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.
5. Сверлильные станки: общее устройство, виды выполняемых работ.
На сверлильных станках выполняют следующие работы:
- сверление - зенкерование - обработка цилиндрических отверстий зенкером для придания им правильной формы, установленных допусков, размеров и шероховатостей - развертывание - то же что и зенкерование, но с большей точностью при помощи развертки - зенкование - образование цилиндрических или конических отверстий под головку винта - цекование - обработка плоскости под головки винтов и гаек - нарезание внутренней резьбы метчиком
Сверлильные станки подразделяются на вертикально-сверлильные, горизонтально-сверлильные, радиально-сверлильные и многошпинделевые.
Вертикально-сверлильные станки. Выпускают различных типов размеров по диаметру сверла и применяют в цехах единичного и серийного производства. Станок состоит из фундаментной плиты, на которой устанавливается станина, двигателя, коробки скоростей и подачи, кронштейна для установки шпинделя и перемещающегося по вертикали стола.
Радиально-сверлильные станки для сверления отверстий в крупногабаритных заготовках. Устройство: на плите установлена колонна, вокруг которой вращается гильза с траверсой(поперечиной). На траверсе установлены двигатель, коробка подачи скоростей. Шпиндель может перемещаться вдоль траверсы и вместе с траверсой вокруг колонны.
Расточные станки. Служат для обработки крупных корпусных деталей. На них можно сверлить отверстия, растачивать и обтачивать цилиндрические поверхности, зенкеровать, фрезеровать и т.д., т.е. производить полную обработку заготовки без её перестановки, что предохраняет от смещения обрабатываемых поверхностей и центров. Применяются при изготовлении матриц и других заготовок, требующих точного расположения отверстия относительно базовой поверхности. Станки дорогие и малопроизводительные. Особой точностью отличаются координатно-расточные и алмазно-расточные.
6. Обработка заготовок на строгальных и долбежных станках. Протяжные и прошивочные станки.
Строгальные станки предназначены, как и фрезерные, для обработки плоских поверхностей. Обработка производится возвратно-поступательным движением резца, внешне похожего на токарный, вдоль заготовки со снятием стружки. Подразделяются на: поперечно-строгальные - для обработки детали диаметром до метра, и продольно-строгальные - для строгания заготовок длиной до 12 метров. Состоят из станины по продольным составляющим которой двигается или суппорт с инструментом(в поперечно-строгальные) или стол с заготовкой при неподвижном резце(в продольно-строгальные). Строгальные станки вытесняются фрезерными так как имеют более низкую производительность.
Долбежные станки применяются для обработки внутренних и внешних плоскостей граней, отверстий. Принцип действия напоминает работу строгального станка, только резец совершает возвратно-поступательные движения вертикально. При нарезке плоских отверстий в заготовке предварительно просверливаются отверстия, затем резцом нарезаются грани.
Протяжные станки предназначены для обработки плоских поверхностей инструментом протяжкой. Протяжка представляет собой инструмент, состоящий из последовательно расположенных зубьев, при этом каждый последующий зуб больше предыдущего. Принцип работы станка состоит в том, что инструмент протягивается по обрабатываемой поверхности и при этом каждый зуб одновременно снимает стружку. Высокая производительность, применяется в серийном и массовом производстве в связи с высокой стоимостью инструмента. Аналогично работает прошивной станок, только инструмент здесь проталкивается через отверстие.
7. Отделочное производство: шлифование, полирование и т.д.
Шлифование - процесс обработки заготовок абразивными материалами, применяемые для обработки материалов в виде наждачных кругов, бумаги, ткани с нанесенным слоем абразива. . В промышленности применяют в основном искусственные абразивные материалы: электрокорунды, карбиды кремния, карбиды бора, окись хрома, синтетические алмазы, эльбор, гексагокит и др.
Применяют для чистовой и отделочной обработки с высокой(до 0,002 мм) точностью. Для заготовок из закаленных сталей шлифование является одним из наиболее распространенных методов формообразования. С развитием малоотходной технологии доля обработки металлическим инструментом будет уменьшаться, а абразивным - увеличиваться.
Шлифовальные станки различают: круглошлифовальные для шлифования цилиндрических поверхностей, плоскошлифовальные для плоских поверхностей. Обработка производится вращающимся шлифовальным кругом. Круглошлифовальные станки делятся на центровые(заготовка закрепляется между центрами) и бесцентровые(заготовка помещена на клин, вращающийся ведущим и обтачивающийся рабочим кругом). Кроме того, бывают внутришлифовальные станки, на которых обрабатываются внутренние поверхности цилиндра.
Основные схемы шлифования.
Формы деталей современных машин представляют собой сочетание наружных и внутренних плоских, круговых цилиндрических и круговых конических поверхностей. Другие поверхности встречаются реже. В соответствии с формами деталей машин наиболее распространены схемы шлифования, приведенные на рис. 20.
Для всех технологических способов шлифовальной обработки главным движением резания vк (м/с) является вращение круга. При плоском шлифовании возвратно-поступательное перемещение заготовки является продольной подачей sпр (м/мин) *(рис а). Для обработки поверхности на всю ширину b заготовка или круг должны перемещаться с поперечной подачей sп (мм/дв. ход) Это движение происходит прерывисто (периодически) при крайних положениях заготовки в конце продольного хода. Периодически происходит и подача sВ на глубину резания.
Это перемещение осуществляется также в крайних положениях заготовки, но в конце поперечного хода.
При круглом шлифовании (рис.3 б) продольная подача происходит за счет возвратно-поступательного перемещения заготовки. Подача Sпр (мм/об. заг) соответствует осевому перемещению заготовки за один ее оборот. Вращение заготовки является круговой подачей
Sкр (м/мин).
Подача Sп (мм/дв. ход или мм/ход) на глубину резания для приведенной схемы обработки происходит при крайних положениях заготовки. Движения, осуществляемые при внутреннем шлифовании, показаны на рис,3 в.
В автоматизированных шлифовальных станках цикл работы станка включает периодический вывод круга из зоны шлифования, его автоматическую правку и перемещение круга к изделию на величину снятого при правке слоя абразива. Предусматривают также автоматическую установку заготовок в зажимные устройства и удаление готовых деталей. Основным недостатком обработки на шлифовальных станках является наличие больших остаточных напряжений в заготовке.
Полировочные работы - окончательная обработка поверхности достигается полированием ее быстро вращающимся эластичным кругом, покрытым войлоком, тканью с нанесением полировочной посты - абразивного порошка, смешанным с воском, салом и др. Наибольшее распространение получила поста ГОИ. Кроме рассмотренных станков применяют другие виды станков для абразивной обработки.( например, для нарезания резьбы специальным кругом), но их применение носит отраслевой характер.
Кроме того, в основном для обработки отверстий применяют хонингование, для наружной обработки поверхностей применяют суперфиниширование, притирка производится абразивными пастами или порошками, смешанными со смазкой и нанесенными на поверхность притира.
Риcунок 3. Основные схемы шлифования.
8. Точность, качество и производительность обработки.
Надежность машин во многом зависит от точности обработки деталей, качества обработанных поверхностей и точности сборки. Под точностью обработки понимают точность выполнения размеров, формы и взаиморасположения поверхностей. Точность выполнения размеров определяется отклонением фактических размеров обработанной поверхности детали от ее конструктивных размеров, указываемых на рабочем чертеже.
Под точностью формы поверхностей понимают степень их соответствия геометрически правильным поверхностям. Предельные отклонения формы обработанных поверхностей регламентируются государственными стандартами, так же как и точность их взаимного расположения. Предельные отклонения формы н расположения поверхностей на рабочих чертежах деталей обозначают условно в соответствии с государственными стандартами или их указывают в технических требованиях на изготовление детали.
Одним из показателей качества обработанной поверхности служит шероховатость.
Шероховатостъ поверхности - это совокупность неровностей, образующих рельеф поверхности и рассматриваемых в пределах определенного ее участка. Шероховатость характеризует среднее арифметическое отклонение профиля от среднего значения высоты неровностей и другие параметры. Шероховатость поверхностей условно можно разделить на четыре группы. К первой группе относят грубые поверхности, получаемые при черновом точении, фрезеровании, сверлении. Ко второй группе относят поверхности, полученные получистовой обработкой разными технологическими методами. Третью группу составляют поверхности, обработанные абразивными инструментами, а также отделочными методами (тонкое точение, развертывание, протягивание), электрофизическими и методами пластического деформирования. К четвертой группе относят поверхности, обработанные притиркой, хонингованием, суперфинишированием, алмазным выглаживанием и другими технологическими методами. Чем выше требования, предъявляемые к точности и качеству поверхностей, тем длительнее процесс обработки заготовки и сложнее технологический процесс изготовления.