3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Обработка заготовок на станках токарной группы

11.2. Методы механической обработки заготовок

Методы обработки можно условно подразделить на поступательные, токарные, осевые, фрезерные и т.д. Условность такого деления обусловлена многообразием видов резания, затрудняющим их включение в ту или иную группу. В настоящее время применяют виды обработки, представляющие собой комбинации признаков из перечисленных групп, например фрезоточение, резьбофрезерование, резьбопротя- гивание и т.п.

Основные методы механической обработки заготовок твердым телом можно представить в виде схемы (рис. 11.2).

Рис. 11.2. Методы механической обработки твердотельным инструментом

Методы обработки реализуются на обрабатывающих станках соответствующих групп: токарные методы – на токарных станках; фрезерные – на фрезерных и т.д. По назначению различают станки: широкоуниверсальные, универсальные, широкого назначения, специализированные, специальные. Универсальные станки обрабатывают разнотипным инструментом заготовки, различающиеся по размерам, форме и расположению поверхностей. Широкоуниверсальные предназначены для выполнения особо широкого спектра работ. Станки широкого назначения характеризуются однотипностью применяемого инструмента. Специализированные предназначены для обработки однотипных заготовок различных размеров, специальные – для выполнения определенных видов работ на заготовках одинаковых размеров и конфигурации.

Формообразование поверхности заготовки, реализовываемое на станке, представляют схемой обработки.

Схема обработки – это условное изображение процесса резания, включающее заготовку, ее установку и закрепление на станке, положение режущего инструмента относительно нее и движения резания.

В качестве примера на рис. 11.3 приведены в упрощенном виде токарная и фрезерная технологические схемы обработки.

Рис. 11.3. Технологические схемы обработки точением (а) и фрезерованием (б):

Sпр – продольная подача; Stп – поперечная подача на один проход; St – глубина фрезерования за один проход

Процессы резания условно можно разделить по виду применяемого инструмента на две группы:

  • • обработка лезвийным инструментом;
  • • обработка абразивным инструментом.

К твердотельному лезвийному инструменту относят: резцы, фрезы, сверла, зенкеры, развертки, протяжки, пилы, долбяки, метчики и т.д. Изготовляют его из инструментальных и быстрорежущих сталей, металлокерамических и твердых сплавов, керамики, сверхтвердых материалов – алмаза, эльбора и др.

К твердотельному абразивному инструменту относят: шлифовальные круги, бруски. В качестве режущей основы используют зерна карбида кремния зеленого и черного, электрокорунда, карбида бора, оксида хрома, алмазов, эльбора, гексанита и др. В качестве связующего для абразивного инструмента применяют органические вещества (например, фенолоальдегидные смолы), керамику и металлы.

11.3. Схемы обработки заготовок на станках токарной группы

Технологический метод формообразования поверхностей точением на станках токарной группы характеризуется вращательным движением заготовки D и поступательным движением резца Sпр (см. рис. 11.3, а). Движение подачи осуществляется параллельно оси вращения заготовки (продольное движение подачи – Sпр), перпендикулярно ей (поперечное движение подачи – Stп), под углом к ней (наклонное движение подачи).

На токарных станках обрабатывают, как правило, детали типа тел вращения, к которым относятся гладкие и ступенчатые валы, тонкостенные оболочки, втулки, детали со сложным наружным профилем, тарельчатые (дисковые) детали и др. (рис. 11.4).

Рис. 11.4. Типовые детали цилиндрической формы:

а – детали типа втулок; б – деталь Т-образной формы; в – детали типа дисков, фланцев; г – ступенчатый вал; д – крупногабаритная кольцевая деталь; е – тонкостенная оболочка

Токарная обработка имеет несколько разновидностей:

  • точение – обработка наружных поверхностей заготовок;
  • растачивание – обработка внутренних поверхностей;
  • подрезание – обработка плоских (торцевых) поверхностей;
  • разрезание – разделение заготовки на части.

Схемы основных видов обработки поверхностей, рассмотренных далее, считаются типовыми, так как их можно реализовать на универсальных токарных станках, полуавтоматах, автоматах и станках с ЧПУ.

Поверхности обрабатывают с продольным или поперечным движением подачи.

Формообразование поверхностей при обработке с продольным движением подачи осуществляется по методу следов, с поперечным движением подачи – в основном по методу копирования.

Перемещение инструмента в направлениях движения подачи зависит от типа станка. Управление им осуществляется вручную (на универсальных станках) от кулачков и копиров (на полуавтоматах и автоматах) или по управляющим командам программы станка с системой ЧПУ.

Схемы обработки поверхностей заготовок на токарно-винторезном станке представлены на рис. 11.5.

Длинные пологие конусы (2α = 8÷10°) точат, смещая в поперечном направлении корпус задней бабки относительно ее основания (рис. 11.5, а) или используя специальное приспособление – конусную линейку. При обработке конических поверхностей на станках с ЧПУ продольное и поперечное движения подачи суммируются автоматически.

Сквозные отверстия растачивают проходными расточными резцами (рис. 11.5, д).

Рис. 11.5. Некоторые схемы обработки поверхностей заготовок на токарно-винторезном станке:

а – наружных конических поверхностей средней длины; б – коротких конических поверхностей (фасок); в – отрезание деталей; г. д – растачивание внутренней конической и цилиндрической поверхности соответственно; е – высверливание отверстий; ж – обтачивание конических поверхностей с любым углом; Dr – главное движение резания; – движение подачи соответственно поперечное и продольное; – движение подачи по конусу

С поперечным движением подачи на токарно-винторезных станках обтачивают короткие конические поверхности – фаски – широкими резцами, у которых главный угол в плане равен половине угла при вершине конической поверхности (рис. 11.5, б).

Детали от заготовки отрезают отрезными резцами с наклонной режущей кромкой, что обеспечивает получение торца у готовой детали без остаточного заусенца (рис. 11.5, в). Подрезание торцов выполняют специальными подрезными резцами.

Читать еще:  Станок белмаш сдм 2500 про

На токарно-винторезных станках обработку отверстий выполняют сверлами, зенкерами и развертками. В этом случае обработку ведут с продольным движением подачи режущего инструмента (рис. 11.5, е). Обтачивание наружных и растачивание внутренних конических поверхностей средней длины с любым углом конуса при вершине проводят с наклонным движением подачи резцов при повороте верхнего суппорта (рис. 11.5, г, ж).

Обработка заготовок на станках токарной группы

Характеристика метода точения. Технологический метод формообразования поверхностей заго­товок точением характеризуется наличием двух движений: вра­щательным движением заготовки (скорость резания) и поступательным движением режущего инструмента-резца (движение подачи).

На вертикальных полуавтоматах и автоматах и токарно-карусельных станках заготовки имеют вертикальную ось вращения, на всех прочих — горизонтальную. Движение подачи осуществляется параллельно, перпендикулярно или под углом к оси вращения заготовки.

На станках токарной группы обрабатывают в основном наруж­ные и внутренние поверхности, имеющие форму тел вращения, а также плоские (торцовые) поверхности. На специальных и спе­циализированных станках можно обрабатывать и более сложные поверхности, например поверхности, описываемые уравнением спирали Архимеда, циклоиды и т. д., а также плоские многогран­ники (четырех-, шестигранные плоские поверхности и т. д.).

Под термином точение (обтачивание), как правило, понимают обработку наружных поверхностей. Разновидностями точения являются: растачивание — обработка внутренних поверхностей; подрезание — обработка плоских (торцовых) поверхностей и раз­резание-разделение заготовки на части или отрезание готовой детали от ее заготовки — пруткового проката.

Токарный станок — станок для обработки преимущественно тел вращения путем снятия с них стружки при точении. Токарный станок один из древнейших станков в мире, на основе которого создавались другие станки (сверлильный, расточной и др.) Токарь — одна из ведущих профессий в машиностроении и металлообработке, так как многие детали машин и механизмов изготовляются на токарных станках, являющихся наиболее распространенными в производстве среди станков других групп. Токарная обработка является наиболее распространенным методом обработки резанием применяется при изготовлении деталей типа тел вращения (валов, дисков, осей, пальцев, цапф, фланцев, колец, втулок, гаек, муфт и др.). Основные виды токарных работ показаны на рисунке.

Рис.46. Виды токарных работ

Основные виды токарных работ: a) — обработка наружных цилиндрических поверхностей, б) — обработка наружных конических поверхностей, в) — обработка торцов и уступов, г) — вытачивание пазов и канавок, отрезка заготовки, д) — обработка внутренних цилиндрических и конических поверхностей, е) — сверление, зенкерование и развертывание отверстий, ж) — нарезание наружной резьбы, з) — нарезание внутренней резьбы, и) — обработка фасонных поверхностей, к) — накатывание

рифлений. Стрелками показаны направления перемещения инструмента и вращения заготовки. В машиностроении большинство деталей получают окончательные формы и размеры в результате механической обработки заготовки резанием, которое осуществляется путем последовательного удаления режущим инструментом (например, резцом) тонких слоев материала (в виде стружки) с поверхностей заготовки.

Рис.47.

Основным элементом режущего инструмента, отделяющего стружку от заготовки, является заостренный клин. Схема работы клина (a) и резца (b) приведена на рис. 47: 1 — стружка, 2 — резец, 3 — заготовка, 4 — снимаемый слой материала; Р — сила, действующая на резец и клин при работе, b — угол заострения Процесс резания на токарных станках осуществляется при вращательном главном движении, сообщаемом обрабатываемой заготовке, и при прямолинейном (поступательном) движении подачи, сообщаемом резцу. Элементами режима резания при точении заготовки являются скорость резания, подача и глубина резания.

Скорость резания — называется длина пути, пройденного режущей кромкой инструмента относительно обрабатываемой поверхности заготовки в единицу времени. Скорость резания измеряется в м/мин и обозначается буквой v. Подачей называется величина перемещения режущей кромки инструмента за один оборот заготовки (в направлении подачи) или в единицу времени. Подача измеряется в мм/об или в мм/мин, обозначается буквой s и может быть продольной (если инструмент перемещается параллельно оси вращения заготовки) и поперечной (если инструмент перемещается перпендикулярно этой оси). Глубиной резания называется величина срезаемого за один проход резца слоя металла, измеренная по перпендикуляру к обработанной поверхности детали. Глубина резания измеряется в миллиметрах и обозначается буквой t. У заготовки различают следующие поверхности: обрабатываемую (с которой снимают стружку), обработанную (полученную после снятия стружки) и резания (которая является переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями и образуется режущим инструментом). Основные поверхности заготовки и основные движения, осуществляющие процесс резания, показаны на рис.48 : 1 — обрабатываемая поверхность, 2 — поверхность резания, 3 — обработанная поверхность, 4 — ось вращения заготовки, 5 — продольная подача, 6 — поперечная подача, 7 — резец, 8 — заготовка, 9 — главное (вращательное) движение, t — глубина резания

ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ. ТИПЫ СТАНКОВ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОКАРНЫХ СТАНКАХ

Обработка на станках токарной группы заготовок, имеющих форму тел вращения, получила широкое распространение. При точении (обтачивании) совершается два движения резания: вращательное движение заготовки (главное движение) и поступательное движение режущего инструмента — резца (движение подачи).

На станках токарной группы помимо обтачивания наружных цилиндрических, конических и фасонных поверхностей выполняют следующие операции: растачивание цилиндрических и конических отверстий, подрезание торцовых поверхностей, нарезание наружной и внутренней резьбы, разрезание, обкатывание роликами и шарами, алмазное выглаживание. Кроме того, на этих станках можно сверлить, зенкеровать, развертывать отверстия, а при установке специальных механизмов — проводить и другие виды обработки.

На токарных станках производят обдирочную, черновую, полу- чистовую и чистовую обработки, а также тонкую обработку различными резцами.

На рис. 34.1 показан общий вид токарно-винторезного станка. Левая 1 и правая 14 тумбы поддерживают станину 2 с призматическими направляющими. На станине монтируют узлы станка, в левой тумбе устанавливают электродвигатель главного движения, в правой — насосную станцию и бак для подачи и хранения смазочноохлаждающей жидкости. Слева устанавливают переднюю бабку 6 с панелью управления 5. Передачи и механизмы передней бабки позволяют изменять в широком диапазоне частоту вращения шпинделя, в данном случае — с закрепленным на нем патроном. Ниже передней бабки на лицевой стороне станины крепят коробку подач 3. Передачи и механизмы коробки подач служат для изменения скоростей перемещения суппорта (подач). Она дает возможность также переналаживать станок для нарезания резьбы с помощью коробки сменных зубчатых колес 4. Справа на станине располагают заднюю бабку 11, назначение которой (помимо поддержки заготовки во время обработки задним центром) — закрепление осевого инструмента.

Читать еще:  Станок для гибки арматурной стали

Рис. 34.1 . Общий вид токарно-винторезного станка

По направляющим станины между передней и задней бабками перемещается с продольной подачей S суппорт 7. На суппорте имеется средняя поперечная каретка, с помощью которой перпендикулярно оси вращения заготовки производится поперечная подача Sn. Верхний поворотный суппорт 9 устанавливают под любым углом к оси заготовки при обработке конических поверхностей. На верхнем суппорте смонтирован четырехпозиционный поворотный резцедержатель (резцовая головка) 8. На продольном суппорте закреплен фартук 10, передачи и механизмы которого преобразуют вращательное движение ходового винта 12 или ходового валика 13 в поступательное движение суппорта. На станке устанавливают экран (на схеме не показан) для защиты работающего от стружки.

По способу совершения рабочих циклов станки подразделяют на универсальные, полуавтоматические и автоматические.

На универсальном станке рабочий-оператор составляет порядок обработки и изготавливает деталь. Программой обработки для него является технологический процесс. Ручное управление станком позволяет корректировать непосредственно программу.

Станок, работающий в автоматическом режиме, оснащен системой управления, которая заставляет его выполнять определенную программу без вмешательства человека. Автомат нуждается лишь в контроле и наладке. Полуавтоматом называют машину, работающую с автоматическим циклом, для повторения которого требуется вмешательство рабочего. Неавтоматизированными операциями являются, как правило, загрузка и съём обработанных изделий.

Одним из определяющих признаков классификации современных автоматов и полуавтоматов считается тип системы управления. Существуют станки с механической системой управления, когда в качестве программоносителя выступает распределительный вал с кулачками, число которых соответствует числу управляемых механизмов.

Вместо кулачков программоносителями являются копиры, профиль которых полностью соответствует профилю обрабатываемых деталей. Многие автоматы и полуавтоматы используют систему управления по упорам. При этом передача и преобразование сигналов от упоров осуществляются либо электрической схемой управления станком, либо с помощью ЭВМ. В последнем случае упоры выполняют функции путевых датчиков.

Следующая категория автоматов и полуавтоматов — станки с электро-, гидро- или фотокопировальными устройствами.

Более прогрессивными являются системы управления, в которых программа работы автомата или полуавтомата задается как система чисел.

Представленный на рис. 34.1 токарно-винторезный станок является универсальным и наиболее приемлемым для единичного и мелкосерийного производств.

На токарно-револьверном станке (рис. 34.2, а) в револьверной головке (револьверном суппорте) 2 устанавливают различные инструменты. Различают станки с вертикальной, горизонтальной или наклонной осью вращения револьверной головки. На станках с многогранной головкой, вращающейся относительно вертикальной оси, имеются один или два поперечных суппорта 1, что расширяет возможности многоинструментальной обработки.

Быстрая смена инструмента в процессе обработки, предварительная наладка станка, приводящая к возможности обработки по упорам 3, и одновременная обработка несколькими инструментами делают токарно-револьверные станки более производительными и пригодными для серийного производства. Производят на этих станках детали типа штуцеров, ступенчатых валов, фланцев, колец,втулок и др.

Крупные и тяжелые заготовки обрабатываются на токарно-карусельных станках (рис. 34.2, б), одно- или двухстоечных (2, 4). Станок имеет круглый стол 1 диаметром до 21 м с вертикальной осью вращения. Инструменты закрепляют в резцедержателях верхнего 3 и бокового 7 суппортов, а также в револьверной головке 6. В одностоечных станках устраивают вертикальный револьверный и боковой

Рис. 34.2. Общий вид станков токарной группы суппорты. Револьверную головку и верхний суппорт устанавливают на движущейся вверх-вниз траверсе 5.

Одновременная обработка несколькими инструментами повышает производительность станка. На токарно-карусельных станках обрабатывают заготовки рабочих колес турбин, массивных зубчатых колес, маховиков, корпусов и т.д. в единичном и серийном производствах.

Обработку заготовок ведут и на многорезцовых токарных полуавтоматах (рис. 34.2, в), снабженных двумя суппортами: верхним 7, имеющим только поперечную подачу, и нижним 2, имеющим только продольную подачу. Одновременно закрепляют большое количество инструментов. Обрабатывают на станках только наружные поверхности у заготовок деталей типа блоков зубчатых колес, шпинделей, ступенчатых валов и др.

На вертикальных многошпиндельных полуавтоматах роторной обработки (рис. 34.2, г) проводят многоплановую обработку. На станине устанавливают круглый стол 2 с вращающимися шпинделями 3, в которых одновременно обрабатывают несколько заготовок (по числу шпинделей). На центральной колонне, сделанной заодно со столом, закреплены суппорты 4, совершающие вертикальные движения подачи.

Стол и подвижная колонна (общая карусель) вращаются вокруг неподвижной колонны 6, на верхнем конце которой закреплен кулачок 5 подач суппортных групп. Обработку ведут инструменты вертикальных суппортов, за один оборот карусели и колонны обработка заканчивается. Обрабатывают на станках заготовки деталей типа зубчатых колес, корпусов, дисков турбин и др.

Заготовки деталей разных наименований, но небольших размеров (диаметром до 36 мм) обрабатывают на одношпиндельных токарноревольверных автоматах (рис. 34.2, д). Шпиндельная бабка 2 автомата снабжена цанговым патроном, зажимным и подающим пруток механизмами. На станине 7 и шпиндельной бабке установлены поперечные суппорты 3, имеющие только поперечные подачи. Также на станине закреплен еще один суппорт 5 продольной подачи с револьверной головкой 4. Всеми движениями (рабочими, установочными и вспомогательными) в автомате управляет кулачковый распределительный вал 6. Таким образом, на станках подобного типа весь цикл обработки совершается автоматически. Это дает высокую производительность труда. Автоматы применяют для обработки больших партий деталей.

Читать еще:  Наладчик станков с программным управлением еткс

Многошпиндельные автоматы параллельной обработки (рис. 34.2, ё) широко распространены в массовом производстве. Эти автоматы обладают жесткой конструкцией, что делает возможной многоинструментальную обработку

Станина 1 станка несет на себе переднюю 2 и заднюю 5 стойки, соединенные вверху поперечиной 4. На торце передней стойки установлены передний и задний поперечные суппорты 3. В задней стойке установлены упоры 6. Заготовки перед обработкой пропускают через полые шпиндели; в данном случае одновременно обрабатывают наружные поверхности четырех заготовок одинаковых деталей.

Последовательную обработку заготовок проводят на многошпиндельных автоматах, один из которых показан на рис. 34.2, ж. На станине 1 установлены передняя 2 и задняя 5 стойки; в передней стойке смонтирован шпиндельный блок 3, а в задней — коробка скоростей 6. Обработку ведут инструментами, закрепленными в поперечных суппортах 4, которые установлены против каждого шпинделя, и в зажимных устройствах кареток осевого суппорта 7. Каретки установлены на одной оси со шпинделями, против которых они располагаются. Поворот шпиндельного блока влечет за собой подачу заготовки на следующую позицию, где продолжается ее обработка новым набором инструментов. Предпоследняя позиция является позицией окончательной обработки и отрезки готовой детали от прутка. На следующей позиции пруток подается до упора, и далее совершается новый цикл обработки.

Учебные материалы

Технологический метод формообразования поверхностей заготовок точением характеризуется двумя рабочими движениями: главное рабочее движение обеспечивается вращательным движением заготовки (скорость резания V) и движение подачи поступательным движением режущего инструмента – резца (движение подачи).

Движение подачи осуществляется параллельно оси вращения заготовки – продольная Sпр, перпендикулярно к оси вращения заготовки – Sпопер, под углом к оси вращения заготовки – Sу (наклон).

Разновидности течения

  1. Обтачивание – обработка наружных поверхностей проходным резцом;
  2. растачивание – обработка внутренних поверхностей;
  3. подрезание – обработка плоских (торцовых) поверхностей;
  4. резка – разделение заготовки на части или отрезка готовой детали от заготовки – пруткового проката.

Станки токарной группы являются самыми широко применяемыми на машиностроительных заводах и в народном хозяйстве, в частности и в механических мастерских при ремонте, реконструкции и модернизации нефтегазопромыслового оборудования.

Точение – операция обработки тел вращения, винтовых и спиральных поверхностей резанием при помощи режущего инструмента на станках токарной группы. В станках токарной группы главное движение – движение вращения заготовки, движение подачи – движение инструмента (резца).

Основные операции, выполняемые на токарных станках – обтачивание наружных цилиндрических, конических и фасонных поверхностей и галтелей; подрезание торцов; протачивание канавок; растачивание внутренних цилиндрических поверхностей; обрезание; сверление; зенкерование; зенкование; развертывание отверстий и нарезание резьбы.

Главным принципом классификации резцов является их технологическое назначение. Различают резцы проходные – для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей; расточные – проходные и упорные – для растачивания глухих и сквозных отверстий; отрезные – для отрезания заготовок; резьбовые – для нарезания наружных и внутренних резьб; фасонные – для обработки фасонных поверхностей; прорезные – для протачивания кольцевых канавок и галтельные – для обтачивания переходных поверхностей между ступенями валов по радиусу.

Характер обработки

По характеру обработки резцы классифицируют на черновые, получистовые и чистовые. По расположению режущей кромки резцы подразделяют на левые и правые. Правые перемещаются от задней бабки к передней, левые – от передней к задней. По форме режущей части – прямые и отогнутые. По конструкции – целые, с приваренной или припаянной пластиной, со сменными пластинами.

Помимо резцов, на токарных станках для обработки отверстий применяют сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, которые закрепляются в задней бабке.

К основным приспособлениям, применяемым на токарных станках, относят: трехкулачковый самоцентрирующийся патрон – для закрепления заготовок; цанговый патрон – для закрепления заготовок (прутковый прокат) в автоматах и полуавтоматах; конические оправки, цанговые оправки, упругие оправки с гидропластмассой или с тарельчатыми пружинами – для обработки заготовок типа втулок, колец и стаканов.

Существуют токарные станки разных видов, типов и размеров. К станкам токарной группы можно отнести: токарные, токарновинторезные, карусельные, многорезцовые, токарноревольверные, токарные автоматы, полуавтоматы и др. Токарновинторезный станок (рисунок 4.4) является универсальным, так как применяется для выполнения самых разнообразных токарных работ. Наиболее распространены токарновинторезные станки, на которых обрабатываются всевозможные поверхности вращения, отверстия и резьбы.

Заготовка на станке устанавливается в центрах или закрепляется на шпинделе в патроне и приводится во вращение. В резцедержателе суппорта закрепляются резцы, а в конус пиноли задней бабки вставляются инструменты для обработки отверстий – сверла, зенкеры, развертки.

Рисунок 4.4 – Схема универсального токарно-винторезного станка:

1 – передняя бабка; 2 – планшайба; 3 – деталь (вал); 4 – резцедержатель;
5 – резец; 6 – суппорт; 7 – задняя бабка; 8 – делительная головка;
9 – поперечная подача; 10 – токарный хомутик

На них обтачивают и растачивают цилиндрические, конические и фасонные поверхности, производят подрезку торцов. Многорезцовые токарные станки позволяют обрабатывать детали, например ступенчатые валы или диски, одновременно несколькими резцами. Большое распространение они получили в массовом производстве. Револьверные станки используются главным образом для обработки некрупных деталей сложной конфигурации.

Токарные автоматы – станки, на которых установка и закрепление заготовок, основные вспомогательные движения автоматизированы. Рабочий ведет лишь наблюдение за их работой, периодически загружает станок заготовками и контролирует размеры. Полуавтоматы – станки, у которых все движения автоматизированы. Заготовки на них устанавливает и снимает рабочий.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector