Контрольная работа: Токарное дело
Обработку внутренних конических поверхностей на токарных станках выполняют также различными способами: широким резцом, поворотом верхней части (салазок) суппорта, поворотом конусной (копировальной) линейки. Внутренние конические поверхности длиной до 15 мм обрабатывают широким резцом, главная режущая кромка которого установлена под требуемым углом к оси конуса, осуществляя продольную или поперечную подачу. Этот способ применяют в том случае, когда угол уклона конуса большой, а к точности угла уклона конуса и шероховатости поверхности не предъявляют высоких требований. Внутренние конусы длинней 15 мм при любом угле наклона обрабатывают поворотом верхних салазок суппорта с применением ручной подачи.
Независимо от способа обработки конуса резец обязательно устанавливают точно по высоте центров станка.
НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБЫ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ
Нарезание резьбы резцами производится на токарно-винторезных станках, имеющих ходовой винт с разъемной гайкой, гитару сменных колес, коробку подач и реверсивный механизм. На станке можно нарезать различные резьбы — наружные и внутренние, метрические и дюймовые, правые и левые, однозаходные и многозаходные, крепежные и грузовые; по форме профиля — треугольные, прямоугольные, трапецеидальные и др. Кроме того, на токарно-винторезных станках нарезают червяки. Перед нарезанием резьбы заготовку обтачивают (растачивают) до определенного диаметра, который должен быть несколько меньше наружного диаметра резьбы. Это объясняется наличием упругих и пластических деформаций, возникающих в материале заготовки, от чего наружный диаметр стержня увеличивается, а внутренний диаметр отверстия уменьшается. Выбор диаметра заготовки производится по специальным таблицам.
Для нарезания резьбы применяют стержневые, призматические и круглые (дисковые) резцы и резьбовые гребенки. Более широкое применение находят стержневые резцы. У резцов для окончательной обработки передний угол γ = 0, у резцов для предварительной обработки резьбы, когда искажение профиля резьбы не имеет большого значения, применяют положительный передний угол γ = 10...20°. Угол профиля в режущей части резца равен углу профиля резьбы (например, для метрической – 60°, для лобковой – 55°). Угол профиля режущей части резца и установку его в резцедержателе измеряют шаблоном или угломером на просвет. Для нарезания резьбы необходимо увязать вращение заготовки (шпинделя) с подачей резьбового резца (суппорта). Резьба нужного шага получится в том случае, когда за один оборот заготовки резец переместится в провальном направлении на один шаг (нитку) нарезаемой резьбы.
Современные токарно-винторезные станки с коробкой подач имеют очень простую и заданный шаг резьбы. Настройка либо к нахождению по таблице, прикреплённой в зависимости от модели верхней или боковой стенке коробки, или на барабане настройки станка на требуемую резьбу нужного положения рукояток барабанов коробки подач, либо чисел зубьев сменных зубчатых колес и установке их в нужное положение. Станки обычно имеют два комплекта сменных колес. В тех токарно-винторезных станках, в которых нет коробки подач, настройку производят только по расчету. К таким станкам прилагают комплекты сменных зубчатых колес из 17, 19, 38 или другого количества колес. Резьбу нарезают за несколько предварительных и окончательных ходов, количество которых зависит от шага резьбы. Применяют несколько способов (схем) подачи резьбового резца на глубину резания при каждом проходе. При нарезании резьбы с шагом Р < 2 мм резец подается в поперечном направлении перпендикулярно оси нарезаемой заготовки — радиальная подача . При нарезании резьбы с шагом Р>2...2,5 мм для облегчения деформации и свободного выхода стружки из зоны резания применяют комбинированную подачу резца — одновременно поперечную и продольную. Вторая схема резания может быть также осуществлена с помощью подачи верхних салазок суппорта, повернутых к оси центров станка под углом 60°. Для получения более точной резьбы окончательные проходы желательно выполнять только с радиальной подачей — по первой схеме. Возврат резьбового резца в исходное рабочее положение для выполнения очередного прохода осуществляют двумя способами, выбор которых зависит от шага нарезаемой резьбы и шага ходового винта станка. При нарезании на токарно-винторезном станке различают кратную (четную) и некратную (нечетную) резьбы. Кратной называют резьбу, у которой отношение шага Рx резьбы ходового винта делится без остатка на шаг Рн нарезаемой резьбы или число ниток пн на 1" нарезаемой дюймовой резьбы делится без остатка на число ниток пх ходового винта. Некратной называют такую резьбу, у которой в результате указанного деления получаются дробные, а не целые числа. При нарезании кратной резьбы возврат резца (суппорта) в первоначальное положение осуществляют путем включения разъемной гайки ходового винта и быстрого перемещения суппорта вручную. При нарезании некратной резьбы, после отвода резца от заготовки в поперечном направлении, переключают вращение шпинделя на обратный (ускоренный) ход, не размыкая разъемной гайки, и перемещают суппорт с резцом в исходное положение для выполнения очередного прохода.
Прямоугольную и трапецеидальную резьбы и червяки в зависимости от размеров и точности нарезают одним или несколькими резцами. При нарезание резьбы применяют различные смазочно-охлаждающие жидкости, которые поглощают теплоту, уменьшают трение трущихся поверхностей резца и заготовки, удаляют мелкие частицы стружки. При обработке стальных деталей используют эмульсию, масло, сульфофрезол; бронзовых и латунных без охлаждения или сурепное масло; чугунных без охлаждения или керосин.
Нарезание наружной и внутренней треугольной крепежной резьбы метчиками и плашками на токарных, токарно-револьверных и других станках один из высокопроизводительных способов обработки. Резьбу нарезают окончательно за один или несколько проходов инструмента. Специальную настройку станка на нарезание резьбы не производят. Приемы работ просты, во многом сходны с приемами нарезания резьбы, освоенными учащимися при прохождении слесарной практики и не требуют высокой квалификации. Наиболее целесообразно применять метчики и плашки для нарезания неточных крепежных резьб диаметром до 25..30 мм и с шагом не более 3 мм.
Плашка представляет собой кольцо с резьбой на внутренней поверхности и стружечными отверстиями, образующими режущие кромки. Метчики применяются для нарезания внутренних резьб и делятся на слесарные, машинно-ручные, машинные, гаечные и специальные. Машинные метчики применяют при нарезании резьбы на токарных, токарно-револьверных и сверлильных станках, а специальные и гаечные метчики на различных гайкорезных автоматах. Метчик состоит из рабочей части, имеющей резьбовую поверхность и канавки для образования режущих кромок и хвостовика, который служит для закрепления инструмента в патроне. Обычно при нарезании резьбы на станке пользуются одним машинным метчиком, обеспечивающим получение резьбы за один проход. Для нарезания резьбы в заготовках из твердых металлов пользуются двумя или тремя метчиками (двух- и трех комплектными). Первый—черновой делает предварительную нарезку, а чистовой доводит резьбу до требуемых размеров и зачищает ее. При ввинчивании метчика или навинчивании плашки в нарезаемую поверхность заготовки зубья заборной части инструмента постепенно прорезают винтовые канавки профиля резьбы. Толщина срезаемого слоя аz каждым зубом заборной части, а, следовательно, сила резания и крутящий момент зависят от числа зубьев, угла j заборной части и шага резьбы. Для закрепления инструмента на станке и предохранения его от поломок и срыва резьбы в процессе нарезания, особенно в глухих отверстиях и на ступенчатых валиках, применяют предохранительные компенсирующие патроны различных конструкций и размеров. Основная особенность таких патронов—возможность перемещения инструмента на некоторое расстояние вдоль оси хвостовика и компенсирование некоторого рассогласования фактической подачи инструмента с шагом нарезаемой резьбы.
ОБРАБОТКА ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Многие детали машин имеют не только прямолинейные и плоские поверхности, но и различные криволинейные контуры, состоящие из отрезков прямых, дуг окружностей различного диаметра и других кривых. Криволинейные контуры можно фрезеровать на вертикально-фрезерных станках: по разметке комбинированием продольной и поперечной ручных подач; по разметке с помощью поворотного круглого стола; по копиру в специальных приспособлениях.
Криволинейные контуры формы дуги окружности рекомендуется обрабатывать на поворотном круглом столе с ручной подачей, который является обязательной принадлежностью вертикально-фрезерного станка.
