Лекция технология токарной обработки Основные понятия о процессе точения и режущем инструменте для токарной обработки



Скачать 413.25 Kb.
страница1/3
Дата09.08.2019
Размер413.25 Kb.
#127493
ТипЛекция
  1   2   3

Лекция 4 Технология токарной обработки
4.1 Основные понятия о процессе точения и режущем инструменте для токарной обработки
При изучении теории резания материалов — основных понятий и элементов резания, обрабатываемости материалов резанием, геометрии, режущих свойств инструментов — в качестве иллюстрации были рассмотрены процесс точения и простейший из всех лезвийных режущих инструментов — резец.

При работе на токарных станках используют различные режущие инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, фасонный инструмент и др. В настоящем подразделе наиболее полно будут рассмотрены резцы для различных видов работ, а также фасонный инструмент и резьбонарезные плашки. Инструмент для обработки отверстий — сверла, зенкеры, развертки и метчики.

Токарные резцы – это наиболее распространенный инструмент, предназначенный для черновой, получистовой, чистовой и гонкой (алмазной) обработки плоскостей наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, в том числе резьбовых.

В основе классификации токарных резцов использованы следующие признаки:

вид обработки. Проходные резцы для обработки наружной цилиндрической поверхности могут быть прямыми (рис. 2.13, а; см. также рис. 2.3; 2.4; 2.5) и отогнутыми (рис. 2.13, б; см. также рис. 4.20, а и б). Отогнутые резцы получили широкое распространение из-за их универсальности, позволяющей вести обработку с поперечной подачей не только цилиндрических, но и торцовых поверхностей. Проходные упорные резцы (рис. 2.13, в) имеют угол в плане (φ= 90°, их применяют при обтачивании ступенчатых валиков и при обработке нежестких деталей. Подрезные резцы (рис. 2.13, г3) предназначены для обработки торцовых поверхностей, перпендикулярных оси вращения детали; эти резцы работают с поперечной подачей. Расточные резцы (рис.2.13, д) предназначены для обработки отверстий на токарных станках; отрезные (рис. 2.13, е) — для отрезки заготовок или обработанных из прутка деталей (например, на прутковых токарных автоматах); резьбонарезные (рис.2.13, ж) для нарезания резьбы. Резцы для контурного точения (рис. 2.13, з) используют при обработке тел вращения с фасонной образующей на станках с копировальными устройствами и ЧПУ. Эти резцы имеют увеличенные вспомогательные углы в плане φ1. Фасонные резцы (рис. 2.13, и) предназначены для обработки деталей сложного профиля на токарных и револьверных станках, автоматах и полуавтоматах;

характер обработки: черновые, чистовые и резцы для тонкого точения;

установка относительно детали: радиальные и тангенциальные резцы;

направление движения подачи: правые и левые резцы;

конструкция головки: прямые, отогнутые, изогнутые и оттянутые резцы;

поперечное сечение: прямоугольные, квадратные и круглые резцы (для унификации присоединительных размеров резцедержателей станков сечения резцов стандартизированы);

конструкция: цельные, составные и сборные резцы;

материал рабочей части: инструментальные стали, твердые сплавы, керамические материалы, СТМ (алмаз и эльбор).

Нарезание резьб на токарных станках в условиях единичного или мелкосерийного производства и нарезание крупных резьб производят резьбовыми резцами: стержневыми (рис. 2.14, а, б и в), призматическими однониточными и многониточными (рис. 2.15, а и б), круглыми (дисковыми) однониточными и многониточными (рис. 2.15, в и г).

Рис. 2.13. Типы резцов:



а — прямые; б — отогнутые; в — упорные; г — подрезные для обработки торцовых поверхностей; д — расточные; е — отрезные; ж — резьбонарезные; з — для контурного точения; и — фасонные; L — длина резца; Н— высота резца; В — ширина резца; B1 — ширина головки резца; φ — угол в плане; Dзаг — диаметр заготовки; с — ширина режущей части резца; D — диаметр посадочной поверхности резца

Стержневые быстрорежущие резцы применяют для нарезания цилиндрических и конических наружных резьб на токарно-винто-резных станках. При скоростном нарезании этих же резьб исполь зуют резцы, оснащенные твердосплавной пластинкой. Стержне­вые отогнутые резцы служат для нарезания внутренних резьб (см. рис. 2.14, в).




