ПРАКТИЧНІ ОСНОВИ МЕТАЛООБРОБКИ

ПРАКТИЧНІ ОСНОВИ МЕТАЛООБРОБКИ

Классификация металлорежущих станков

Металлорежущим станком (или более обще — станком) Называют технологическую машину, на которой путем снятия стружки с заготовки получают деталь с заданными размерами, формой, со взаимным расположением поверхностей и их шероховатостью. Кроме металлических заготовок, на станках обрабатывают также детали из других материалов, поэтому термин «металлорежущие станки» устаревает и становится условным. Приэтомзаготовкой называют предмет труда, из которого изменением формы размеров и свойств поверхностиизготовляют деталь. Последняя представляет из себя продукт труда изделие, предназначенное для реализации (в основном производстве) или для собственных нужд предприятия (во вспомогательном производстве).

Станки могут быть классифицированы по разным признакам, так по степени специализации они относятся к одной из следующих групп:

универсальные— для выполнения разнообразных операций на деталях широкой номенклатуры; используются главным образом в единичном или мелкосерийном производстве и на ремонтных работах (станки,предназначенные для особо широкого диапазона работ, называют широкоуниверсальными);

специализированные – предназначены для изготовления группы деталей, сходных по конфигурации,ноотличающиеся размерами;

специальные — для изготовления одной определенной детали.

Специализированные и специальные станки используются в крупносерийном и массовом производстве

По степени точности станки делятся на пять классов: нормальной точности (Н), к нему относится большинство универсальных станков; повышенной точности (П), изготовляемые на базе станков нормальной точности, но при повышенных требованиях к точности обработки ответственных деталей станка и качеству сборки и регулировки; высокой точности (В), достигаемой за счет специально конструкции отдельных узлов, высоких требований к точности изготовления деталей, ккачеству сборки и регулировки узлов станка в целом; особо высокой точности (А), при их изготовлении предъявляются еще более жесткие требования чем при изготовлении станков класса В и особо точные (С) станки, иначе мастер- станки. Точность работы станков класса В, А и С достигается при эксплуатации их в помещениях с постоянными автоматически регулируемыми температурой и влажностью.

По Степени автоматизации различают механизированные и автоматизированные станки, в том числе автоматы и полуавтоматы

Точность станков и качество обработки

Механизированный станок имеет одну автоматизированную операцию, например, зажим заготовки или подачу инструмента. Автомат, осуществляя обработку, производит все рабочие и вспомогательные движения цикла и повторяет их без участия рабочего, который лишь наблюдает за работой станка, контролирует качество обработки и при необходимости подналаживает станок, т. е. регулирует его для восстановления достигнутых при наладке точности взаимного расположения инструмента и заготовки качества обрабатываемой детали. (Под циклом технологической операции понимают интервал календарного времени от начала до конца периодически к повторяющейся технологической операции независимо от числа одновременно изготавливаемых деталей). Полуавтомат — станок, работающий с автоматическим циклом, для повторения которого требуется вмешательство рабочего. Например, рабочий должен снять деталь и установить заготовку, а затем включить станок для автоматической работы в следующем цикле.

По расположению шпинделя станки делятся на горизонтальные, вертикальные, наклонные и комбинированные.

В зависимости от массы различают станки легкие (до 1 т), средние (до 10 т) и тяжелые (свыше 10 т), среди которых можно выделить особо тяжелые или уникальные (более 100 т).

Совокупность всех типов и размеров выпускаемых станков называется типажом. Для обозначения модели станка, выпускаемого серийно, прин ята классификация, разработанная ЭКИМСом (Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков), в соответствии с которой все станки делят на девять групп. Каждая группа, в свою очередь, подразделяется на девять типов, характеризующую назначение станка, его компоновку и другие особенности. Модель станка обозначается тремя или четырьмя цифрами с добавлением в некоторых случаях букв. Первая цифра указывает группу станка, вторая — тип, третья и четвертая характеризуют один из важнейших параметров станка. Буква, стоящая после первой или второй цифры, указывает на модернизацию основной базовой модели станка, а буква после основных трех или четырех цифр — на модификацию базовой модели (в том числе по точности обработки и системе управления). Например, 2Р135Ф2 означает, что это станок вертикально-сверлильный (вторая группа, первый тип), модернизированный (Р — оснащен шестишпиндельной револьверной головкой), 35 — максимальный диаметр сверления; Ф2 — станок оснащен позиционной системой числового программного управления.

Для обозначения станков специальных и специализированных каждому станкостроительному заводу присвоен индекс из одной или двух букв, после которого ставится регистрационный номер станка. Например, МК -

Московское станкостроительное АО «Красный пролетарий» и т. д.

ТОЧНОСТЬ СТАНКОВ И КАЧЕСТВО ОБРАБОТКИ

Качество обработки на станке непосредственно связано с его точностью, которая характеризует степень влияния различных погрешностей станка на точность изготовляемых деталей. К основным погрешностям станка относят:

геометрические — зависят от точности изготовления деталей и сборки станка, а также его износа в процессе эксплуатации. Эти погрешности влияют на точность взаимного расположения режущего инструмента и заготовки в процессе формообразования;

кинематические — определяются ошибками в передаточных числах различных передач кинематической цепи, возникающими вследствие погрешностей отдельных элементов станка (зубчатых колес, червяков, винтовых пар и др.);

упругие — связаны с деформациями станка, которые вызывают отклонение взаимного расположения инструмента и заготовки под действием резания и характеризуются жесткостью станка, т. е. его способностью сопротивляться образованию деформации, выражается в н/мкм (или удобных производственных условиях единицах — кгс/мм);

температурные — возникают, главным образом, вследствие неравномерного нагрева различных элементов станка в процессе его работы (что приводит к изменению начальной геометрической точности) и оказывают существенное влияние на качество обработки деталей, особенно высокоточных;

динамические — связаны с относительными колебаниями инструмента и заготовки. Они ухудшают качество обработки, могут снижать стойкость режущего инструмента и долговечность станка.

Кроме указанных погрешностей станка, на качество обработки значительное влияние оказывает погрешность режущего инструмента: его изготовления и установки на станке, а также износ режущей части в процессе эксплуатации.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ

Токарная обработка металлов.

Материалы резцов

При обработке металл оказывает сопротивление снятию стружки, т.е. сопротивление работе резца. Поэтому к материалу, из которого изготовляют резцы, предъявляют высокие требования.

Чтобы режущая часть резца могла врезаться в поверхность заготовки твердость ее должна быть выше твердости обрабатываемого металла, В процессе обработки металл, сопротивляясь внедрению режущей части — инструмента в срезаемый слой, давит на переднюю поверхность резца; эта сила

давления стремится изогнуть, сломать резец.

Поэтому материал, из которого сделан резец, должен обладать достаточной прочностью.

Режущая кромка резца, испытывающая при работе ударные нагрузки не должна выкрашиваться, поэтому материал режущей части должен быть достаточно вязким. Передняя и задняя поверхности резца, соприкасающиеся в процессе резания с металлом, подвергаются истиранию и нагреву до температуры 1000°С, в результате чего режущая часть резца изнашивается, инструмент затупляется. Следовательно, инструментальные материалы должны быть износостойкими при высокой температуре в течение продолжительного времени, т. е. обладать высокой красностойкостью.

Инструментальные материалы, применяемые для изготовления режущего инструмента, можно разделить на группы.

1. Материалы для инструментов, работающих на низких скоростях резания. Кним относятся инструментальные углеродистьте стали — качественные (марки У10 У12 и др.) и высококачественные (марки У10А, УI2) и др.) с твердостью НRC 58—64после термической обработки. Инструмент из

этих сталей сохраняет режущие свойства при температуре нагрева лишь до 200-250ºС. В эту группу входят также инструментальные легированные стали хромокремнистая 9ХС, хромовольфрамовая ХВ5, хромомарганцовистая ХВГ и др. После термической обработки эти стали выдерживают в процессе резания температуру нагрева до 250—300°С.

2. Материалы для инструментов, работающих на повышенных скоростях. К ним относятся быстрорежущие стали Р9, Р12, Р18, Р6МЗ, Р9К5 и др. После термической обработки эти стали приобретают высокую твердость (НRC62-65) прочность и износостойкость. Резец, изготовленный из этих сталей, сохраняет режущие свойства при нагреве в процессе работы до температуры600—650°С.

3.Материалы для инструментов, работающих на высоких скоростях. К ним относятся металлокерамические твердые сплавы, выпускаемые в виде пластинок различных размеров и форм, а также алмазы.

Для изготовления металлорежущих инструментов применяют три группы

металлокерамических сплавов: вольфрамовую (ВК), титановольфрамовую (ТК) и титанотанталовольфрамовую (ТТК).

Резцы, оснащенные пластинками из твердых сплавов вольфрамовой группы, используют для обработки чугунов, цветных металлов и сплавов, ВК8 — для обдирочной обработки, ВК6 — для чистовой.

Твердые сплавы титановольфрамовой группы предназначены для обработки углеродистых и легированных сталей: для черновой обработки, а также при прерывистом резании используют резцы, оснащенные пластинками Т5К10 для получистовой и чистовой обработки — резцы с пластинками Т15К6.

Твердые сплавы титанотанталовольфрамовой группы (ТТ7КI2) используют для черновой обработки по корке стальных поковок, штамповок и

отливок с раковинами и различными неметаллическими включениями, а также при работе резца с ударами.

Минералокерамические материалы, предназначенные для изготовления режущего инструмента, выпускаются в виде пластин белого цвета, которые крепятся к державке инструмента. Наиболее распространенная марка ЦМ-332 (микролит) обладает высокой твердостью, теплостойкостью и износостойкостью. Хрупкость этого материала ограничивает его широкое применение. Сплав ЦМ-332 используют только для чистовой и получистовой обработки углеродистых и легированных сталей, медных и алюминиевых сплавов и чугунов.

Применение алмазных инструментов позволяет производительно и высококачественно обрабатывать самые твердые материалы.

Алмазные резцы различаются по своему назначению и методам крепления кристалла алмаза к державке. Кристалл алмаза может впаиваться в паз державки или закрепляться механическим способом.

Заточка резцов

При заточке вручную (рис. 12) резец с легким нажимом прижимают затачиваемой поверхностью к вращающемусякругу, а для того чтобы износ круга происходил равномерно и чтобы затачиваемая поверхность получаласьплоской резец все время передвигают вдоль рабочей поверхности круга.

Сначала затачивают главную и вспомогательную задние поверхности, затем среднюю поверхность и вершину резца.

Заточка вручную наточильно-шлифовальных станках имеет следующие недостатки: трудность получения первоначальных (заданных) геометрических параметров режущей части резца, возможность появления прожогов и трещин на затачиваемых поверхностях, необходимость последующей доводки резца на универсально-заточных или специальных станках.

Необходимость доводки вызывается тем,что зерна круга при заточке оставляют нарежущих кромках, передней и задних поверхностях резца микронеровности, которые оказывают большое влияние на работу резца, на обработки. Микронеровности (зазубрины) режущей кромки копируются непосредственно на обработанной поверхности, ухудшая ее качество (чистоту обработки); в то же время, являясь источниками концентрации местных напряжений, они вызывают ослабление и выкрашивание режуще кромки. Кроме того, чем выше микронеровности на задних и передней поверхностях резца, тем больше трение между деталью и резцом, тем быстрее изнашивается резец.

Рис 12. Затачивание резца периферией плоского круга

Сущность доводки заключается в притирке задних и передней поверхностей на узких участках вдоль режущей кромки.

Доводка производится обычно на алмазных доводочных кругах. Геометрию резца после заточки проверяют специальными шаблонами, угломерами или приборами.

Затачивать резцы может лишь рабочий, получивший инструктаж по технике безопасности.

ПРАКТИЧНІ ОСНОВИ МЕТАЛООБРОБКИ