Обработка металлов резанием реферат

Обновлено: 21.09.2024

Обработка металлов резанием – технологические процессы обработки металлов путем снятия стружки, осуществляемые режущими инструментами на металлорежущих станках с целью придания деталям заданных форм, размеров и качества поверхностных слоев. Основные виды обработки металлов резанием: точение, строгание, сверление, развертывание, протягивание, фрезерование и зубофрезерование, шлифование, хонингование и др.. Закономерности обработки металлов резанием рассматриваются как результат взаимодействия системы станок – приспособление – инструмент – деталь. Любой вид обработки металлов резанием характеризуется режимом резания, представляющим собой совокупность следующих основных элементов: скорость резания u, глубина резания t и подача s. Скорость резания – скорость инструмента или заготовки в направлении главного движения, в результате которого происходит отделение стружки от заготовки, подача – скорость в направлении движении подачи. Например, при точении скоростью резания называется скорость перемещения обрабатываемой заготовки относительно режущей кромки резца (окружная скорость) в м/мин, подачей – перемещение режущей кромки резца за один оборот заготовки в мм/об. Глубина резания – толщина (в мм) снимаемого слоя металла за один проход (расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по нормали).

В разработку основ механики процесса резания большой вклад внесли русские ученые: И. А. Тиме, К. А. Зворыкин, А. А. Брикс, А. В. Гадолин, Я. Г. Усачев, А. Н. Челюсткин, И. М. Беспозванный, Г. И. Грановский, А. М. Даниелян, Н. Н. Зорев, А. И. Исаев, М. В. Касьян, А. И Каширин, В. А. Кривоухов, В. Д. Кузнецов, М. Н. Ларин, Т. Н. Лоладзе, А. Я. Малкин, А. В. Панкин, Н. И. Резников, А. М. Розенберг и другие.

В зависимости от условий резания стружка, снимаемая режущим инструментом (резцом, сверлом, протяжкой, фрезой и др.) в процессе обработки металлов резанием, может быть элементной, скалывания, сливной, надлома. Характер стружкообразования и деформации металла рассматривается обычно для конкретных случаев, в зависимости от условий резания; от химического состава и физико-механических свойств обрабатываемого металла, режима резания, геометрии режущей части инструмента, ориентации его режущей части инструмента, ориентации его режущих кромок относительно вектора скорости резания, смазывающе-охлаждающей жидкости и др.. Деформация металла в разных зонах стружкообразования различна, причем она охватывает также и поверхностный слой обработанной детали, в результате чего он приобретает наклеп и возникают внутренние (остаточные) напряжения, что оказывает влияние на качество деталей в целом.

Технология получения и обработки заготовки

. получения заготовки (литьем или обработкой давлением), а также режима термической или химико-термической обработки, которые формируют эксплуатационные свойства материала, детали. В данной курсовой работе . при смене температур после слива металла и завалки холодной шихты, обладать . плавления, СЕ,%Литейная усадка, %Жидкотекучесть, смОбрабатываемость резанием, %Коррозионная стойкость,г/ (м сутки) Мпа .

В результате превращения механической энергии, расходуемой при обработке металлов резанием, в тепловую возникают тепловые источники (в зонах деформации срезаемого слоя, а также в зонах трения контактов инструмент – стружка и инструмент – деталь), влияющие на стойкость режущего инструмента (время работы между переточками до установленного критерия затупления) и качество поверхностного слоя обработанной детали. Тепловые явления при обработке металлов резанием вызывают изменение структуры и физико-механических свойств, как срезаемого слоя металла, так и поверхностного слоя детали, а также структуры и твердости поверхностных слоев режущего инструмента. Скорость резания свойства обрабатываемого металла существенно влияют на температуру резания в зоне контакта стружки с передней поверхностью резца. Тепловые и температурные факторы процессов обработки металлов резанием выявляются следующими экспериментальными методами: калориметрическим, при помощи термопар по изменению микроструктуры, при помощи термокрасок, оптическим, радиационным и др. Трение стружки и обрабатываемой детали о поверхности режущего инструмента, тепловые и электрические явления при обработке металлов резанием вызывают его изнашивание. Различают следующие виды износа: адгезионный, абразивно-механический, электродиффузионный. Характер изнашивания металлорежущего инструмента является одним из основных факторов, предопределяющих выбор оптимальной геометрии его режущей части.

Значительное влияние на обработку металлов резанием оказывают активные смазочно-охлаждающие жидкости, при правильном подборе, а также при оптимальном способе подачи которых увеличивается стойкость режущего инструмента, повышается допускаемая скорость резания, улучшается качество поверхностного слоя и снижается шероховатость обработанных поверхностей, в особенности деталей из вязких жаропрочных и тугоплавких труднообрабатываемых сталей и сплавов. Вынужденные колебания (вибрации) системы станок – приспособление – инструмент – деталь, а также автоколебания элементов этой системы ухудшают результаты обработки металлов резанием. Колебания обоих видов можно снизить, воздействуя на вызывающие их факторы – прерывистость процесса резания, дисбаланс вращающихся частей, дефекты в передачах станка, недостаточную жесткость и деформации заготовок и др.

Повышение производительности труда и уменьшение потерь металла (стружки) при обработке металлов резанием связано с расширением применения методов получения заготовок, форма и размеры которых максимально приближаются к готовым деталям. Это обеспечивает резкое сокращение (или исключает полностью) обдирочных (черновых) операций и приводит к преобладанию доли чистовых и отделочных операций в общем объеме обработки металлов резанием.

Материалы, применяемые для изготовления режущей части инструмента .

. для изготовления инструментов, предназначенных для обработки материалов, имеющих высокую поверхностную твердость, при относительно небольших скоростях резания. . для изготовления ручных и машинных инструментов, предназначенных для обработки мягких металлов с низкими скоростями резания, . по сечению. Это позволяет использовать ее для изготовления инструментов относительно больших размеров, а также для .

Дальнейшее направление развития обработки металлов резанием: интенсификация процессов резания, освоение обработки новых материалов, повышение точности и качества обработки, применение упрочняющих процессов, автоматизации и механизации обработки.

1.1. Основные типы токарных станков

Станки токарной группы наиболее распространены в машиностроении и металлообработке по сравнению с металлорежущими станками других групп. В состав этой группы входят токарно-винторезные, токарно-револьверные, токарно-карусельные, токарные автоматы и полуавтоматы и другие станки.

Токарно-винторезные станки, Токарно-револьверные станки, Токарно-карусельные станки, Токарные автоматы, Металлорежущие станки

1.2. Классификация токарно-винторезных станков

По массе токарные станки делят на легкие — до 500 кг (D = 100-200 мм), средние — до 4 т (D = 250-500 мм), крупные — до 15 т (D = 630-1250 мм), тяжелые — 400 т (D = 1600-4000 мм).

Легкие токарные станки применяют в инструментальном производстве, приборостроении, часовой промышленности, в экспериментальных и опытных цехах. Эти станки выпускаются с механической подачей и без нее.

На средних токарных станках выполняют 70—80 % общего объема токарных работ. Станки этой группы предназначены для выполнения чистовой и получистовой обработки, нарезания резьб. Станки имеют высокую жесткость, достаточную мощность и широкий диапазон частот вращения шпинделя и подач инструмента, что позволяет обрабатывать детали с применением современных прогрессивных инструментов из твердых и сверхтвердых материалов. Предусмотрено также оснащение станков различными приспособлениями для расширения их технологических возможностей, облегчающих труд рабочего и повышающих качество обработки. Станки имеют достаточно высокий уровень автоматизации.

Крупные и тяжелые токарные станки предназначены в основном для тяжелого и энергетического машиностроения и других отраслей. Станки этого типа менее универсальны, чем станки среднего типа, и приспособлены в основном для обработки определенных типов деталей (валков прокатных станов, железнодорожных колесных пар, роторов турбин и др.).

1.3.Элементы резцов

1.3.1. Основные положения

Среди многих способов обработки металлов резанием важное место занимает обработка резцом. Резцы делят на три основные группы: токарные, строгальные и долбежные.

Токарные резцы используют на токарных (или подобных им) станках для получения из заготовок деталей с цилиндрическими, коническими, фасонными и торцовыми поверхностями, образующимися в результате вращения заготовки и перемещения резца; подобный процесс принято называть точением. В общем парке металлорежущих станков токарные станки (включая токарные полуавтоматы и револьверные станки) составляют около 35%, поэтому токарные резцы являются наиболее распространенными и к тому же наиболее простым видом режущего инструмента.

Токарная обработка

. токарных станках выполняют обтачивание цилиндрических поверхностей, подрезание торцов, вытачивание наружных канавок, отрезание металла, сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание, растачивание отверстий и внутренних канавок, центрование, обработку, поверхностей фасонными резцами, . станка расширяется применением принадлежностей и приспособлений. На токарном станке основными .

Резец состоит из головки, т. е. рабочей части, и тела, или стержня, служащего для закрепления резца в резцедержателе. Головка резца образуется при специальной заточке (на заточных станках) и имеет следующие элементы: переднюю поверхность, задние поверхности, режущие кромки и вершину.

Передней поверхностью называются поверхность резца, по которой сходит стружка. Задними поверхностями называются поверхности резца, обращенные к обрабатываемой заготовке (главная и вспомогательная).Режущие кромки образуются при пересечении передней и задних поверхностей.

Вершина резца — это место сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок; при криволинейном сопряжении режущих кромок вершина имеет округленную форму с радиусом r. По направлению подачи резцы разделяются на правые и левые. Правыми резцами называются такие, у которых при наложении на них сверху ладони правой руки (так, чтобы четыре пальца были направлены к вершине) главная режущая кромка оказывается расположенной на стороне большого пальца. При работе такими резцами, на токарном станке они перемещаются справа налево (от задней бабки к передней).

Левыми резцами называются такие резцы у которых при наложении ладони левой руки (как указано выше) главная режущая кромка оказывается расположенной на стороне большого пальца. По форме и расположению головки относительно стержня резцы разделяются на прямые, отогнутые изогнутые и с оттянутой головкой. У прямых резцов ось прямая; у отогнутых резцов головка резца в плане отогнута в сторону; у изогнутых резцов ось резца изогнута уже в боковой проекции; у резцов с оттянутой головкой головка уже тела резца; она может быть расположена как симметрично относительно оси тела резца, так и смещена относительно ее; головка может быть прямой, отогнутой, и изогнутой. Высотой головки резца h называется расстояние между вершиной резца и опорной поверхностью, измеренное перпендикулярно к ней. Высота головки считается положительной, когда вершина резца выше опорной поверхности, и отрицательной, когда вершина резца ниже опорной поверхности. Длиной головки резца l называется наибольшее расстояние от вершины резца до линии выхода поверхности заточки, измеренное параллельно боковой стороне тела резца. На обрабатываемой заготовке различают обработанную поверхность и поверхность резания. Обработанной поверхностью называется поверхность, полученная после снятия стружки. Поверхностью резания называется поверхность, образуемая на обрабатываемой заготовке непосредственно главной режущей кромкой.

Примеры похожих учебных работ

Технологический процесс изготовления шлицевого вала коробки подач универсально-фрезерного .

. технологии изготовления отдельных деталей и сборки в целом. В данном дипломном . условиях для производства продукции машиностроения требуется применение современного . Точность обработки обеспечивается методом работы на настроенном оборудовании. .

