Введения.

1.Металлорежущие станки, их назначение и классификация.

Металлорежущим станком (или более общо — станком) назы­вают технологическую машину, на которой путем снятия струж­ки с заготовки получают деталь с заданными размерами, фор­мой, взаимным расположением и шероховатостью поверхностей. На станках обрабатывают заготовки не только из металла, но и из других материалов, поэтому термин «металлорежущие станки» устаревает и становится условным. Заготовкой называют предмет труда, из которого изменением формы, размеров и свойств по­верхности изготовляют деталь. Последняя представляет собой про­дукт труда — изделие, предназначенное для реализации (в основ­ном производстве) или собственных нужд предприятия (во вспо­могательном производстве).

По степени универсальности различают универсальные, специализированные и специальные станки.

Универсальные станки (или станки общего назначения) исполь­зуют для обработки деталей широкой номенклатуры, ограничен­ной лишь предельными габаритами, набором инструмента и тех­нологическими операциями.

Специализированные станки используют для обработки однотип­ных деталей (труб, муфт, коленчатых валов и крепежных дета­лей) в определенном диапазоне размеров.

Специальные станки применяют для обработки одной опреде­ленной детали, реже — нескольких однотипных деталей.

Специализированные и специальные станки используют в ос­новном в крупносерийном и массовом производствах.

По степени точности обработки станки делят на пять классов:

• нормальной точности (Н); к этому классу относят большинство универсальных станков;

• повышенной точности (П); при изготовлении станков этого класса на базе станков нормальной точности предъявляют повышенные требования к точности обработки ответственных деталей, качеству сборки и регулировки станка;

• высокой точности (В), достигаемой за счет специальной конструкции отдельных узлов, высоких требований к точности изго­товления деталей, качеству сборки и регулировки станка в целом;

• особо высокой точности (А), при изготовлении которых предъявляют еще более жесткие требования, чем при изготовле­нии станков класса В;

• особо точные (С) станки, или мастер-станки.

По степени автоматизации различают механизирован­ные и автоматизированные станки (автоматы и полуавтоматы).

Механизированный станок имеет одну автоматизированную опе­рацию, например зажим заготовки или подачу инструмента.

Автомат, осуществляя обработку, производит все рабочие и вспомогательные движения цикла технологической операции и повторяет их без участия рабочего, который лишь наблюдает за работой станка, контролирует качество обработки и, при необ­ходимости, подналаживает станок, т.е. регулирует его для вос­становления достигнутых при наладке точности взаимного рас­положения инструмента и заготовки, качества обрабатываемой детали. (Под циклом понимают промежуток времени от начала до конца периодически повторяющейся технологической опера­ции независимо от числа одновременно изготавливаемых дета­лей.)

Полуавтомат — станок, работающий с автоматическим цик­лом, для повторения которого требуется вмешательство рабочего. Например, рабочий должен снять деталь и установить новую заго­товку, а затем включить станок для автоматической работы в сле­дующем цикле.

По расположению шпинделя станки делятся на гори­зонтальные, вертикальные, наклонные и комбинированные.

В зависимости от массы различают легкие (до 1 т), сред­ние (до 10 т) и тяжелые (свыше 10 т) станки, среди которых можно выделить особо тяжелые, или уникальные (более 100 т).

1. 2.Назначение и классификация режущего и контрольно-измерительного инструмента.

При работе на токарных станках используют различные режущие инструменты: резцы, сверла, развертки, метчики, плашки, фасонный инструмент и др.

Токарные резцы. Резец состоит из головки 2 (рабочей части) и стержня 1, служащего для закрепления резца (рис. 1.4). Передней поверхностью 8 резца называют поверхность, по которой сходит стружка. Задние (главная 3 и вспомогательная 4) поверхности обращены к обрабатываемой заготовке. Главная режущая кромка 7 выполняет основную работу резания. Она образуется пересечением передней и главной задней поверхностей резца. Вспомогательная режущая кромка 6 образуется пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей. Место пересечения главной и вспомогательной режущих кромок назы­вают вершиной 5 резца.

3. 

Ðèñ. 1.4. Элементы резца

Резцы классифицируют:

• п о направлению подачи — на пра­вые 2 и левые 1. Правые резцы на токар­ном станке работают при подаче справа налево, т. е. перемещаются к передней бабке станка (рис. 1.7, а, б);

Ðèñ. 1.7. Резцы:

1 — левые, 2 — правые; а — прямые, б — ото­гнутые, в — оттянутые

• по конструкции головки — на пря­мые, отогнутые и оттянутые (см. рис. 1.7, а — в);

• по роду материала — из быстрорежу­щей стали, твердого сплава и т. д.;

• по способу изготовления — на цельные и составные. При использовании дорого­стоящих режущих материалов резцы изго­товляют составными: головку — из ин­струментального материала, а стержень — из конструкционной углеродистой стали. Наиболее распространены состав­ные резцы с пластинками из твердого сплава или быстрорежущей стали. Пластинки из твердого сплава припаива­ются или крепятся механически;

• по сечению стержня — на прямоуголь­ные, круглые и квадратные;

• по виду обработки — на проходные, подрезные, отрезные, прорезные, расточ­ные, фасонные, резьбонарезные и др. (рис. 1.8).

Ðèñ. 1.8. Токарные резцы для различных видов обработки:

А — наружное обтачивание проходным отогнутым резцом, б — наружное обтачивание прямым про­ходным резцом, в — обтачивание с подрезанием уступа под прямым углом, г — прорезание канавки, д — обтачивание радиусной галтели, е — растачивание отверстия, ж, з, и — нарезание резьбы на­ружной, внутренней и специальной

Сверла. В зависимости от конструкции и назначения различают спиральные, пе­ровые, для глубокого сверления, центро­вочные, с пластинками из твердых сплавов и другие сверла.

Наиболее распространены спиральные сверла (рис. 1.9). Они имеют две глав­ные режущие кромки (рис. 1.10), образованные пересечением передних вин­товых поверхностей канавок сверла, по которым сходит стружка, с задними по­верхностями, обращенными к поверхности резания; поперечную режущую кромку (перемычку), образованную пересечением обеих задних п оверхностей, и две вспомогательные режущие кромки, образованные пересечением передних по­верхностей с поверхностью ленточки.

Ðèñ. 1.9. Сверла:

а — спиральное с коническим хвостовиком, б — спиральное с цилиндрическим хвостовиком, в— для глубокого сверления; 1 — рабочая часть, 2 — канавка, 3 — шейка, 4 — хвостовик, 5 — лапка, 6 перо, 7 — поводок, 8 — зажимная часть

Ленточка сверла представляет собой узкую полоску на его цилиндриче­ской поверхности, расположенную вдоль винтовой канавки, предназначенную для направления сверла при резании.

Ð èñ. 1.10. Геометрия спирального сверла:

1— режущая кромка, 2 — передняя поверхность, 3 — задняя поверхность, 4 поперечная кромка, 5 — канавка, 6 — ленточка

З енкеры. Зенкеры бывают цельные (рис. 1.11) и насадные. Они предназначены для обработки цилиндрических и конических отверстий и торцов.

Ðèñ. 1.11. Конструкция зенкеров:

а — зенкер для цилиндрических углублений (наковка), б — зенковка, в - коническая зенковка, г — зенкер для зачистки торцовых поверхностей

Развертки. Они предназначены для об­работки отверстий, к которым предъявля­ют высокие требования по точности и ше­роховатости поверхности.

Р азличают машинные и ручные раз­вертки (рис. 1.14), а по форме обраба­тываемого отверстия — цилиндрические и конические. Число зубьев развертки 6 - 16. Распределение зубьев у разверток по окружности, как правило, неравномер­ное, что обеспечивает более высокое ка­чество обработанной поверхности отверстия.

Ðèñ. 1.14. Развертки:

а — ручная цельная с цилиндрическим хвостовиком, б — машинная цельная хвостовая, в — машин­ная цельная насадная, г — машинная сборная со вставными ножами, оснащенными пластинками из твердого сплава; 1 — хвостовик, 2 — шейка, 3 — рабочая часть, 4 — калибрующая часть, 5 — режущая часть, 6 — направляющий конус, 7 — обратный конус

Метчики. Они предназначены для на­резания или калибрования резьбы в отвер­стиях (рис. 1.15). Различают метчики руч­ные, машинные, гаечные (для нарезания резьбы в гайках) и плашечные (для на­резания и калибрования резьбы в плаш­ках). Ручные метчики поставляются ком­плектом. Комплект может состоять из 2 и 3 метчиков. Черновые метчики имеют заниженные размеры, а чистовой — пол­ный профиль резьбы. Гаечные метчики выполняют с коротким, длинным и изо­гнутым хвостовиками.

Ðèñ. 1.15. Конструкция метчика:

1 — рабочая часть, 2 — заборная часть, 3 — калибрующая часть, 4 — хвостовая часть, 5 — конец хвостовика

2работы на заточных станках

Виды заочных станков

Точнльно-шлифовальные станки в за­висимости от назначения и размеров шлифовальных кругов можно подразделить на три группы: малые станки с кругом диаметром 100—175 мм для заточки мелкого инструмента, средние станки с кругом дна метром 200—350 мм для заточки основные типов резцов и другого инструмента, крупные станки с кругом диаметром 400 мм и более для шлифования деталей и обдирочно-зачистных работ.

Правила и приемы работы на заточных станках

Резцы в зависимости от их конструкции и характера изнашивания затачивают по передней, задней или по обеим поверхностям. Стандартные резцы с пластинками из твердого сплава или быстрорежущей стали наиболее часто затачивают по всем режущим поверхностям. В ряде, случаен при незначительном износе резцов по передней поверхности их затачивают только по задней поверх­ности.

При заточке на точильно-шлнфоваль пых станках резец устанавливают на поворотный столик или подручник и вручную прижимают обрабатываемой поверхно­стью к шлифовальному кругу. При заточке резца по задним поверх­ностям столик; или подручник поворачи­вают на заданный задний угол и закрепля­ют в непосредственной близости к кругу. Резец устанавливают на столике или под­ручнике так, чтобы режущая кромка рас­полагалась параллельно рабочей повер­хности круга. Качество заточки зависит от квалификации рабочего, производящего заточку, и характеристик шлифовальных кругов. С увеличением усилия прижима инструмента к шлифовальному кругу возрастает производительность труда, но одновременно могут возникнуть прижоги и трещины. Обычно усилие прижима не превышает 20-30Н. При увеличении продольной подачи вероятность образования трещин уменьшается.

Правила безопасности при заточке ин­струмента

Прежде чем приступить к за­точке инструмента, необходимо убедиться в полной исправности всех механизмов и устройств заточного станка, в том числе кругов и их кожухов.

Особое внимание должно быть обра­щено на кожух круга. Угол раскрытия кожуха точильно-шлифовальных станков не должен превышать 90°. Причем угол раскрытия по отношению к горизонтальной линии не должен превышать 65°.

Зазор между подручником и шлифо­вальным кругом не должен превышать 3 мм. Подручник по высоте устанавливают так, чтобы точка касания затачиваемой поверхности инструмента с поверхностью круга находилась на уровне оси шпинделя станка или несколько выше, но не более 10мм.

Направление вращения круга должно быть таким, чтобы инструмент прижимал­ся к подрядчику и искры, образующиеся при заточке, летели вниз. Заточку инструмента необходимо выполнять в защитных очках или при опущенном защитном экране станка.

3Классификация и устройство токарных станков

Основные типы токарных станков

Станки токарной группы наиболее распространены в машиностроении и металлообработке по сравнению с металлорежу­щими станками других групп. В состав этой группы входят токарно-винторезные, токарно-револьверные, токарно-карусельные, токарные автоматы и полуавтоматы и другие станки.

Токарно-винторезные станки предна­значены для наружной и внутренней обработки, включая нарезание резьбы, единич­ных и малых групп деталей.

Токарно-револьверные станки предна­значены для обработки малых и больших групп деталей сложной формы из прутка или штучных заготовок, требующих применения большого числа наименований инструмента.

Токарно-карусельные станки предназначены для обработки разнообразных по форме деталей, у которых диаметр намного больше длины. Эти станки отличаются от других токарных станков верти­кальным расположением оси вращения планшайбы, к которой крепится обраба­тываемая деталь.

Токарные автоматы предназначены для обработки деталей из прутка, а токарные полуавтоматы — для обработки дета­лей из прутка и штучных заготовок.

Металлорежущие станки отечествен­ного производства имеют цифровое обоз­начение моделей. Первая цифра в обозна­чении модели показывает, к какой технологической группе относится станок: 1 — токарные станки, 2 — сверлильные и расточные станки; 3 — шлифовальные станки и т. д. Вторая цифра указывает на типы станков в группе: 1 — одношпиндельные и 2 — многошпиндельные автоматы; 3 — токарно-револьверные станки; 5 — карусельные и т. д. Две последние цифры определяют технические парамет­ры станка: высоту центров над станиной для токарного станка, наибольший диа­метр обрабатываемого прутка для токарно-револьверного станка и т. д. Наличие буквы между цифрами указывает на про­изведенную модернизацию станка. Буква (Н, П, В, А, С) в конце цифрового обознавается); повышенной точности — класс П; высокой точности (прецизионные) — класс В; особо высокой точности — класс А и особо точные (мастер-станки) — класс С. Например, в обозначении токарно-винторезного станка модели 16К20П цифра 1 обозначает группу токарных стан­ков, цифра 6 — тип станка (токарно-винторезный), цифра 20 — высоту центров в см, буква К — модернизацию станка, буква П — станок повышенной точности

Техническими параметрами, по кото­рым классифицируют токарно-винторезные станки (рис.1), являются наибольший диаметр обрабатываемой детали или высота центров над станиной (равная 0,5D), наибольшая длина Ь обрабатываемой детали и масса станка.

Ряд наибольших диаметров обрабаты­ваемой детали имеет вид: 0=100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000 и далее до 4000 мм.

По массе токарные станки делят на легкие —до 500 кг (О = 100-=-200 мм), средние — до 4 т (0 = 250-^500 мм), крупные — до 15 т (О = 630-=- 1250 мм), тяжелые — 400 т (0= 16004-4000 мм).

Легкие токарные станки применяют в инструментальном производ­стве, приборостроении, часовой промышленности, в экспериментальных и опытных цехах. Эти станки выпускаются с механической подачей и без нее.

На средних токарных станках выполняют 70—80 % общего объема токарных работ. Станки этой группы предназначены для выполнения чистовой и получистовой обработки, нарезания резьб. Станки имеют высокую жесткость, достаточную мощность и широкий диапазон частот вращения шпинделя и подач инструмента, что позволяет обрабатывать детали с применением современных прогресси

Рис. 1. Устройство токарно-винторезного станка: передняя бабка, 2 — суппорт, 3 — задняя бабка, 4 — станина, 5 и 9 — тумбы, 6 — фартук, - ходовой винт, 8— ходовой валик, 10 — коробка подач, // — гитары сменных шестерен