Рис. 2.14. Резьбовые стержневые резцы:



а — быстрорежущий; б — оснащенный твердым сплавом; в — отогнутый; ψ — угол профиля резьбы


Рис. 2.15. Типы резьбовых фасонных резцов:

а — призматический однониточный; б — призматический многониточный; в — круглый (дисковый) однониточный; г — круглый многониточный; ψ — угол профиля резьбы

При нарезании резьбы на автоматах и полуавтоматах применяют призматические и круглые резцы. Призматические резцы служат для изготовления наружной резьбы, круглые – для наружной и внутренней. Нарезание резьбы однониточными резцами производят за несколько повторных проходов. При помощи многониточных резцов резьба изготавливается за один проход.

Круглые плашки (рис. 2.16) применяют как для работы вручную, так и на токарно-револьверных станках и автоматах для нарезания крепежных резьб (преимущественно на болтах, винтах и шпильках). Способ нарезания резьбы круглыми плашками малопроизводителен, не обеспечивает получение точной резьбы, но еще распространен на некоторых заводах. В массовом и крупносерийном производствах нарезание резьб плашками заменяют более производительными способами.





Рис. 2.16. Конструктивные элементы круглой плашки: 1 — задняя поверхность; 2— зуб; 3 — спинка зуба; 4 — стружечное отверстие; 5 — передняя поверхность; 6 — режущая кромка




4.2 Технология обработки наружных цилиндрических и плоских торцовых поверхностей

Особенности обработки твердосплавными резцами. Для наружного продольного чернового и чистового точе­ния применяют проходные резцы. В настоящее время конструкция резцов с напаянными твердосплавными пластинами устарела.

Рис. 4.18. Проходные резцы сборной конструкции (а) и типовые резцовые вставки с механическим креплением многогранных и цилиндрических твердосплавных пластин (б):



1 — подкладка; 2 — пластина; 3 — штифт; 4 винт; 5 — державка; 6 — шарик

Рис. 4.19. Прямой проходной резец: φ и φ1 — главный и вспомогательный углы в плане; rрадиус скругления при вершине резца; Dsнаправление движения подачи

Зарубежом около 80 % применяемых проходных твердосплавных резцов имеют сборную конструкцию, у нас в стране — только 20 % (рис. 4.18). По сравнению с напаянными резцами сборные имеют следующие преимущества: сокращение расходов на переточку; уменьшение вспомогательного времени на смену и подналадку резцов; экономия твердого сплава.

Прямые проходные резцы изготовляют с главным углом в плане φ = 45, 60 и 75° (рис. 4.19). Отогнутые проходные резцы (рис. 4.20, а и б) имеют угол φ = 45°. Они широко применяются для продольного и поперечного точения (т.е. для подрезки торцов). Упорные проходные резцы (рис. 4.20, в) имеют угол φ = 90°. Они пригодны для обработки деталей с уступами небольших размеров и нежестких деталей.



Особенности обработки резцами из быстрорежущих сталей. Резцы из быстрорежущих сталей имеют такую же форму передней поверхности, как у сборных резцов с пластинками твердого сплава того же назначения, но имеют отличные от них углы резания и размеры элементов головки.

Резцы с плоской передней поверхностью и положительным передним углом γ рекомендуется применять при обработке чугуна, бронзы и стали с подачей S0<0,2мм/об. Резцы с плоской передней поверхностью с фаской применяют при обработке сталей с подачей S0 > 0,2 мм/об. Резцы с криволинейной передней поверхностью с фаской (радиус кривизны поверхности R = 3...18мм, ширина фаски b=2,5...15мм) применяют при обработке сталей. У этих резцов передний угол γ=20...25°, задний угол α=8...12°.



Чистовая обработка. Для получения поверхности с малой шероховатостью, точной по форме и размерам заготовку подвергают чистовой обработке.
Рис. 4.20. Проходные отогнутые (а и б) и упорные (в) резцы

Если требуемую шероховатость поверхности нельзя получить обычным проходным резцом, то применяют специальные (чистовые) резцы, предназначенные только для чистовой обработки.

