Контрольні питання до розділу 8

1. Основні функції відділу охорони праці.

2. Види інструктажів з охорони праці.

3. Організація навчання і перевірки знань з питань охорони праці.

4. Як організується управління охороною праці?

5. Хто бере участь у керуванні охороною праці?

6. Відповідальність за порушення законодавчих та інших нормативних актів про охорону праці.

Розділ 9. Механічне обладнання підприємств та його використання

9.1 Класифікація методів механічної обробки

Будь-яка деталь чи заготовка – це просторове тіло, обмежене сукупністю невеликого числа простих поверхонь. Найпоширенішими з них є повер­хні обертання (циліндрична, конічна, сферична, плоска, криволінійно-фасонна), лінійчасті (плоска й фасонно-лінійчаста) і гвинтові (гелікоїдні).

Кожен метод механічної обробки спроможний утворювати на заготовці поверхні певних форм. Ця спроможність визначається сукупністю формотворних рухів і особливостями конструкції робочої частини використовуваних інструментів.

Кожен метод має здатність створювати поверхні певної точності (за розмірами, формою та їх розміщенням відносно інших поверхонь) і шорсткос­ті. Ця властивість методу залежить від точності відтворення виконавчими поверхнями технологічної системи (насамперед верстата) формотворних рухів під час обробки заготовок, а отже, від точності й жорсткості технологічної системи, від режимів і умов обробки. Останнє вказує на те, що точність і якість утворюваних поверхонь заготовки є технологічно керованими: змінюючи використовувані засоби, передусім їх точність і жорсткість, а також режими й умови обробки, можна керувати точністю і шорсткістю обробки.

Для кожного методу або його різновиду розрізняють три характеристики точності й шорсткості: досяжну, економічну й початкову.

Найвищі точність або шорсткість, які можна досягти даним методом у найсприятливіших виробничих умовах, незважаючи на затрати часу і коштів, називають досяжними. Їх на практиці використовують дуже рідко через низьку економічну ефективність процесу.

Точність або шорсткість, які зазвичай досягають у нормальних вироб­ничих умовах при витратах, що не перевищують витрати на інші методи того ж призначення, називають економічними. Чим більша різниця між точністю (шорсткістю) поверхні до й після застосування методу, тим складніше (більші витрати) досягти потрібну точність (шорсткість). Тому економічні точність і шорсткість тісно пов’язані з початковими характеристиками методу, тобто такими значеннями точності й шорсткості, які повинна мати поверхня заготовки перед його використанням.

Кожен метод (або різновид методу) може підвищити точність на певну величину, зазвичай на 1…4 квалітети. Цю величину називають уточненням методу. Ось чому для отримання точних і високоякісних поверхонь деталей неточні поверхні їх заготовок потребують багатократної механічної обробки. І чим більша різниця між точністю (шорсткістю) заготовки і деталі, тим більшим числом операцій потрібно обробляти цю поверхню. Крім того, послідовність використовуваних методів майже однозначно залежить від, з одного боку, від характеристик заготовки й деталі, а з другого, – економічних і початкових характеристик методів механічної обробки. Якщо діапазон економічної точності методу ширший за його уточнення, то такий метод можуть використовувати послідовно двічі або навіть тричі (наприклад, точіння, розвертання).

Кожен метод або його різновид використовує певний набір засобів технологічного оснащення і йому властиві певні рівні продуктивності формотворення, технологічної гнучкості й витрат коштів на його реалізацію. Саме вони (у порівнянні з такими ж характеристиками інших методів того ж призначення) визначають доцільність використання методу в тому чи іншому типі виробництва.

Методи механічної обробки класифікують за способом формотворення, за видом формотворних рухів і використовуваних інструментів, за видом роботи, за видом оброблених поверхонь і за видом використовуваних верстатів. За видом формотворних рухів і використовуваних інструментів розрізняють (рис.9.1): точіння (а), свердління (б), зенкерування, розвертання, фрезерування (в), стругання (г), довбання, протягування (д), різенарізання (ж), зубонарізання (з), а також різні види шліфування (е та є) .

Рисунок 9.1 – Схеми основних методів обробки різанням

Точіння – це метод обробки поверхонь різцями. Головний рух, що виконується зі швидкістю V, – обертовий. Обертають заготовку (на токарних верстатах) або інструмент (на розточувальних верстатах). Рух подачі – пос­тупальний (вздовж осі заготовки, перпендикулярно чи під кутом до неї), може надаватись інструменту, іноді заготовці (на деяких розточувальних і токарних верстатах). Під час обробки гвинтових поверхонь верстат має забезпечити строгий кінематичний зв’язок між рухом заготовки і інструменту. Тому головним рухом є складений гвинтовий рух інструменту. Рухом подачі частіше всього є періодичне врізання інструменту до досягнення повної глибини профілю. Профіль гвинтової поверхні формується профілем різальної частини різця.

Свердління – метод обробки отворів у суцільному матеріалі з допомогою свердел. Головний рух – обертовий – отримує заготовка (на токарних верстатах) або інструмент (на більшості свердлильних і розточувальних верстатів). Рух подачі – прямолінійний вздовж осі інструменту – здійснює інструмент. Аналогічні формотворні рухи мають розсвердлювання, зенкерування, розвертання, зенкування та цекування – методи обробки циліндричних, конічних і плоских поверхонь обертання, відповідно, свердлами, зенкерами, розвертками, зенківками (конічними зенкерами) та цеківками (торцевими зенкерами).

Фрезерування – метод обробки фрезами лінійчастих (плоских і фасонних), а також гвинтових поверхонь. Обертовий головний рух отримує фреза, а рухи подач (вздовж і в площині, перпендикулярній або паралельній до осі фрези) – фреза або заготовка. Під час фрезерування гвинтових поверхонь між обертанням заготовки (рухом подачі) і осьовою подачею фрези або заготовки (теж рухом подачі) має бути строгий кінематичний зв’язок.

Стругання й довбання – методи обробки лінійчастих поверхонь, де головним є зворотно-поступальний рух інструменту (на довбальних, у тому числі зубодовбальних, а також зубостругальних і поперечно-стругальних верстатах) або заготовки (на поздовжньо-стругальних верстатах). Рух подачі, зазвичай поступальний, здійснює або заготовка, або інструмент.

Протягування – високопродуктивний і точний метод обробки зовнішніх і внутрішніх лінійчастих поверхонь та циліндричних отворів протяжками. Головним рухом тут є прямолінійний рух протяжки відносно нерухомої заготовки. Руху подачі немає, а він заміняється, так названою, конструктивною подачею. Безперервність врізання забезпечує конструкція інструменту, де кожен наступний зуб протяжки перевищує попередній на величину конструктивної подачі.

Шліфування – методи обробки абразивними інструментами: кругами, брусками, стрічками, суспензіями й пастами. Зазвичай головний рух отримує інструмент. Рухи подач залежать від виду поверхні – поступальні (рис.1, е) або обертові (рис.1, є) – здійснює заготовка й інструмент. Оброб­ку виконують на кругло-, безцентрово-, внутрішньо- і плоскошліфувальних, загострювальних, полірувальних, притиральних, хонінгувальних і супер­фінішних верстатах.

Формування різьби – виконується трьома різними способами: нарізанням інструментом із зняттям стружки (різьбовими різцями, фрезами, мітчиками та плашками); пластичною деформацією (накочуванням) оброблюваної заготовки із утворенням на її поверхні гребенів різьби (різенакатними плашками, роликами, головками та безстружковими мітчиками); різешліфуванням однонитковими або багатонитковими шліфувальними кругами. Голов­ним рухом формоутворення є складний гвинтовий рух інструменту відносно заготовки, а рух подачі – врізання різальної або деформуючої кромки на щоразу більшу глибину в напрямку утворення повного профілю різьби. Обробка проводиться як на універсальних металообробних верстатах (токарних, розточувальних, свердлувальних тощо), що оснащені спеціальними кінематичними ланцюгами для забезпечення гвинтового головного руху, так і на спеціальних верстатах (різенакатних, різефрезерних тощо).

Зубонарізання – утворення на поверхні заготовки (циліндричної, сек­торної, плоскої) спеціального зубчастого профілю. Зазвичай профілі розді­ляють на евольвентні та неевольвентні (шліцьові прямобічні, трикутні та спеціальні) і утворюються вони двома способами: копіюванням і огинанням (обкаткою). За першим способом використовується інструмент, що має профіль різальних кромок ідентичний профілю обробленої поверхні (дискові і пальцеві модульні фрези, зубодовбальні головки, протяжки). Схема обробки подібна звичайним операціям фрезерування, довбання чи протягування (проводиться на відповідних універсальних верстатах), тільки вводиться додатковий рух поділу для обробки кожного наступного зуба за допомогою ділильних пристроїв. За методом огинання профіль поверхні зуба деталі утворюється як огинаюча послідовних положень різальних кромок інструменту (зуборіз­ної фрези, гребінки, довбача), що вони займають в ході складного руху подачі інструменту і заготовки, яким імітується зачеплення двох зубчастих деталей: одна з них – це оброблювана, а інша – черв’як, рейка або зубчасте колесо. Рух різання є традиційним для відповідних операцій – фрезерування, стругання та довбання. Самі операції виконуються на спеціальному металообробному обладнанні.

За видом роботи методи механічної обробки поділяють на наступні:

• чорнову (економічна точність 12…15 квалітети і шорсткість Ra 25…12,5 мкм);

• чистову (економічна точність 12…9 квалітети, шорсткість Ra 6,3…1,6 мкм);

• викінчувальну або тонку (фінішну) і точну, економічна точність 9…6 (5) квалітети, шорсткість Ra 1,6…0,2 мкм);

• викінчувально-зміцнювальну, яка реалізується ППД. У більшості випадків вона не змінює точності й використовується після чистової або викінчувальної обробки, підвищує якість поверхонь: шорсткість до Ra 1,6…0,2 мкм, твердість на 30…50 % і створює залишкові напруження стиску в поверхневому шарі.

Перші два види обробки часто називають також попередньою механічною обробкою, два останніх – кінцевою.

За видом обробленої поверхні способи групують на такі, що використовуються для обробки поверхонь обертання, плоских, різьбових (гвинтових), шліцьових, шпонкових, зубчастих і фасонних.