III. По типоразмерам станки бывают:

1. Токарные – по наибольшему размеру обрабатываемой детали над станиной;

2. Сверлильные – по наибольшему диаметру сверления в сплошном материале средней твердости;

3. Фрезерные – по размерам стола и т.д.

Металлорежущие станки изготавливаются пяти классов точности:

1. Нормальной – Н;

2. Повышенной – П;

3. Высокой - В;

4. Особо высокой – А;

5. Особо точной – С.

Условное обозначение модели металлорежущего станка состоит из сочетаний цифр и букв. Первая цифра обозначает группу, вторая - тип станка, последние цифры – типоразмер. Буква после первой или второй цифры указывает на различное исполнение и модернизацию основной базовой модели станка. Наличие букв в конце цифровой части обозначает модификацию базовой модели, степень точности или особенности станка.

Пример прочтения условного обозначения модели металлорежущего станка 16Б16П: Токарно – винторезный станок с наибольшим диаметром обрабатываемого изделия над станиной 320 мм (высотой центров 160 мм) повышенной точности.

8.3 Теория резания

Срезание слоя металла впервые было исследовано основоположником учения о резании металлов И.А. Тамме. Согласно его теории резец под действием силы вдавливается в обрабатываемый материал, сжимая расположенный перед ним слой, вследствие чего в срезаемом слое образуются значительные напряжения, вызывающие упругие и пластические деформации. В момент, когда возникающие напряжения превосходят прочность обрабатываемого материала, происходит сдвиг (скалывание) элемента стружки по плоскости, которая была названа плоскостью сдвига. С обработанной поверхностью она образует угол, называемый углом сдвига, не зависящий от геометрических параметров режущего инструмента и свойств обрабатываемого материала и равный обычно .

Т.е., резание – это процесс последовательного упругого и пластического деформирования срезаемого слоя металла, а затем его разрушения.

Коэффициент усадки стружки позволяет приблизительно оценить степень пластического деформирования поверхностного слоя обрабатываемой детали при резании:

(18)

где путь резца;

длина стружки.

При резании металлов поверхностный слой обработанной детали пластически деформируется на глубину от нескольких сотых до целого миллиметра и более, вызывая упрочнение (наклеп).

При наклепе повышается твердость и прочность поверхностного слоя, а пластичность снижается, что положительно при окончательной обработке и отрицательно при промежуточной.

Кроме того, при резании пластичных материалов (сталь, латунь и др.) происходит наростообразование.

Нарост – образование на передней поверхности резца у режущей кромки плотно и скопления скопление частиц металла (застой), прочно укрепляющихся на поверхности. Он периодически разрушается и образуется вновь.

Наибольшее наростообразование происходит при средних скоростях резания При малых и больших скоростях наростообразование незначительное. В основном негативное влияние на шероховатость поверхности нарост оказывает при чистовой обработке. Применение СОЖ и тщательно доведенных резцов со значительными передними углами уменьшают наростообразование.

При ОМР стружка бывает:

1. Сливная – сплошная лента, завивающаяся в спираль с зазубринами (пластичные металлы: мягкая сталь, латуни, алюминий и др.);

2. Стружка скалывания – состоит из отдельных связанных между собой элементов, образуется при обработке металлов средней твердости;

3. Стружка надлома – состоит из отдельных несвязанных или слабо связанных между собой кусочков металла неправильной формы (хрупкие металлы: чугуны, бронзы, некоторые сплавы алюминия и др.). Эта стружка наиболее удобна для удаления из зоны резания и транспортирования.

Сливная стружка является самой неудобной и опасной при работе. Чтобы изменить её вид и структуру необходимо:

- придать (переточить) соответствующую геометрическую форму режущей части резца;

- применять стружколомы.

Резец для ОМР состоит из рабочей части (головки) и стержня (тела), предназначенного для закрепления резца в резцедержателе.

На рабочей части резца, срезающей стружку, заточкой образуются следующие поверхности:

1. Передняя, по которой сходит стружка;

2. Две задние, обращенные к обрабатываемой заготовке.

Режущие кромки резца – пересечение передней и задних поверхностей (главная и вспомогательная).

Вершина резца – сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок.

В некоторых случаях резцы могут иметь переходную режущую кромку и примыкающую к ней переходную заднюю поверхность.

Главная задняя поверхность – задняя поверхность, проходящая через главную режущую кромку.

Вспомогательная задняя поверхность – поверхность, проходящая через вспомогательную режущую кромку.

При станочной обработке заготовок на них различают следующие поверхности:

1. Обрабатываемая;

2. Обработанная;

3. Поверхность резания, образующаяся при резании непосредственно режущей кромкой.

Поверхность резания является переходной от обрабатываемой к обработанной.

Для определения углов резцов установлены следующие координатные и секущие плоскости:

1. Плоскость резания – плоскость, касательная к поверхности резания и проходящая через главную режущую кромку резца;

2. Основная плоскость – плоскость, параллельная направлению продольной и поперечной подач;

3. Главная секущая плоскость – плоскость, перпендикулярная к проекции главной режущей кромки на основную плоскость;

4. Вспомогательная секущая плоскость – плоскость, перпендикулярная к проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.

Главные углы резца – углы, измеренные в главной секущей плоскости.

Вспомогательные углы резца – углы, измеренные во вспомогательной секущей плоскости.

Главные углы:

1. Главный задний угол - угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Служит для уменьшения трения ();

2. Угол заострения - угол между передней и главной задней поверхностями резца;

3. Передний угол - угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания (). Влияет на стойкость ();

4. Угол резания - угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания.

Соотношения между главными углами резца:

;

; (19)

.

Углы в плане (измеряются в основной плоскости):

1. Главный угол в плане – угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Влияет на стойкость и шероховатость поверхности ();

2. Вспомогательный угол в плане - угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением, обратным направлению подачи.

Угол наклона главной режущей кромки - угол между главной режущей кромкой и линией, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости. Измеряется в плоскости, проходящей через главную режущую кромку перпендикулярно к основной плоскости. От него зависит направление отвода стружки ().

Технологические параметры режима резания представляют собой:

I. Глубина резания t – толщина слоя металла, снимаемого за один проход. Она определяется расстоянием между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренным перпендикулярно.

Для продольного точения цилиндрической поверхности:

, (20)

где D- диаметр заготовки;

d- диаметр обработанной поверхности;

II.Скорость резания - скорость главного движения, представляющей собой путь точки, расположенной на обрабатываемой поверхности заготовки относительно режущей кромки инструмента в единицу времени.

Для главного вращательного движения (точение, сверление, фрезерование):

, (21)

где D- диаметр заготовки;

n – частота вращения заготовки или инструмента.

Кроме того:

(22)

где K – общий поправочный коэффициент, учитывающий измененные условия резания в сравнении с теми, для которых даны значения :

Т – стойкость инструмента.

3. Подача s – величина перемещения режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении подачи за один оборот или двойной ход заготовки или инструмента с соответствующими размерностями.

В зависимости от направления движения подачи могут быть:

- продольная;

- поперечная;

- наклонная;

- вертикальная;

- тангенциальная;

- круговая и др.

Сечение срезаемого слоя характеризуется:

1. Ширина срезаемого слоя b - расстоянии между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по поверхности резания:

; (23)

2) Толщина срезаемого слоя a – расстояние между двумя последовательными положениями главной режущей кромки за время одного полного оборота заготовки, измеренное в направлении, нормальном ширине срезаемого слоя:

; (24)

3)Номинальная площадь поперечного сечения срезаемого слоя определяется произведением подачи на глубину резания или толщины срезаемого слоя на его ширину:

(25)

Тогда шероховатость поверхности через остаточные гребешки c площадью сечения будет равна:

. (26)

Силы резания при точении:

1. Сила Pz - касательная или вертикальная составляющая силы резания, действующая в плоскости резания в направлении главного движения;

2. Сила Ру – радиальная составляющая силы резания, действующая перпендикулярно к оси обрабатываемой заготовки;

3. Сила Рх – осевая составляющая силы резания или сила подачи, действующая вдоль оси заготовки параллельно направлению продольной подачи.

4. Равнодействующая сила резания R, действующая на резец или главная составляющая силы резания:

. (27)

По силе Pz определяется крутящий момент на шпинделе станка, мощность резания и производится динамический расчет коробки скоростей.

Для точения:

, (28)

где C_Pz - коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого материала;

t- глубина резания;

s- подача;

K_Pz- обобщенный поправочный коэффициент на измененные условия обработки в сравнении с теми, для которых дано значение С_Pz.

По силе Ру рассчитывают на прочность станины и суппорта.

По силе Рх рассчитывают механизм подачи станка.

При точении острым резцом с геометрическими параметрами , и соотношение сил составляет:

;

. (29)

Крутящий момент на шпинделе станка:

, (30)

где Dзаг – диаметр обрабатываемой заготовки.

Мощность, затрачиваемая на резание при продольном точении (эффективная мощность):

, (31)

где n – частота вращения заготовки.

Величина мощности от силы Рх составляет 1-2% от всей мощности, поэтому ею пренебрегают:

. (32)

Мощность, расходуемая электродвигателем:

, (33)

где - КПД, =0,7-0,8 для станков.

Условие выполнения ТО ОМР:

. (34)

При резании практически вся затрачиваемая механическая энергия превращается в тепловую. Образующиеся в зоне резания тепло порождает тепловые потоки, быстро распространяющиеся в стружку, заготовку, инструмент и окружающую среду.

Тепловой баланс процесса выражается :

, (35)

где Q_I - тепло, образующееся в результате упругопластических деформаций и разрушения при срезании стружки и формировании поверхностного слоя;

Q_II – тепло, образующееся от трения стружки о переднюю поверхность инструмента;

Q_III – тепло, образующееся от трения задних поверхностей инструмента о поверхность резания и отработанную поверхность заготовки;

q_1,q_2,q_3,q₄ – количество тепла, уходящее соответственно в стружку, заготовку, режущий инструмент и в окружающую среду.

При обработке пластичных металлов со скоростью =50 и 200 м/мин Q₁ =75 и 25% от общего количества тепла резания.

По практическим данным, количество тепла, уходящее в стружку, составляет 25-85% всей выделившейся теплоты, в заготовку – 10-50%, в режущий инструмент – 2-8%. При этом с увеличением скорости резания отводимое стружкой тепло увеличивается, а заготовкой и инструментом – уменьшается.

В нормальных условиях работы инструментом у него должна быть следующая температура:

- углеродистые стали t =200-250⁰С;

- быстрорежущие стали t =550-600⁰С;

- твердый сплав t= 800-1000⁰С;

- минералокерамика t= 1000-1200⁰С.

Стойкость инструмента – время его работы между переточками при определенном режиме резания.

Так стойкость токарных резцов:

- из быстрорежущей стали Т =30-60мин;

- твердого сплава Т =45-90мин;

Для фрез цилиндрических Т=180-240мин.

Критерий затупления – предельно допустимая величина износа, при которой инструмент теряет нормальную работоспособность.

При чистовой обработке резцами, фрезами, развертками, протяжками и другими инструментами устанавливается технологический критерий затупления.

Технологический критерий затупления – такая величина износа задней поверхности, превышение которой приводит к тому, что точность и шероховатость обработанной поверхности перестают удовлетворять техническим условиям.

Т.к. изнашивание, главным образом, происходит по задней поверхности и определяется высотой стертой фаски h₃ ,то для токарных резцов, оснащенных пластинками из твердого сплава, величина допустимого износа будет равна:

- для чернового точения стали h₃=0,8-1,0 мм;

- при точении чугуна h₃=1,4-1,7 мм.

А у фрез в зависимости от их типа и характера обработки

h₃=0,15-2,0 мм.

Катастрофическое изнашивание – состояние инструмента на задней поверхности, при котором продолжать процесс резания невозможно.

Смазочно – охлаждающие вещества оказывают большое влияние на резание и качество обработанной поверхности. В качестве смазочно – охлаждающих веществ или технологических средств (СОТС), главным образом, используются жидкости – СОЖ, в которые иногда добавляются твердые вещества (порошки мыла и парафина, битум, воск, графит, дисульфит молибдена, соду и др.). Значительно реже для этой цели используются газы.

СОЖ подразделяются на две основные группы:

1. Охлаждающие (черновая обработка):

- эмульсии;

- водные растворы соды, солей и др.

2) Смазывающие (чистовая обработка, нарезание резьбы и зубьев):

- минеральные и растительные масла;

- керосин;

- сульфофрезоры и др.;

При использовании СОЖ:

- стойкость режущего инструмента значительно возрастает, а следовательно, увеличивается допустимая скорость резания;

- обработанные поверхности имеют большую точность и меньшую шероховатость;

- уменьшается на 10-15% эффективная мощность резания.

Для охлаждения хрупких материалов, когда образуется стружка скалывания, довольно часто используются газы, подаваемые под давлением в зону резания: азот, сжатый воздух, углекислота и др.

Производительность обработки резанием – количество деталей, обрабатываемых за определенное время Т (смена, ч):

, (36)

где Т_ШК – время обработки детали или норма штучно – калькуляционного времени.

(37)

или

(38)

где Тшт- штучное время, затрачиваемое на каждую деталь или норма штучного времени;

Тпз- подготовительно – заключительное время, отнесенное к одной или партии деталей n.

(39)

где То – основное (технологическое) время, затраченное на резание;

Тв - вспомогательное время, необходимое для установки и снятия детали , измерения её при обработке, управление станком и др. ;

Тоб – время обслуживания станка и рабочего места, отнесенное к одной детали;

Тот – время перерывов на отдых и естественные надобности, отнесенное к одной детали.

Основное (машинное) время для обработки на станках с главным вращательным движением:

, (40)

где h – расчетная длина обработки, в направлении подачи,

, (41)

здесь l – непосредственная длина обрабатываемой поверхности;

l₁,l₂ - длины врезания и перебега;

n- частота вращения заготовки или инструмента;

s- подача;

i – число проходов.

8.4 Обработка на токарных станках

Токарные станки являются наиболее универсальными из всех видов металлорежущего оборудования. На них можно производить следующие работы:

-обтачивание, растачивание цилиндрических, кинических и фасонных поверхностей вращения;

- подрезание торцов и обработка плоскостей;

- прорезание канавок;

- нарезание резцом крепежной и ходовой резьб любого профиля;

- сверление, зенкерование, зенкование и развертывание отверстий;

- нарезание внутренней и наружной крепежных резьб метчиком и плашкой.

Точность и шероховатость, достигаемые на токарных станках, следующие:

а) черновая обработка:

- квалитеты 12-14;

- Ra=100-12,5мкм;

б) чистовая обработка:

- квалитеты 9-10;

- Ra=6,3-1,6мкм;

в) алмазная обработка:

- квалитеты 6-7;

- Ra=1,25-0,63мкм.

Для основных видов токарной обработки применяются различные типы резцов:

- проходные;

- подрезные;

- канавочные;

- резьбовые и др.

Токарно – винторезные станки мод. 16К20 состоит из следующих узлов:

- станина;

- основание;

- передняя бабка с коробкой скоростей, гитары сменных колес и коробки передач:

- фартук;

- суппорт;

- задняя бабка;

- органы управления;

- системы охлаждения и смазывания.

На базе станка мод. 16К20 освоен выпуск токарного станка с числовым программным управлением (ЧПУ) мод. 16К20Ф3.

В серийном производстве широкое применение находят токарно – револьверные станки. Многорезцовые токарные станки и токарные автоматы используются в крупносерийном и массовом производстве. Карусельные токарные станки служат для обработки крупных деталей типа дисков, у которых высота составляет - .

Токарно – затыловочные станки используются в инструментальных цехах для затылования режущих инструментов типа фрез и метчиков.

8.5 Обработка на сверлильных и расточных станках

Большинство деталей машин и механизмов имеют круглые отверстия:

- неточные крепежные;

- точные посадочные.

Отверстия бывают сквозными и глухими, цилиндрическими, коническими и резьбовыми. Особое место занимают глубокие отверстия, в которых длина в 10 раз и более превышает диаметр - .

Станки сверлильной группы предназначены для обработки всех типов круглых отверстий.

На сверлильных и расточных станках выполняются следующие ТО:

1. Для получения отверстий по 12 – му квалитету точности в сплошном материале применяется операция сверления. Для обработки отверстий диаметром 50-80 мм используются спиральные сверла, а для изготовления отверстий больших размеров – пустотелые кольцевые сверла. Шероховатость поверхности в этом случае соответствует Ra=100-12,5 мкм.

2. Отверстия до 7-го квалитета включительно обрабатываются последовательно тремя инструментами: сверлом, зенкером и разверткой.

3. Для получения отверстий по 7-му квалитету диаметром 15-18 мм - в условиях серийного производства применяется двукратное развертывание, обеспечивая шероховатость поверхности Ra= 2,5мкм;

4. Обработка отверстий под головки винтов, шурупов и заклепок производится зенкерами или зенковками соответствующей конфигурации. Торцы отверстий обрабатываются цековками (торцовками);

5. Для обработки сквозных резьбовых отверстий применяются одиночные удлиненные метчики (машинные). Глухие резьбовые отверстия обрабатываются последовательно наборами из двух или трех метчиков.

6. Операция растачивания отверстий производится только на расточных станках, сверлильные станки для этой работы не приспособлены. Растачиванием обрабатываются отверстия диаметров - . При тонком растачивании при больших скоростях резания – =150-3000 м/мин, небольшой глубине t= 0,02-0,1мм/об можно получить отверстия точностью по 5-6-му квалитетам и шероховатости .

Наиболее распространенным сверлильным станком является универсальный одношпиндельный вертикально – сверлильный станок мод. 2Н118. Он предназначен для работы в основных производственных цехах, а также в условиях единичного и мелкосерийного производства в ремонтно - механических и инструментальных цехах.

Станок состоит из следующих узлов:

- фундаментная плита;

- колонна коробчатой формы;

- шпиндельная головка, несущая электродвигатель;

- шпиндельная бабка со шпинделем и штурвалом;

-стол.

Кроме того, существуют вертикально- сверлильные станки с ЧПУ, например мод. 2Р135Ф2. Этот станок снабжен шестишпиндельной поворотной головкой револьверного типа и двухкоординатным столом, перемещение которого осуществляется автоматически по заданной программе.

Широкое распространение имеют радиально - сверлильные станки. Они бывают стандартного типа, универсальными и широкоуниверсальными (переносными). Многошпинделные сверлильные станки также подразделяются следующим образом:

- рядовые, у которых все шпиндели расположены в один ряд;

- колокольные и агрегатные, используемые в крупносерийном и массовом производствах.

Особое место в группе сверлильных станков занимают расточные станки:

1. Горизонтально – расточные, наиболее универсальные;

2. Алмазно –расточные, предназначенные для получения отверстий высокой точности;

3. Координатно – расточные станки, служащие для обработки точных и строго взаимосвязанных отверстий;

4. Многооперационные станки типа ОЦ с ЧПУ, например координатно – расточной станок мод. 2Д450АФ2.

8.6 Обработка на фрезерных станках

Характер выполняемых ТО на фрезерных станках очень разнообразен:

- обработка плоскостей, пазов, канавок;

- обработка линейных и сложных фасонных поверхностей.

Слово «фреза» в точном переводе с французского языка означает «земляника». Все разнообразие типов фрез классифицируется по следующим признакам:

1. По назначению:

- для обработки плоскостей (цилиндрические, торцовые и др.);

- прорезные;

- пазовые;

- угловые;

- фасонные;

- зубонарезные;

- резьбовые;

- специальные и др.;

2) По форме зубьев:

- с остроконечными зубьями;

- затылованными и др.;

3) По направлению зубьев:

- прямые;

- винтовые;

4) По конструкции:

- цельные;

- напайные;

- наборные;

- со вставными зубьями (фрезерные головки) и др.;

5) По методу крепления:

- насадные;

- хвостовые;

- торцовые и др.

Наиболее распространенными фрезерными станками, применяемым в механических цехах являются консольно – фрезерные станки. В зависимости от конструкции консольно – фрезерные станки могут быть:

- вертикальные;

- горизонтальные;

- универсальные;

- широкоуниверсальные.

Консольно – фрезерный станок мод. 6Р82Г состоит из следующих узлов:

- основание с баком для охлаждающей жидкости;

- станина;

- привод с коробкой скоростей;

- шпиндельный узел с переборным устройством;

- хобот с подвесками для поддержания шпиндельных фрезерных оправок;

- консоль;

- поперечные салазки;

- стол;

- привод подач;

- маховички для ручного перемещения стола.

Для производства фрезерных работ отечественная станкостроительная промышленность выпускает, кроме консольно – фрезерных, и другие станки:

- бесконсольные;

- продольные;

- копировальные;

- специалтзированные и др.

Кроме того, в настоящее время выпускается большое количество фрезерных станков с ЧПУ: 6Р13Ф3, 654Ф3 и др.

Точность размеров и шероховатость отработанных поверхностей, полученных фрезерованием, в зависимости от видов обработки (черновая, получистовая, чистовая) соответствует таким же параметрам аналогичных видов токарной обработки.

8.7 Обработка на многоцелевых станках

Многоцелевые станки (ОЦ или многооперационные станки) – металлорежущие станки с ЧПУ с автоматической сменой инструментов. Внешним отличительным признаком является магазин инструментов или револьверная головка.

Применяются многоцелевые станки в мелкосерийном производстве для обработки сложных заготовок. Сложность заготовок определяется числом разнотипных и разномерных поверхностей и их пространственным расположением:

- заготовки типа «корпус»;

- заготовки типа «рычаг»;

- заготовки типа «кронштейн» и т.п.

В многоцелевых станках интегрированы различные ТМ обработки:

- фрезерование;

- сверление;

- нарезание резьбы;

- растачивание;

- шлифование и др.

Существуют следующие типы многоцелевых станков:

1. Сверлильно – фрезерно – расточные (наиболее распространенные);

2. Токарно – сверлильно – фрезерно- расточные.

Устройство сверлильно – фрезерно – расточного многоцелевого станка широко распространенной компоновки представляет собой:

- станина;

- стол с прецизионным поворотным столом;

- стойка подвижная;

- шпиндельная головка со шпинделем;

- магазин инструментов;

- автооператор с двумя захватами для автоматической замены инструментов;

- приставочный стол;

- система ЧПУ.

Наличие магазина для хранения инструмента и его автоматическая смена предъявляют к инструментальной оснастке ряд специфических требований:

1. Все инструменты независимо от типоразмеров должны иметь одинаковые по форме и размерам крепежные элементы;

2. Инструменты должны иметь одинаковые по форме и расположению элементы для их надежного захвата и транспортирования автооператором.

Поэтому на многоцелевых станках применяются инструментальные блоки. Они состоят из режущего и вспомогательного инструментов. Обычно применяются стандартный режущий инструмент, реже специальный. Вспомогательный инструмент унифицирован.

Многоцелевые станки являются дорогим оборудованием, и время их простоев должно быть минимальным. Поэтому заготовки сначала точно устанавливаются вне станка на специальные носители – палеты, а потом вместе с палетой – на направляющие приставного стола. Далее заготовка загружается загрузочным автооператором приставного стола на станок или со станка.

На базе металлорежущих станков и многоцелевых станков создаются ГПМ, ГПС и ГАП.

Основными моделями многоцелевых станков, выпускаемых отечественной промышленностью, являются: 2256ВМФ4, ИР320МФ4, ИР500МФ4, ИР800МФ4 и др.

8.8 Обработка на строгальных, долбежных станках

Строгальные и долбежные станки применяются в основном для тех же работ, что и фрезерные станки:

• обработка плоскостей;

• различного вида пазов;

• фасонных поверхностей и др.

Особенностью этой группы станков состоит в том, что движения резания у них прямолинейное возвратно – поступательное.

Строгание горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей производится проходными или подрезными резцами с соответствующим направлением подачи. Разрезные и прорезные работы осуществляются отрезными резцами. При большой глубине паза во избежание поломки резца его ширину берут меньше ширины паза, а прорезку осуществляют ступенчато. Строгание тавровых пазов и пазов типа «ласточкин хвост» осуществляется пазовыми резцами соответствующей конфигурации. При строгании закрытых пазов резец во время обратного хода не откидывается. Строгание фасонных линейчатых поверхностей осуществляется галтельным резцом по разметке.

В поперечно–строгальных станках движение резания совершает резец, закрепленный в суппорте ползуна станка. При обработке горизонтальной поверхности движение подачи сообщается столу совместно с обрабатываемой деталью, а при обработке вертикальной или наклонной плоскости – суппорту с резцом.

Устройство гидрофицированного поперечно – строгального станка мод. 7Е35 представляет собой:

• основание;

• стойка, установленная на основании;

• стол;

• траверса, по направляющей которой перемещается стол;

• станина;

• привод, смонтированный внутри станины;

• ползун, перемещающийся по направляющим станины;

• суппорт, установленный на ползуне.

Продольно – строгальные станки служат для обработки крупногабаритных и тяжелых деталей. Станки бывают:

• одностоечные;

• двухстоечные;

• кромкострогальные.

Наибольшее распространение имеют одно- и двухстоечные продольно – строгальные станки. В этих станках движение резания совершает стол с установленной на нем обрабатываемой деталью, а движение подачи сообщается суппортом с резцами.

Процесс долбления по существу ничем не отличается от процесса строгания, но характер долбежных работ совершенно иной, чем строгальных. Долблением можно обрабатывать:

• глухие и сквозные фасонные отверстия;

• внутренние направляющие;

• внутренние шпоночные пазы;

• многошпоночные (шлицевые) отверстия;

• матрицы сложной конфигурации.

ТО долбления в силу своей малой производительности в основном применяются в единичном и мелкосерийном производстве. Аналогичные технологические задачи в крупносерийном и массовом производствах решаются протягиванием.

Протягивание осуществляется многолезвийным режущим инструментом - протяжкой, которая представляет собой длинный стержень с режущими зубьями. Протяжки изготавливаются из высококачественной инструментальной стали.

Каждая протяжка для внутреннего протягивания имеет следующие основные элементы (части):

• хвостовая для закрепления в ползуне (суппорте) станка;

• направляющая, для направления протяжки в предварительно просверленном отверстии;

• режущая, осуществляющая основную работу резания;

• калибрирующая, для получения окончательных размеров с заданными точностью обработки и шероховатостью поверхности.

8.9 Обработка на зубообрабатывающих станках

Современное машиностроение, характеризующееся большими скоростями движения и нагрузками, предъявляет высокие требования к качеству зубчатых передач. Наиболее ответственной ТО при их изготовлении является обработка зубьев.

Зубонарезание – прорезание впадин между зубьями и придание им необходимого профиля.

Существуют два метода нарезания зубьев зубчатых колес:

1. Метод копирования;

2. Метод обкатки или огибания.

Метод копирования – заключается в обрезании зубьев зубчатого колеса специальным фасонным инструментом, профиль которого отвечает профилю впадин между ними:

• пальцевые фрезы;

• дисковые модульные фрезы.

Для нарезания зубьев зубчатого колеса методом обкатки нужный профиль их образуется в результате согласованных перемещений режущих кромок инструмента и заготовки колеса.

Режущие кромки инструмента описывают в пространстве поверхность, отвечающую поверхности зубчатой рейки или зубчатого колеса, которые называются производящей рейкой или производящим колесом. В результате согласованных движений инструмента и заготовки последняя огибается вокруг производящей рейки или колеса, как бы находясь с ними в постоянном зацеплении. При этом режущие кромки инструмента прорезают в заготовке впадины между зубьями.

Нарезаются зубья зубчатых колес по методу обкатки соответствующими специальными инструментами согласно назначению зуборезных станков:

1. На зубофрезерных червячными модульными фрезами;

2. Зубодолбежных с помощью долбяка;

3. Зубострогальных, зуб прорезаемого колеса обрабатывается с обеих сторон одновременно двумя резцами, движущихся возвратно – поступательно в противоположных направлениях.

На зубофрезерных станках можно нарезать цилиндрические зубчатые колеса с прямыми зубьями, а также червячные колеса.

Зубофрезерный станок общего применения состоит из следующих узлов:

• станина;

• стойка, установленная на станине;

• фрезерный суппорт, перемещающийся по вертикальным направляющим стойки;

• фрезерная головка, установленная на суппорте;

• вращающийся стол;

• поддерживающая стойка;

• салазки, на которых установлены стол и поддерживающая стойка;

• горизонтальные направляющие станины, по которым перемещаются салазки;

• поперечина, связывающая стойки.

Заготовка закрепляется на оправке, установленной на вращающемся столе, который вместе с заготовкой совершает круговую подачу –sкр. При этом, заготовка получает горизонтальную подачу – радиальную sр за счет перемещения стола на салазках.

Кроме того, зубофрезерные станки имеют четыре гитары сменных шестерен для получения необходимой скорости движения его органов:

1. Гитара для получения заданной частоты вращения фрезы;

2. Гитара деления – обкатки для сообщения заготовке необходимой окружной скорости для автоматического получения на ней необходимого числа зубьев;

3. Гитара для получения вертикальной подачи фрезы или горизонтальной подачи заготовки;

4. Гитара дифференциала для сообщения дополнительного вращательного движения заготовке при нарезании косозубых колес.

Одним из наиболее производительных и точных методов образования зубьев у цилиндрических колес является нарезание их на зубодолбежных станках с помощью долбяков. На таких станках также можно обрабатывать косозубые цилиндрические колеса, колеса с внутренним зацеплением и блоки шестерен с малыми промежутками между соседними колесами.

Долбяк – это закаленное и шлифованное зубчатое колесо с корригированными зубьями, каждый из которых имеет режущие кромки и необходимые углы и

Принцип нарезания цилиндрического зубчатого колеса методом обкатки с помощью долбяка заключается в том, что в процессе обработки воспроизводится зубчатое зацепление двух колес. Роль одного из них выполняет режущий инструмент - долбяк, второго-заготовка. Долбяк совершает быстрое возвратно - поступательное движение, являющееся главным, обусловливающим скорость резания. При этом, своими режущими кромками он воспроизводит в пространстве воображаемое производящее колесо. С этим производящим колесом как бы находится в беззазорном зацеплении нарезаемое колесо. Долбяк, помимо возвратно – поступательного движения, медленно вращается вокруг своей оси, совершая круговую подачу. Согласованно с ним поворачивается и заготовка. При холостом ходе долбяка стол с заготовкой отходит в радиальном направлении от долбяка, а перед началом рабочего хода возвращается в исходное – рабочее положение. Благодаря чему устраняется трение задних поверхностей инструмента о заготовку и уменьшается его износ.

В основе строгания зубьев конических зубчатых колес на зубострогальных станках, как и при нарезании цилиндрических колес методом обкатки лежит понятие о производящем колесе, в зацеплении с которым как бы находится нарезаемая заготовка и по которому в процессе нарезания она обкатывается.

Нарезание зубьев конических зубчатых колес значительно сложнее, чем колес цилиндрических, т.к. глубина и ширина впадин между зубьями постепенно уменьшаются в направлении от обода колес к центру.

8.10 Обработка на шлифовальных станках

В процессе шлифования в качестве режущего инструмента используются абразивные круги.

Шлифовальный круг состоит из большого количества острых и твердых абразивных зерен, связанных между собой специальной массой- связкой. Шлифовальный круг можно рассматривать как фрезу с большим числом мелких зубьев. В процессе шлифования каждое зерно, находящееся на периферии круга, работает как зуб фрезы, снимая стружки переменного сечения. Особенностями шлифовального круга по сравнению с другими режущими инструментами являются, с одной стороны, очень высокая твердость зубьев (зерен), а с другой, - способность кругов к самозатачиванию, которое происходит благодаря тому, что затупившиеся зерна поверхности круга выкрашиваются и в работу вступают новые острые зерна.

Кроме того, сам процесс шлифования также имеет ряд положительных особенностей:

1. Благодаря высокой твердости абразивных зерен можно шлифовать металлы любой твердости, включая твердые сплавы и неметаллические материалы (стекло, мрамор, камень и др.);

2. Возможность работы при шлифовании с малыми глубинами порядка t= (1-2) мкм и соответственно с малыми силами резания позволяет этим легко достичь точности 6- го квалитета;

3. Обеспечение шлифованием шероховатости обработанной поверхности Ra= 0,32-0,16 мкм.

В связи с этими особенностями ТП шлифования применяется в следующих случаях:

- окончательная обработка высокоточных деталей;

- обработка деталей с повышенными требованиями к качеству поверхности;

- обработка деталей после закалки;

- для черновых ТО при снятии твердой корки.

На шлифовальных станках могут быть обработаны все виды наружных и внутренних поверхностей: цилиндрические, коническая, торцовые, фасонные и винтовые.

Существуют следующие методы шлифования цилиндрических поверхностей:

1. Метод продольной подачи;

2. Метод врезания;

3. Глубинный метод;

4. Метод бесцентрового шлифования.

Кругошлифовальные станки для наружного круглого шлифования бывают:

- стандартные;

- универсальные;

- врезные;

- бесцентровые;

- специализированные.

Современный кругошлифовальный станок мод. 3М151 предназначен для обработки наружных цилиндрических, пологих конических и торцовых поверхностей.

Он состоит из следующих узлов:

- станина;

- стол;

- бабка шлифовальная;

- бабка привода изделия;

- бабка задняя;

- гидропривод стола;

- привод изделия;

- привод шлифовального круга.

Также выпускаются кругошлифовальные станки с ЧПУ мод. 3А151Ф2, 314153Ф2 и др.

Плоскошлифовальные станки выпускаются с прямоугольным или круглым столом. Станки с круглым столом применяются для непрерывного шлифования в условиях массового производства. Каждый из этих типов плоскошлифовальных станков, в свою очередь, подразделяются на станки, работающие периферией круга, и станки, работающие торцом круга.

Особую группу шлифовальных станков представляют заточные станки, которые служат не для обработки деталей, а для заточки различных видов режущих инструментов.

Заточные станки выпускаются в виде:

- простейших точил;

- универсально-заточных станков;

- специализированных заточных станков;

8.11 Отделочная обработка

Одна из тенденций в развитии современного машиностроения:

- рост рабочих нагрузок на детали машин;

- увеличение скоростей их движения;

- ужесточение требований к надежности машин.

Для решения этих задач необходимо во многих случаях применять прогрессивные отделочные – доводочные операции.

Все типы отделочных станков предназначены для окончательной обработки деталей в целях достижения высокой точности размеров и малой шероховатости Ra=0,08-0,02мкм.

В зависимости от принципа работы отделочные станки подразделяются следующим образом:

- полировальные;

- притирочные;

- хонинговальные;

- суперфинишные.

В последнее время для улучшения и повышения производительности процессов хонингования и суперфиниширования применяется наложение электрического тока или ультразвука. Ультразвуковые суперфиниширование абразивными и алмазными брусками получило широкое распространение при производстве подшипников качения.

8.12 Обработка поверхностным пластическим деформированием

Назначение обработки ППД следующее:

1. Придание заготовке необходимой формы и размеров. Заменяется более трудоемкая обработка снятием стружки и экономится много металла;

2. Упрочнение поверхностного слоя обработанных деталей без существенного изменения размеров с улучшением их эксплутационных свойств.

Основными ТМ ППД являются: