Станки. Металлорежущий станок станок, предназначенный для размерной обработки металлических заготовок путем снятия материала
 Скачать 24.17 Kb.
|
|
Введение Металлорежущий станок - станок, предназначенный для размерной обработки металлических заготовок путем снятия материала. История металлорежущих станков Считается, что история металлорежущих станков начинается с изобретения суппорта токарного станка. Около 1751 г. французский инженер и изобретатель Жак Де Вокансон первый применил специальное устройство для фиксации резца - устранив, таким образом, непосредственное влияние руки человека на формообразование поверхности. Классификация металлорежущих станков Станки классифицируются по множеству признаков: По классу точности металлорежущие станки классифицируются на пять классов: металлорежущий станок сверло резец (Н) Нормальной точности (П) Повышенной точности (В) Высокой точности (А) Особо высокой точности (С) Особо точные станки (мастерстанки) Классификация металлорежущих станков по массе: лёгкие (< 1 т) средние (110 т) тяжёлые (>10 т) уникальные (>100 т) Классификация металлорежущих станков по степени автоматизации: ручные полуавтоматы автоматы станки с ЧПУ гибкие производственные системы Классификация металлорежущих станков по степени специализации: Универсальные. Для изготовления широкой номенклатуры деталей малыми партиями. Используются в единичном и серийном производстве. Также используют при ремонтных работах. Специализированные. Для изготовления больших партий деталей одного типа. Используются в среднем и крупносерийном производстве Специальные. Для изготовления одной детали или детали одного типоразмера. Используются в крупносерийном и массовом производстве Описание основных групп и типов станков По виду обработки в СССР была принята классификация станков, которая продолжает действовать и в настоящее время в России. В соответствии с ней металлорежущие станки разделяются на следующие группы и типы: Станки Группа Типы станков 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Токарные 1 Автоматы и полуавтоматы Револьверные Сверлильноотрезные Карусельные Токарные и лоботокарные Многорезцовые Специализированные для фасонных изделий Разные токарные Одношпиндельные Многошпиндельные Сверлильные и расточные 2 Вертикальносверлильные Одношпиндельные полуавтоматы Многошпиндельные полуавтоматы Координатнорасточные одностоечные Радиальносверлильные Горизонтальнорасточные Алмазнорасточные Горизонтальносверлильные Разные сверлильные Шлифовальные, полировальные, доводочные 3 Круглошлифовальные Внутришлифовальные Обдирочношлифовальные Специализированные шлифовальные Заточные Плоскошлифовальные с прямоугольным или круглым столом Притирочные и полировальные Разные станки, работающие абразивным инструментом Комбинированные 4 Универсальные Полуавтоматы Автоматы Электрохимические Электроискровые Электроэрозионные, ультразвуковые Анодномеханические Зубо резьбообрабатывающие 5 Зубострогальные для цилиндрических колёс Зуборезные для конических колёс Зубофрезерные для цилиндрических колёс и шлицевых валиков Зубофрезерные для червячных колёс Для обработки торцов зубьев колёс Резьбофрезерные Зубоотделочные Зубо и резбо шлифовальные Разные зубо и резьбо обрабатывающие Фрезерные 6 Вертикальнофрезерные Фрезерные непрерывного действия Копировальные и гравировальные Вертикальные бесконсольные Продольные Широкоуниверсальные Горизонтальные консольные Разные фрезерные Строгальные, долбежные, протяжные 7 Продольные Поперечнострогальные Долбёжные Протяжные горизонтальные Протяжные вертикальные Разные строгальные Одностоечные Двухстоечные Разрезные 8 Отрезные, работающие: Правильноотрезные Пилы токарным резцом Абразивным кругом Фрикционным блоком Ленточные Дисковые Ножовочные Разные 9 Муфто и трубо обрабатывающие Пилонасекательные Правильно и бесцентрово обдирочные Для испытания инструмента Делительные машины Балансировочные Формообразующие движения Для осуществления процесса резания на металлорежущих станках необходимо обеспечить взаимосвязь формообразующих движений. У металлорежущего станка имеется привод (механический, гидравлический, пневматический), с помощью которого обеспечивается передача движения рабочим органам: шпинделю, суппорту и т. п. Комплекс этих движений называется формообразующими движениями. Их классифицируют на два вида: 1) Основные движения (рабочие), которые предназначены непосредственно для осуществления процесса резания: а) Главное движение Dг - осуществляется с максимальной скоростью. Может передаваться как заготовке (например в токарных станках) так и инструменту (напр. в сверлильных, шлифовальных, фрезерных станках). Характер движения: вращательный или поступательный. Характеризуется скоростью -- v (м/с). б) Движение подачи Ds - осуществляется с меньшей скоростью и так же может передаваться и заготовке и инструменту. Характер движения: вращательный, круговой, поступательный, прерывистый. Виды подач: подача на ход, на двойной ход Sх. (мм/ход), Sдв.х. (мм/дв.ход); подача на зуб Sz (мм/зуб); подача на оборот So (мм/оборот); частотная (минутная) подача Sm (об/мин). 2) Вспомогательные движения - способствуют осуществлению процесса резания, но не участвуют в нём непосредственно. Виды вспомогательных движений: наладка станка; задача режимов резания; установка ограничителей хода в соответствии с размерами и конфигурациями заготовок; управление станком в процессе работы; установка заготовки, снятие готовой детали; установка и смена инструмента и прочие. Применяемый режущий инструмент Режущий инструмент - инструмент, предназначенный для изменения формы и размеров обрабатываемой заготовки путём удаления части материала в виде стружки или шлама с целью получения готовой детали или полуфабриката. Подразделяется: по типу применения - на ручной и машинный (станочный), строительный, монтажный, и т. д. по типу обрабатываемого материала - металлорежущий, дереворежущий, и т. д., по типу применяемого материала - быстрорежущий, для высокоскоростной обработки, и т. д., по типу обрабатываемой детали - зуборезный, резьбообразующий, и т. д., по характеру обработки - абразивный, шлифовальный, и т. д., по чистоте обработанной поверхности - черновая обработка, получерновая обработка, чистовая обработка, получистовая обработка, суперчистовая обработка. На станках применяется следующий инструмент: Резец Резец - ( англ. cutting tool ) - режущий инструмент с одним прямым, изогнутым или фасонным главным режущим ребром. Резец - один из наиболее простых и распространенных металлорежущих инструментов. Он срезает слой металла в основном своей главной режущей кромкой, имеющей прямую или фасонную форму. Подача резца производится перпендикулярно движению резания. Резцы применяются для токарных, строгальных и долбёжных работ для получения простых поверхностей и в ряде специальных случаев. Относительно обрабатываемой детали резцы могут быть двух типов: радиальные и тангенциальные. Первый из них работает с установкой перпендикулярно оси обрабатываемой детали, второй - касательно. При работе радиального резца усилие Рг создает соответствующий изгибающий момент, а в тангенциальном резце усилие Рг направлено вдоль оси резца, благодаря чему тело резца не подвергается изгибу. Если первый тип резца имеет широкое применение в промышленности за счет простоты своего крепления и более удобного выбора геометрических параметров режущей части, то второй применяется главным образом на токарных автоматах и полуавтоматах, где основой является чистота обработки. Резцы разделяются на правые и левые. Правым называется резец, у которого при наложении на него сверху ладони правой руки так, чтобы пальцы были направлены к его вершине, главная режущая кромка будет находиться под большим пальцем. На токарных станках эти резцы работают при подаче справа налево, то есть к передней бабке станка. Левым называется резец, у которого при наложении на него левой руки указанным выше способом главная режущая кромка окажется под большим пальцем. По форме головки и ее положению относительно стержня резцы разделяются на прямые, отогнутые, изогнутые и с оттянутой головкой. Прямыми резцами называются такие, у которых ось в плане и боковом виде прямая. Отогнутыми называются резцы, у которых ось резца в плане изогнута. Изогнутыми резцами называют такие, у которых ось в боковом виде загнута назад (вниз) или вперед (вверх). По применяемости на станках, виду и характеру обработки резцы разделяются на: токарные строгальные долбежные Токарные резцы: проходные, производящие обтачивание детали вдоль оси ее вращения или в плоскости, перпендикулярной к этой оси (лобовые) подрезные -- для подрезания уступов под прямым и острым углом к основному направлению обтачивания отрезные -- для отрезки материала под прямым углом к оси вращения и для прорезания узких канавок расточные -- для растачивания отверстий в направлении оси вращения фасочные -- для снятия фасок фасонные -- для получения сложной фасонной формы обтачиваемой детали Основные типы токарных резцов в настоящее время стандартизованы. Кроме стандартных резцов, имеется ряд типов резцов, предложенных в разное время и используемых в тех или иных случаях. Для тяжелых обдирочных работ находят применение чашечные резцы. Так как затупление чашечного резца при каждой его установке происходит на небольшом участке его режущей кромки, то, поворачивая резец вокруг оси, можно значительно увеличить его стойкость до переточки. Такой резец состоит из державки, собственно чашечного поворотного резца («грибка») и эксцентрикового прижимного кольца. Чашечный резец крепят в державке на пальце. Существуют и другие конструкции крепления этих резцов. Строгальные и долбежные резцы проходные -- для строгания верхней поверхности обрабатываемой детали; боковые -- подрезные для строгания детали с боков; отрезные и прорезные -- для разрезания детали и прорезания канавок. Резец, снимающий стружку при прямолинейном взаимном перемещении резца и материала, называется строгальным (при горизонтальном резании) или долбежным (при вертикальном). Характер работы строгального и долбежного резцов одинаков и отличается от работы токарных резцов, где резание непрерывно. Как при строгании, так и при долблении резец режет только при рабочем ходе. В то же время в моменты начала и конца каждого хода возникают толчки, вредно влияющие на работу этих резцов. В указанных ГОСТах приведены типы и размеры резцов: проходных, подрезных и керамические резцы Керамические резцы Применение керамических резцов является дальнейшим шагом в развитии инструмента для скоростного резания металлов по сравнению с использованием твердосплавных резцов. Высокая красностойкость таких резцов позволяет обеспечить более высокие скорости резания в сравнении с твердосплавными резцами, однако повышенная хрупкость керамики ограничивает их применение; в настоящее время они большей частью применяются при чистовом и получистовом обтачивании черных и цветных металлов, и реже -- при обдирочном. Для работы таких резцов необходима жесткая система станок -- деталь -- инструмент. Следует избегать использования керамических инструментов при ударной нагрузке. Работа обычно производится без применения смазывающеохлаждающей жидкости, так как керамические пластинки обладают большой термостойкостью. Фасонные резцы При обтачивании фасонных деталей обычные токарные резцы не обеспечивают точности получения профиля и малопроизводительны. Их применение целесообразно главным образом для обтачивания фасонных деталей в единичном или мелкосерийном производстве. В крупносерийном и массовом производстве в качестве основного вида режущего инструмента для обработки фасонных деталей находят применение специальные фасонные резцы. Они обеспечивают идентичность формы, точность размеров и высокую производительность, а также допускают большое количество переточек. Фасонные резцы можно разделить на призматические и круглые. Круглые резцы применяются для наружного и внутреннего обтачивания. Призматические -- только для наружного. В процессе работы призматические фасонные резцы могут иметь расположение базы крепления либо параллельно оси детали, либо наклонно. Ось круглых фасонных резцов располагается либо параллельно оси обрабатываемой детали, либо наклонно. Наклонное расположение базы крепления призматического резца или оси круглого фасонного резца применяется в исключительных случаях, когда конфигурация детали на отдельных участках профиля не обеспечивает получения оптимальных задних углов при параллельном расположении. Приведенные выше резцы являются радиальными, то есть устанавливаются по отношению к деталям таким образом, чтобы обеспечить поперечную подачу по радиусу или наклонно к нему. При этом ось детали в процессе резания пересекается одно или несколькими точками режущей кромки. При работе радиальных фасонных резцов происходит постепенное срезание в виде непрерывной стружки всего подлежащего удалению объема металла одним режущим лезвием, причем режущая часть периметра постепенно увеличивается и к концу работы достигает всей длины лезвия резца. Вследствие этого радиальный резец работает в тяжелых условиях резания. При обработке длинных деталей возможен прогиб его от сил резания. Призматические резцы могут быть также тангенциальными. В этом случае они осуществляют касательное направление подачи к обрабатываемой фасонной поверхности. Режущие лезвия призматических тангенциальных резцов устанавливаются на определенном расстоянии от оси обрабатываемой детали. Так как тангенциальные резцы ввиду сильно вытянутых в длину фасонных лезвий обрабатывают профиль не сразу по всему контуру, а постепенно, ими можно обтачивать относительно длинные фасонные детали. Круглые фасонные резцы бывают с кольцевыми образующими фасонных поверхностей или с образующими, расположенными по винтовой линии. Более широкое применение находят круглые фасонные резцы, главным образом изза простоты изготовления. Кроме того, эти резцы выдерживают большое число переточек. Призматические фасонные резцы обладают повышенной точностью и надежностью крепления. Сверло Сверло -- двурезцовый или реже однорезцовый режущий инструмент, с вращательным движением резания и осевым движением подачи, предназначенный для выполнения отверстий в сплошном слое материала. Состоит из режущей части, рабочей части и хвостовика. Рабочая часть представляет собой винт Архимеда и служит для удаления стружки из сверлимого отверстия. Сверло представляет собой режущий инструмент, применяемый для изготовления отверстий в сплошном материале. Свёрла могут также применяться для рассверливания, т. е. увеличения уже имеющихся, предварительно просверленных отверстий, и засверливания, т. е. получения конусных углублений в сплошном материале. По конструктивным особенностям свёрла делят на следующие типы: спиральные; перовые (пёрки); для глубокого сверления; центровочные; сверлильные головки; для кольцевого сверления. Спиральные свёрла изготовляют для сверления «на проход», «под зенкер», «под развёртку или шлифовку» и «под резьбу». Точность диаметра сверла (величина допуска и его пределы) установлена по стандарту для точного машиностроения и приборостроения, а также для общего машиностроения. Перовое сверло (пёрка) представляет собой пластинку, у которой режущие кромки расположены симметрично друг к другу и по отношению к оси сверла. Угол наклона режущих кромок перовых свёрел бывает различным. Перовые свёрла отличаются простотой конструкции и дёшевы в изготовлении, но в последнее время применяются редко, главным образом при ручной работе, так как не допускают высоких скоростей резания. Центровочные свёрла применяют для сверления центровых отверстий в деталях. Отверстие, просверленное сверлом, в дальнейшем раззенковывается специальным инструментом -- зенкером, описанным ниже. Существуют два вида центровочных свёрел: Свёрла стандартного набора для диаметров от 0, 5 до 12 мм. Комбинированные без предохранительного конуса и с предохранительным конусом для диаметров от 1 до 6 мм. Свёрла для кольцевого сверления (сверлильные головки) применяются двух типов: Для сверления отверстий большей частью больших диаметров в сплошном материале; Для сверления больших отверстий в листовом материале. Для сверления отверстий в сплошном материале применяются пустотелые свёрла, превращающие в стружку только узкую кольцевую часть материала. Рабочая часть сверла Свёрла для обработки металлов и сплавов Свёрла для глубокого сверления. Свёрла с механическим креплением твердосплавных пластин. Спиральные свёрла. Это самые распространённые свёрла, с диаметром сверла от 0, 1 до 80 мм и длиной рабочей части до 275 мм широко применяются для сверления различных материалов. Спиральная канавка служит для образования режущей кромки, удаления стружки и подвода охлаждающей жидкости. Режущая часть спирального сверла образует конус, в зависимости от обрабатываемого материала угол при вершине конуса (2ц) будет различным. (Широко распространено ошибочное название винтов спиралью, на самом деле винтовая линия отличается от спиральной линии). Геометрические размеры спиральных свёрл регламентируются следующими стандартами: с цилиндрическим хвостовиком: средняя серия ГОСТ 1090277, DIN 338; удлинённая серия ГОСТ 88677, DIN 340; укороченная серия ГОСТ 401077, DIN 1896. с коническим хвостовиком: средняя серия ГОСТ 1090377, DIN 345; удлинённая серия ГОСТ 209277, DIN 1870; длинная серия ГОСТ 1212177, DIN 341. Свёрла для глубокого сверления (пушечные, ружейные), предназначены для сверления отверстий сравнительно большой длины. Имеют увеличенный угол наклона винтовой линии для интенсификации отвода стружки. Центровочные свёрла, обладающие большой жёсткостью для обработки центровых отверстий. Эжекторные свёрла. Свёрла для обработки конических отверстий. Перовые свёрла, имеющие только одну режущую кромку. Комбинированный инструмент для изготовления отверстий (например, ступенчатое сверло, сверлозенкер, сверлозенковка, сверлоразвёртка), с двумя ступенями обработки, соединённый в одно целое |