Металлорежущие станки и инструменты (831549), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Станки отрезной группы

Для разрезания сортового и фасонного материала могут использоваться универсальные металлорежущие станки (токарные, фрезерные, строгальные). Ввиду их низкой производительности в цехах серийного и массового производства применяют различные отрезные станки.

Для разрезания материала любого профиля широкое применение нашли фрезерно-отрезные станки, работающие дисковыми пилами диаметром 350-1500мм и толщиной 4-12мм (рис. 6.17.а). Дисковой пиле сообщается вращение и непрерывное горизонтальное или вертикально движение подачи. Современные станки оснащены гидроприводом, позволяющим бесступенчато изменять величину подачи. Фрезерно-отрезные станки имеют большую производительность. Недостаток – большой отход металла в стружку (из-за широкого прореза).

Ножовочные станки (приводные ножовки) используются для разрезки сортового и профильного металла и труб наибольшим диаметром 250-300мм (рис. 6.17.б). Кривошипно-шатунный механизм станка сообщает ножовочному полотну 4, закрепленному в раме 5, главное возвратно-поступательное движение. Консоль 6, по направляющим которой перемещается рама пилы, получает периодическую рабочую подачу, а также быстрое опускание и подъем после окончания операции. Эти станки просты в обслуживании, обеспечивают малый отход металла (ножовочное полотно имеет толщину 3-4мм). Недостаток – низкая производительность.

В машиностроении используются также отрезные станки в виде ленточных и фрикционных пил. Для разрезания труднообрабатываемых материалов, жаростойких и закаленных сталей выпускаются анодно-механические станки, работающие по принципу электрохимического растворения металла с механическим удалением продуктов растворения. Инструмент – вращающийся диск из низкоуглеродистой стали подается в сторону разрезаемой заготовки. Инструмент и заготовка соединены с источником постоянного тока напряжением 15-30В, причем инструмент является катодом, а заготовка – анодом. В рабочую зону подается электролит. При достаточно высокой плотности тока происходит разрушение поверхности заготовки под действием электрических разрядов.

Список литературы

1. Ансеров Ю.М. и др. Машины и оборудование машиностроительных предприятий – Л.: Политехника, 1991 – 365с.

2. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя - М.: Изд. стандартов, 1992 – 464с.

3. Ефремов Ю.М., Фролов Б.А. Металлорежущие станки: Учебн. пособие – М.: Машиностроение, 1985 – 320с.

4. Кучер А.Н. и др. Металлорежущие станки (альбом общих видов, кинематических схем и узлов) – М.: Машиностроение, 1972 – 308с.

5. Металлорежущие станки. Учебн. для машиностроительных вузов. Под ред. В.Е. Пуша – М.: Машиностроение, 1985 – 576с.

6. Справочник технолога машиностроителя. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985, т.1 – 656с., т.2 – 496 с.

Основные понятия о режущем инструменте -3

В системе «станок – приспособление – инструмент - деталь» режущий инструмент непосредственно путем удаления стружки производит формообразование обрабатываемой поверхности в заданных чертежом размерах. В настоящее время в машиностроении нет единой классификации режущего инструмента. Условно все многообразие применяемого режущего инструмента можно разделить на следующие группы:

• однолезвийный инструмент для обработки цилиндрических наружных и внутренних поверхностей (резцы);

• многолезвийный режущий инструмент для обработки отверстий различной формы;

• режущий инструмент для обработки наружных и внутренних резьбовых поверхностей;

• многолезвийный инструмент для обработки плоских поверхностей, пазов, канавок и уступов (фрезы);

• многолезвийный режущий инструмент для протягивания отверстий и шпоночных пазов (протяжки и прошивки).

• абразивный инструмент для шлифовальных операций;

• многолезвийный зубообрабатывающий инструмент.

Выбор и применение того или иного вида режущего инструмента в технологических процессах механической обработки зависят от многих факторов. Основные из них следующие:

Тип производства оказывает влияние на выбор инструмента через экономические показатели. Так, в крупносерийном и массовом производстве экономически целесообразно применять специальные многолезвийные инструменты, так как затраты на их изготовление окупаются большой программой выпускаемых изделий. И, наоборот, в единичном и серийном производстве следует применять стандартный режущий инструмент, как более дешевый по сравнению со специальным.

Вид технологического оборудования влияет на применяемый режущий инструмент через принятый метод технологической обработки. Так например, обработка шпоночного паза на протяжном станке может производиться только протяжкой, а не фрезой. И, наоборот, на фрезерном станке нельзя использовать протяжки.

Метод обработки. Различные технологические схемы выполнения операций по разному определяют использование того или иного типа инструмента. Например, при одном варианте обработку отверстий можно произвести сверлом или зенкером, а при другом обработку этого же отверстия можно выполнить сверлом и расточным резцом.

Размеры и форма обрабатываемой детали определяют размеры и конструкцию необходимого режущего инструмента.

Качество обработки в основном влияет на выбор конструкции инструмента и режим обработки этим инструментом. Например, при обдирочном фрезеровании, когда шероховатость поверхности не имеет существенного значения, применяют фрезы большого диаметра с крупным зубом. При чистовом фрезеровании, наоборот, предпочтительнее фрезы с мелким зубом.

Точность обработки определяет выбор типа и конструкции отделочного инструмента. Например, в зависимости от требуемой точности отверстия окончательная обработка может выполняться сверлом, зенкером, разверткой или резцом.

Материал обрабатываемой детали влияет на выбор материала режущей части инструмента и геометрические параметры.

Материалы режущей части инструментов

Все виды режущего инструмента состоят из двух основных частей – рабочей (или режущей) части и крепежной части. Рабочая часть осуществляет непосредственно процесс резания. Крепежная часть предназначена для установки и закрепления инструмента в технологическом оборудовании или приспособлении

Конструктивно большинство металлорежущего инструмента является составным – рабочая часть из специальных материалов или сплавов, крепежная – из обычных конструкционных сталей (сталь 45, сталь 40Х). Исключение составляют мелкоразмерные инструменты, изготавливаемые цельными из углеродистых и инструментальных сталей или твердых сплавов.

Основные качественные характеристики материалов и сплавов режущей части - это прочность, износостойкость и термостойкость. Чем выше у режущего сплава эти показатели, тем большую скорость, глубину и подачу можно задавать при механической обработке резанием.

Прочность режущего инструмента характеризуется обычными механическими показателями прочности – допускаемым напряжением при изломе - s_изл и ударной вязкостью. Режущий инструмент должен выдерживать переменную и ударную нагрузки в несколько сотен килограммов на своей передней режущей грани (кромке). Передняя режущая кромка подвергается выкрашиванию и излому. Кроме того, прерывистые поверхности обработки вызывают вибрации, усиливающие величины переменных нагрузок. Для закаленной инструментальной углеродистой стали s_изл = 240кг/мм², быстрорежущей стали- 400 кг/мм², для твердых сплавов- 100…150 кг/мм².

Износостойкость материала режущей части. Передняя и задняя поверхности режущей части инструмента, находясь под значительным нормальным давлением, испытывают при движении стружки большие усилия трения. Исходя из этого, материал режущей части должен обладать высокой износостойкостью. Износостойкость в большей степени зависит от твердости режущего сплава, которая измеряется в единицах HRA и HRC (испытание вдавливанием гладкого конуса под нагрузкой 60 и 150кг соотвеиственно). Твердость закаленной углеродистой и быстрорежущей стали составляет HRC63-65, твердых сплавов- HRA 85-92. Износостойкость режущего материала также зависит от структуры его и свойств его структурных составляющих. Для упрочнения поверхностного слоя режущего материала применяют науглераживание, цианирование, хромирование и другие виды износостойких покрытий..

Термостойкость режущего инструмента определяется температурой, за пределами которой твердость режущего материала начнет резко снижаться вследствие разложения его структуры. Критическая температура составляет: для быстрорежущей стали -600°С; для твердых сплавов-800…900°С.

Кроме трех рассмотренных основных свойств режущих материалов следует отметить еще одно свойство – прилипаемость, которое возникает на поверхности контакта режущего инструмента и обрабатываемой поверхности. Прилипаемость способствует появлению частых налипов и наростов, которые увеличивают силы трения.

В качестве материала режущей части применяются инструментальные и быстрорежущине стали, твердые и минералокерамические сплавы.

Марки быстрорежущих сталей: Р6М5, Р18, Р9К5, Р9Ф5, Р9К10 (первая цифра обозначает процентное содержание вольфрама, вторая - кобальта или ванадия). Эти стали рекомендуются для обработки вязких и в тоже время прочных сталей (жаропрочных), а также малотеплопроводных сталей (титановых), в первую очередь для резьбонарезного и рассверливающего инструмента. Углеродистые стали У10, У12 применяются для сверл, метчиков, плашек; для протяжек и фрез используются легированные хромованадиевые стали ХВ5, ХВГ.

Марки твердых сплавов: вольфрамокобальтовых- ВК2, ВК3, ВК6, ВК8 (цифра- процентное содержание кобальта); титанокобальтовых- Т5К10, Т15К6, Т15К10 (первая цифра обозначает процентное содержание титана, вторая- кобальта). Присадки кобальта уменьшают степень хрупкости сплава, а присадки титана увеличивают термостойкость. Рекомендуется вольфрамокобальтовые сплавы применять в режущих инструментах для обработки чугуна, титанокобальтовые – для обработки стали. Наиболее часто применяемые марки твердых сплавов: ВК6, ВК8 и Т15К6, Т15К10. Твердые сплавы имеют износостойкость и термостойкость в 1,5 раза выше, чем быстрорежущая сталь. Стоимость инструмента из твердого сплава в 6-8 раз дороже стоимости инструмента из быстрорежущей стали. Несмотря на это, расходы на твердые сплавы быстро окупаются за счет сокращения в 2-3 раза машинного времени на обработку.

Высокая стоимость твердых сплавов вызвала необходимость поиска более дешевых материалов. После многочисленных исследований получили минералокерамические сплавы: микролит (ЦМ332) и термокорунд (ЦВ14). Несмотря на высокую износостойкость и термостойкость, они имеют низкую прочность на изгиб. Поэтому минералокерамически сплавы получили применение при чистовой обработке жестких заготовок из чугуна и стали.

Рабочую часть инструментов в виде пластин или стержня соединяют сваркой с крепежной частью. Для соединения твердых сплавов используют пайку или сварку токами высокой частоты. Многогранные твердосплавные пластины закрепляют винтами, прихватами, клиньями. Малоразмерные твердосплавные инструменты (концевые и шпоночные фрезы, сверла, развертки) изготавливают в виде припаеваемых к хвостовикам твердосплавных стержней или целиком из твердого сплава.

Режущий инструмент

для обработки цилиндрических поверхностей (резцы)

Конструкция любого резца, в общем виде, состоит из державки и режущей части. Державки, в основном имеют прямоугольную форму, реже круглую (для револьверных станков) Поперечное сечение державки в зависимости от величины срезаемой стружки, изменяется в пределах от 16х10 до 63х40мм. Обычно на державки резцов из конструкционной стали напаиваются или навариваются пластинки из быстрорежущей стали или твердых сплавов. Размеры пластинок определены ГОСТ2379-77 и ГОСТ2209-82. Размеры пластинок из быстрорежущей стали рассчитаны на десять, из твердых сплавов - на двадцать переточек. В последнее время широко применяются резцы с неперетачиваемыми пластинками твердых сплавов, имеющие от трех до шести граней. Обобщенная классификация токарных резцов приведена в табл. 1

Таблица 1

Классификация токарных резцов.

На рис.1 показаны конструкции наиболее часто используемых токарных резцов. Резец проходной прямой (рис.1а) применяется при обдирочных (черновых) операциях. Стандартный проходной отогнутый резец (рис. 1б) облегчает подвод резца к обрабатываемым поверхностям сложной формы, квадратная пластинка допускает большое количество переточек. Отогнутая форма головки обеспечивает универсальность резца: позволяет производить подрезку и торцовку нижним углом. Обдирочные проходные резцы работают при значительных припусках и подачах, поэтому имеют достаточно жесткое и прочное сечение.

При подрезке торцов ступенчатых валов используются резцы подрезные (рис.1г), для прорезки канавок - резец канавочный широкий. Наличие у канавочного резца двух боковых режущих граней позволяет

Характеристики

Список файлов лекций