Файл: Системы технологий.doc

Тема 8. Технология обработки заготовок резанием

План

1. Основные понятия обработки материалов резанием.

2.Металлорежущие станки, их классификация и назначение.

3.Токарные станки: общее устройство, виды выполняемых работ,

4. Фрезерные станки, общее устройство, виды выполняемых работ,

5. Сверлильные станки: общее устройство, виды выполняемых работ,

6. Обработка заготовок на строгальных и долбежных станках. Протяжные и прошивочные станки.

7. Отделочное производство: шлифование, полирование и т.д.

8. Точность, качество и производительность обработки.

1.Основные понятия обработки материалов резанием.

Одна из главных задач машиностроения - дальнейшее развитие, совершенствование и разработка новых технологических методов обработки заготовок деталей машин, применение новых конструкционных материалов и повышение качества обработки деталей.

Особенно большое внимание уделяется чистовым и отделочным технологическим методам обработки, объем которых в общей трудоемкости обработки деталей постоянно возрастает. Наряду с механической обработкой резанием применяют методы обработки пластическим деформированием, с использованием химической, электрической световой, лучевой и других видов энергий. Весьма прогрессивны комбинированные методы обработки.

Обработкой металла резанием называется процесс, при котором режущим инструментом снимается слой металла с заготовки для получения детали нужной формы. На металлорежущих станках получают готовые детали. В качестве заготовок используются отливки, поковки, штамповка, сортовой прокат и другие материалы. В поверхностном слое обработанной детали возникают растягивающие или сжимающие остаточные напряжения. Напряжение растяжения снижают предел выносливости металла, в то время, как напряжения сжатия повышают его. Следовательно, окончательно обрабатывать поверхности заготовок следует в таких условиях, чтобы можно было получать напряжения сжатия.

Слой металла, который необходимо удалить с каждой поверхности заготовки для получения готовой детали называется припуском на обработку.

Чтобы срезать с заготовки припуск, режущему инструменту и заготовке необходимо сообщить относительные движения. Инструмент и заготовку устанавливают и закрепляют в рабочих органах станков, обеспечивающих эти относительные движения: в шпинделе, на столе, в револьверной головке. Движения рабочих органов станков подразделяют на движения резания, установочные и вспомогательные. Движения, которые обеспечивают срезание с заготовки слоя металла или вызывают изменение состояния обработанной поверхности заготовки, называют движениями резания.

К ним относят главное движение и движение подачи.

За главное принимают движение, определяющее скорость деформирования и отделения стружки, за движение подачи - движение, обеспечивающее врезание режущей кромки инструмента в материал заготовки.

---

Эти движения могут быть непрерывными или прерывистыми, а по своему характеру вращательными, поступательными, возвратно-поступательными.

Скорость главного движения обозначают v, подачи - s.

Движения, обеспечивающие взаимное расположение инструмента и заготовки для срезания с нее определенного слоя материала, называют установочными.

К вспомогательным движениям относят транспортированные заготовки, закрепление заготовок и инструмента, быстрые перемещения рабочих органов станка и др.

Т ехнологические методы обработки

Механическая

Комбинированная

Электрофизическая и электрохимическая

Электроабразивная

Электроисковая

Электроимпульсная

Электроконтактная

Электрохимическая

Химическая

Ультразвуковая

Светолучевая

Электроалмазная

Слесарная

Резанием

Пластическим

деформирова-нием

Эл хим хонгирование

Электроэрози-онная

Другие

Обкатывание

Опиливание

Электрохими-

ческая

Без изменения

формы

Разрезание

Раскатывание

Химическая

Анодномеханическая

Рубка

Калибровка

Импульсно-механическая

Шабрение

Выглаживание

Химико-механическая

Лучевая

Притирка

Формоизменя-

ющая

Накатывание

Электрогидравлическая

Плазменная

Дробеструйная

Взрывная

Упрочняющая

Ротационная

Электронно-лучевая

Точение

Строгание

Фрезерование

Протягивание

Сверление

Шлифование

Отделочная

Долбление

Прошивание

Хонингование

Обтачивание

Рассверливание

Зенкерование

Зенкование

Развертывание

Цекование

Полирование

Доводка

Растачивание

Притирка

Подрезание

Разрезание

Суперфиниширование

Абразивно-жидкостная

Шевингование

Рисунок 1. Условная классификация технологических методов обработки деталей машин.

Рисунок 2. Схемы обработки заготовок.

а - точением; б - растачиванием; в - сверлением; г - фрезерованием; д - шлифованием на круглошлифовальном станке; е - шлифованием на плоскошлифовальном станке.

Для любого процесса резания можно составить схему обработки. На схеме условно изображают обрабатываемую заготовку, ее установку и закрепление на станке, закрепление и положение инструмента относительно заготовки, а также движения резания (рис.2). Инструмент показывают в положении, соответствующем окончанию обработки поверхности заготовки. Обработанную поверхность на схеме выделяют другим цветом или утолщенными линиями. На схемах обработки показывают характер движений резания и их технологическое назначение, используя условные обозначения. Существуют подачи: продольная s_пр , поперечная s_п, вертикальная s_в, круговая s_кр, окружная s_o, и др. В процессе резания на заготовке различают обрабатываемую поверхность 1, обработанную поверхность 3 и поверхность резания 2 (рис. 2а).

---

2.Металлорежущие станки, их классификация и назначение.

К современным машинам и приборам предъявляются высокие требования по технико-эксплуатационным характеристикам, точности и надежности работы. Эти показатели обеспечиваются высокой точностью размеров и качеством обработанных поверхностей деталей машин и приборов. Поэтому, несмотря на большие
достижения технологии производства высококачественных заготовок,

роль обработки резанием и значение металлорежущих станков в машиностроении непрерывно повышаются.

Современные металлорежущие станки - это разнообразные и совершенные рабочие машины, использующие механические, электрические и гидравлические методы осуществления движений и управления рабочим циклом, решающие самые сложные технологические задачи.

Станкостроение развивается как в количественном, так и качественном отношении. Непрерывно повышаются точность, производительность, мощность, быстроходность и надежность работы станков. Улучшаются эксплуатационные характеристики, расширяются технологические возможности, совершенствуются архитектурные формы станков.

Успешное развитие станкостроения обеспечивает перевооружение всех отраслей нашей промышленности высокопроизводительными и высококачественными станками, многие из которых отвечают требованиям мировых стандартов.

В основу классификации металлорежущих станков, принятой в пашей стране, положен технологический метод обработки заготовок. Классификацию по технологическому методу обработки проводят в соответствии с такими признаками, как вид режущего инструмента, характер обрабатываемых поверхностей и схема обработки.

Станки делят на токарные, сверлильные, шлифовальные, полировальные и доводочные, зубообрабатывающие, фрезерные, строгальные, разрезные, протяжные, резьбообрабатывающие и т. д.

Классификация по комплексу признаков наиболее полно отражается в общегосударственной Единой системе условных обозначений станков (табл. 1.).

Таблица 1. Классификация металлорежущих станков

Группа	Шифр	Шифр типа
Станков	груп-
	пы	0	1	2	3	4	5	6		7		8		9
1	2	3	4	5	6	7	8	9		10		11		12
Резервные	0	-	-	-	-	-	-	-		-		-		-
Токарные	1	Автоматы и полуавтоматы			Рево- львер	Свер- лиль-	Кару сель	Токар ные и		Мно горез		Специ ализи		Раз ные
		Специализи рованные	Одно шпин дель ные	Мно го пиндельные	ные	но от рез ные	ные	лобо вые		цовые		рован ные		токар ные
Сверлильные	2	-	Верти	Полуавтоматы		Коор	Ради	Гори		Алмаз		Гори		Раз
и расточные			каль но-свер- лиль- ные	Одно шпин дель ные	Мно го шпин дель ные	динат но расточные	ально свер лиль ные	зон таль но расто чные		но расто чные		зон таль но свер лиль ные		ные свер лиль ные
Шлифовальные и доводочные	3	-	Круг ло шли фова льные	Внут ри шли фова льные	Обди роч- ные шли фова льные	Спе циали зиров шли фова льные	-	Заточ ные		Пло- ско шли фова льные		При тироч ные и поли ровоч ные		Раз ные, рабо таю щие абра зивом
Комбинированные	4	-	-	-	-	-	-	-		-		-		-
Зубо- и резьбо- Обрабатываю-щие	5	Резь бо на рез ные	Зубо стро галь ные	Зубо рез ные для кони чес ких колес	Зубо фре зер ные	Для наре зания червячных пар	Для обра ботки тор цов зубьев	Резь бо фре зер ные		Зубо отде лоч ные и прове роч ные		Зубо и резь бо шли фо валь ные	Раз ные зубо и резьбо обрабатывающие
Фрезерные	6	-	Верти каль ные кон соль ные	Непре рыв ного дейст вия	-	Копи рова ль ные и грави рова льные	Верти каль ные бесконсоль ные	Про доль ные		Кон соль ные широ коуни вер саль ные		Гори зон таль ные кон соль ные		Раз ные фре зер ные
1	2	3	4	5	6	7	8	9		10		11		12
Строгальные,	7	-	Продольные		Попе	Дол	Про	-		Про		-		Раз-
Долбежные и Протяжные			Одно стоечные	Двухстоечные	речно строгальные	беж ные	тяж ные горизонтальные			тяж ные верти каль ные		-		ные стро галь ные
Разрезные	8	-	Разрезные, работающие			Пра виль	Пилы
			рез цом	абра зив ным кру гом	глад ким дис ком	но-от рез ные	Лен точ ные		Дис ко вые		Ножо воч ные	-		-
Разные	9	-	Опи ловочные	Пилонасе кательные	Правильно и бес цент рово обди роч ные	Балансиро воч ные	Для испытания сверл и шлифовальных кру гов		Дли тель ные		-	-		-

---

Она построена по десятичной системе; все металлорежущие станки разделены на десять групп, группа - на десять типов, а тип - на десять типоразмеров. В группу объединены станки по общности технологического метода обработки или близкие по назначению (например, сверлильные и расточные). Типы станков характеризуют такие признаки, как назначение, степень универсальности, число главных рабочих органов, конструктивные особенности. Внутри типа станки различают по техническим характеристикам.

В соответствии с этой классификацией каждому станку присваивают определенный шифр. Первая цифра шифра определяет группу станков, вторая тип, третья (иногда третья и четвертая) показывает условный размер станка. Буква на втором или третьем месте позволяет различать станки одного типоразмера, но с разными техническими характеристиками. Буква в конце шифра указывает на различные модификации станков одной базовой модели. Например, шифром 2Н135 обозначают вертикально - сверлильный станок

(группа 2, тип 1), модернизированный (Н), с наибольшим условным диаметром сверления 35 мм (35).

Различают станки универсальные, широкого применения, специализированные и специальные. На универсальных станках выполняют самые разнообразные работы, используя заготовки многих наименований. Примерами таких станков могут быть токарно-винторезные, горизонтально-фрезерные консольные и др. Универсальные станки применяются е единичном производстве. Станки широкого назначения предназначены для выполнения определенных работ на заготовках многих наименований (многорезцовые, токарно-отрезные станки). Специализированные станки предназначены для обработки заготовок одного наименования, но разных размеров (например, станки для обработки коленчатых валов). Специальные станки выполняют определенный вид работ на одной определенной заготовке. Специальные станки применяются в массовом производстве.

По степени автоматизации различают станки с ручным управлением, полуавтоматы, автоматы и станки с программным управлением. По числу главных рабочих органов станки делят на одношпиндельные, многошпиндельные, односуппортные, многосуппортные. При классификации по конструктивным признакам выделяются существенные конструктивные особенности (например, вертикальные и горизонтальные токарные полуавтоматы). В классификации по точности установлены пять классов станков: Н - нормальной, П - повышенной, В - высокой. А - особо высокой точности и С - особо точные станки.

3.Токарные станки: общее устройство, виды выполняемых работ.

На станках токарной группы обрабатывают цилиндрические, конические наружные и внутренние поверхности тел вращения, а также плоскости, перпендикулярные к оси вращения. Наиболее универсальными станками токарной группы являются токарно-винторезные станки. Конструкторская компоновка однотипна. Основные детали и узлы: - станина, на которой монтируются все механизмы станка; - передняя шпиндельная бабка, где размещается коробка скоростей, шпиндель и другие элементы; - задняя бабка, которая служит для закрепления второго конца заготовки или сверла при сверлении заготовки по центру; - коробка передач, которая служит для передачи движения от шпинделя к суппорту с помощью ходового винта при нарезании резьбы или ходового валика при других работах; - фартук - часть станка, где вращательное движение от двигателя преобразуется в поступательное движение суппорта с инструментом с помощью винта или валика; - суппорт для закрепления и подачи(перемещения) режущего инструмента.

---

Заготовка устанавливается одним концом в патрон передней бабки, вторым - на конце задней бабки. При вращении заготовки с её поверхности резцом, установленным в суппорте, снимается слой стружки до заданного размера. Основными параметрами станков являются наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над станиной, и наибольшее расстояние между центрами.

- Токарно-револьверные станки, для обработки небольших деталей в серийном и массовом производстве. На револьверном станке вместо задней бабки устанавливается револьверный суппорт с закреплёнными в нем резцами. Он позволяет производить ряд операций, не перестраивая станок, за счёт смены резцов при повороте револьверного суппорта. - Лобовые токарные станки. Предназначены для обработки коротких деталей диаметром не более метра. Станок имеет пассивную переднюю бабку с планшайбой(диск большого диаметра), где закрепляется заготовка. Заготовка обрабатывается по торцевой стороне. - Карусельные станки. Служат для обработки больших заготовок по торцевой и боковой поверхностям. Заготовка устанавливается на горизонтально лежащей планшайбе. На таких станках обрабатываются детали диаметром до 26 метров. Обработка производится резцами, закреплёнными вертикально и горизонтально перемещающимися суппортами. - Токарные автоматы и полуавтоматы. Служат для изготовления крепежа, втулок и других мелких деталей. Управление станком осуществляется автоматически распределительным валом с помощью кулачков. - Сверлильные и расточные станки.

4. Фрезерные станки, общее устройство, виды выполняемых работ.

Предназначены для обработки крупных плоских призматических и фасонных поверхностей, нарезки пазов, канавок и зубьев. Существует виды фрезерных станков в зависимости от положения шпинделя: вертикально-фрезерные и горизонтально-фрезерные, в зависимости от наличия или отсутствия стола: простые и универсальные. При наличии консоли станок называется консольно-фрезерным.

Горизонтально-фрезерные станки. Состоят из станины, консоли - жесткой опоры для размещения и перемещения по вертикали стола, стола для установки заготовки, хобота с серьгой - выступа для закрепления второго конца оправки(стержня) с фрезой, коробок скоростей и подачи. Фреза вращается и перемещается вдоль заготовки, и при этом ее зубья снимают слой стружки.

Вертикально-фрезерные станки. Отличаются тем, что шпиндель с вращающейся фрезой расположен вертикально, отсутствует хобот. Зубья фрезы находятся на ее конце и при вращении снимают стружку. Для каждого станка существует свой набор режущих инструментов - фрез. Для горизонтальных - цилиндрические, дисковые, для вертикальных - торцевые, концевые и т.п. Функционально продольно- и вертикально-фрезерные станки очень близки и по большинству функций взаимозаменяемы. Кроме указанных широко применяющихся станков станов, в отдельных случаях используются продольно-фрезерные станки для обработки 2-4 шпинделями крупных заготовок. Копировально-фрезерные станки - для обработки заготовок по заданному контуру модели детали за формой которой следит специальный копир и фреза, выполняющая его движения.

---