Требования, предъявляемые к станкам для скоростного точения.

К станкам для скоростного точения предъявляют более высокие требования, чем к обычным токарным станкам.

Самое название скоростной станок указывает на то, что станок предназначен для работы на больших скоростях резания режущими инструментами, оснащенными пластинками из твердых сплавов или минералокерамическими пластинками. Такой станок должен иметь достаточно высокие числа оборотов шпинделя (1000 - 3000 об/мин). Естественно, что скоростной станок должен иметь и более мощный электродвигатель, так как мощность растет пропорционально скорости резания.

При работе на высоких скоростях резания появляется опасность возникновения вибраций вследствие недостаточной жесткости станка, излишних зазоров в подшипниках шпинделя и в подвижных соединениях суппорта, неуравновешенности отдельных быстровращающихся частей станка - патрона или обрабатываемой детали. При работе резцами с отрицательными передними углами увеличивается сила резания, особенно радиальная (отталкивающая) сила. В результате отдельные части станка нагружаются значительно больше, чем при обычном точении. Следовательно, для спокойной работы станка его отдельные части должны обладать достаточной жесткостью и виброустойчивостыо. Особое значение имеет увеличение жесткости шпинделя, суппорта и задней бабки.

В станках для скоростного точения шпиндель должен вращаться без биения и вибраций; необходимо также устранить зазоры в подвижных соединениях суппорта (это является одним из условий работы станка без вибраций), однако необходимо в то же время обеспечить плавное перемещение каретки и поперечной части суппорта по их направляющим.

При скоростном резании вспомогательное время бывает в 2 - 2,5 раза больше основного (машинного) времени, поэтому уменьшение вспомогательного времени повышает эффективность использования станка.

Станки для скоростного резания должны иметь автоматическое и другие устройства, позволяющие сокращать вспомогательное время: на установку и закрепление деталей (быстродействующие пневматические, электромеханические и механические патроны, самоцентрирующие люнеты и т. п.); на смену скоростей вращения шпинделя; на смену подачи; на быстрые холостые перемещения суппорта как в продольном, так и поперечном направлениях; на измерение деталей (лимбы для отсчета продольных и поперечных перемещений суппорта); на точное выключение подачи.

Жесткость и вибрации при токарной обработке.

Общие понятия. При токарной обработке деталей необходимо считаться с жесткостью 1 узлов станка (суппорта, передней и задней бабок), обрабатываемой детали, а также резца или другого режущего инструмента, или, как говорят, с жесткостью системы станок — деталь — инструмент. Под действием сил резания передний центр станка смещен (отжат) от своего нормального положения на величину Л1( а задний — на величину) . Под действием той же силы деталь прогнулась, причем стрелка прогиба детали составляет величину Л3, а суппорт отжат на величину Л4.

Отклонения (отжимы), получающиеся вследствие нежесткости отдельных составляющих системы станок — деталь — инструмент, всегда имеют место, причем величины каждого из них в отдельных случаях различны. Если величина всех отклонений ничтожна, форма детали, а также размеры обрабатываемых поверхностей и шероховатость их получаются соответствующими предъявляемым к ним требованиям. Если жесткость нескольких или хотя бы одной из составляющих рассматриваемой системы недостаточна, получаются неудовлетворительные результаты обработки и возникают вибрации, препятствующие нормальному резанию; станок, как говорят, «дробит». Очевидно, что при небольшой силе резания недостаточная жесткость системы станок — деталь — инструмент сказывается в меньшей мере, чем при большой нагрузке.

Причины не жесткости станка, обрабатываемой летали и режущего инструмента. Многочисленными опытами установлено, что жесткость станка зависит не столько от жесткости ею деталей, сколько ог тщательности сборки и регулировки ею узлов. Например, детали суппорта некоторых станков, сами по себе достаточно жесткие, при недостаточно качественной сборке образуют нежесткий узел станка (суппорт) Нежесткость суппорта может быть следствием и других причин- неправильной регулировки клина, расположенного между направляющими продольных и поперечных салазок суппорта, неправильности (но всей длине) вследствие износа этих направляющих и т. д. В результате действия всех этих причин происходит так называемый отжим суппорта, а следовательно, и резца.

Жесткость детали обусловливается ее размерами и конструктивными особенностями. Однако существует ряд способов, обеспечивающих возможность резко повысить жесткость обрабатываемой детали.

Примеры таких способов — использование заднего центра при обработке даже не очень длинных деталей, применение люнетов при обтачивании очень длинных и тонких деталей и т. д.

Отжим режущего инструмента в разных случаях обработки деталей на станках также может быть более или менее значительным и различно отражающимся на форме и размерах обрабатываемых деталей. Причины отжима резца — выбор малого сечения его при большой длине свешивающейся части, недостаточно прочное закрепление и т. д.

Пример последствий и жесткости системы станок—деталь-инструмент.

Жесткостью называется способность узлов станка, обрабатываемой детали или режущего инструмента сопротивляться действующей на них силе резания.