Токарная обработка металла

. работе на токарных станках используются различные режущие инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, . стороны, относительным движением заготовки и инструмента, с другой, -- геометрией инструмента. Процесс резания возможен при .

Токарно-винторезный станок 16К

. станка: высоту центров над станиной для токарного станка, наибольший диаметр обрабатываемого прутка для токарно-револьверного станка . инструмент для токарной обработки При работе на токарных станках применяют различные режущие инструменты: резцы, .

Производство металлов и их сплавов (2)

. состоит из глины. Магнитный железняк, Шпатовый железняк Для производства чугуна, кроме железных руд, требуются и другие . целесообразно перерабатывать для извлечения содержащихся в них металлов. К железным рудам Эти руды содержат значительное .

Токарные станки, классификация резцов

. винт. Однако бывают станки без ходового винта. На таких станках можно выполнять практически все виды токарных работ, за исключением . 5 промежуточных колес можно перемещать по радиальному пазу, тем самым изменяя расстояние А между центрами колес .

Технологии и технологи
Инженерные сети и оборудование
Промышленность
Промышленный маркетинг и менеджмент
Технологические машины и оборудование
Автоматизация технологических процессов
Машиностроение
Нефтегазовое дело
Процессы и аппараты
Управление качеством
Автоматика и управление
Металлургия
Приборостроение и оптотехника
Стандартизация
Холодильная техника
Архитектура
Строительство
Метрология
Производство
Производственный маркетинг и менеджмент
Текстильная промышленность
Энергетическое машиностроение
Авиационная техника
Ракетно-космическая техника
Морская техника

Все документы на сайте представлены в ознакомительных и учебных целях.
Вы можете цитировать материалы с сайта с указанием ссылки на источник.

Обработка металлов резанием

Виды обработки резанием: точение, сверление (зенкерование, развёртывание, цекование), строгание, долбление, фрезерование, протягивание, прошивание, шлифование, полирование. Сущность и схемы способов обработки. Параметры технологического процесса резания.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	29.10.2011
Размер файла	1,2 M

Соглашение об использовании материалов сайта

Просим использовать работы, опубликованные на сайте, исключительно в личных целях. Публикация материалов на других сайтах запрещена.
Данная работа (и все другие) доступна для скачивания совершенно бесплатно. Мысленно можете поблагодарить ее автора и коллектив сайта.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Обработка резанием является универсальным методом размерной обработки. Все виды механической обработки металлов и материалов резанием подразделяются на лезвийную и абразивную обработку согласно ГОСТ 25761-83. Основные виды обработки по назначению.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 27.02.2009

Механическое разрезание пластмасс. Точение стеклопластиков алмазными резцами. Фрезерование реактопластов, термопластов. Сверление, развёртывание и зенкерование отверстий в пластмассовых изделиях. Нарезание резьбы абразивными кругами, плашками, метчиками.

контрольная работа [545,8 K], добавлен 25.03.2012

Сверление, развёртывание и зенкерование отверстий в пластмассовых изделиях. Нарезание резьбы метчиками, резцами и абразивными кругами. Точение стеклопластиков алмазными резцами. Разрезание приводными ножницами. Фрезерование реактопластов и термопластов.

курсовая работа [1,0 M], добавлен 01.07.2015

Табличный метод расчета режимов резания при точении, сверлении и фрезеровании. Выбор марки инструментального материала и геометрических параметров режущей части инструмента. Расчет скорости резания, мощности электродвигателя станка, машинного времени.

курсовая работа [893,5 K], добавлен 12.01.2014

Ручной или механизированный способ обработки. Вида резания: с отделением стружки (пиление, строгание, фрезерование, долбление, сверление), без отделения стружки (лущение шпона, срезание ножевой фанеры, раскрой фанеры, на ножницах), расслоение.

реферат [696,4 K], добавлен 09.10.2006

Сверление – метод получения отверстий резанием. Оборудование и инструменты. Обработка просверленных отверстий зенкером и разверткой. Технология формообразования поверхностей фрезерованием. Технологические требования к конструкциям обрабатываемых деталей.

реферат [2,2 M], добавлен 18.01.2009

Токарная обработка и классификация токарных станков. Сущность обработки металлов резанием. Геометрические параметры режущего инструмента. Влияние смазочно-охлаждающей жидкости на процесс резания. Образование стружки и сопровождающие его явления.

Обработка металлов резаньем

Содержание

1.0. Введение
1.1. Основные типы токарных станков
1.2. Классификация токарно-винторезных станков
1.3. Элементы резцов
1.3.1. Основные положения
1.3.2. Геометрические параметры режущей части резцов
1.3.3. Типы токарных резцов
1.4. Приспособления
1.4.1. Назначение приспособлений
1.4.2. Основные конструктивные элементы приспособлений
1.4.3. Кулачковые патроны
1.4.4. Центры
1.4.5. Хомутики
1.4.6. Цанговые патроны
1.4.7. Способы закрепления заготовок на станке
1.4.8. Вспомогательный инструмент
1.5. Обработка заготовок на токарно-винторезных станках
1.6. Список использованных источников

Вложенные файлы: 1 файл

ТИТУЛЬНИК.doc

Тема: ______________________________ _

Выполнил:

Содержание

1.1. Основные типы токарных станков

1.2. Классификация токарно-винторезных станков

1.3. Элементы резцов

1.3.1. Основные положения

1.3.2. Геометрические параметры режущей части резцов

1.3.3. Типы токарных резцов

1.4.1. Назначение приспособлений

1.4.2. Основные конструктивные элементы приспособлений

1.4.3. Кулачковые патроны

1.4.6. Цанговые патроны

1.4.7. Способы закрепления заготовок на станке

1.4.8. Вспомогательный инструмент

1.5. Обработка заготовок на токарно-винторезных станках

1.6. Список использованных источников

Введение

1.1. Основные типы токарных станков

Токарно-винторезные станки предназначены для наружной и внутренней обработки, включая нарезание резьбы, единичных и малых групп деталей.

Токарно-револьверные станки предназначены для обработки малых и больших групп деталей сложной формы из прутка или штучных заготовок, требующих применения большого числа наименований инструмента.

Токарно-карусельные станки предназначены для обработки разнообразных по форме деталей, у которых диаметр намного больше длины. Эти станки отличаются от других токарных станков вертикальным расположением оси вращения планшайбы, к которой крепится обрабатываемая деталь.

Токарные автоматы предназначены для обработки деталей из прутка, а токарные полуавтоматы – для обработки деталей из прутка и штучных заготовок.

Металлорежущие станки отечественного производства имеют цифровое обозначение моделей.

1.2. Классификация токарно-винторезных станков

1.3.Элементы резцов

1.3.1. Основные положения

Главная режущая кромка (лезвие) выполняет основную работу резания. Она образуется от пересечения передней и главной задней поверхностей. Вспомогательная режущая кромка (лезвие) образуется от пересечения передней и вспомогательной задней поверхностей. Вспомогательных режущих кромок может быть две (например, у отрезного резца). Вершина резца — это место сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок; при криволинейном сопряжении режущих кромок вершина имеет округленную форму с радиусом r. По направлению подачи резцы разделяются на правые и левые. Правыми резцами называются такие, у которых при наложении на них сверху ладони правой руки (так, чтобы четыре пальца были направлены к вершине) главная режущая кромка оказывается расположенной на стороне большого пальца. При работе такими резцами, на токарном станке они перемещаются справа налево (от задней бабки к передней). Левыми резцами называются такие резцы у которых при наложении ладони левой руки (как указано выше) главная режущая кромка оказывается расположенной на стороне большого пальца. По форме и расположению головки относительно стержня резцы разделяются на прямые, отогнутые изогнутые и с оттянутой головкой. У прямых резцов ось прямая; у отогнутых резцов головка резца в плане отогнута в сторону; у изогнутых резцов ось резца изогнута уже в боковой проекции; у резцов с оттянутой головкой головка уже тела резца; она может быть расположена как симметрично относительно оси тела резца, так и смещена относительно ее; головка может быть прямой, отогнутой, и изогнутой. Высотой головки резца h называется расстояние между вершиной резца и опорной поверхностью, измеренное перпендикулярно к ней. Высота головки считается положительной, когда вершина резца выше опорной поверхности, и отрицательной, когда вершина резца ниже опорной поверхности. Длиной головки резца l называется наибольшее расстояние от вершины резца до линии выхода поверхности заточки, измеренное параллельно боковой стороне тела резца. На обрабатываемой заготовке различают обработанную поверхность и поверхность резания. Обработанной поверхностью называется поверхность, полученная после снятия стружки. Поверхностью резания называется поверхность, образуемая на обрабатываемой заготовке непосредственно главной режущей кромкой.

1.3.2 Геометрические параметры режущей части резцов

Режущая часть резца имеет форму клина, заточенного под определенным углом. Для определения углов резца устанавливаются исходные плоскости: плоскость резания и основная плоскость.

Плоскостью резания называется плоскость, касательная к поверхности резания и проходящая через главную режущую кромку. Основной плоскостью называется плоскость, параллельная продольному (параллельно оси заготовки) и поперечному (перпендикулярно к оси заготовки) перемещению. У токарных резцов с призматическим телом за эту плоскость может быть принята нижняя (опорная) поверхность резца. Главные углы резца измеряются в главной секущей плоскости, т. е. в плоскости, перпендикулярной проекции главной режущей кромки на основную плоскость. К главным углам резца относятся задний угол, угол заострения, передний угол и угол резания.

Главным задним углом называется угол между касательной к главной задней поверхности резца в рассматриваемой точке режущей кромки и плоскостью резания. При плоской задней поверхности резца можно сказать, что — угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Задние углы уменьшают трение задних поверхностей инструмента о поверхность резания и обработанную поверхность. Углом заострения называется угол между передней и главной задней поверхностями резца. Главным передним углом называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания проходящей через главную режущую кромку. Он может быть положительным, когда передняя поверхность направлена от плоскости, перпендикулярной плоскости резания; равным нулю, когда передняя поверхность перпендикулярна к скости резания, и отрицательным, когда передняя поверхность направлена вверх от плоскости, перпендикуляной плоскости резания. Положительный перед-угол делается для облегчения процесса резания (стружкообразования) и более свободного схода стружки по передней поверхно-1. Однако на практике угол не всегда оказывается лучшим, и приходится уменьшать (до 0, а иногда делать и отрицательным). Углом резания называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания.

Резец также характеризуется углами: вспомогательными задним и передним в плане и наклона главной режущей кромки. Вспомогательным задним углом называется угол между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно к основной скости. Вспомогательный задний угол измеряется во вспомогательной секущей плоскости, перпендикулярной проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость. В этой же плоскости рассматривается и вспомогательный передний угол. Главным углом называется угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Угол делается длиннее того, чтобы главная режущая кромка могла воздействовать на глубину срезаемого слоя; он влияет на износостойкость резца. Вспомогательным углом называется угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость направлением подачи; он делается для исключения трения на большей части вспомогательной режущей кромки. Углом при вершине в плане называется угол между проекциями режущих кромок на основную плоскость. Углом наклона главной режущей кромки называется угол, заключенный между режущей кромкой и линией, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости. Этот угол измеряется в плоскости, проходящей через главную режущую кромку перпендикулярно к основной плоскости. Угол наклона главной режущей кромки считается отрицательным, когда вершина резца является наивысшей точкой режущей кромки; равным нулю — при главной режущей кромке, параллельной основной плоскости, и положительным, когда вершина резца является нанизшей точкой режущей кромки. Угол делается для изменения направления стружки; он влияет на прочность головки резца и режущей кромки. Указанные углы резца, а также форма передней поверхности и форма режущих кромок относятся к геометрическим элементам режущей части инструмента, которые влияют на процесс резания металлов и его производительность.

1.3.2 Типы токарных резцов

По виду обработки токарные резцы делятся на проходные, подрезные, расточные, отрезные, прорезные, галтельные, резьбовые и фасонные. К проходным резцам относится и резец, называемый проходным упорным. Его используют при продольном точении с одновременной обработкой торцовой поверхности, составляющей с цилиндрической поверхностью прямой угол.

Подрезные резцы применяют для обработки поверхностей заготовки в направлении, перпендикулярном или наклонном к оси вращения. Для подрезания торца (с поперечной подачей) может быть использован и проходной упорный резец для чего его необходимо повернуть на некоторый угол с целью образования вспомогательного угла.

Токарный расточной резец применяется для обработки сквозных отверстий и для обработки глухих отверстий. Отрезной резец применяется для отрезки (разрезки) заготовки. Прорезные резцы аналогичны отрезным, но имеют длину режущей кромки, соответствующую ширине прорезаемого паза (канавки). Галтельные резцы применяют для протачивания закругленных канавок и переходных поверхностей. Резьбовыми резцами нарезают наружную и внутреннюю резьбу. Фасонные резцы используют для обработки фасонных поверхностей.

1.4. Приспособления

1.4.1. Назначение приспособлений

Приспособления предназначены для расширения технологических возможностей станков, повышения их производительности и точности при обработке заготовок и облегчения условий работы на станке. По назначению приспособления для токарных станков можно разделить на три группы:

1) для закрепления обрабатываемых заготовок;

2) для закрепления режущего инструмента (вспомогательный инструмент);

3) специальные приспособления, расширяющие технологические возможности станков, т. е. позволяющие производить не свойственные им работы (фрезерование, сверление нескольких отверстий и т. д.).

Приспособления для закрепления режущего инструмента и заготовок должны обеспечивать быструю установку, надежность и правильность закрепления. Эти устройства должны быть удобны и безопасны в работе. Приспособления, вспомогательный и режущий инструменты составляют технологическую оснастку станка.

1.4.2. Основные конструктивные элементы приспособлений

Деталь, закрепленная в приспособлении, должна быть лишена подвижности от начала до конца обработки. Требуемое неподвижное положение обеспечивается установочными и зажимными элементами, между которыми деталь устанавливается и закрепляется. Установочные элементы называют опорами, которые делят на основные и вспомогательные. Основными называют неподвижные опоры (постоянные, регулируемые и плавающие), координирующие обрабатываемую деталь в приспособлении в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. В качестве постоянных опор при установке заготовок применяют опорные штыри. Регулируемые и плавающие опоры используют при установке заготовок на необработанные или грубо-обработанные поверхности, чтобы уменьшить деформацию нежестких заготовок. Когда деталь устанавливают в приспособлении по необработанным и неточным поверхностям и если она может принять неправильное или неустойчивое положение, в местах приложения сил резания и сил зажима применяют вспомогательные (подвижные) опоры, которые подводят к детали после того, как деталь займет определенное положение на основных опорах. Число вспомогательных опор определяется конфигурацией и жесткостью обрабатываемой детали, направлением приложения сил резания и зажима. Зажимные устройства, закрепляя заготовку в приспособлении, обеспечивают прилегание ее базовых поверхностей к основным и вспомогательным опорам приспособления с силой, способной противодействовать силам резания. Заготовки с наружной цилиндрической поверхностью могут закрепляться в призмах, втулках и кольцах, а с внутренней цилиндрической поверхностью - на оправках и установочных пальцах. Наиболее часто применяют в приспособлениях винтовые зажимные устройства, которые отличаются простотой конструкции, надежностью, универсальностью и самоторможением.

1.4.3. Кулачковые патроны

На токарных станках применяют двух-, трех- и четырехкулачковые патроны. В двухкулачковых самоцентрирующих патронах закрепляют различные фасонные отливки и поковки, причем кулачки таких патронов часто предназначены для закрепления только одной детали. В трех-кулачковых самоцентрирующих патронах закрепляют детали круглой и шестигранной формы или круглые прутки большего диаметра. В четырехкулачковых самоцентрирующих патронах закрепляются прутки квадратного сечения, а в патронах с индивидуальной регулировкой кулачков — детали прямоугольной или несимметричной формы. Кулачковые патроны выполняются с ручным и механизированным приводом зажимов. Кулачки изготовляют обычно трехступенчатыми, для повышения износостойкости их закаливают. Различают кулачки для закрепления заготовок по внутренней и наружной поверхностям. При закреплении заготовки по внутренней поверхности заготовка должна иметь отверстие, в котором могут разместиться кулачки.

1.4.4. Центры

В зависимости от формы и размеров обрабатываемых деталей применяют центры различных типов. Угол при вершине рабочей части центра обычно равен 60°. Конические поверхности рабочей и хвостовой части центра не должны иметь забоин, так как это приводит к погрешностям при обработке деталей. Диаметр опорной части 3 меньше меньшего диаметра хвостовой части конуса. Это позволяет выбирать центр из гнезда без повреждения конической поверхности хвостовой части.

Центр служит для установки заготовок диаметром до 4 мм. У таких заготовок вместо центровых отверстий имеются наружные конические поверхности с углом при вершине 60°, который входит во внутренний конус центра, названный обратным. Если необходимо подрезать торец заготовки, применяют срезанный центр, который устанавливают только в пиноль задней бабки. Центр со сферической рабочей частью применяют в тех случаях, когда требуется обработать заготовку, ось которой не совпадает с осью вращения шпинделя станка. Центр с рифленой рабочей поверхностью рабочей части используют при обработке заготовок с большим центровым отверстием без поводкового "патрона».

В процессе обработки детали в центрах передний центр вращается вместе с ней и служит только опорой, а задний центр при этом неподвижен. Вследствие нагрева при вращении он теряет твердость и интенсивно изнашивается. Поэтому задний центр изготовляют из углеродистой стали с твердосплавной рабочей частью. При обработке с большими скоростями и нагрузками применяют задние вращающиеся центры.

1.4.5. Хомутики

Они предназначены для передачи вращения обрабатываемой детали, установленной в центрах станка. Хомутик надевают на обрабатываемую деталь и закрепляют винтом . Хвостовиком 2 хомутик упирается в палец поводкового патрона.

Более удобны в работе самозатягивающиеся хомутики. В таком хомутике хвостовик закреплен в корпусе подвижно на оси. Нижняя часть хвостовика, обращенная к детали, выполнена эксцентрично по отношению к оси и имеет насечку. Для установки хомутика на деталь хвостовик наклоняют в сторону пружины, которая создает предварительную затяжку детали хвостовиком. Окончательную затяжку в процессе обработки обеспечивает палец-поводок патрона.

1.4.6. Цанговые патроны

Их применяют главным образом для закрепления материала в виде прутков или для повторного зажима заготовок деталей по предварительно обработанной поверхности. По конструкции различают цанговые патроны с втягиваемой выдвижной и неподвижной цангами. По назначению цанги делят на подающие и зажимные.

Подающая цанга представляет собой стальную закаленную втулку, имеющую три неполных разреза, образующих пружинящие лепестки, концы которых поджаты друг к другу. Форма и размеры отверстия подающей цанги должны соответствовать профилю прутка. Подающая цанга навинчивается на подающую трубу, которая получает осевое перемещение для подачи расположенного в ней прутка от привода. При загрузке станка пруток проталкивается между лепестками подающей цанги и раздвигает их. Лепестки прижимаются силой своей упругости к поверхности прутка. При перемещении подающей трубы лепестки подающей цанги под действием сил трения сжимаются и увеличивают силу сцепления при подаче прутка.

Зажимная цельная цанга может быть выполнена в виде втулки с 3 — 6 пружинящими лепестками. Цанга с тремя лепестками применяется при обработке заготовок до 3 мм, с четырьмя — до 80 мм и с шестью — свыше 80 мм. Угол при вершине конуса цанги обычно 30°. Для обработки заготовок малого диаметра применяют зажимные разъемные цанги, у которых разведение кулачков обеспечивается пружинами. В некоторых случаях применяют разъемные цанги со сменными вкладышами, форма и размеры которых зависят от обрабатываемого прутка.

1.4.7. Способы закрепления заготовок на станке

Способ установки и закрепления заготовок на станке выбирают в зависимости от размеров, жесткости и требуемой точности обработки. Заготовки при l/d 10 в центрах станка или в патроне и центре задней бабки с поддержкой люнетом.

Заготовку на токарном станке обрабатывают в центрах, если необходимо обеспечить концентричность обрабатываемых поверхностей при переустановке заготовки для последующей обработки в центрах на шлифовальном станке.

Реферат: Обработка резанием

Обработка резанием является универсальным методом размерной обработки. Метод позволяет обрабатывать поверхности деталей различной формы и размеров с высокой точностью из наиболее используемых конструкционных материалов. Он обладает малой энергоемкостью и высокой производительностью. Вследствие этого обработка резанием является основным, наиболее используемым в промышленности процессом размерной обработки деталей.

Сущность и схемы способов обработки

Обработка резанием — это процесс получения детали требуемой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей за счет механического срезания с поверхностей заготовки режущим инструментом материала технологического припуска в виде стружки (рис. 1.1).

Основным режущим элементом любого инструмента является режущий клин (рис. 1.1, а). Его твердость и прочность должны существенно превосходить твердость и прочность обрабатываемого материала, обеспечивая его режущие свойства. К инструменту прикладывается усилие резания, равное силе сопротивления материала резанию, и сообщается перемещение относительно заготовки со скоростью ν. Под действием приложенного усилия режущий клин врезается в заготовку и, разрушая обрабатываемый материал, срезает с поверхности заготовки стружку. Стружка образуется в результате интенсивной упругопластической деформации сжатия материала, приводящей к его разрушению у режущей кромки, и сдвигу в зоне действия максимальных касательных напряжений под углом φ. Величина φ зависит от параметров резания и свойств обрабатываемого материала. Она составляет ~30° к направлению движения резца.

Внешний вид стружки характеризует процессы деформирования и разрушения материала, происходящие при резании. Различают четыре возможных типа образующихся стружек: сливная, суставчатая, элементная и стружка надлома (рис. 1.1, б).

Рис. 1.1. Условная схема процесса резания:

а – 1 – обрабатываемый материал; 2 – стружка; 3 – подача смазочно-охлаждающих средств; 4 – режущий клин; 5 – режущая кромка; φ – угол сдвига, характеризующий положение условной плоскости сдвига (П) относительно плоскости резания; γ – главный передний угол режущего клина; Р_z – сила резания; Р_y – сила нормального давления инструмента на материал; С_γ _u , С_γ _l – длины пластичного и упругого контактов; С_γ , С_a – длина зон контактного взаимодействия по передней и задней поверхностям инструмента; LOM – область главного упругопластичного деформирования при стружкообразовании; FKPT – область вторичной контактной упруго–пластичнеской деформации металла; h – глубина резания; Н – толщина зоны пластического деформирования (наклепа) металла.

В процессе резания режущий клин, испытывая интенсивное трение, контактирует с материалом стружки и обработанной поверхностью в контактных зонах. Для снижения сил трения и нагрева инструмента применяют принудительное охлаждение зоны резания смазочно-охлаждающими средами (СОС), подавая их в зону резания специальными устройствами.

Детали и инструменты закрепляются в специальных органах станка или приспособлениях. Станок, приспособление, инструмент и деталь образуют силовую систему (СПИД), передающую усилие и движение резания от привода станка режущему инструменту и детали.

Реальные схемы различных способов обработки резанием, используемый инструмент, а также виды движения инструмента и заготовки в процессе обработки приведены на рис. 1.2. В зависимости от используемого типа инструмента способы механической обработки подразделяются на лезвийную и абразивную.

Рис. 1.2. Схемы способов обработки резанием:

а – точение; б – сверление; в – фрезерование; г – строгание; д – протягивание; е – шлифование; ж – хонингование; з – суперфиниширование; D_r – главное движение резания; D_s – движение подачи; R_o – обрабатываемая поверхность; R – поверхность резания; R_оп – обработанная поверхность; 1 – токарный резец; 2 – сверло; 3 – фреза; 4 – строгальный резец; 5 – протяжка; 6 – абразивный круг; 7 – хон; 8 – бруски; 9 – головка.

Отличительной особенностью лезвийной обработки является наличие у обрабатываемого инструмента остройрежущей кромки определенной геометрической формы, а для абразивной обработки – наличие различным образом ориентированных режущих зерен абразивного инструмента, каждое из которых представляет собой микроклин.

Рис. 1.3. Конструкция и элементы лезвийных режущих инструментов:

а – токарного резца; б – фрезы; в – сверла;

1 – главная режущая кромка; 2 – главная задняя поверхность; 3 – вершина лезвия; 4 – вспомогательная задняя поверхность лезвия; 5 – вспомогательная режущая кромка; 6 – передняя поверхность; 7 – крепежная часть инструмента.

Рассмотрим конструкцию лезвийных инструментов, используемых при резании (рис. 1.3). Инструмент состоит из рабочей части, включающей режущие лезвия, образующие их поверхности, режущие кромки и крепежной части, предназначенной для установки и закрепления в рабочих органах станка.

Основными способами лезвийной обработки являются точение, сверление, фрезерование, строгание и протягивание. К абразивной обработке относятся процессы шлифования, хонингования и суперфиниша. В основу классификации способов механической обработки заложен вид используемого инструмента и кинематика движений. Так, в качестве инструмента при точении используются токарные резцы, при сверлении – сверла, при фрезеровании – фрезы, при строгании – строгальные резцы, при протягивании – протяжки, при шлифовании – шлифовальные круги, при хонинговании – хоны, а при суперфинише – абразивные бруски. Любой способ обработки включает два движения (рис. 1.2.): главное – движене резания D_r – и вспомогательное – движение подачи D_s . Главное движение обеспечивает съем металла, а вспомогательное – подачу в зону обработки следующего необработанного участка заготовки. Эти движения осуществляются за счет перемещения заготовки или инструмента. Поэтому при оценках движение инструмента во всех процессах резания удобно рассматривать при неподвижной заготовке как суммарное (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Схемы определения максимальной скорости режущей кромки инструмента υ_е , формы поверхности резания R и глубины резания h при обработке:

а – точением; б – сверлением; в – фрезерованием; г – строганием; д– протягиванием; е – хонингованием; ж – суперфинишированием.

Тогда полная скорость перемещения (v_e ) произвольной точки Мрежущей кромки складывается из скорости главного движения (v) и скорости подачи (v_s ):

Поверхность резания R представляет собой поверхность, которую описывает режущая кромка или зерно при осуществлении суммарного движения, включающего главное движение и движение подачи. При точении, сверлении, фрезеровании, шлифовании поверхности резания — пространственные линейчатые, при строгании и протягивании — плоские, совпадающие с поверхностями главного движения; при хонин-говании и суперфинишировании они совпадают с поверхностями главного движения.

Поверхности R_o и R_o _п называются, соответственно, обрабатываемой поверхностью заготовки и обработанной поверхностью детали (см. рис. 1.2).

В процессах точения, сверления, фрезерования и шлифования главное движение и движение подачи выполняются одновременно, а в процессах строгания, хонингования движение подачи выполняется после главного движения.

2. Параметры технологического процесса резания

К основным параметрам режима резания относятся скорость главного движения резания, скорость подачи и глубина резания.

Скорость главного движения резания (или скорость резания) определяется максимальной линейной скоростью главного движения режущей кромки инструмента. Эта скорость выражается в м/с.

Если главное движение резания вращательное, как при точении, сверлении, фрезеровании и шлифовании, то скорость резания будет определяться линейной скоростью главного движения наиболее удаленной от оси вращения точки режущей кромки — максимальной линейной скоростью главного движения (см. рис. 1.4):

где D - максимальный диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, определяющий положение наиболее удаленной от оси вращения точки режущей кромки, м; ω - угловая скорость, рад/с.

Выразив угловую скорость ω через частоту вращения шпинделя станка, получим:

При строгании и протягивании скорость резания v определяется скоростью перемещения строгального резца и протяжки в процессе резания относительно заготовки.

При хонинговании и суперфинишировании скорость резания определяется с учетом осевого перемещения (см. рис. 1.4, е, ж) инструмента.

Скорость резания оказывает наибольшее влияние на производительность процесса, стойкость инструмента и качество обработанной поверхности.

Подача инструмента определяется ее скоростью v_s . В технологических расчетах параметров режима при точении, сверлении, фрезеровании и шлифовании используется понятие подачи на один оборот заготовки S_o и выражается в мм/об. Подача на оборот численно соответствует перемещению инструмента за время одного оборота:

При строгании подача определяется на ход резца. При шлифовании подача может указываться на ход или двойной ход инструмента. Подача на зуб при фрезеровании определяется числом зубьев Z инструмента и подачей на оборот:

Глубина резания А определяется расстоянием по нормали от обработанной поверхности заготовки до обрабатываемой, мм. Глубину резания задают на каждый рабочий ход инструмента. При точении цилиндрической поверхности глубину резания определяют как полуразность диаметров до г: после обработки:

где d - диаметр обработанной поверхности заготовки, мм. Величина подачи и глубина резания определяют производительность процесса и оказывают большое влияние на качество обрабатываемой поверхности.

К технологическим параметрам процесса относятся геометрия режущего инструмента, силы резания, производительность обработки и стойкость инструмента.

Геометрические параметры режущего инструмента определяются углами, образуемыми пересечением поверхностей лезвия, а также положением поверхностей режущих лезвий относительно обрабатываемой поверхности и направлением главного движения. Указанные параметры идентичны для различных видов инструмента, что позволяет рассмотреть их на примере резца, используемого при точении.

Углы резца по передним и задним поверхностям измеряют в определенных координатных плоскостях. На рис. 2.1, а изображены координатные плоскости при точении, а на рис. 2.1, б углы резца в статике.

Главный передний угол γ — угол между передней поверхностью лезвия и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания; главный задний угол α – угол между задней поверхностью лезвия и плоскостью резания; угол заострения β – угол между передней и задней поверхностями. Из принципа построения углов следует, что

Угол наклона режущей кромки X — угол в плоскости резания между режущей кромкой и основной плоскостью.

Углы в плане: главный угол в плане φ – угол в основной плоскости между следом плоскости резания и направлением продольной подачи; вспомогательный угол в плане φ' – угол в основной плоскости между вспомогательной режущей кромкой и обработанной поверхностью.

Рис. 2.1. Геометрические парамеры токарного резца:

а – координатные плоскости; б – углы резца в статике;

1 – плоскость резания Р_п ; 2 – рабочая плоскость Р_s ; 3 – главная несущая плоскость Р_t ; 4 – основная плоскость P_v

Геометрические параметры режущего инструмента оказывают существенное влияние на усилие резания, качество поверхности и износ инструмента. Так, с увеличением угла у инструмент легче врезается в материал, снижаются силы резания, улучшается качество поверхности, но повышается износ инструмента. Наличие угла а снижает трение инструмента о поверхность резания, уменьшая его износ, но чрезмерное его увеличение ослабляет режущую кромку, способствуя ее разрушению при ударных нагрузках.

Силы резания Р представляют собой силы, действующие на режущий инструмент в процессе упругопластической деформации и разрушения срезаемой стружки.

Силы резания приводят к вершине лезвия или к точке режущей кромки и раскладывают по координатным осям прямоугольной системы координат xyz(рис. 2.2). В этой системе координат ось z направлена по скорости главного движения и ее положительное направление соответствует направлению действия обрабатываемого материала на инструмент. Ось у направлена по радиусу окружности главного движения вершины. Ее положительное направление также соответствует направлению действия металла на инструмент. Направление оси х выбирается из условия образования правой системы координат. Значение усилия резания определяется несколькими факторами. Оно растет с увеличением глубины h резания и скорости подачи s (сечения срезаемой стружки), скорости резания ν, снижением переднего угла γ режущего инструмента. Поэтому расчет усилия резания производится по эмпирическим формулам, установленным для каждого способа обработки (см. справочники по обработке резанием). Например, для строгания эта формула имеет вид Р = С_p h X _p s Y _p X n где коэффициенты С_р , Х_р , Y_p , nхарактеризуют материал заготовки, резца и вид обработки.

Мощность процесса резания определяется скалярным произведением:

Выразив это произведение через проекции по координатным осям, получим:

где v_x , v_y , v_z — проекции на оси координат скорости движения точки приложения равнодействующей сил резания. В практических расчетах используется приближенная зависимость N = P_z v. Это упрощение обусловлено тем, что составляющие Р_у и Р_х полной силы резания малы по сравнению с Р₂ , а скорость подачи относительно скорости резания составляет всего 1 - 0,1%.

Рис. 2.2. Схема действия сил резания на режущую кромку инструмента в точке, имеющую максимальную скорость перемещения ν_е , при обработке: а – точением; б – сверлением; в – фрезерованием; г – строганием; д– протягиванием; е – хонингованием; ж – суперфинишированием.

Производительность обработки при резании определяется числом деталей, изготовляемых в единицу времени: Q = \/Т_т . Время изготовления одной детали равно Т_т = Т_д + Т_т + Т_кп , где Т_о — машинное время обработки, затрачиваемое на процесс резания, определяется для каждого технологического способа; Т_т — время подвода и отвода инструмента при обработке одной детали; Г_всп — вспомогательное время установки и настройки инструмента.

Таким образом, производительность обработки резанием в первую очередь определяется машинным временем Т_о . При токарной обработке, мин: Т_о = La/(ns_o h), где L - расчетная длина хода резца, мм; а — величина припуска на обработку, мм.

Отношение a/h характеризует требуемое число проходов инструмента при обработке с глубиной резания И. Поэтому наибольшая производительность будет при обработке с глубиной резания h = а, наибольшей подачей s₀ и максимальной скоростью резания. Однако при увеличениипроизводительности снижается качесто поверхности и повышается износ инструмента. Поэтому при обработке резанием решается задача по установлению максимально допустимой производительности при сохранении требуемого качества поверхности и стойкости инструмента.

Список литературы

[1] – Материаловедение и технология металлов. Под ред. Г.П.Фетисова М.: Высшая школа, 2001

Читайте также: