metod416

заготовки шестерен и др.), имеющие обработанные отверстия, устанавливают в центрах на специальных центровых оправках.

Обработка деталей в патронах. Короткие детали устанавливают и закрепляют в патронах, которые подразделяются на простые и самоцентрирующиеся. В таких патронах каждый из четырех кулачков может перемещаться независимо от остальных с помощью винтов, что позволяет устанавливать на них детали как цилиндрической, так и не цилиндрической формы. Самоцентрирующиеся трехкулачковые патроны очень удобны в работе, так как все кулачки в них перемещаются одновременно, благодаря чему деталь, имеющая цилиндрическую поверхность, устанавливается и зажимается точно по оси шпинделя, значительно сокращается время на установку и закрепление детали.

Рисунок 34.2 – Самоцентрирующийся патрон токарно-винторезного станка

Самоцентрирующийся патрон имеет три кулачка, которые с помощью конических колёс 5 вмонтированы в корпус патрона 6 и вращаемые торцовым ключом, приводят во вращение коническое колесо, на другой стороне которого нарезана плоская спираль 8. Во впадины спирали входят соответствующие выступы кулачков 9, вставленные в радиальные пазы 10 корпуса патрона. Самоцентрирующиеся патроны применяются, как правило, для закрепления заготовок цилиндрической формы.

На рисунке 34.3 показан неподвижный люнет.

Обработка деталей в люнетах. Длинные детали, у которых длина в 10-12 раз превышает их диаметр, при обработке прогибаются под действием незначительной силы резания. Деталь может быть вырвана из центров. В таких случаях применяют поддерживающее приспособление, называемое люнетом. Пользуясь люнетом, можно обтачивать детали с высокой точностью и снимать стружку большего сечения, не опасаясь прогиба детали. Люнеты бывают неподвижные и подвижные.

381

34.2.5 Виды точения

Рассматривают следующие виды точения:

1)черновое точение – удаление дефектных слоёв заготовок, разрезка, отрезка и подрезка торцев заготовок. Срезается поверхностная корка и основная (70 %) часть припуска на обработку:

2)получистовое точение – снятие 20-25 % припуска, позволяет получать шероховатость Rа = 10,0-5,0 и точность 10-11-го квалитетов. Заготовка получает форму, близкую к форме детали;

3)чистовое точение – обеспечивает получение шероховатости Rа = 2,5- 1,25 и точность 7-9-го квалитетов. Деталь получает окончательную форму и размеры;

4)тонкое точение – позволяет при срезании очень тонких стружек получать на поверхности детали шероховатость Rа = 0,63-0,32 и точность 5-7- го квалитетов.

34.2.6Элементы резания при точении

К элементам резания при точении относятся: скорость резания v , глубина резания t и подача S.

Величина подачи S при точении определяется перемещением инструмента за один оборот заготовки. Подача измеряется в мм/об.

Скоростью резания v называется величина перемещения поверхности резания относительно режущей кромки в единицу времени в процессе осуществления главного движения. Скорость резания v , м/c, определяют по формуле

v = π D заг n ,

1000

где Dзаг - наибольший диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм;

n- частота вращения заготовки, об/мин.

Глубина резания t, мм – величина срезаемого слоя за один проход, из-

меренная в направлении, перпендикулярном к обработанной поверхности. Глубина резания – полуразность между диаметром заготовки (Dзаг) и диаметром обработанной поверхности (d)

Зная режим обработки, можно определить машинное (основное) время работы, т.е. время, затраченное на снятие стружки при токарной обработке Τ0 , мин

384

T0 = nLS · 1,

где L - длина перемещения резца, мм; 1 – число проходов резца.

При выборе величины скорости резания учитывают влияние многих факторов, основными из которых являются материал изделия, материал резца, величина подачи, глубина резания и др.

При выборе величины подачи учитывают требуемую шероховатость обработанной поверхности, а при черновой обработке – прочность резца, мощность станка и жесткость системы станок – инструмент – деталь. Выбор величины глубины резания зависит от величины припуска на обработку, прочности инструмента, мощности станка и жесткости системы станок – инструмент – деталь.