Установка резца относительно оси заготовки при чистовой обработке должна исключать возникновение дефектов на обработанной поверхности, что достигается установкой вершины резца по оси заготовки или несколько ниже ее. Вылет резца (при закреплении) должен быть минимально возможным.

Особенности обработки резцами с минерало-керамическими пластинами. Резцы с неперетачиваемыми минералокерамическими пластинами (типа ЦМ-332) применяют для чистовой и получистовой обработки стали (в том числе закаленной), чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов. Минералокерамические пластины обладают очень низкой теплопроводностью и склонны к образованию трещин при быстром нагревании и особенно при быстром охлаждении. Пластины крепят механическим способом (аналогично креплению твердосплавных многогранных пластин). При установке пластины нельзя допускать, чтобы она выступала за головку резца более чем на 1 мм. Пластины разрушаются, как правило, при входе инструмента в зону резания и выходе из нее, поэтому отводить резец от детали нужно только при выключенной подаче. Для обработки напроход применяют резцы с пластинами из оксидно-карбидной минералокерамики (рис. 4.21).

Пластины из оксидно-карбидной минералокерамики типа ВЗ, ВОК-60 и ВОК-63 выпускают треугольной, квадратной, ромбической и круглой форм.

Режущие пластины треугольной формы используют для предварительной чистовой обработки. Наиболее широко распространены пластины квадратной формы, используемые как для черновой (при толщине пластины 8 мм), так и для чистовой (при толщине пластины 4 мм) обработки.

Пластины ромбической формы с углом ромба 75 или 80° в основном применяют для черновой обработки, а с углом ромба 55° — для продольного точения по копиру. Пластины круглой формы чаще применяют при обработке гладких поверхностей без уступов. При обработке резцами, оснащенными режущей минералокера-микой, особое внимание следует обращать на стружколомание и удаление стружки из зоны резания. Это обеспечивается регулированием вылета накладного стружколома относительно режущей кромки пластины и установкой накладного стружколома под углом 30...35° относительно режущей кромки.




Рис. 4.21. Конструкция резца с минералокерамической пластиной: 1 — опорная пластина из твердого сплава; 2 — режущая пластина из минералокерамики; 3 — прихват; 4 — дифференциаль­ный винт; 5 — винт


Особенности обработки резцами со вставками из эльбора и поликристаллических сверхтвердых материалов (СТМ). Резцы из эльбора-Р и СТМ применяют при необходимости повышения производительности (υ = 400...800 м/мин) и улучшения качества обработки деталей из высокопрочных и закаленных сталей, чугуна, твердых сплавов и т.п. Конструкция резца, оснащенного вставкой из СТМ, показана на рис. 4.22. Рабочие поверхности резца после заточки должны быть доведены. Обязательным условием эффективного использования инструмента, оснащенного вставками из эльбора-Р и СТМ, является его переточка на специализированном оборудовании.

Особенности обработки торцовых поверхностей (рис. 4.23). Торцы и уступы обрабатывают подрезными, проходными отогнутыми или проходными упорными резцами.

Подрезной резец предназначен для обработки наружных торцовых поверхностей. При подрезании торца движение подачи резца осуществляется перпендикулярно к оси обрабатываемой заготовки. Подрезной резец (рис. 4.23, б) позволяет обрабатывать различные торцовые и другие поверхности с продольным и поперечным движениями подачи.

Подрезные резцы изготовляют с пластинами из быстрорежущих сталей и сборные, с пластинами из твердых сплавов. Главный задний угол α= 10... 15°, передний угол γ выбирают в зависимости от обрабатываемого материала.

Рис. 4.22. Конструкция резца, оснащенного вставкой из СТМ, впаянной (а) и механически закрепленной (б):1 — державка; 2 — вставка из СТМ

Скорость резания для обработки торцов и уступов обычно на 20 % выше, чем при обработке наружных цилиндрических поверхностей, так как время участия резца в процессе резания незначительно и он не успевает нагреться до критической температуры.

Обработка канавок и отрезка. Узкие канавки обрабатывают прорезными резцами. Форма режущей кромки резца соответствует форме обрабатываемой канавки. Прорезные резцы (рис. 4.24) бывают прямые и отогнутые, которые, в свою очередь, делятся на правые и левые. Чаще применяют правые прямые и левые отогнутые прорезные резцы.

Жесткость детали не всегда позволяет прорезать канавки заданной ширины за один проход резца. Канавку шире 5 мм в нежесткой детали прорезают за несколько проходов резца с поперечным движением подачи. На торцах и по диаметру канавки оставляют припуск 0,5... 1 мм для чистовой обработки, которую выполняют этим же резцом или канавочным резцом с размером режущей кромки, равным заданному размеру канавки.

Заготовки и детали отрезают отрезными резцами (рис. 4.25). Ширина режущей кромки отрезного резца зависит от диаметра отрезаемой заготовки и может быть равна 3; 4; 5; 6; 8 и 10 мм. Длина l головки отрезного резца должна быть несколько больше половины диаметра d прутка, от которого отрезают заготовку (l>0,5d).

Отрезные резцы изготовляют цельными, а также с пластинами из быстрорежущей стали или твердого сплава. Для уменьшения трения между резцом и разрезаемым материалом головка резца сужается к стержню под углом 1...2° (с каждой стороны резца), угол λ= 0°, задний угол α = 12°.

Отрезные резцы следует устанавливать под прямым углом к оси обрабатываемой заготовки. Установка режущей кромки резца выше оси обрабатываемой заготовки (даже на 0,1 — 0,2 мм) может привести к его поломке, а при установке режущей кромки резца ниже оси заготовки на торце детали остается необработанный выступ. Расстояние от торца приспособления для закрепления прутка до обработанного торца прутка не должно превышать диаметра отрезаемого прутка.

При отрезке хрупкого материала заготовка отламывается раньше, чем резец подойдет к центру заготовки, в результате чего на горце заготовки остается выступ (бобышка). Для получения ровного торца режущую кромку резца выполняют под углом 5...10° (рис. 4.25, а).



Рис. 4.23. Подрезные резцы: а — для обработки наружных торцов; б — для работы с продольной VS2 и поперечной VS1 подачами

Рис. 4.24. Прорезные резцы: а — прямой левый; б — прямой правый; в — отогнутый левый; г — отогнутый правый

Рис. 4.25. Отрезные резцы:а — для получения ровного торца у отрезаемой детали; б — для уменьшения шероховатости поверхности, полученной после отрезки


Для уменьшения шероховатости поверхности, полученной после отрезки, на задних вспомогательных поверхностях резца делают фаски шириной 1...2 мм (рис. 4.25, б). Поперечная подача при обработке канавок — 0,05...0,3 мм/об (для стальных деталей диаметром до 100 мм).

Скорость резания при обработке канавок и отрезке заготовок — 25...30 м/мин для резцов из быстрорежущих сталей и 125...150 м/мин для твердосплавных резцов.

Контроль деталей. Наиболее распространенным инструментом для измерения размеров деталей, полученных после черновой и получистовой обработки, является штангенциркуль (рис. 4.26). Губки Си D предназначены для измерения наружных, а губки А и В — для измерения внутренних поверхностей, с помощью ножки 4 измеряют уступы и углубления. Размер с точностью до 1 мм измеряют по линейке 3, а с точностью до 0,1 мм — по нониусу на каретке 2. После замера губки фиксируют винтом 7.

Наиболее удобным для определения размеров является штангенциркуль с цифровой индикацией (рис. 4.26, г).

В условиях серийного производства детали измеряют предельными регулируемыми (рис. 4.27, а) и нерегулируемыми (рис. 4.27, б) скобами. Особенностью скоб различных конструкций является то, что с их помощью оценивают два размера обработанной детали:

Рис. 4.26. Измерения штангенциркулем: а — правильное измерение небольшого диаметра; б — неправильное измерение; в — правильное измерение большого диаметра; г — штангенциркуль с цифровой индикацией; А и В — губки для измерения внутренних поверхностей; С и Dгубки для измерения наружных поверхностей; 1 — винт; 2 — каретка нониуса; 3 — линейка; 4 — ножка для измерения уступов и углублений




Рис. 4.27. Предельная скоба регулируемая (а) и нерегулируемая (б): 1, 2 и 3 — винты; 4, 5 — измерительные головки; 6 — опорная поверхность; ПР и НЕ — соответственно проходной и непроходной размеры



Рис. 4.28. Измерение глубины канавки:



а — линейкой; б— штангенциркулем; в — штангенглубиномером; г — шаблоном-уступомером
первый — с наибольшим отклонением, а второй — с наименьшим. Размер с наибольшим отклонением обозначается ПР (проходной), а размер с наименьшим отклонением — НЕ (непроходимой). В регулируемых скобах размеры НЕ и ПР настраивают перемещением измерительных головок.