Положение оси вращения поворотного стола на столе фрезерного станка относительно оси шпинделя станка определяют совмещением оси стола с осью концевой фрезы, для чего в центровое коническое отверстие поворотного стола вставляют центрирующий штифт или центр. Для получения требуемого радиуса контура на заготовке стол станка поперечной подачей смещают на радиус контура плюс радиус фрезы.
Правильность установки заготовки относительно оси поворотного стола можно проверить путем легкого касания заготовки вращающейся фрезой в двух диаметрально противоположных положениях, т. е. при повороте стола на 180°. Теперь, если подвести заготовку любой точкой к вращающейся фрезе и продолжать поворачивать стол за рукоятку, то фреза обработает на ней дугу окружности радиусом, равным расстоянию от центра стола до этой точки заготовки. Чем дальше расположена точка боковой поверхности от оси стола, тем большую окружность опишет она при вращении стола.
Следовательно, при этом методе обработки контур на заготовке получается без комбинирования двух подач и его точность зависит только от правильной установки заготовки на столе (от правильного радиуса поворота заготовки). Для обеспечения контроля в процессе фрезерования заготовка должна быть предварительно размечена.
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА ФРЕЗЕРНОМ СТАНКЕ
Фрезерование является одним из наиболее распространенных методов обработки плоских и различных фасонных поверхностей, нарезания резьбы, шлицев, зубьев колес и других деталей.
Большинство деталей имеют поверхности в форме плоскостей, например направляющие станины станка, поверхность основания тисков, контрольные и разметочные плиты, поверхности установочных угольников, грани болтов и гаек, квадраты хвостовиков инструментов и т. п. Фрезерование плоскостей можно производить главным образом цилиндрическими фрезами на горизонтально-фрезерных станках, а торцовыми и концевыми фрезами, как на горизонтально-, так и на вертикально-фрезерных станках.
Наклонной плоскостью называется плоская поверхность, расположенная под углом к горизонтали. Скосом называют короткую наклонную плоскость. Фрезерование наклонной плоскости с поворотом заготовки можно выполнять как на горизонтально, так и на вертикально-фрезерных станках, применяя универсальные машинные тиски, угловые плиты или специальные приспособления и прихваты.
Фрезерование уступов, прямоугольных пазов, канавок и отрезание заготовок. В деталях машин и приборов встречаются поверхности, называемые уступами и пазами. Пазы могут быть прямоугольными и фасонными, сквозными и замкнутыми. Для обработки прямоугольных, фасонных и сквозных пазов и уступов на горизонтально-фрезерных станках применяют различные дисковые фрезы. Для обработки замкнутых пазов, шпоночных канавок и других малодоступных поверхностей на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках применяют концевые фрезы. При переточках ширина фрезы уменьшается, поэтому в тех случаях, когда фреза должна сохранять размер по ширине, целесообразно применять составные (сдвоенные) дисковые фрезы, состоящие из двух половин, между которыми закладывают тонкое, определенной толщины, кольцо.
Фрезы крепят на оправки фрезерных станков аналогично цилиндрическим. Дисковые фрезы больших размеров в целях экономии быстрорежущей стали изготовляются сборными, со вставными ножами. Фрезерование уступов дисковыми фрезами можно выполнить различными приемами: каждый уступ фрезеруется одной трехсторонней дисковой фрезой ;оба уступа одновременно фрезеруют набором из двух дисковых фрез точно одинакового диаметра. В этом случае, чтобы получить заданный размер между уступами, на оправку между фрезами устанавливают соответствующие промежуточные кольца или фрезеруют в двухпозиционном вращающемся на 180°приспособлении. После фрезерования уступа (первая позиция) приспособление с закрепленной в нем заготовкой поворачивают и ставят во вторую позицию для фрезерования второго уступа.
Многие детали машин имеют не только прямолинейные и плоские поверхности, но и различные криволинейные контуры, состоящие из отрезков прямых, дуг окружностей различного диаметра и других кривых. Криволинейные контуры можно фрезеровать на вертикально-фрезерных станках: по разметке комбинированием продольной и поперечной ручных подач: по разметке с помощью поворотного круглого стола; по копиру в специальных приспособлениях. Фрезерование комбинированием ручных подач заключается в том, что предварительно размеченную заготовку, а при необходимости с просверленными отверстиями для крепления и ввода инструмента, закрепляют на столе фрезерного станка. Перемещая ручной подачей стол одновременно в продольном и поперечном направлениях, подводят заготовку под вращающуюся концевую фрезу так, чтобы фреза снимала слой металла в соответствии с размеченным криволинейным контуром. Чтобы фреза своим торцом не задевала за рабочую поверхность стола станка или приспособления, заготовку обязательно устанавливают на подкладку.
Криволинейные контуры формы дуги окружности рекомендуется обрабатывать на поворотном круглом столе с ручной подачей, который является обязательной принадлежностью вертикально-фрезерного станка. Поворотный круглый стол своим основанием крепится с помощью болтов в Т-образные пазы стола станка. Вращение от рукоятки, насаженной на валик, через червячную пару передается на поворотную часть стола (планшайбу). Градуированная шкала на боковой поверхности стола служит для отсчета его поворота (с закрепленной заготовкой) на требуемый угол.
Положение оси вращения поворотного стола на столе фрезерного станка относительно оси шпинделя станка определяют совмещением оси стола с осью концевой фрезы, для чего в центровое коническое отверстие поворотного стола вставляют центрирующий штифт или центр. Для получения требуемого радиуса контура на заготовке стол станка поперечной подачей смещают на радиус контура плюс радиус фрезы.
Правильность установки заготовки относительно оси поворотного стола можно проверить путем легкого касания заготовки вращающейся фрезой в двух диаметрально противоположных положениях, т. е. при повороте стола на 180°. Теперь, если подвести заготовку любой точкой к вращающейся фрезе и продолжать поворачивать стол за рукоятку, то фреза обработает на ней дугу окружности радиусом, равным расстоянию от центра стола до этой точки заготовки. Чем дальше расположена точка боковой поверхности от оси стола, тем большую окружность опишет она при вращении стола.
Следовательно, при этом методе обработки контур на заготовке получается без комбинирования двух подач и его точность зависит только от правильной установки заготовки на столе (от правильного радиуса поворота заготовки). Для обеспечения контроля в процессе фрезерования заготовка должна быть предварительно размечена.
При обработке большой партии одинаковых заготовок с криволинейным контуром пользуются специальным копировальным приспособлением или применяют копировально-фрезерные станки.
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ ШЛИФОВАЛЬНОЙ ГРУППЫ
Шлифованием можно обрабатывать простые цилиндрические валики и отверстия, плоские поверхности, а также сложные профильные поверхности, например зубчатые колеса, шлицевые валы, резьбы, червяки, направляющие станин и т. п.
Для осуществления процесса шлифования шлифуемая заготовка и абразивный инструмент совершают относительные движения, направления которых при различных видах шлифования показаны. Круглое наружное шлифование выполняют чаще всего на круглошлифовальных станках, когда заготовку устанавливают в центрах или закрепляют в патроне. Различают шлифование с продольной подачей и врезанием (с поперечной подачей). При круглом наружном шлифовании с продольной подачей необходимы следующие движения: вращение шлифовального круга – главное движение резания; вращение обрабатываемой заготовки вокруг своей оси – круговая подача заготовки; продольное возвратно-поступательное движение заготовки (или в некоторых моделях станков – шлифовального круга) вдоль своей оси – продольная подача; поперечное перемещение шлифовального круга на заготовке (или заготовки к шлифовальному кругу) поперечная подача или подача на глубину шлифования. При шлифовании с продольной подачей поперечную подачу осуществляют периодически в конце каждого двойного или одинарного хода стола станка. В настоящее время получил большое распространение способ глубинного шлифования или способ шлифования установленным кругом, когда весь припуск удаляют за один проход при небольшой продольной подаче. При глубинном шлифовании подачу осуществляют только в одну сторону. При круглом наружном шлифовании врезанием заготовка не имеет продольного перемещения, а шлифуется одновременно по всей длине, при этом ширина крута должна быть равна длине заготовки или несколько больше ее. Поперечную подачу осуществляют непрерывно, основную часть припуска удаляют с большой поперечной подачей (0.6...2,0 мм/мин), а оставшийся припуск снимают с поперечной подачей 0,1 мм/мин. Затем поперечную подачу выключают и производят выхаживание, т. е. работу без поперечной подачи, до прекращения. После этого круг отводят и устанавливают новую заготовку. Этим способом можно шлифовать профильные и ступенчатые детали, для чего шлифовальный круг должен иметь соответствующий профиль, полученный правкой. При бесцентровом шлифовании процесс резания осуществляют шлифующим кругом так же, как в на обычных центровых шлифовальных ставках. Особенность этого процесса определяется спецификой закрепления и подачи шлифуемой заготовки. При бесцентровом наружном шлифовании шлифуемую заготовку устанавливают на опорном ноже 5 между двумя кругами — шлифующим (рабочим), расположенным на рисунке слева, и подающим (ведущим), расположенным справа. Для выполнения процесса бесцентрового шлифования необходимы следующие движения: вращение шлифующего круга, вращение 4 подающего круга, круговая и продольная подачи заготовки. Вращением подающего круга, установленного под небольшим углом а к оси шлифующего круга, обрабатываемой заготовке сообщается вращение — круговая подача и перемещение вдоль оси — продольная подача. Если угол а равен нулю, то продольная подача заготовки отсутствует и шлифование является врезным. Круглое внутреннее шлифование, так же как и наружное, делится на шлифование с продольной подачей, шлифование врезанием и бесцентровое.
Схема круглого внутреннего шлифования с продольной подачей шлифовального круг. Заготовку закрепляют в патроне, а круг, так же как и при круглом наружном шлифовании с продольной подачей, осуществляет следующие движения: вращение шлифовального круга, продольная подача круга (или заготовки), поперечная подача шлифовального круг. Плоское шлифование делится на два вида: шлифование периферией и торцом круга. Плоскошлифовальные станки для осуществления этих двух видов шлифования, кроме того, разделяются на станки с прямоугольными и круглыми столами. Для плоского шлифования необходимы следующие движения: вращение шлифовального круга—главное движение резания: движение заготовки—движение продольной подачи (прямолинейное возвратно-поступательное или вращательное движение стола); движение шлифовального круга к заготовке (или вертикальная подача заготовки к шлифовальному кругу) — подача на глубину шлифования; движение поперечной подачи заготовки (или шлифовального круга) в направлении, перпендикулярном движению продольной подачи. В том случае, когда шлифовальный круг полностью перекрывает ширину шлифования, поперечная подача отсутствует. Кроме перечисленных выше видов шлифований большое распространение в машиностроении, станкостроении и в инструментальном производстве получило шлифование наружных и внутренних конических поверхностей и торцов. Способы шлифования наружных конических поверхностей у многом схожи с обработкой их на товарных станках. В зависимости от угла «конусности обрабатываемой заготовки
Способы шлифования наружных конических поверхностей меняют следующие способы. Если угол конусности не превышает 15, то заготовку шлифуют способом поворота верхней части стола. Верхний стол станка поворачивают на угол, равный уклону конуса заготовки. При такой установке верхнего стола образующую конуса, обращенную к шлифовальному кругу, располагают параллельно движению стола станка. Шлифование производят продольными проходами. Поперечное перемещение шлифовальной бабки осуществляют так же, как и при шлифовании цилиндрических поверхностей. Заготовки с углом конусности, превышающим 15, шлифуют поворотом передней бабки или шлифовальной бабки. Обрабатываемую заготовку зажимают в патроне, установленном на передней бабке. Шлифование осуществляют так же, как и при шлифовании цилиндрических поверхностей с продольной и поперечной подачами.
Заготовки с короткими коническими поверхностями можно шлифовать широким кругом методом врезания. Шлифование сквозных конических отверстий чаще всего осуществляют способом многократных продольных проходов, когда заготовку, закрепленную в патроне или другом зажимном приспособлении, вместе с бабкой поворачивают на угол, равный углу уклона конуса. Шлифование глухих конических отверстий или отверстий, оканчивающихся буртиками, не допускающими выхода шлифовального круга вдоль оси заготовки, шлифуют с поперечной подачей методом врезания.
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ СТРОГАЛЬНОЙ ГРУППЫ
Поперечно-строгальные станки в основном предназначены для обработки горизонтальных плоскостей. Строгание вертикальных плоскостей, пазов и канавок на них осуществляют вертикальной подачей суппорта. При строгании вертикальной плоскости заготовки устанавливают так, чтобы резец не задевал поверхности стола при последних проходах. Это достигается установкой обрабатываемой поверхности против Т-образного паза стола на подкладках или в каком-либо другом приспособлении, обеспечивающем зазор между верхней поверхностью стола и заготовкой. Суппорт ставят в нулевое положение, салазки поднимают вверх до отказа, а затем опускают на 5...10 мм вниз, а откидную доску с резцом поворачивают до отказа верхним концом в сторону от обрабатываемой поверхности заготовки (головкой резца ближе к заготовке), затем поднимают стол так, чтобы зазор между резцом и заготовкой был около 5 мм. Такая наладка позволит прострогать вертикальную плоскость с высотой, несколько (до 5 мм) меньшей, чем длина перемещения верхних салазок суппорта. Вертикальные плоскости строгают проходными и подрезными резцами с прямыми отогнутыми головками. Хорошие результаты получают при строгании прямым резцом с переходной режущей кромкой, обеспечивающей малую шероховатость поверхности. При обработке сопряженных вертикальной и горизонтальной поверхностей вначале проходным резцом при горизонтальной подаче строгают поверхность, а затем подрезным резцом в два прохода обрабатывают поверхность.
Строгание наклонных сопряженных поверхностей осуществляют проходным и подрезными резцами.
Вначале прорезным резцом с вертикальной подачей обрабатывают прямоугольный паз на полную глубину. Затем последовательно правым и левым подрезными резцами строгают обе наклонные стороны паза. Поворотная часть суппорта при этом устанавливается на угол, соответствующий углу наклона стенок паза.
При необходимости обработки широких пазов типа «ласточкин хвост», например при обработке салазок суппортов, строгание выполняют в последовательности. Строгание Т-образных пазов производят в последовательности. Вначале прорезным резцом требуемой ширины или более узким, с последующим расширением до требуемых размеров паза, вертикальной подачей обрабатывают прямо угольный паз, во втором и третьем переходах специальными резцами с горизонтальной подачей прорезают правый и левый боковые пазы, в четвертом переходе двухлезвийным или двусторонним проходным (γ =45°) резцом с вертикальной подачей прострагивают фаски.
Режимы резания для строгания вертикальных и наклонных плоскостей выбирают в той же последовательности, что и для строгания горизонтальных плоскостей: глубину резания с учетом припуска на обработку; подачу из-за малой жесткости салазок суппорта в 1,5...2 раза меньшую, чем для горизонтального строгания; скорость резания из нормативов, технологической документации или по рекомендации мастера для данного обрабатываемого материала и инструмента. Обработанные поверхности проверяют линейками, угольниками, шаблонами или универсальными угломерами, а размеры — штангенциркулями и штангенглубиномерами.
ОЗНАКОМЛЕНИЕ С РАБОТОЙ СТАНКОВ С ЧПУ
Основная особенность станков с ЧПУ состоит в том, что программа, то есть данные о величине, скорости и направлении перемещений рабочих органов, задается в виде символов, нанесенных на специальный программоноситель. На станке с ЧПУ для того, чтобы обработать деталь новой конфигурации, часто достаточно установить в УЧПУ новую УП, которая содержит определенную задающую информацию (ЗИ). Устройством ввода программы (УВП) программа считывается, то есть преобразуется в электрические сигналы, и направляется в устройство обработки программы (УОП), которое через устройство управления приводом (УУП) воздействует на объект регулирования – привод подач (ПП) станка. Заданное перемещение подвижных узлов станка, связанных с приводом подач, контролируют датчики обратной связи. Информация обратной связи с датчика через устройства обратной связи поступает в УОП, где происходит сравнение фактического перемещения узла подачи с заданным по программе для внесения корректив в произведенные перемещения. Для исполнения дополнительных функций электрические сигналы поступают с УВП в устройство технологических команд. Происходит включение или выключение различных двигателей, муфт, электромагнитов и др.
Применение станков с ЧПУ взамен универсального оборудования имеет существенные особенности и создает определенные преимущества: сокращение цикла производства товара, повышение производительности труда и др.