Режущим инструментом для выполнения основных видов токарных работ являются токарные резцы.

34.2.6 Пример выбора расчёта режимов резания

Исходные данные: деталь – вал. Операция – обточка по диаметру и шейки с одной стороны. Обрабатываемый материал – сталь 40Х, горячая штамповка Ǿ 26 мм, L = 210 мм. Станок – токарно-винторезный. Инструмент – резец подрезной, φ = 90°, Т5К10 ГОСТ 18878-73.

По величине общего припуска на обработку 3,0 мм (на сторону) с учетом оставления припуска на чистовую обработку 0,75 мм устанавливается глубина резания t = 2,25 мм.

При точении детали диаметром до 40 мм с глубиной резания

t = 2,25 мм, рекомендуется подача в пределах 0,4-0,5 мм/об. Принимается среднее значение подачи S = 0,45 мм/об.

По карте 6 определяется скорость резания. Для обработки стали

385

σ = 720 МПа, скорость резания для работы с резцом с углом в плане φ = 90° составляет 1,216 м/c (73 м/мин).

По установленной скорости резания определяется число оборотов шпинделя.

34.3 Порядок выполнения работы

34.3.1Ознакомьтесь с описанием лабораторной работы.

34.3.2Ознакомьтесь с устройством, принципом работы, режимом работы, органами управления токарного станка мод. 16К20.

34.3.3Ознакомьтесь с настройкой привода главного движения.

34.3.4Установите и закрепите обрабатываемую заготовку в патрон и резцы в резцедержатель (вылет резца 30 - 40 мм).

34.3.5Установите на станке режимы резания.

34.3.6Проточите заготовку, запишите размеры валика до и после обра-

ботки.

34.4 Содержание отчёта

34.4.1 Схематически зарисуйте и опишите процесс точения.

34.4.2 Запишите основные узлы токарного станка мод. 16К20 и их назначение.

34.4.3 Запишите справочные режимы резания при точении заготовки. 34.4.4 Зарисуйте эскиз детали с размерами до и после точения.

34.5 Контрольные вопросы

34.5.1Какие типы токарных станков знаете?

34.5.2Служебное назначение токарно-винторезного станка мод. 16К20.

34.5.3Виды работ, выполняемых на токарных станках.

34.5.4Какие существуют виды точения?

34.5.5Что включает в себя кинематическая схема станка мод. 16К20?

34.5.6Определить число оборотов шпинделя и минутную вертикальную подачу при зацеплении колес, показанную на схеме.

34.5.7Назначение основных узлов токарного станка.

34.5.8Какие виды подач различают при точении?

386

35 Лабораторная работа № 35

Обработка заготовок на сверлильных станках

35.1 Цель работы

Ознакомиться с технологическим процессом получения отверстий в сплошном материале при обработке на сверлильных станках, а также с методами увеличения размеров полученных отверстий, повышения точности и снижения шероховатости поверхности.

35.2 Основные сведения

35.2.1 Способы обработки на сверлильных станках

Сверлильные станки предназначены для сверления глухих, сквозных отверстий, рассверливания, зенкерования, развёртывания, растачивания и нарезания резьбы.

Сверление – основной технологический способ образования отверстий в сплошном материале обрабатываемой заготовки. Сверлением могут быть получены как сквозные, так и глухие отверстия. При сверлении используют стандартные свёрла, имеющие две режущие кромки. Отверстия диаметром больше 30 мм в сплошном материале обычно сверлят двумя свёрлами (первое – диаметром 12-15 мм, второе – в размер отверстия).

Просверленные отверстия не имеют правильной формы: их поперечное сечение имеет форму овала, а продольные – конусность. Точность отверстий, полученных сверлением, в пределах 12-14 квалитетов.

Рассверливание спиральным сверлом выполняют для увеличения диаметра отверстия, полученного литьем, ковкой, штамповкой или сверлением.

Зенкерование - технологический способ обработки предварительно просверленных отверстий или отверстий, изготовленных литьём или штамповкой. Точность зенкерования 10-11 квалитета. Зенкерование осуществляется инструментом – зенкером. Стандартные зенкеры имеют от трёх до восьми зубьев. В отличие от рассверливания зенкерование обеспечивает большую производительность и точность обработки.

Зенкерование может быть и окончательной операцией при обработке просверленных отверстий по 11-13 квалитетам или для получистовой обработки перед развертыванием.

Зенкер отличается от сверла более жесткой рабочей частью, отсутствием поперечной режущей кромки с увеличенным числом зубьев.

Развёртывание – технологический способ окончательной обработки предварительно обработанных отверстий в целях получения точных по форме и диаметру цилиндрических и конических отверстий (6-9 квалитет

387

точности) с малой шероховатостью (Ra = 0,32 - 1,25 мкм). В качестве инструмента используют развёртки, имеющие чётное число режущих кромок.

Развертки являются многолезвийным инструментом, срезающим очень тонкие слои с обрабатываемой поверхности.

Отверстия диаметром до 10 мм развёртывают после сверления, а свыше 10 мм – после сверления и зенкерования. Перед развёртыванием необходимо тщательно обработать торцовую поверхность детали, чтобы развёртка вошла в отверстие без перекоса.

При развёртывании большое число зубьев одновременно участвует в резании. Развёртывание характеризуется небольшой глубиной резания

(t = 0,05 - 0,3 мм), что способствует малой шероховатости и высокому качеству обработки.

Нарезание внутренней резьбы на сверлильных станках осуществляют машинными метчиками. Рабочая часть метчика имеет форму винта с продольными и винтовыми канавками, благодаря которым образуются режущие кромки.

При сверлении, зенкеровании и развертывании обычно режущему инструменту сообщают главное движение резания – вращающее движение режущего инструмента и движение подачи – осевое перемещение режущего инструмента. При нарезании резьбы метчиками инструмент получает только вращательное движение, а принудительная подача отсутствует, т.к. метчик – инструмент самоподающийся.

Точность и качество поверхности при различных видах обработки приведены в таблице 35.1.

Таблица 35.1 - Точность и качество поверхности при обработке отвер-

стий

388

35.2.2 Приспособления для закрепления режущего инструмента и заго-

товок

Режущие инструменты закрепляют в шпинделе станка с помощью различных приспособлений, использование на одном станке режущего инструмента разных диаметров становится возможным благодаря переходным втулкам, которые обеспечивают закрепление инструмента, имеющего цилиндрический хвостовик в коническом отверстии шпинделя. Для инструментов с цилиндрическим хвостовиком применяют патроны двух - трёхкулачковые и цанговые.

Для установки и закрепления заготовок применяют машинные тиски, угольники, поворотные столы, прихваты, призмы и другие приспособления. В серийном производстве часто используют специальные приспособления – кондукторы. Применение кондукторов позволяет повысить точность обработки и увеличить производительность труда. При изготовлении больших партий деталей применяют сверление по разметке.

Для направления инструмента строго по осям в отверстии заготовки служат кондукторные втулки из инструментальной закалённой стали.

35.2.3 Режимы резания

К режиму резания при сверлении, рассверливании, зенкеровании, развёртывании относятся: скорость резания v, подача Sо, глубина резания t.

За скорость резания v принимают окружную скорость точки режущего лезвия, наиболее удаленной от оси сверла, м/c

где D – диаметр сверла, мм;

n – частота вращения сверла, об/мин.

Выбор скорости резания зависит от механического свойства обрабатываемого материала и материала режущей части сверла, его диаметра, величины подачи, стойкости инструмента, охлаждения, глубины резания и других факторов и назначается по нормативам.

Так, сверла, изготовленные из быстрорежущей стали марки Р6М5, допускают скорость резания при обработке стали до 0,5 м/с (30 м/мин), у твердосплавного инструмента – до 0,67 - 1,33 м/с (40 - 80 м/мин).

Подача на оборот Sо, мм/об, (рисунок 35.1) равна величине перемещения сверла вдоль оси за один оборот. Поскольку сверло имеет две главные режущие кромки, то подача, приходящаяся на одну режущую кромку Sz, мм/зуб, рассчитывается по формуле

S z = S2o .

389