Материал: Оборудование и технология машиностроительного производства. Пачевский В.М., Яценко С.Н

Рис. 1.8. Токарный отрезной резец, оснащенный пластинкой твердого сплава

Рис. 1.9. Токарные резцы:

I – галтельный; II – резьбовой; III – фасонный

На токарных станках выполняется широкий комплекс разнообразных работ. Обтачивание наружных цилиндрических поверхностей выпол­няют прямыми, отогнутыми или упорными проходными резцами с про­дольной подачей (рис. 1.10). Гладкие валы обрабатывают при установке заготовки на центрах. Вначале обтачивают один конец заготовки, а затем ее поворачивают на 180° и обтачивают остальную часть.

Рис. 1.10.

Ступенчатые валы обтачивают по схемам деления припуска на части (рис. 1.11, а) или деления длины заготовки на части (рис. 1.11, б). В первом случае обрабатывают заготовки с меньшей глубиной реза­ния, однако общий путь резца получается большим и резко возрас­тает основное время обработки Т_о. Во втором случае припуск с каждой ступени срезается сразу за счет обработки заготовки с большой глубиной резания. При этом Т_о уменьшается, но требуется большая мощность привода станка.

а б

Рис. 1.11

Подрезание торцов заготовки выполняют перед обтачиванием наружных поверхностей. Торцы подрезают подрезными резцами с поперечной подачей к центру (рис. 1.12) или от центра заготовки. При подрезании от центра к периферии поверхность торца получается менее шероховатой.

Рис. 1.12

Обтачивание скруглений между ступенями валов (рис. 1.13) выполняют проходными резцами с закруглением между режущими кромками по соответствующему радиусу с продольной подачей или специальными резцами с поперечной подачей.

Рис. 1.13

Протачивание канавок (рис. 1.14) выполняют с поперечной подачей прорезными резцами, у которых длина главной режущей кромки равна ширине протачиваемой канавки. Широкие канавки протачивают теми же резцами сначала с поперечной, а затем с продольной подачей.

Рис. 1.14

Сверление, зенкерование и развертывание отверстий выполняют соответствующими инструментами, закрепляемыми в пиноли задней бабки. На рис. 1.15 показана схема сверления в заготовке цилин­дрического отверстия.

Рис. 1.15

Растачивание внутренних цилиндрических поверхностей выпол­няют расточными резцами, закрепленными в резцедержателе станка, с продольной подачей. Гладкие сквозные отверстия растачивают проходными резцами (рис. 1.16); ступенчатые и глухие — упор­ными расточными резцами (рис. 1.17).

Рис. 1.16 Рис. 1.17

Отрезку обработанных деталей выполняют отрезными резцами с поперечной подачей. При отрезке детали резцом с прямой главной режущей кромкой (рис. 1.18) разрушается образующаяся шейка и приходится дополнительно подрезать торец готовой детали.

Рис. 1.18

При отрезке детали резцом с наклонной режущей кромкой (рис. 1.19) торец получается чистым.

Рис. 1.19

Нарезание резьбы на токарно-винторезных станках выполняют резцами, метчиками и плашками. Форма режущих кромок резцов определяется профилем и размерами поперечного сечения нарезаемых резьб.

На токарно-винторезных станках нарезают метрические, дюй­мовые, модульные и специальные резьбы. Нарезание многозаходных резьб на токарно-винторезном станке требует точного углового деле­ния обрабатываемой заготовки при переходе от одной нитки нарезае­мой резьбы к другой.

Приспособления для токарных станков в значительной степени определяют род выполняемой работы. К наиболее распростра­ненным приспособлениям токарных станков следует отнести патроны, центры, оправки, люнеты, хомутики.

Патроны применяют для за­крепления деталей, у которых , где L — длина; d — диа­метр детали. Патроном осуществляют базирование деталей по наружному, внутреннему диаметру и торцу. Применяют кулачковые, поводковые и цанговые патроны.

Центры (рис. 1.20) предназначены для поддержания при обработке заготовок с соотношением L/d > 4. Они бывают неподвижные (для обработки легких и средних деталей) и вращающиеся (для тяжелых деталей). Неподвижный центр (рис. 2.20, а) снабжен рабочей частью 1 с углом 60° при вершине, хвостовой частью 2, имеющей конусность (конус Морзе № 1 – 6) и цилиндрическую часть 3 с диаметром, меньшим диаметра конуса хвостовика, что устраняет заклинивание при выбивании центра из гнезда. Рабочие части центров могут быть выполнены с внутренним конусом (рис. 2.20, б) для установки заго­товок малого диаметра, с вырезом рабочей части вершины (рис. 2.20, в) для получения возможности обрабатывать торец заготовки, со сфе­рической рабочей частью (рис. 2.20, г), позволяющей надежно центри­ровать заготовки с рифленой рабочей частью (рис. 2.20, д) для обра­ботки заготовок с большим центровым отверстием без применения поводкового патрона.

Рис. 1.20. Неподвижные (а – д) и вращающиеся (е) центры

Оправки (рис. 1.21) предназначены для закрепления деталей с со­отношением L/d = 1,5 ÷ 2 с базированием на предварительно обрабо­танное отверстие и применяются при чистовой обработке наружных поверхностей. Конусную оправку 1 (рис. 2.21, а) с конусностью 1/2000 применяют для деталей общего машиностроения, с конус­ностью 1/2500 ÷ 1/7500  для обработки насадного инструмента нормальной точности и с конусностью 1/10 000 ÷ 1/14 000  для инстру­мента высокой точности.

Рис. 1.21. Конусная (а), цилиндрическая (б), цанговая (в),

концевая (г) оправки

На цилиндрической оправке 2 с буртиком (рис. 1.21, б) деталь 1 зажимают гайкой 4 через быстросъемную шайбу 3. Наружный диа­метр гайки выполняют меньше диаметра оправки, что позволяет снимать деталь с оправки без свинчивания гайки. Деталь на оправке удерживается от проворота за счет сил трения по торцам.

Для обработки деталей с менее точно обработанным отверстием применяют разжимные (цанговые) оправки. На рис. 1.21, в приведена конструкция разжимной оправки, состоящей из конической оп­равки 2, втулки 4 с внутренним коническим отверстием и наруж­ной цилиндрической поверхностью, на которую устанавливают де­таль 1. Втулка 4 снабжена продольными пазами с обоих торцов (по 3 – 4 паза), которые обеспечивают пружинящее свойство втулки. При завинчивании гайки 3 втулка перемещается по конической оправке 2, увеличивается в диаметре и закрепляет деталь 1. Гайка 5 служит для снятия детали после обработки.

Концевая цанговая оправка приведена на рис. 1.21 г. При ввин­чивании винта 2 с конической частью в корпус оправки 1 лепестки цанги 4 расходятся и цилиндрической наружной поверхностью прочно схватывают деталь 3.

Люнеты предназначены для создания дополнительной опоры при обработке длинных валов с целью пре­дотвращения прогиба вала под действием сил резания и зажима и применяются при обработке валов с соотношением L/d > 10.

Рис. 1.22. Неподвижный (а) и подвижный (б) люнеты

Лю­неты бывают неподвижные (рис. 1.22 а), устанавливаемые на станине, и подвижные (рис. 1.22, б), устанавливаемые на каретке станка.

1.2.2. Обработка заготовок на сверлильных станках

Сверление — распространенный метод получения отвер­стий в сплошном материале. Сверлением получают сквозные и не­сквозные (глухие) отверстия и обрабатывают предварительно полу­ченные отверстия в целях увеличения их размеров, повышения точ­ности и снижения шероховатости поверхности.

По классификации сверлильные станки относятся к 2-й группе. По технологическому назначению сверлильные станки подраз­деляются на универсальные (вертикально-свер­лиль­ные, радиально-сверлильные, многошпиндельные) и специализированные (горизонтально-сверлильные для глу­бокого сверления, центро­вальные, станки для обработки отверстий в коленчатых и кулачковых валах, шатунах и т.д.). Специализированные станки применяют в условиях серийного и массового производства.

Сверление осуществляют при сочетании вращательного движения инструмента вокруг оси  главного движения и поступательного его движения вдоль оси  движения подачи. Оба движения на сверлиль­ном ставке сообщают инструменту. Обрабатываемая заготовка при обработке неподвижна.

Процесс резания при сверлении протекает в более сложных усло­виях, чем при точении. В процессе резания затруднены отвод стружки и подвод охлаждающей жидкости к режущим кромкам инструмента. При отводе стружки происходит трение её о поверхность канавок сверла и сверла о поверхность отверстия. В результате повышаются деформация стружки и тепловыделение. На увеличение деформации стружки влияет изменение скорости резания вдоль режущей кромки от максимального значения на периферии сверла до нулевого значе­ния у центра.

Вертикально-сверлильные станки составляют основную часть парка сверлильных станков и выпускаются двух конструктивных разновидностей: на колонне и настольные, устанавливаемые на верстаке. Настольные вертикально-свер­лильные станки предназначают­ся для сверления от­верстий диа­метром до 16 мм, а наколонные — для обработки отвер­стий диамет­ром до 75 мм.

Вертикально-сверлиль­ный станок изображен на рис. 1.23.

Рис. 1.23. Вертикально-сверлильный станок

На фундаментной плите 1 смонтиро­вана ко­лонна 3 коробчатой фор­мы, внутри которой размещается противовес шпиндельного узла. На вертикальных направляющих колонны уста­новлена шпиндель­ная бабка 4 с коробкой подач и шпинделем 7. В кониче­ском отверстии шпинделя уста­навливается режущий ин­струмент 8. Перемещение шпинделя может осущест­вляться механически и вручную с помощью штурвала 2. Для уста­новки и закрепления приспособления с заготовками имеется стол 9. Главным движением является вращение шпинделя с инструмен­том, а движением подачи — осевое перемещение шпинделя. Частота вращения шпинделя изменяется с помощью коробки ско­ростей 6, на которую передается вращательное движение от электродвигателя 5.

Обрабатываемую заготовку в зависимости от ее профиля устанавливают и крепят на столе стан­ка, либо закрепляют в тисках, а тиски закрепляют на столе. В соответствии с выполняемой на станке операцией подбирают и устанавливают в шпиндель вспомогательный и режущий инструмент. Режу­щие инструменты на сверлильных станках закрепляются непосред­ственно в коническом отверстии шпинделя. Если же режущий ин­струмент имеет конический хвостовик малых размеров, тогда необ­ходимо пользоваться переходными коническими втулками. После установки детали и инструмента приступают к выбору режимов резания, смазке станка и подводу смазочно-охлаждающей жидкости.

Для обработки отверстий в заготовках, полученных при литье, штамповке, либо для получения отверстий (сквозных или глухих) в сплошном материале применяют разнообразные инструменты, которые часто называют осевыми вследствие совпадения их оси в процессе обра­ботки с осью отверстия. Наиболее широко применяется обработка отвер­стий такими осевыми инструментами, как сверла, зенкеры и развертки. Сверлами работают на всех станках токарной и сверлильно-расточной группы, на многооперационных станках и станках с ЧПУ, на агрегатных станках и автоматических линиях, а также при использовании ручных свер­лильных машин с пневматическим или электрическим двигателем.

У осевых ин­струментов, подобно резцам, выделяют две основные части: крепежно-присоединительную, включающую хвостовик и шейку, и рабочую, включающую режущую часть (рис. 1.24). Хвостовик у сверл диаметром от 0,1 мм до 20 мм выполняется цилиндрическим, а диаметром от 6 до 80 мм – коническим (рис. 1.24, а).

Рис. 1.24. Основные части сверла (а), зенкера (б)

и развертки (в):

РЧ – рабочая часть; Ш – шейка; Х – хвостовик; Л – лапка

Шейка выполняется не у всех сверл и часто используется для клейма, удостоверяющего диаметр и материал режущей части, и знака завода-из­готовителя.

Рабочая часть сверла изготовляется целиком из инструментального ма­териала, так как по мере переточки инструмента в работу вступают новые его слои, а длина рабочей части уменьшается.

Спиральные сверла (рис. 1.25, 1.26) изготовляют по ГОСТ 10902—77, ГОСТ 4010—77 и др. из быстрорежущей стали Р12, Р6МЗ для обработки кон­струкционной стали, или из стали Р9К10, Р9М4К8Ф и др. для сверления труднообрабатываемого материала; сверла диаметром до 20 мм частично делают из стали 9ХС. В любом случае их твердость приближается к HRC_э 63 – 65. В целях экономии дорогостоящей быстрорежу­щей стали сверла диаметром более 8 мм делают сварными, с быстрорежу­щей рабочей частью.

Зенкеры (рис. 1.27) предназначены для высокопроизводительной обработки от­верстий, предварительно полученных в заготовках сверлением, литьем, ковкой и штамповкой. Эти инструменты используются на том же оборудо­вании, что и сверла, для окончательной и получистовой обработки.

Развертки (рис. 1.28) используют для чистовой обработки точных отверстий в материалах, обычно не прошедших упрочняющей термической обработ­ки. Обработка ведется на станках сверлильно-расточной и токарной групп, а также на отрезных станках и автоматических линиях. Разверткой могут обрабатываться цилиндрические и конические, как глухие, так и сквозные отверстия.

Метчики (рис. 1.29) используют для нарезания правых и левых резьб в сквозных и глухих отверстиях. Различают ручные, машинно-ручные, машинные и гаечные метчики. Рабочую часть метчиков обычно изготовляют из быстрорежущей стали Р6М5.

Зенковки (рис. 1.30, 1.31) применяют для обработки отверстий под цилиндрические и конические головки болтов, подрезки платиков и бобышек одновременно с обработкой отверстий. Тип зенковки выбирают в зависимости от характера обработки, расположения обрабатываемого отверстия, размера обрабатываемой поверхности.

На сверлильных станках можно производить следующие работы: сверление в сплошном материале (рис. 1.25)

Рис. 1.25

рассверливание уже имеющихся отверстий (рис. 1.26)

Рис. 1.26

зенкерование отверстий, полученных литьем, штампованием или предварительным сверлением (рис. 1.27)

Рис. 1.27

развертывание цилиндрических (рис. 1.28) и конических отверстий