшенный) станок, выполненный на базе модели станка 162. Буквы ПУ в индексе модели станка

129

1К62ПУ говорят о том, что это модернизированный станок, выполненный на базе станка 1К62 и оснащенный системой числового программного управления (станок с ЧПУ).

Кроме этой основной системы имеются и другие системы классификации.

По степени универсальности станки делятся:

на универсальные, предназначенные для выполнения различных работ при обработке разнообразных заготовок (токар- но-винторезные, сверлильные, фрезерные, шлифовальные и т.д.);

на специализированные, предназначенные для производства деталей, аналогичных по форме, но имеющих различные размеры (ступенчатых валиков, колец подшипников качения и т.п.);

на специальные для обработки деталей определенного типоразмера.

По степени точности станки разделены на 5 классов: нор-

мальной точности (Н), повышенной точности (П), высокой точности (В), особо высокой точности (А) и особо точные станки (С).

По массе станки разделяют на легкие (до 1 т), средние

(до 10 т), тяжелые (до 100 т) и уникальные (свыше 100 т).

По степени автоматизации станки подразделяют на станки с ручным управлением, полуавтоматы, автоматы и станки с программным управлением.

4.6.3. Основные механизмы и узлы станков. Все стан-

ки состоят из трех основных механизмов – двигательного

(электродвигатель), передаточного и исполнительного. Пере-

даточный механизм – совокупность устройств, служащих для передачи движения от двигателя к исполнительным органам – к столу, к суппорту с режущим инструментом, к шпинделю и т. д.

Станочное оборудование имеет ряд узлов и деталей, которые предназначены для выполнения аналогичных для всех классов оборудования функций, хотя они и отличаются по конструктивному исполнению.

Классификация

130

131

132

К таким деталям и узлам станка относятся:

станина – корпусная часть станка, на которой закрепляются остальные детали и узлы станка. Изготавливается литьем из чугуна или сваркой из стальных листов;

стол – часть станка, служащая для установки заготовки; суппорт – узел для закрепления заготовки или инстру-

мента и передачи им движения; шпиндель – вал, на котором закрепляется в патроне

инструмент или заготовка.

Подшипник – опорная деталь из прочного сплава, используемая для уменьшения трения между движущимися элементами механизма. Они подразделяются на подшипники качения и подшипники скольжения. В подшипниках качения для передачи движения используются шарики или ролики, в подшипниках скольжения используется антифрикционный материал, вставляемый в виде цилиндра между поверхностями вращающейся и неподвижной детали.

Для передачи движения от двигателя к исполнительным механизмам служат передачи (рис. 4.28).

Фрикционная передача (рис. 4.28, а, б, в) представляет собой передачу, в которой вращательное движение передается с помощью сил трения, возникающего между дисками, конусами или колесами, насаженными на валы и прижимаемыми друг к другу. Передача широко применяется в технике для исключения резких торможений и пусков (например, в автомобиле – диск сцепления, в радиоприемниках – диск настройки и т.д.).

Цепная передача (рис. 4.28, г) осуществляется с помощью специальной цепи 3 и двух звездочек – 1 и 2 (например, в велосипеде).

Ременная передача (рис. 4.28, д) осуществляется плоскими, клиновыми, иногда круглыми ремнями 2 через закрепленные на двух валах шкивы 1 и 3.

Зубчатая передача (рис. 4.28, е, з) осуществляется с помощью зубчатых колес (шестерен), обеспечивает постоянное передаточное число и широко используется в металлорежущих станках.

Червячная передача (рис. 4.28, ж) состоит из червячного колеса 1 и червяка 2 и используется для резкого изменения скорости (до 300 раз).

Для преобразования вращательного движения в воз- вратно-поступательное наиболее часто применяются реечные,

винтовые, кулачковые и кривошипные механизмы.

133

Варианты фрикционной передачи

Рис. 4.28. Передачи и механизмы, применяемые в металлорежущих станках

Реечный механизм (рис. 4.28, и) состоит из соединенных в пару рейки и зубчатого колеса. При вращении колеса рейка совершает поступательное движение (например, в токарновинторезном станке).

Ввинтовом механизме при вращении неподвижно установленного винта (или гайки) поступательное движение совершает вращающаяся гайка (или, соответственно, винт), соединенная с исполнительным механизмом.

Вкривошипном механизме (рис. 4.28, к) вращающееся звено – кривошип или коленчатый вал приводит в возвратно-