11.1 Обрабортка на токарно-винторезных станках.
(рис 11.1)
ТВ станки состоят из передней и задней бабки, суппорта. Предназначены для обработки наружных и внутренных поверхностей вращения.
Применяются в ЕП, МСП и реже СП. ГРД – вращение заготовки.
Применяется несколько способов обработки конических поверхностей (рис 11.3);
а) обработка недлинных конусов шириной 50 – 70 мм широким резцом с поперечной подачей;
б) обработка точных, коротких конусов при повороте верхних салазок суппорта;
в) обработка длинных пологих конусов α≤10º при смещении заднего центра в поперечном сечении (« – « низкая точность поверхности и износ конусов);
г) обтачивание длинных пологих конусов с помощью копира.
Конические и фасонные поверхности обрабатывают на станках сЧПУ при одновременной продольной и поперечной подаче.
Резцы применяются в поворотном 4-х позиционном резцодержателе.
Осевой инструмент устанавливают в коническое отверствие пиноле с задней бабкой.
Заготовки устанавливакют в патронах, в патронах с поджимом задним центром, в центрах, на оправках в патронах с поддержкой люнетом на планшайбах, в спецприспособлениях, на суппорте станка.
Изучение способов устройств для крепления заготовки (рис 11.6 – 11.21)
При обработке на токарных станках различают:
черновые точения (обеспечивающие 12 квалитет точности и Ra 20....40)
чистовые точения (10 – 11 квалитет точности и Ra10 – 1.25 мкм)
тонкое точение ( 8 – 10 квалитет точности Ra 0.32 – 1.25 мкм).
Наклоняют под углом α и в результате получают не плоскую, а волнообразную поверхность. Величину методической погрешности легко определить.
погрешность, вызваную неточностью оборудования (не паралельность оси шпинделя и направляющей, несоосность оси шпинделя и задней бабки, не перпендикулярность оси фрезы и стола и т. д.).
Эти погрешности вызваны неточностями изготовления станков и оговорены в ГОСТах:
торцовые и радиальные биения шпинделя 0,010 –0,015 мкм;
направляющие МРС паралельные 0,02 мм/1 м.
Все станки разделяются на 5 групп точности:
Н – нормальной 1 – величина погрешности изготовления;
П – повышенной 1/1,6;
В – высокой 1/1,6²;
А – особо высокой 1/1,6³;
С – особо точные (мастер станки) 1/1,6 – 1/6,55.
Погрешности станков в основном вызывают при обработке отклонения формы поверхности и взаиморасположение поверхностей.
погрешности, вызваные неточностью приспособлений (рис 9.3). они в основном сводятся к погрешностям базирования, легко опр-ся и устраняются.
Погрешности вызваные неточностью мерного инструмента ( развертки, протяжки, шпоночные фрезы). Эти погрешности устраняются правильным подбором инструмента.
Лекция №12
Обработка на токарно-карусельных станках.
ТК предназанчены для обработки средних и крупных заготовок большого диаметра и не большой высоты.
Применяются станки с диаметром планшайб 0,5....16 метров.
Основная характеристика станка:
Диаметр планшайбы 1512 – диаметр 120 мм, 1525 – диаметр 250 мм.
ГДР – вращение стола – планшайбы вместе с заготовкой вокруг вертикальной оси.
Заготовки крепятся на планшайбе 4 кулачками с индивидуальным приводом и с выверкой непосредственно на станке.
Обработка на токарно-револьверных станках.
ТР станки применяют для изготовления относительно сложных деталей с большим числом поверхностей.
От ТВ станков отличаются тем, что вместо задней бабки установлен револьверный суппорт с многопозиционной револьверной головкой. Благодаря быстрому гидрозажиму заготовки, обработки по упорам автоматическому переключению n, S при смене инструмента, одновременной обработке двумя суппортами производительность обработки в несколько раз выше, чем на токарных станках.
На ТР станках обрабатывают заготовки диаметром 100 мм или штучные заготовки с диаметров над суппортом 420 мм, с диаметром над станиной 630 мм.
Крепление заготовок всегда консольное в патронах 3-х кулачковых.
Различают станки ТР с вертикальной и горизонтальной осью вращения заготовки. Первые более тяжелые (рис 11.23, 11.24а) имеют 6-ти позиционную револьверную головку, осуществляющую только продольную подачу и резцовый суппорт с 4-х позиционным резцодержателем с продольной и поперечной подачей. Вторые более легкие (рис 11.24б) резцового суппорта не имеют, но имеют многопозиционную схему наладки (рис 11.25).
Для повышения точности, не рекомендуется на одной позиции выполнять черновую и чистовую обработку.
Обработка на токарных многорезцовых полуавтоматах.
17 – 7-й тип станков включает:
горизонтальные многорезцовые ПА;
горизонтальные гидрокопировальные станки и ПА;
горизонтальные многорезцовокопировальные ПА;
вертикальные многорезцовые ПА.
Обработка на многорезцовых ПА.
Эти станки (рис 11.26) имеют 2 суппорта. Передний жесткий суппорт имеет только продольную подачу и предназначен для одновременной продольной обработки нксколькими резцами (рис 11.27а). он врезается под углом 30º к заготовке.
Задний, менее жесткий, суппорт имеет только поперечную подачу и предназначен для подрезания торцов, снятия фасок сразу несколькими резцами.
Оба суппорта могут работать одновременно.
1А720; 1А730 ( диаметр обработки соответственно 200 и 300 мм).
Станки предназначены для обработки разных наружных поверхностей вращения заготовок, установленых в центрах и на оправках. Применяются в МП и КСП. Точность обработки – 12 – 11 квалитет, но не выше 9-го.
В зависимости от формы обрабатываемых поверхностей различают 3 схемы обработки:
а)
Lpx = lmax =l1
Схема деления длины обработки. Применяется при приблизительно одинаковой длине ступеней.
б)
Lгрх = l1 +l2 +l3
Схема деления длины максимальной ступени. Применяется при разной длине ступени и тогда найбольш длинную обрабатывают несколькими резцами.
Недостаток: в месте стыка поверхностей, обработаные разными резцами получают уступ, поэтому способ не пригоден для чистовой обработки.
в) способ деления припуска. Применяют при обработке коротких жестких заготовок с большим припуском на обработку, а также заготовок из проката.
Недостаток: оброботка не всегда возможна, так как в исходном положении мешает задняя бабка.
Применяют при партии деталей не менее 10 штук, время на наладку станка tнал = 5К + 10 мин, где К – количество резцов наладки. Для наладки применяют эталонные детали.
Особенности расчета режимов.
из-за больших сил резания и недостаточной жесткости системы СПИД приходится часто уменьшать подачу в 2 – 3 раза по сравнению с одноинструментной обработкой.
Из-за недостаточной мощности оборудования приходится ограничивать число резцов участвующих в работе и уменьшать скорость резания до 30 – 50 м/мин и замене твёрдосплавных резцов быстрорежущими.
При многорезцовой обработке чтобы уменьшить затраты времени на перемену резцов увеличивают период стойкости заготовки.
Количество резцов наладки |
5 |
6 – 12 |
13 - 20 |
Т, часов |
2 |
5 |
10 |
Порядок расчета режима резания.
разработка схемы наладки (назначение, количество резцов, обработанная поверхность, определяющая длину хода каждого резца)
назначают глубину резания для каждого резца, стараясь по возможности снять весь припуск за один проход.
Назначают максимально возможную подачу. Учитывают, что при черновой обработке подача ограничевается прочностью и жесткостью элементов системы СПИД. При чистовой подача ограничивается шереховатостью обрабатываемой поверхности. Расчет прочности и жесткости элементов системы СПИД выполнены исходя из нагрузок на все резцы. Если мощности станка недостаточно, то уменьшают скорость резания, но не подачу.
Назначают период стойкости инструмента Т, определяют скорость резания и частоту вращения для каждой обрабатываемой поверхности. Применяют меры к выравниванию частоты вращения и назначают наиболее подходящую.
Определяют силы и мощность резания и производственного станка (нужно учесть количество одновременно работающих инструментов).
Обработка на гидрокопировальных полуавтоматах.
Эти станки рис 11.30 имеют также 2 суппорта – верхний более жесткий имеет только продольную подачу и предназначена для обрабртки наружной поверхности одним резцом, при это щуп гидрокопировального устройства скользит по копиру и резец получает соответствующее перемещение. Нижний имеет только поперечную подачу и предназначен для обработки несколькими резцами.
Оба суппорта работают паралельно. Для повышения жесткости системе СПИД принято левое вращение заготовки.
Заготовки обычно крепятся в центрах, иногда в патроне или на оправках.
Эти станки имеют ряд приимуществ перед предыдущим:
Наладка резца производится по одной шейке эталонной детали, а остальные размеры получаются по копиру. Наличие 4-х позиционного копировального барабана позволяет быстро менять копиры.
На этих станках скорость резания 100 – 200 м/мин и применяют твёрдоплавные инструменты.
Точность обработки 0.02....0.05 мм (на диаметр) и обеспечивается шереховатость поверхности.
Наличие одного резца с φ = 90˚ позволяет обработать нежесткие заготовки.
Эти станки легко встраиваются в автоматные линии.
Поэтому гидрокопировальные станки применяются в ССП, вКСП и, даже, в МП, иногда в МСП.
Обрабатываются приимущественно длинные детали: валы, штоки и т. д.
Обработка на токарных автоматах.
Автоматы – станки, в которых полностью автоматизированы главные и вспомагательные давления, а функции станочника к перидической загрузке прутков или заготовок в магазин и выборочному контролю размеров обработки.
Если загрузка заготовок штучная – то это полыавтоматы. Токарные автоматы разделяются на:
одношпиндельные;
многошпиндельные;
Из одношпиндельных применяются 3 вида: револьверные, фасонноотрезные (поперечнофасонные) и продольнофасонные.
Обработка на многошпиндельных полуавтоматах.
Они разделяются на автоматы паралельного и последовательного действия.
Автоматы паралельного действия представляют собой как бы несколько простейших фасонноструйных автоматов, обьеденёных в одно целое.
На каждом шпинделе позиции выполнено полное изготовление детали и за цикл обработки количество готовых деталей ровняется числу шпинделей – это автоматы ограниченых технологических возможностей.
Автоматы последовательного действия разделяются на горизонтальные и вертикальные.
Горизонтальные автоматы 1218 – 6, 1225 – 4, 1240 – 8, 1290 – 6.
Эти станки имеют 4 – 6 – 8 шпинделей, которые осуществляют ГДР. Максимальный диаметр обработки прудка 125 мм, длина обработки меньше 250 мм.
Заготовки крепятся в цанговых патронах консольно, могут крепиться в трех кулачковых патронах, так как называется патроным автоматом.
На каждой позиции имеем поперечный суппорт с приводом от индивидуального кулачка.
На главной оси станка установлен один общий продольный суппорт станка, котрый осуществляет продольную подачу.
Частота вращения всех шпинделей одинакова и при нарезании резьб применяют специальные резьбонарезные установки.
Время наладки 3 – 5 часов, поэтому применяют в МП и КСП. Точность обработки 12 – 11 квалитет, но не выше 9-го.
Вертикальные многошпиндельные полуавтоматы (рис 11.36) предназначены для обработки заготовки диаметром меньше 630 мм и высотой 275 мм. Эти станки имеют вертикальную колонну (2) с направляющими, вокруг которой может поворачиватся горизонтально стол (3) с 4, 6, 8 позициями.
ГДР – вращение шпинделей с заготовками. Найбольше часто заготовки крепятся в 3-х кулачковых патронах. Напротив, к шпинделям за исключением 1 загрузок на колонне установлен резцовый суппорт, осуществляющий вертикальную подачу, горизонтальную подачу и подачу под углом.
На суппортах можно устанавливать дополнительный суппорт, тогда часть резцов может осуществлять вертикальную подачу, а часть горизонтальную.
Каждый шпиндель имеет свою частоту вращения. Каждый суппорт имеет соосное со шпинделем коничное отверствие для свёрл, зинкеров и т.д. это станки очень больших технологических возможностей. Точность обработки 9 – 10 квалитет, а при применении мерного инструмента до 7-го. Шереховатость 2.5.
Применяются в КСП, МП, ССП. Схема наладки и выполнения работ на рис 11.37.
Пути повышения производительности на станках токарной группы.
Применение групповых наладок, позволяет уменьшить время на переналадку.
Применение паралельной обработки несколькими суппортами.
Применение многоинструментных наладок, когда одновременно работает до 6 – 8 инструментов.
Применение твёрдосплавного фасонного и комбинированного инструмента.
Тщательная обработка технического процесса.
Выравнивание времени обработки на разных позициях.
Применение 2-х цикловой обработки.