Резка, точение, сверление, зенкерование, фрезерование... (Лекции или что-то типа. Бехметьев В.И. часть 1), страница 2

Схемы фрезерования:

а — против подачи; б—по подаче: 1 — заготовка; 2 — стол станка;

3 — гайка; 4 — ходовой винт.

Встречное фрезерование характеризуется тем, что нагрузка. на зуб увеличивается постепенно, так как толщина среза изменяется от нуля при входе зуба до максимума при выходе зуба из обрабатываемого металла. Зуб фрезы работает из-под корки, «выламывая» корку снизу; фреза «отрывает» заготовку от стола, приподнимая также и стол станка, увеличивая тем самым зазоры между столом и направляющими станины, что при больших сечениях (больших силах) среза приводит к дрожаниям и ухудшению частоты обработанной поверхности.

При попутном фрезеровании заготовка прижимается к столу, а стол — к направляющим станины. Зуб фрезы начинает работать почти с первого момента резания с наибольшей толщиной и сразу подвергается максимальной нагрузке. При наличии у заготовки корки зуб ударяется о нее; высокая твердость и загрязненность корки приводят в этом случае к резкому снижению стойкости фрезы. Поэтому, когда заготовка имеет твердую корку, применяют встречное фрезерование, при котором вредное влияние корки сказывается в меньшей степени.

СВЕРЛЕНИЕ

. Элементы режущей части сверла

Сверление является одним из самых распространенных методов получения отверстия. Режущим инструментом служит сверло (рис.7.), с помощью которого получают отверстие в сплошном материале или увеличивают диаметр ранее просверленного отверстия (рассверливание). Движение резания при сверлении—вращательное, движение подачи — поступательное. На обычных сверлильных станках сверло вращается, будучи закрепленным в шпинделе станка, и одновременно перемещается в глубину обрабатываемой заготовки, которая неподвижно закреплена на столе станка. Режущая часть сверла изготовляется из инструментальных сталей (Р18, Р12, Р6М5, Р6МЗ и др.) и из твердых сплавов.

Рис. 7.

Части и элементы спирального сверла

Образование стружки

Сверло — более сложный инструмент, чем резец. В более сложных условиях- протекает и процесс резания сверлом: затруднен отвод стружки и подвод охлаждающей жидкости; наблюдается значительное трение стружки о поверхность канавок сверла, трение стружки и самого сверла об обработанную поверхность; вдоль режущей кромки возникает резкий перепад скорости резания (от max до нуля), так что в отдельных точках режущей кромки срезаемый слой деформируется и срезается с разной скоростью; раз­личная деформация имеет место и в связи с переменным углом у вдоль всей режущей кромки спирального сверла, а потому по мере приближения точки режущей кромки к периферии сверла деформация срезаемого слоя уменьшается.

Все это вызывает более тяжелые, по сравнению с точением, условия процесса стружкообразования при сверлении, большие деформации срезаемого слоя, увеличенное тепловыделение и повышенный нагрев сверла. Процесс стружкообразования на небольшом участке режущей кромки подчиняется тем же закономерно­стям и сопровождается теми же явлениями, что и при точении; упругие и пластические деформации, тепловыделение, наросто-образование, упрочнение, износ инструмента здесь возникают по тем же причинам. Как и при точении, на температуру резания при сверлении скорость резания оказывает большее влияние, чем подача. При сверлении сталей образуется в основном сливная стружка, а при обработке чугунов — стружка надлома.

ЗЕНКЕРОВАНИЕ И РАЗВЕРТЫВАНИЕ

Элементы режущей части зенкеров и разверток

Сверла из быстрорежущей стали обеспечивают обработку отверстий по 4—5-му классу точности и по 3—4-му классу шероховатости. Сверла с пластинками из твердых сплавов, работающие на более высоких скоростях резания, обеспечивают обработку отверстий по 3—4-му классу точности и 4—5-му классу шероховатости. Для получения более точных отверстий (3—4-й класс точности, 6-й класс шероховатости) применяют зенкерование.

Процесс зенкерования осуществляется зенкером (рис.8.), который служит для дальнейшей обработки отверстий, полученных после литья, штамповки или сверления. Эта обработка отверстия может быть либо окончательной, либо промежуточной (получистовой) перед развертыванием, дающим еще более точные отверстия (3 - 1-й класс точности, 7—9-й класс шероховатости). Характер работы зенкера подобен сверлу при рассверливании отверстия. По конструкции и оформлению режущих кромок зенкер несколько отличается от сверла и имеет три — четыре зуба.

Рис.8.

Основные части зенкеров: а -— цельного о конусным хвостовиком; б - насадного цельного

Рис.9

Основные части развертки

Процесс развертывания осуществляется разверткой. Развертка (рис.9.) во многом напоминает зенкер; основное ее отличие от зенкера заключается в том, что она снимает значительно меньший припуск и имеет большее число зубьев—от 6 до 12.

Зенкеры и развертки изготовляют как из инструментальных быстрорежущих сталей Р18 и Р9, так и с пластинками из твердых сплавов (Т15К6 при обработке сталей; ВК8, ВК6 и ВК4 при обработке чугунов); ручные развертки изготовляют из сталей 9ХС и У12А.

ТОЧЕНИЕ

Точение — удаление слоя материала в виде стружки с поверхностей вращающейся заготовки поступательно перемещающимся режущим инструментом (резцом) или с поверхностей поступательно перемещающейся заготовки — вращающимся режущим инструментом. Точением получают наружные и внутренние цилиндрические, конические и фасонные поверхности тел вращения на станках токарной группы.

Удаление слоя материала с внешних поверхностей заготовки называют обтачиванием, а с внутренних — растачиванием.

В зависимости от достигаемой точности и шероховатости обрабатываемой поверхности точение подразделяют на черновое, чистовое и тонкое. При черновом точении удаляют наибольшую часть припуска на обработку. При этом получают точность в пределах 4 ... 7-го класса и шероховатость поверхности 3 ... 4-го класса. Применяют резцы типа Т15К10, глубину резания до 5 мм и подачу 0,2 ... 1,0 мм/об. При чистовом точении обработку ведут резцами Т60К6, ТЗОК4 с подачей до 0,2 мм/об, получая точность обработки 2 ... 4-го класса и шероховатость поверхности 5 ... 7-го класса. Тонким (алмазным) точением получают поверхности высокой точности (до 1-го класса) и шероховатости поверхности до 9-го класса. Обработку ведут с небольшими глубиной резания (0,1 ... 0,3) мм и подачей (0,02 ... 0,1 мм/об) со скоростью резания в зависимости от свойств обрабатываемого материала (150.., 1500 м/мин). Тонкое точение выполняют на станках повышенной точности типа 161Э, 161Л с использованием для обработки сталей резцов из твердых сплавов, а для обработки цветных сплавов — алмазных.

Заготовки на станках токарной группы закрепляют в центрах, патронах или на планшайбах.

При точении цилиндрических внутренних и наружных поверхностей одной детали необходимая концентричность их достигается обработкой за одну установку или предварительной обработкой отверстия с последующей установкой заготовки на оправку для точения наружной поверхности.

Длинные нежесткие валы (с отношением длины к диаметру более 12) обтачивают с применением люнетов: неподвижных, закрепляемых на станине станка, и подвижных, закрепляемых на каретке станка. Подвижный люнет перемещается непосредственно за резцом, при этом обточенная поверхность опирается на кулачки люнета. Подвижный люнет располагают впереди резца в случае, когда необходима соосность обтачиваемой поверхности и поверхности, ранее обточенной.

В крупносерийном и массовом производстве для снижения трудоемкости широко используется принцип концентрации рабочих ходов, т. е. одновременное обтачивание нескольких поверхностей несколькими резцами на многорезцовых станках — полуавтоматах типа 1721 и 1731. Эти станки имеют два суппорта:

передний с продольным и поперечным перемещением и задний только с поперечным. Передний суппорт служит в основном для продольного обтачивания заготовок, а задний — для подрезания торцов, прорезания канавок, фасонного обтачивания. Многоместные суппорты оснащаются большим количеством резцов (до 20). Движение суппортов автоматизировано; по окончании обработки они возвращаются в исходное положение автоматически.

Рис.10.

Способы обтачивания на многорезцовых станках: а – с продольной подачей; б – с врезанием и последующей подачей; в – с поперечной подачей.

Обтачивание на многорезцовых станках выполняют следующими способами:

1) с продольной подачей (рис.10а), когда резцы установлены каждый на определенный диаметр и по мере продольного перемещения суппорта последовательно вступают в работу. Длина отдельных ступеней обтачивания определяется взаимным расположением резцов;

2) с врезанием и последующей продольной подачей (рис.10,6), когда резцы вначале врезаются на необходимую глубину от по­перечной подачи суппорта, а затем от продольной. Каждая ступень заготовки обтачивается одним резцом, вследствие чего суппорт совершает путь, равный длине наиболее длинной ступени. Для сокращения длины хода суппорта длинная ступень обтачивается двумя и более резцами;

3) с поперечной подачей (рис.10, в), когда каждый резец обтачивает данную ступень врезанием. Ширина режущей кромки резца соответствует длине обрабатываемой ступени. Этот способ имеет ограниченное применение при обработке коротких цилиндрических, конических и фасонных поверхностей.

Многорезцовые полуавтоматы предназначены в основном для обтачивания поверхностей при изготовлении сравнительно крупных деталей. Однако способы, приведенные на рис.10, характерны и для обтачивания и для растачивания поверхностей при изготовлении деталей небольших размеров на токарно-винторезных, револьверных станках и токарных автоматах с применением многоинструментальных оправок.

Конические и фасонные поверхности в зависимости от их длины, конусности и конфигурации, а также от жесткости заготовок на станках токарной группы получают следующими способами:

Рис.11.

Обтачивание конусных и фасонных поверхностей:

Обтачивание фасонных поверхностей: а — широкими резцами с поперечной подачей; б —по копирной линейке и копиру. Обтачивание конусных поверхностей: в — поворотом верхнего поперечного суппорта с ручной подачей; г — смещением задней бабки станка с продольной подачей

а) при помощи широких фасонных резцов (до 60 мм) с поперечной подачей не более 0,1 мм/об (рис.11 а); б) по копиру, задающему

перемещение поперечному суппорту, а следовательно, и резцу, закрепленному на резцовой головке суппорта (рис.11, б).

Конические поверхности могут быть получены также поворотом верхнего поперечного суппорта с ручной подачей резца в направлении образующей конуса (для конических поверхностей небольшой длины) или сдвигом задней бабки токарного станка (для длинных конических валов, закрепляемых в центрах), как показано на рис.11в, г. При этом величину смещения задней бабки рассчитывают по формуле

S L(D-l)/2l

где L — длина детали; I — длина конусной части; D, d — больший и меньший диаметр конуса.

Требуемую точность обработки внутренних поверхностей получить труднее, чем наружных поверхностей вращения. Необходимость применения консольных оправок и борштанг снижает жесткость системы СПИД (станок — приспособление—инструмент—деталь) и повышает возможность возникновения вибраций. Поэтому допуски на точность отверстий 1-го и 2-го класса больше, чем на наружные цилиндрические поверхности тех же размеров и точности.