ОБРАБОТКА КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

РЕЗАНИЕМ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Обработкой металлов резанием называется процесс, при котором режущим инструментом снимается слой материала заготовки для получения детали нужной формы, заданных размеров и шероховатости (чистоты обработки). На металлорежущих станках получают окончательно готовые, не требующие дальнейшей обработки детали. В качестве заготовок используются отливки, поковки, штамповка, сортовой прокат и другие материалы.

При обработке резанием заготовка и режущий инструмент совершают определенные движения. Они подразделяются на ра­бочие движения, в процессе которых происходит снятие стружки, и вспомогательные - для подго-

товки узлов станка к этому про­цессу. Рабочее движение подразделяется на

главное - снятие стружки резцом - и подачи - перемещение резца в направлении обработки заготовки. Например, при сверлении вращение сверла является главным движением, а перемещение сверла вдоль оси является движением подачи. На рис. 6.17 приведены примеры основных видов обра­ботки конструкционных материалов резанием.

Точение (рис. 6.17а). Главным движением является вращение заготовки вокруг оси, а движением подачи - поступа­тельное перемещение инструмента относительно заготовки вдоль ее оси, перпендикулярно или под углом к ней. Точением обраба­тывают преимущественно поверхности тел вращения на токар­ных, карусельных, револьверных и расточных станках, токарных автоматах и полуавтоматах. Оно применяется для обработки ци­линдрических, конических, фасонных внешних и внутренних по­верхностей, торцовых поверхностей, а также для нарезания резь­бы и высверливания отверстия по центру заготовки.

Фрезерование (рис. 6.17б). При фрезеровании главным движением является вращение инструмента, а движением подачи - поступательное перемещение заготовки или фрезы. Применяя различные фрезы и фрезерные станки, можно обрабатывать раз­личные поверхности и их комбинации: плоские и криволинейные поверхности, уступы, пазы и т.д.

Сверление (рис. 6.17в). При обработке отверстий на сверлильных станках главным движением является вращение инструмента, а движением подачи - перемещение инструмента вдоль своей оси. Сверлением получают отверстия в сплошном материале или увеличивают размеры имеющихся отверстий. На сверлильных станках может нарезаться внутренняя резьба.

Строгание (рис. 6.17г). Главным движением при строгании является возвратно-поступательное перемещение резца на попереч­но-строгальных станках или заготовки на продольно-строгальных. Движением подачи является, соответственно, периодическое пере­мещение заготовки или резца. Чаще всего строгание используют для обработки крупных плоскостей или плоскостей, требующих высокой точности обработки.

Долбежные станки (рис. 6.17д) применяют для обра­ботки плоских внутренних поверхностей в заготовках.

Протягивание (рис. 6.17е) осуществляют с помощью специального инструмента - протяжки, имеющей на рабочей час­ти зубья, высота которых равномерно увеличивается вдоль про­тяжки. Главным движением является продольное перемещение инструмента, движение подачи отсутствует. Протягивание - про­изводительный метод обработки, обеспечивающий высокую точ­ность и малую шероховатость обработанной поверхности заго­товки.

Прошивание (рис. 6.17ж) отверстий производится ана­логично протягиванию, только в этом случае инструмент проталкивается через отверстие.

Шлифование (рис. 6.17з, и). При шлифовании главным движением является вращение шлифовального круга. Движение подачи обычно комбинированное и слагается из нескольких дви­жений. Например, при круглом внешнем шлифовании - это вра­щение заготовки, продольное перемещение ее от

носительно шлифовального круга и периодическое перемещение шлифо­вального круга относительно заготовки.

сверление

б)

шлифование

прошивание

протягивание

долбежка

строгание

фрезерование

точение

в)

г)

д)

е)

ж)

з)

и)

а)

Рис. 6.17. Схемы основных методов обработки заготовок резанием

ТОКАРНЫЕ СТАНКИ

На станках токарной группы об­рабатываются цилиндрические, конические наружные и внутрен­ние поверхности тел вращения, а также плоскости, перпендику­лярные к оси вращения. Токарные станки составляют основу ста­ночного парка.

Устройство станка.Все детали и узлы станка смонти­рованы на станине (рис. 6.18) - массивной чугунной плите с дву­мя тумбами. Влевой тумбе установлен главный электродвига­тель, в правой расположены насос и резервуар для подачи охлаж­дающей жидкости. Верхняя часть станины имеет две направляю­щие, по которым прямолинейно перемещаются подвижные узлы - суппорт и задняя бабка.

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Рис. 6.18. Общий вид токарно-винторезного станка 16К20:

1 - коробка подач; 2 - передняя бабка; 3 - шпиндель; 4 - суп­порт; 5 - задняя бабка;

6 - рейка; 7 и 11 - передняя и задняя тумба; 8 - фартук; 9 и 10 - ходовые винт и вал;

12 - направляющие станины; 13 - центр конуса задней бабки

Передняя бабка 2 - чугунная литая конструкция, распо­ложенная на станине слева. Внутри нее установлен главный ра­бочий орган станка - шпиндель 3, представляющий собой полый вал, который вращает заготовку. На его правом конце крепится технологическая оснастка (патроны, цанги, планшайбы и цен­тры⃰) для установки и закрепления обрабатываемой детали. Шпиндель получает вращение от электродвигателя через клиноременную передачу и коробку скоростей (систему зубчатых ко­лес), размещенных внутри передней бабки.

Задняя бабка 5 предназначена для поддержания с помо­щью центра 13второго конца заготовки или сверла, закрепленного в патроне задней бабки, при сверлении заготовки по центру.

Коробка подачи 7 служит для настройки станка на нуж­ную величину продольной или поперечной подачи резца и переда­чи движения от шпинделя к суппорту через ходовой винт - при нарезании резьбы - или ходовой валик - при обработке других по­верхностей.

Суппорт 4служит для закрепления в установленном на нем резцедержателе режущего инструмента и ручного или авто­матического его перемещения (подачи) относительно заготовки. Суппорт состоит из продольных салазок, перемещающихся по направляющим вдоль станка, и поперечных салазок, по которым перемещается резцедержатель перпендикулярно относительно заготовки. Фартук 8 - часть станка, где вращательное движение от двигателя преобразуется в поступательное движение суппорта с инструментом с помощью ходового винта 9или валика 10.

Заготовка устанавливается одним концом в патрон перед­ней бабки, вторым укрепляется на конусе задней бабки. При вра­щении заготовки с ее поверхности резцом, установленным в суп­порте, снимается слой стружки до заданного размера.

СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ

Цилиндрические отверстия получают и обрабатывают с помощью различных режущих инструментов на сверлильных, то­карных, револьверных, расточных и некоторых других металло­режущих станках. На сверлильных станках выполняют следующие виды работ:

- сверление (рис. 6.19а) - самый распростра­ненный способ образования круглых отверстий с помощью раз­личного диаметра и вида сверл;

- рассверливание (рис. 6.19б) - процесс увеличения имеющихся отверстий сверлом большего диаметра;

- зенкерование (рис. 6.19в) - обработка цилиндри­ческих литых, штампованных или предварительно просверленных отверстий зенкером для придания им правильной геометрической формы, требуемой точности размеров и шероховатости поверх­ности;

- растачивание отверстий резцами (рис. 6.19г, д) осуществляют тогда, когда координаты осей отверстий должны быть точно расположены, а их диаметр превышает размеры выпускаемых сверл;

- развертывание (рис. 6.19е) - обработка отверстий для получения точных размеров и малой шероховатости поверхно­сти;

- зенкование (рис. 6.19ж) - образование цилиндриче­ских или конических углублений в предварительно просверленных отверстиях под головки болтов, винтов или других деталей с по­мощью цилиндрических и конических зенковок или сверл больше­го диаметра;

- цекование (рис. 6.19з, и) - обработка торцовых по­верхностей под гайки, шайбы и кольца ножами (пластинами) или торцовыми зенкерами;

- нарезание резьбы в отверстиях метчиками (рис. 6.19к).

При работе на сверлильных станках режущий инструмент, вращаясь вокруг своей оси, совершает главное движение, а пе­ремещение его вдоль оси является движением подачи. Свер­лильные станки подразделяются на верти-

кально-сверлильные, радиально-сверлильные, многошпиндельные и горизонтально-сверлильные.

к

и

з

ж

е

д

а

б

в

г

Рис. 6.19. Схемы обработки отверстий

Рис. 6.20. Общий вид вертикально-сверлильного станка

Вертикально-сверлильные станки(рис. 6.20) выпус­кают различных типоразмеров (по диаметру сверла) и применяют в цехах единичного и серийного производства. На фундаментной плите 1крепится станина 9. Главное (вращательное) движение сверлу 3,закрепленному в нижней части шпинделя 4,передается через коробку скоростей 5 от электродвигателя 6. Движение пода­чи (вдоль оси) передается сверлу от коробки подач, укрепленной в подвижном кронштейне 7; подача сверла вручную осуществля­ется при помощи штурвала 8. Заготовка (деталь) крепится на сто­ле 2, который рукояткой 10можно перемещать вертикально на нужную высоту.

ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ

Фрезерные станки предназна­чены для обработки плоских, призматических и фасонных поверх­ностей, нарезки пазов, канавок и зубьев.

В зависимости от положения шпинделя они подразделя­ются на горизонтальные и вертикальные фрезерные станки, от наличия или отсутствия поворотного стола - на простые и уни­версальные, при наличии консоли (кронштейна, на котором раз­мещен стол) станки называются консольно-фрезерными.

Универсальный горизонтальный консольно-фрезерный станок (рис. 6.21) предназначен для выполнения разнооб­разных фрезерных работ по чугуну, стали и цветным металлам твердосплавным и быстрорежущим инструментом в условиях мелко- и крупносерийного производства. Станок состоит из ста­нины 1, установленной на фундаментной плите 9. На вертикаль­ных направляющих станины расположена консоль 8, на ней - пе­ремещающийся втрех направлениях (продольном, поперечном и вертикальном) стол 6. На станине установлены электродвига­тель и коробка скоростей, обеспечивающие вращение шпинделя 4. В верхней части станка расположен хобот 2 с серьгой (высту­пом) 5. Оправка, на которой закрепляется фреза, зажимается одним концом в шпинделе, вторым - в серьге. При фрезеровании фреза вращается и перемещается вдоль заготовки, при этом ее зубья снимают с заготовки слой стружки. Скорость вращения фрезы и ее подача (перемещение вдоль заготовки) регулируются коробкой скоростей 3 и коробкой подачи 8.

Рис. 6.21. Универсальный консольно-фрезерный станок

и примеры выполняемых на них работ