Контроль наружных уступов, торцов и канавок. Глубину канавок на наружной поверхности детали измеряют линейкой, штангенциркулем, штангенглубиномером и шаблоном-уступомером (рис. 4.28).

Ширину обработанного участка до уступа измеряют линейкой в том случае, если не требуется большой точности измерения. При более высоких требованиях к точности измерения лучше использовать штангенциркуль, а при серийном производстве деталей — шаблон-уступомер. Проходная сторона шаблона (ПР) при измерении должна упираться в обработанную цилиндрическую поверхность детали, а непроходная сторона (НЕ) — в наружную цилиндрическую поверхность детали.



4.3 Технология обработки цилиндрических отверстий

На токарных станках обработка цилиндрических отверстий производится сверлами, зенкерами, развертками и расточными оправками с закрепленными в них резцами.



Сверление. Главное движение резания при сверлении — вращательное, оно выполняется заготовкой; движение подачи — поступательное, выполняется инструментом. Перед началом работы проверяют совмещение вершин переднего и заднего центров токарного станка. Заготовку устанавливают в патрон и проверяют, чтобы ее биение (эксцентричность) относительно оси вращения не превышало припуска, снимаемого при наружном обтачивании. Проверяют биение торца заготовки, при котором будет обраба­тываться отверстие, и выверяют заготовки по торцу. Перпендикулярность торца заготовки к оси ее вращения можно обеспечить подрезкой торца. При этом в центре заготовки можно выполнить углубление для обеспечения нужного направления сверла и предотвращения его увода и поломки.

Сверла с коническими хвостовиками устанавливают непосредственно в конусное отверстие пиноли задней бабки, а если размеры конусов не совпадают, то используют переходные втулки.

Для крепления сверл с цилиндрическими хвостовиками (диаметром до 16 мм) применяют сверлильные кулачковые патроны (см. гл. 6), которые устанавливают в пиноли задней бабки.

Перед сверлением отверстий заднюю бабку перемещают по станине на такое расстояние от заготовки, чтобы сверление можно было производить на требуемую глубину при минимальном выдвижении пиноли из корпуса задней бабки. Перед началом сверления заготовку приводят во вращение включением шпинделя.

Сверло плавно (без удара) подводят вручную (вращением маховика задней бабки) к торцу заготовки и производят сверление на небольшую глубину (надсверливают). Затем отводят инструмент, останавливают заготовку и проверяют точность расположения отверстия. Для того чтобы сверло не сместилось, предварительно производят центрование заготовки коротким спиральным сверлом большого диаметра или специальным центровочным сверлом с углом при вершине 90°. Благодаря этому в начале сверления поперечная кромка сверла не работает, что уменьшает смещение сверла относительно оси вращения заготовки. Для замены сверла маховик задней бабки поворачивают до тех пор, пока пиноль не займет в корпусе бабки крайнее правое положение, в результате чего сверло выталкивается винтом из пиноли. Затем в пиноль устанавливают нужное сверло.

При сверлении отверстия, глубина которого больше его диаметра, сверло (также как при работе на сверлильных станках), периодически выводят из обрабатываемого отверстия и очищают канавки сверла и отверстие заготовки от накопившейся стружки. При ручном управлении станком трудно обеспечить постоянную скорость движения подачи. Для стабилизации скорости подачи используют различные устройства. Для механической подачи сверла его закрепляют в резцедержателе. Сверло 1 с цилиндрическим хвостовиком (рис. 4.29, а) с помощью прокладок 2 и 3 устанавливают в резцедержателе так, чтобы ось сверла совпадала с линией центров. Сверло 7 с коническим хвостовиком (рис. 4.29, б) устанавливают в державке 2, которую крепят в резцедержателе.



Рис. 4.29. Крепление в резцедержателе сверла:



а — с цилиндрическим хвостовиком: 1 — сверло; 2 и 3 — прокладки; б — с коническим хвостовиком: 1 — сверло; 2 — державки

После выверки совпадения оси сверла с линией центром суппорт со сверлом вручную подводят к торцу заготовки и обрабатывают пробное отверстие минимальной глубины, а затем включают механическую подачу суппорта. При сверлении напроход перед выходом сверла из заготовки скорость механической подачи значительно уменьшают или отключают подачу и закапчивают обработку вручную.

При сверлении отверстий диаметром 5...30 мм скорость подачи S0=0,1...0,3мм/об для стальных деталей и S0= 0,2...0,6 мм/об для чугунных деталей.

Для получения более точных отверстий и для уменьшения увода сверла от оси детали используют рассверливание, т. г. сверление отверстия в несколько приемов. При сверлении отверстий большого диаметра (свыше 30 мм) также прибегают к рассверливанию для уменьшения осевого усилия. Режимы резания при рассверливании отверстий те же, что и при сверлении.



Зенкерование. Зенкером обрабатывают отверстия, предварительно штампованные, литые или просверленные. Зенкерование может быть как предварительной (перед развертыванием), так и окончательной обработкой. Кроме обработки отверстий, зенкеры применяются иногда для обработки торцовых поверхностей заготовок.

Для повышения точности зенкерования (особенно при обработке литых или штампованных глубоких отверстий) рекомендуется предварительно расточить (резцом) отверстие до диаметра, равного диаметру зенкера, на глубину, примерно равную половине длины рабочей части зенкера.

Зенкеры, как и сверла, устанавливают на токарных станках чаще всего в задней бабке или револьверной головке.

Развертывание. Для получения на токарных станках отверстий высокой точности и заданного качества обрабатываемой поверхности применяют развертывание.

При работе чистовыми развертками на токарных и токарно-револьверных станках применяют качающиеся оправки, которые компенсируют несовпадение оси отверстия с осью развертки. Для того чтобы обеспечить высокое качество обработки, сверление, зенкерование (или растачивание) и развертывание отверстия производят за одну установку заготовки в патроне станка.



Растачивание. Если диаметр отверстия превышает диаметр стандартных сверл или зенкеров, то такое отверстие растачивают. Растачивание применяют также при обработке отверстий с неравномерным припуском или с непрямолинейной образующей.

В зависимости от назначения различают токарные расточные резцы для обработки сквозных и глубоких отверстий. У токарных расточных стержневых резцов консольная часть выполнена круглой, а стержень для крепления резцов — квадратным; такими резцами можно растачивать отверстия диаметром 30... 65 мм. Для повышения виброустойчивости режущая кромка резцов выполнена по оси стержня.

На токарно-револьверных станках применяют расточные резцы круглого сечения, которые крепятся в специальных оправках-державках (рис. 4.30).

Форма передней поверхности и все углы у расточных резцов (за исключением заднего) принимаются такими же, как и у проходных, применяемых при наружном точении. Углы резания у расточных резцов можно изменять путем установки режущей кромки резцов относительно продольной оси детали (выше или ниже оси).

При растачивании резец находится в более тяжелых условиях, чем при наружном продольном точении, так как ухудшаются условия для отвода стружки, подвода СОЖ и отвода тепла.

Рис. 4.30. Расточный резец, применяемый на токарно-револьверных станках: 1 — резец; 2 — винт крепления резца; 3 — державка


Расточный резец по сравнению с токарным имеет меньшую площадь сечения державки и больший вылет, что обусловливает отжим резца и способствует возникновению вибраций; поэтому при растачивании, как правило, снимается стружка меньшего размера и снижается скорость резания.

При черновом растачивании стали принимают глубину резания до 3 мм; продольную подачу — 0,08...0,2 мм/об; скорость резания — около 25 м/мин для резцов из быстрорежущей стали и 50... 100 м/мин для твердосплавных резцов.

При чистовом растачивании глубина резания не превышает 1 мм, продольная подача — 0,05...0,1 мм/об, скорость резания 40... 80 м/мин для резцов из быстрорежущей стали и 150... 200 м/мин для твердосплавных резцов.



Скачать 413.25 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница