Pereosnastka.ru

Основы резания металлов

Основы резания металлов

Общие понятия о токарной обработке металлов. Токарная обработка — это технологическая операция обработки тел вращения заданной формы и размеров посредством снятия стружки режущим инструментом при вращении заготовки (рис. 1) на токарном станке.

Наиболее широкое распространение получили следующие виды работ: обработка наружных цилиндрических (рис. 2, а), конических (рис. 2, б) и фасонных (рис. 2, в) поверхностей; обработка внутренних цилиндрических (рис. 3, а),.конических (рис. 3, б) и фасонных (рис. 3, в) поверхностей;
подрезание торцов (рис. 4, а);протачивание наружных (рис. 4, б) и внутренних (рис. 4,в) канавок; нарезание наружных (рис. 5, б, в) и внутренних (рис. 5, а, г) резьб и образование рифленой поверхности (рис. 6).

Для выполнения токарных работ применяют следующие виды режущего инструмента: резцы (рис. 7, а), сверла (рис. 7,6), развертки (рис. 7, в), зенкеры (рис. 7,г), зенковки (рис. 7, д), метчики (рис. 8, а) и плашки (рис. 8, б).

Для измерения заготовок и деталей используют стальные линейки, кронциркули, нутромеры (рис. 9), штангенциркули (рис. 10, а), глубиномеры (рис. 10,6), микрометры (рис. 11), шаблоны, скобы и калибры (рис. 12).

Заготовки на токарном станке крепят з патроне, центрах, в люнете и на планшайбе (рис. 13). Режущий инструмент крепят в резцедержателе (рис. 14), в пиноли задней бабки (рис. 15, а), плашкодержателях (рис. 15,6) и воротках (рис. 15, в).

Токарные станки выпускают различными по назначению, техническим возможностям и размерам. То-карно-винторезные станки (рис. 16)—это универсальные станки, предназначенные для выполнения разнообразных токарных работ.

Передняя бабка станка служит опорой для шпинделя, передающего вращение заготовке или инструменту, задняя бабка — для устройства, поддерживающего заготовку.

Суппорт — основной рабочий орган станка, предназначенный для закрепления и перемещения при обработке режущих инструментов или заготовки.

Токарно-револьверные станки (рис. 17) снабжены многорезцовыми головками. Головки по расположению бывают горизонтальными и вертикальными и служат для установки режущего инструмента. Токарно-револьверные станки предназначены для обработки однотипных деталей в условиях массового производства.

Коробка подач станка — многозвенный механизм, предназначенный для изменения скорости и направления подачи.

Многорезцовые токарные станки (рис. 18) предназначены для высокопроизводительной обработки деталей в условиях серийного и массового производства. Это достигается использованием одновременно нескольких резцов, закрепленных в резцедержателе суппорта.

Токарно-затыловочный станок (рис. 19, а) предназначен для обработки задних поверхностей зубьев зуборезного и резьбонарезного инструмента. Особенностью станка является наличие передачи (рис. 19, б) от распределительного вала станка на вертикальный вал и кулачок, расположенный в центральной части основания суппорта. Поворотная плита может быть установлена под углом относительно нижней части суппорта. Эта поворотная часть соединена с плитой, в которую запрессован палец, посредством которого плита совершает возвратно-поступательные движения.

Токарно-карусельный станок (рис. 20) предназначен для обработки заготовок диаметром до 1500 мм, имеет одну вертикальную стойку несущую на себе траверсу (поперечину), вдоль которой может перемещаться каретка с поворотным резцедержателем (револьверной головкой). По вертикальным направляющим стойки может перемещаться боковой суппорт с резцедержателем. Заготовку устанавливают на горизонтальной планшайбе.

Двухстоечный токарно-карусель-ный станок (рис. 21) применяют при обработке заготовок диаметром свыше 1500 мм. Основные узлы: станина и планшайба, две стойки, скрепленные между собой балкой. По вертикальным направляющим стоек с помощью вертикальных ходовых винтов, перемещающихся от электродвигателя, может перемещаться траверса. По ее горизонтальным направляющим перемещаются два вертикальных суппорта. Пульт предназначен для дистанционного управления станком. Револьверная головка перемещается маховичками.

Лобовые станки (рис. 22) служат для обработки заготовок больших диаметров и малых длин. На передней бабке лобового станка закреплена планшайба, на которой устанавливают заготовку. Задняя бабка у лобовых станков отсутствует. Поперечная станина с двумя суппортами расположена на отдельной плите. Средняя часть суппорта установлена параллельно или под углом к оси шпинделя и к верхней части с резцедержателем.

По способу крепления заготовок и управлению токарные станки подразделяют на станки с ручным управлением, полуавтоматы и автоматы. Станки с ручным управлением (рис. 23)— это обычные универсальные станки, на которых установку и снятие заготовки, подвод и отвод резца 2 осуществляют вручную. Если установку и снятие заготовки 3 (рис. 24) производят вручную, а весь цикл обработки (подвод и отвод резцов 1 и 2, установка на размер и т. д.) производится в автоматическом цикле, то такие станки называют полуавтоматическими.

Если станок работает по заданной программе без непосредственного участия человека, т. е. загрузка и снятие заготовки (рис. 25), подвод и отвод резцов, установка на размер и контроль производятся автоматически, то такие станки называют автоматами.

Используют также специальные агрегатные станки, которые состоят из унифицированных, кинематически не связанных между собой агрегатов. Их применяют в крупносерийном и массовом производствах.

Сущность процесса резания. Для осуществления процесса резания необходимо взаимодействие двух движений — главного Ог и движения подачи Ds (рис. 26). Главное движение в токарных станках — вращательное, определяющее скорость резания и сообщаемое, как правило, заготовке. Движением подачи называют движение, создаваемое механизмом подачи и сообщаемое инструменту. Снятие стружки осуществляется при вращательном главном движении, сообщаемом заготовке, и прямолинейном перемещении резца.

Взаимодействие обрабатываемой поверхности с резцом показано на рис. 27. Плоскость, проведенную касательно к режущей кромке, перпендикулярную к основной плоскости, называют плоскостью резания. Плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно к скорости главного движения, называют основной плоскостью.

Различают три вида поверхностей (рис. 28): 1 —обрабатываемую (поверхность заготовки до обработки), 2 — обработанную (поверхность после обработки) и поверхность резания R, образуемая режущей кромкой в результирующем движении резания.

Процесс резания подобен процессу раскалывания и возможен только при приложении к режущему клину силы Р, которая больше сил сопротивления материала заготовки (рис. 29).

Основные элементы резца. Резец (рис. 30) является режущим инструментом и состоит из головки и державки. Головка резца является его режущей частью. Крепят резец за державку. Головка резца имеет форму клина и состоит из нескольких поверхностей и кромок. Передней поверхностью называют поверхность лезвия инструмента, контактирующую в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой. Главная задняя поверхность — поверхность лезвия, примыкающая к главной режущей кромке. Главная режущая кромка лезвия образуется пересечением передней и главной задней поверхностей; — вспомогательная режущая кромка. Вершиной лезвия называют участок режущей кромки в месте пересечения двух задних (главной и вспомогательной) поверхностей.

Плоскости и кромки резца расположены под следующими углами: (рис. 31). Главный передний угол 7 — угол в секущей плоскости N — N между передней поверхностью лезвия и основной плоскостью; главный задний угол а — угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания; главный угол заострения (3 — угол в секущей плоскости между передней и задней поверхностями лезвия; угол в плане Ф — угол в основной плоскости между плоскостью резания и рабочей плоскостью; вспомогательный угол ф1 — угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи; угол при вершине в плане е образуется проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость; угол наклона кромки К — угол в плоскости резания между режущей кромкой и основной плоскостью.

Углы у (рис. 32) и А, (рис. 33) могут быть положительными, отрицательными и равными нулю. Угол в плане ф в зависимости от вида обработки изменяется от 30 до 90° (рис. 34). Передние и задние углы изменяются в зависимости от установки резца по оси (рис. 35, а), выше оси (рис. 35, б) и ниже оси (рис. 35, в) заготовки. При установке резца выше оси заготовки передний угол увеличивается, при установке ниже — уменьшается.

Стружкообразование. При непрерывном действии силы Р на резец (рис. 36) режущая кромка врезается в материал заготовки, уплотняя его передней поверхностью и отделяя в виде стружки. В зависимости от материала заготовки и условий резания в процессе обработки срезается различная по виду стружка: сливная (рис. 37, а)—при обработке вязких материалов, скалывания (рис. 37,6)—при обработке твердых материалов, надлома (рис. 37, в)—при обработке хрупких материалов.

Направление схода стружки зависит от угла наклона главной режущей кромки X (рис. 38). При А = 0 стружка отводится в направлении, перпендикулярном к режущей кромке.

При положительном К стружка сходит в направлении обработанной поверхности, при отрицательном — по направлению движения резца.

Режимы резания. При работе на токарных станках задают следующие параметры: глубину резания t, мм; подачу S, мм/об; скорость резания v, м/мин (рис. 39). Глубиной резания называют толщину срезаемого слоя металла за один рабочий ход инструмента, измеряют как расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями заготовки. При точении t — (D — d)/2.

При точении, сверлении и фрезеровании используют понятие подача на оборот S0, мм/об, т. е. перемещение режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности за один оборот заготовки (рис. 40).

Рассмотрим понятие скорости резания (рис. 42). Точка А, находящаяся на окружности диаметром D, за один оборот заготовки проходит путь, равный длине окружности. Длина окружности в 3,14 раз больше ее диаметра. Следовательно, точка А за один оборот совершит путь 3,14 или nD. Заготовка за 1 мин совершит п оборотов. Путь, который пройдет точка А, равен произведению длины окружности на число оборотов в минуту: nDn, мм/мин. Путь, пройденный точкой А за 1 мин, называют ее окружной скоростью. Точки А и Б, лежащие на окружностях разных диаметров Dud заготовки, при вращении пройдут за один оборот пути разной длины: точка А пройдет путь, равный яД а точка Б — путь nd. За время полного оборота заготовки точка А, лежащая на большей окружности диаметром D, должна пройти больший путь, чем точка Б, лежащая на меньшей окружности диаметром d, т. е. она должна двигаться быстрее и иметь, следовательно, большую окружную скорость.

Если главное движение резания является вращательным, то скорость резания и = л£)«/1000, м/мин, где D — наибольший диаметр заготовки; п — частота вращения инструмента, мин-1. Скоростью резания можно называть путь, проходимый режущей кромкой инструмента в минуту относительно поверхности заготовки. Следовательно, скорость резания есть не что иное, как окружная скорость заготовки.

Сила резания. При точении силу резания Р раскладывают на три составляющие (рис. 43).

Реклама:

Статьи по теме: