Материал: Технология металлов и других конструкционных материалов учеб. пособие

Производительность труда при работе на металлорежущих станках тем выше, чем меньше штучное время обработки одной де­ тали •

L между несколькими инструментами, т. е. применение многоинст­ рументальной наладки или многорезцовых станков; 2) уменьшение числа проходов і, т. е. применение заготовок с минимальными при­ пусками на обработку; 3) увеличение числа оборотов п, т. е. скоро­ сти резания. Этот путь возможен при применении более совершен­ ных марок инструментального материала, в некоторых случаях также при улучшении геометрии резца; 4) увеличение подачи s так­ же за счет рационализации геометрии.

В качестве примера можно привести геометрию резца, предло­ женного токарем-новатором В. А. Колесовым, отличающуюся стро­ го определенной длиной зачистной кромки, равной примерно 1,2 s (рис. 195).

На рис. 195, а показана работа обычным резцом с образовани­ ем остаточных гребешков большой высоты, а на рис. 195, б — рез­ цом с зачистным лезвием. При той же подаче s остаточные гребеш­ ки практически отсутствуют. Геометрические параметры резца с зачистной кромкой даны на рис. 195,. в.

Не менее важным является снижение вспомогательного време­ ни, т. е. внедрение механизации и автоматизации технологических процессов.

Инструментальные материалы. Материалы, применяемые для изготовления металлорежущих инструментов, должны обладать высокой твердостью не только при нормальных, но и при повышен­ ных температурах, имея в то же время достаточно высокую проч-

320

постъ. В современном машиностроении применяется 6 видов инст­ рументальных материалов.

1. Углеродистые стали марок У8А — У12А вследствие низкой

мообработки HRC = 60—62.

2. Легированные стали марок ХВГ и 9ХС, имеющие в качестве легирующих добавок около 1% хрома (X), вольфрама (В), марган­ ца (Г), кремния (С) обладают несколько повышенной износостой-

Рис. 195. Геометрия резца с зачистным лезвием

костью, красностойкостью при температуре 300—350° и твердостью HRC = 62—64. Одним из важных преимуществ этих сталей является малая деформируемость при закалке, что способствует их приме­ нению для сложнофасонного инструмента. Однако они все более вытесняются быстрорежущими сталями и твердыми сплавами.

3.Быстрорежущие стали — стали, высоколегированные хро­ мом, вольфрамом, ванадием, с твердостью после термообработки HRC = 62—65, которая сохраняется при температурах до 600—650°. Кроме широко распространенных марок Р9 и .Р18 (цифры показы­ вают среднее содержание вольфрама), имеется ряд марок с повы­ шенным содержанием цанадия (Ф) и добавками кобальта (К): Р18Ф2, Р9КЮ,--Р18К5Ф2 и др.

4.Твердые сплавы состоят из карбидов тугоплавких металлов (вольфрам, титан, тантал), скрепленных связкой — кобальтом.

Твердые сплавы получаются методом порошковой металлургии в виде пластинок различной формы, имеющих твердость HRA = 88—92 (условно HRC = 71—75). Красностойкость этих сплавов очень вы­ сока (900—1000°), что позволяет применять очень высокие скорости резания.

В настоящее время применяются однокарбидные, двухкарбид­ ные и трехкарбидные твердые сплавы.

Однокарбидные сплавы группы ВК применяются для обработ­ ки чугуна, бронзы и неметаллических материалов. Увеличение про­ центного содержания кобальта повышает вязкость сплава, хотя несколько снижает твердость кобальта и красностойкость. Такие сплавы применяются для черновой обработки. Широко использу­

ются марки ВК2, ВК4, ВК6, ВК8, ВК6М, ВК8В (последние две — улучшенного качества, мелкозернистые). Двухкарбидные сплавы группы ТК содержат, кроме карбидов вольфрама, зерна твердого раствора карбида вольфрама в карбиде титана. Эти сплавы пред­ назначаются для обработки стали. Увеличение процентного содер­ жания титана повышает твердость и уменьшает слипаемость со ста­ лью при высоких температурах. Сплавы этой группы дают хорошие результаты при чистовой обработке (так называемое тонкое точение и растачивание). К титано-вольфрамовым твердым сплавам отно­ сятся Т5К10, Т14К8, Т15К6, Т30К4, Т60К6. Цифры после буквы К обозначают процентное содержание кобальта, после буквы Т — кар­ бидов титана, остальное —• карбиды вольфрама. Недавно появив­ шиеся трехкарбндные титано-танталовые твердые сплавы ТТ7К12 и ТТ7К15 содержат сложный карбид титана и тантала п имеют повышенные прочностные характеристики.

Пластинки твердого сплава припаиваются к державкам из обычной (для резцов) или инструментальной (сверла) стали или крепятся механически.

5. Минералокерамика марок Т-48 и ЦМ-332— дешевый мате­ риал на основе окиси алюминия Л120з с твердостью HRA = 91—93 и красностойкостью до 1200°, но обладает существенным недостат­ ком — хрупкостью. Хотя минералокерамика и не получила широко­ го распространения, она с успехом применяется опытными токаря­ ми при точении чугуна и закаленных сталей. Пластинки минерало­ керамики могут подвергаться металлизации и затем припаиваться, но обычно крепятся механически.

6. Алмазный инструмент получает все.более широкое примене­ ние после освоения промышленного выпуска искусственных алма­ зов. Наиболее широко используют алмазные круги, представляю­ щие собой стальную основу с прикрепленным металлическим сло­ ем, содержащим алмазный порошок. Для чистовой обработки применяют отдельные кристаллы, завалыюванные в специальной державке.

§ 2. Классификация и основные механизмы металлорежущих станков

Классификация станков. Большое разнообразие обрабатывае­ мых деталей и применяемых методов обработки предопределило, наличие множества типов и моделей станков. По степени универ­ сальности различают: 1) универсальные станки, предназначенные для выполнения разнообразных операций при обработке различных деталей (токарно-винторезные, револьверные, карусельные и т. д.); 2) специализированные станки, предназначенные для обработки де­ талей одного наименования и разных размеров (подшипников, ин­ струментов и т. д .); 3) специальные, предназначенные для обра­

ботки определенной детали.

Для обозначения типов и моделей станков в нашей стране при­ нята разработанная Экспериментальным научно-исследовательским

322

институтом металлорежущих станков система, по которой все стан­ ки разбиваются на.9 групп и 9 типов (табл. 13).

Различные модели станков обозначаются тремя или четырьмя цифрами. Первые две цифры обозначают группу и тип станка, тре­ тья и четвертая характеризуют один из основных параметров станка — высоту центров для токарных станков, диаметр сверле­ ния для сверлильных й т. п. Например, шифр 2150 обозначает вер­ тикально-сверлильный станок с максимальным диаметром сверле­ ния 50 мм.

Буква, стоящая после первой цифры, обычно указывает на мо­ дернизацию базовой модели. Например, после модернизации верти­ кально-сверлильному станку присвоен номер 2А150.

Модификацию (видоизменение) базовой модели обозначают буквой в конце шифра. Так, на базе вертикально-фрезерного станка 6Н12 выпускают его модификацию 6Н12К — копировально-фрезер­ ный.

Специальные станки обозначаются двумя буквами, присвоен­ ными каждому из станкостроительных заводов, й последующими цифрами, характеризующими порядковый номер модели станка. Например, шифром МП-30 обозначен специальный вертикально­ протяжной станок Минского завода протяжных станков.

Типы приводов. Приводом называется совокупность механиз­ мов, передающих движение от источника движения к тому или ино­ му органу станка.

В современных станках применяется индивидуальный привод, при котором приемный вал станка получает движение от отдельного электродвигателя. Индивидуальные приводы бывают с отдельным электродвигателем, передающим движение приводному валу по­ средством ременной или цепной передачи, с фланцевым электро­ двигателем; со встроенным электродвигателем, вал которого явля­ ется шпинделем станка.

В металлорежущих станках преобладают приводы со ступенча­ тым регулированием чисел оборотов шпинделя в виде коробок ско­ ростей с зубчатыми передачами. Применяются также приводы

с бесступенчатым регулированием: механические, гидравлические и электрические.

Механическое бесступенчатое регулирование обычно осущест­ вляется фрикционными бесступенчатыми вариаторами. Вариатор В. А. Светозарова (рис. 196, а) состоит из двух стальных чашек 3 и'}7, рабочие поверхности которых образованы как поверхности вращения дуги окружности вокруг оси / — II (торовые поверхно­ сти). Между чашками установлены стальные ролики 6, свободно вращающиеся на осях 5, которые могут поворачиваться относи­ тельно центров Оі II 0 2 с одинаковым наклоном. Поворот осей 5 осуществляется вращением цилиндрических барабанов 4.

Шпиндель III станка получает вращение от электродвигателя I через шариковую муфту 2, ведущую чашку 3, ролики 6, ведомую

.чашку 7, шариковую муфту 8 и клиноременную передачу 9. Изме-

324