Токарные станки и работа на них

Отрезку заготовок  производят тонким кругом , ось которого параллельна оси заготовки; кругу сообщают главное движение резания и движение подачи.

Особым видом  шлифования является заточка режущих  инструментов — важнейшая операция при их изготовлении и восстановлении. Заточку производят на специальных  и универсальных заточных станках.

Шлифование- это процесс резания материалов с помощъю абразивного материала, режущими элементами которого являются абразивные зерна. Шлифование применяется как для черновой так и для чистовой и отделочной обработки.

 При шлифовании главным движением является вращение режущего инструмента с очень большой скоростью. Чаще всего в качестве шлифовального инструмента пользуются шлифовальные круги.Абразивные зерна расположены в круге беспорядочно и удерживаются связующим материалом. Каждое абразивное зерно работает как зуб фрезы, снимая стружку.

Процесс резания  при шлифовании имеет значительное отличие по сравнению с работой  лезвийного инструмента. При вращательном движении круга, в зоне его контакта с заготовкой часть зерен срезает  материал в виде очень большого числа тонких стружек (до 100 000 000 в минуту). Шлифовальные круги срезают стружки на очень больших скоростях- от 30 м/c и выше (порядка 125 м/c). Процесс резания каждым зерном осуществляется почти мгновенно. Обработанная поверхность предстовляет собой совокупность микроследов абразивных зерен и имеет малую шероховатость. Часть зерен ориентирована так, что не может резать обрабатываемую поверхность. Такие зерна производят работу трения по поверхности резания. Абразивные зерна могут также оказывать на заготовку существенное силовое воздействие. Происходит поверхностное пластическое деформирование материала, искажение его кристалической решетки. Деформирующая сила вызывает сдвиг одного слоя атомов относительно другого. Вследствии упругопластического деформирования матриала обработаная поверхность упрочняется. Но этот эффект оказывается менее ощутимым, чем при обработке металлическим инструментом.

 Шлифование применяют в основном для заготовок из заколенных сталей. С развитием малоотходных технологий доля обработки металлическим инструментом будет уменьшаться, а абразивным увеличиваться.;

ИНСТРУМЕНТ 

 В промышленности находят применение как естественные, так и искуственные абразивные материалы.

 К естественным абразивным материалам относятся алмаз, корунд, наждак и некоторые другие. Однако ввиду того, что свойства этих материалов нестабильны, а запасы их ограничины, основное применение в промышленности получили искуственные материалы. К искуственным абразивным материалам относятся электрокорунд, корборунд, карбид бора, синтетические алмазы и сверхтвердые материалы, полученые на основе кубического нитрида бора.

Электрокорунд представляет собой кристалический оксид флюминия Al2O3. D зависимости  от содержания оксида алюминия различают  три типа электрокорунда: нормальный электрокорунд (Э), содержащий до 95% Al2O3, электрокорунд белый (ЭБ), содержащий 95-98% Al2O3 , режущая способность которого значительно выше (на 30-40%), и монокорунд, содержащий 98-99% Al2O3. Чем выше содержание кристалического оксида алюминия в электрокорунде, тем выше его режущие свойства. Электрокорунд применяется для шлифования сталей, чугунов и цветных металлов. Абразивные материалы из монокорунда предназначены для получитового и чистового шлифования деталей из цементированых, закаленных и высоколегированых сталей. Карбтд кремния (карборунд SiC) по сравнению с электрокорундом обладает большей твердостью, но и хрупкостью. При дроблении его зерна имеют более острые кромки, что обеспечиват повышеную производительность обработки.

 Карбид бора (B4C) отличается черезвычайно высокой прочностью, но очень хрупок и дорог. Используется в основном в виде несвязанных образивных зерен для доводки твердосплавного режущего инструмента, притирки, резки драгоценных камней и т.д..

    Синтетические алмазы (СА) получают из графита (99,7%С и 0,3%примеси) в специальных камерах при давлениии около 1,3 ГПа в присутствии катализатора и температурах 1200-2400 С . В зависимости от температуры получается различная форма кристаллов и окраска от чер ного цвета при низких температурах до светлого при высоких.

 Синтетические алмазы имеют брльшую остратут режущих кромок по сравнению с естественными и потому более производительны в качестве образивного инструмента. Алмаз имеет черезвычайно высокие режущие свойства, так как он является самым твердым веществом, обладает очень высокой теплопроводностью и износостойкостью, имеет малый коэффициент трения по металлу. Однако он недостаточно теплостоек (до 800С), что позволяет его использовать в соновном для обработки хрупких материалов, цветных металлов и неметаллов.

Зерна абразивных материалов являются режущими элементами абразивных инструментов. Основным видом  абразиных инструментов являются шлифовальные круги, форма и размер которых  определяет ГОСТ 2424-60, который предусматривает 22 пофиля с диаметрами от 3 до 1100 мм. Среди них наиболее часто применяются следующие формы: плоские прямые (ПП), плоские с выточкой (ПВ), чашечные цилиндрические (ЧЦ) и конические (ЧК), кольца (1К), тарельчатые (2Т) и т.д..

    Все большее применение находит обработка с применением образивной ленты. Этот метод применяется для черновой, читовой и отделочной обработки и во многих случаях обеспечивает значительное повышение производительности труда.

Свойства абразивных инструментов и их работоспособность будут определяться маркой абразивного материала, а также характеристиками инструмента: зернистостью абразива, видом связки, твердостью и структурой. По размеру абразивные зерна подразделяются на 26 номеров зернистости и делятся на шлифзерна(номера зернистости 200-16), шлифпорошки (номера12-3) и микропорошки (номера М40-М5). Номер шлифзерна и шлифпорошка соответствуют размеру зерен в сотых долях миллиметра, а номер микропорошков показывает размер зерна в микрометрах.

 Для соединения абразивных зерен в абразивный инстрмент служит связка. Связки подразделяют на органические и неорганически. Из неорганических связок наиболее часто применяются керамические (К) и силикатные (С).

Керамическая  связка состоит из огнеупорной глины,полевого шпата, талька и жидкого стекла. Благодоря высокой прочности, водостойкости и жаропрочности она является самой распрастраненной. Недостатком керамической связки является значительная хрупкость.

 Силикатная связка представляет собой жидкое стекло и имеет небольшую прочность. Круги на силикатной связке предназначены для обработки деталей в тех случаях, когда не допускается повышение температуры и нельзя применять смазочно-охлаждающие жидкости.

К органичиским связкам относятся вулканитовая (В) и бакелитовая (Б). Вулканитовая связка состоит из 70% каучука и 30% серы. Абразивные инструменты на такой связке обладают большой прочностью, но имеют малую теплостойкость. Связка применяется для узких фасонных кругов. Бакелитовая связка представляет собой синтетическую смолу. Круги, изготовленные на этой связке, прочны, эластичны, допускают большие окружные скорости, но могут применяться при температуре не выше 180С.

 Алмазные круги состоят из стального, алюминиевого или пластмассового кольца (основания) и закрепленного на нем алмазного слоя толщиной 1,5-5,0 мм.

 Абразивные инструмент должен обладать определенной твердостью. Под твердостью понимается способность связки удерживать абразивные зерна. В соответствии с этим разработана шкала твердости, согласно которой все аразивные делятся на 16 степеней твердости. Для каждого конкретного случая обработки необходимо подбирать инструмент определенной твердости. В круге повышенной твердости при работе продолжают удерживаться притупившиеся зерна, что приводит к повышению температуры в зоне резания и прижогу обрабатываемой поверхности. Такой круг требует частичной правки для восстановления режущей способности. Слишком мягкий круг будет сильно изнашиваться, при этом будут выкрашиваться зерна, не потерявшие еще своей остраты.

    В любом абразивном инструменте наряду с абразивными зернами и связкой имеются поры(пустоты), способствующие его охлаждению в процессе работы. Структура абразивного инструмента определяется количественным соотношением в нем зерен, связки и пор. Имеется 13 номеров структур. Чем больше номер структуры, тем меньше в единице объема зерен и больше пор.

Характеристики  образивных кругов маркируются на нерабочей  поверхности круга, где приводятся их условные обозначения: вид образивного  материала, зернистость, форма, размер и допустимая максимальная скорость вращения.

В процессе работы щлифовального круга абразивные зерна изнашиваются и теряют режущую  способность, а круг засаливается продуктами обработки. Для восстановления режущих  свойств и геометрической формы  производится переодическая првка круга. Наиболее качественная правка производиться алмазными инструментами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Долбежный станок, строгальный станок 

 

Долбление –  обработка резанием при вертикальном возвратно-поступательном движении инструмента  и прямолинейном (или вращательном) периодическом движении подачи. Рабочий инструмент – это долбяк – зуборезный инструмент, имеющий форму зубчатого колеса, зубья которого являются резцами и служащий для нарезания на зубодолбежных станках цилиндрических зубчатых колес и зубчатых реек по методу обкатки.

Строгание –  процесс обработки резанием плоскостей и фасонных поверхностей с прямолинейными образующими при относительном  возвратно-поступательном движении заготовки  и инструмента.

  Долбежный станок – станок строгального типа для долбления с вертикально расположенным ползуном. Это оборудование предназначено для изготовления шлицев, шпоночных пазов и канавок на фасонных и плоских поверхностях.  На станке можно изготовить как одну шпоночную канавку, так и шлицевую втулку. Использование в работе поворотной резцовой головки позволяет вести обработку под углом в 90 градусов.  Область применения это единичное и мелкосерийное производство. Долбежный станок, наиболее востребованные модели ГД200, ГД320, ГД500 остаются основным парком данного оборудования.

 

 

 

 

 

 

Строгальные станки применяются для обработки плоскостных  поверхностей, где их использование  оправдано за счет удобства обработки. По типу строгальные станки делятся  на поперечно-строгальные и продольно-строгальные. Поперечно-строгальный станок – это  станина, ползун и стол. В ползуне закрепляют строгальный резец. На столе в тисках закрепляют обрабатываемую заготовку. Долбежный станок и строгальный станок используют в тех случаях, когда перемещение заготовки ограниченно.

 Типы строгальных и долбежных резцов

По виду выполняемой  работы строгальные резцы (рис. 298) бывают проходные, чистовые двухсторонние, чистовые широкие, подрезные, отрезные, фасонные, для рифлений.

Долбежные резцы  бывают: проходные двухсторонние, прорезные, фасонные и др.

По направлению  подачи резцы (рис. 298) разделяются на правые и левые; по форме головки  — изогнутые и оттянутые. По способу  изготовления резцы бывают цельные  и составные. Цельные резцы изготовляют  только из углеродистой инструментальной стали. У составных резцов в зависимости от назначения используются пластинки различной формы из быстрорежущей стали, металлокерамических сплавов и минералокерамических материалов,  а державка (стержень резца) — из конструкционных сталей. Быстрорежущие пластинки привариваются к державке; пластинки из твердых сплавов и минералокерамики припаиваются или крепятся к державке механическим способом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 298. Строгально-долбежные  резцы: а — д — строгальные; е, ж — долбежные; з, и — отжим  изогнутого и прямого резцов; к — н — элементов резцов.

Отдельные примеры  строгально-долбежных резцов даны на рис. 298, а — ж. Изогнутые резцы, допуская при строгании отжим  вокруг точки О (фиг. 298, з), захватывают  меньшую глубину резания t в то время, как прямой резец при отжиме (рис. 298, и) захватывает при строгании большую глубину резания, чем снижает точность обработки детали. Поэтому при строгании обычно пользуются изогнутыми резцами.

Строгальный резец  состоит из следующих элементов (рис. 298, к): вершины резца 1, главного режущего лезвия 2, главной задней поверхности 3, передней поверхности 4, вспомогательной задней поверхности 5, вспомогательного режущего лезвия 6.

Долбежный резец  состоит из следующих элементов (рис. 298, л): главного режущего лезвия 7, главной задней поверхности 5, вспомогательных задних поверхностей 9, передней поверхности 10, вспомогательных режущих лезвий 11. Углы заточки строгального и долбежного резцов показаны на рис. 298, м и н.

Типы  сверлильных станков

Станки сверлильной  группы разделяются на универсальные, специализированные и специальные.

Универсальные станки могут быть следующих типов:

вертикальносверлильные (настольные, настенные, на колонне  и др.), служащие для обработки  отверстий диаметром от 1 мм до 80 мм;

радиальносверлильные (настольные, на колонне, настенные, переносные, с поворотной головкой). Они позволяют сверлить отверстия в разных местах крупных тяжелых

деталей без  перестановки последних;

многошпиндельные  сверлильные с постоянными или  переставными шпинделями, расположенными в ряд, по кругу или другим образом.

К специализированным станкам относят станки:

силовые головки  и агрегатные станки на базе этих головок; групповые, автоматические и др. На станках специализированного назначения можно производить сравнительно ограниченное число операций обработки отверстий, но со сравнительно большей степенью автоматизации работы; центровочные (односторонние; двухсторонние; одношпиндельные; двухшпиндельные), предназначающиеся для центрования заготовок;

горизонтальносверлильные, предназначающиеся для глубокого сверления деталей.

 

 

 

 

 

 

Элементы  резания при сверлении и рассверливании

На сверлильных  станках сверлу сообщается главное  вращательное движение со скоростью  резания V м/мин и осевое перемещение  — подача S мм/об.

По значению скорости резания V определяют необходимое число оборотов сверла по формуле