Обработка металлов резанием

Металлорежущие станки:

Токарные, сверлильные, фрезерные, строгальные, разрезные, зубо- и резьбообрабатывающие, шлифовальные, полировальные, вспомогательные.

Обрабатываемые поверхности:

Плоские, цилиндрические, конические, фасонные, сложной формы (зубья, кулачки и др.).

Движение рабочих органов станков:

а) основное – при котором снимается слой материала. Оно состоит из главного движения и движения подачи;

б) вспомогательное – подвод и отвод режущего инструмента.

Элементы резания:

1. Обрабатываемая поверхность.

2. Поверхность резания.

3. Обработанная поверхность.

t – глубина резания, S – подача (перемещение резца за один оборот), b – ширина срезаемого слоя, а – толщина срезаемого слоя, ƒ – площадь поперечного сечения стружки.

Элементы геометрии резца:

I. Головка. II. Тело резца. 1) Передняя поверхность 2) Задняя поверхность 3) Главная режущая кромка 4) Вспомогательная задняя поверхность 5) Вспомогательная режущая кромка 6) Вершина резца

Режущие свойства резца зависят от его геометрии, т.е. углов заточки.

Углы резца измеряются от основной плоскости (горизонтальной, параллельной продольной и поперечной подаче) и плоскости резания (касательной к поверхности резания и проходящей через главную режущую кромку).

α – главный задний угол (~8 %) – способствует уменьшению трения при резании; β – угол заострения; γ –главный передний угол – облегчает процесс образования стружки;   φ – главный угол; ε – угол при вершине резца; φ1 – вспомогательный угол; λ - угол наклона передней поверхности, влияет на направление схода стружки.

При резании возникает сложная деформация металла (смятие, сдвиг, срез сопровождаемый трением). При этом возможно образование трех видов стружки:

а) сливная – непрерывная спиральная лента (вязкие металлы);

б) скалывания (менее вязкие);

в) надлома – отдельные частицы неправильной формы (хрупкие металлы).

Режимы резания:

а) скорость резания – путь пройденный в минуту точкой лежащей на обрабатываемой поверхности – характеризует производительность. По ней устанавливается частота вращения шпинделя станка;

б) сила резания и мощность при точении – необходимы для расчёта привода и мощности двигателя.

1) Точение – выполняют на станках токарной группы. Виды работ:

обтачивание черновое и чистовое цилиндрических, конических, торцевых, фасонных поверхностей; подрезание и отрезание; возможно также: сверление, растачивание отверстий, нарезание резьбы.

Станки – токарно-винторезные, револьверные, многорезцовые, карусельные, лобовые и др.

Основные части токарно-винтового станка:

Станина, передняя бабка с коробкой скоростей, суппорт с фартуком, задняя бабка, механизм передачи движения от шпинделя к суппорту (включает: коробку подач, ходовой винт и ходовой валик).

2) Сверление – выполняется спиральными, перовыми, центровочными и свёрлами глубокого сверления.

Зенкерование – обработка резанием стенок отверстий. Различают зенкеры: для расширения отверстий, для получения цилиндрических и конических углублений, для зачистки торцевых поверхностей.

Развёртывание – обработка стенок отверстий для получения высокой точности и чистоты поверхности.

Виды станков – вертикально- и радиально сверлильные, расточные и специальные.

3) Фрезерование – обработка металлов многолезвийным режущим инструментом – фрезой. Фреза имеет главное вращательное движение, а обрабатываемая заготовка – поступательное (подача).

Виды фрез:

а) цилиндрические и торцевые – для обработки плоскостей;

б) дисковые, пазовые, угловые, Т- образные – для изготовления пазов и шлицов;

в) фасонные, модульные, червячные – для изготовления зубчатых колес;

г) отрезные (пилы).

Виды станков:

горизонтально-, вертикально-, продольно- и копировально-фрезерные.

4) Строгание– выполняется резцами на продольно-, поперечно-строгальных и долбёжных станках.

5) Протягивание– механическая обработка многолезвийными инструментами - протяжками, на протяжных станках.

5) Шлифование – обработка поверхностей абразивными инструментами.

Применяют и для обдирочных работ и как отделочную операцию.

Виды работ при шлифовании: плоское, круглое наружнее, круглое внутреннее,

Абразивные инструменты – самозатачивающиеся. Применяют абразивы естественные и искусственные:

а) электрокорунд – кристаллический оксид алюминия;

б) карборунд – карбид кремния;

в) карбид бора;

г )алмазы (естественные и искусственные).

Виды связки: керамическая, вулканитовая, бакелитовая.

6) Отделочные операции:

а) хонингование – применяется для обработки стенок отверстий (цилиндры ДВС);

Головка (хон) оснащена выдвижными мелкозернистыми абразивными брусками и совершает одновременно вращательное и возвратно-поступательное движение;

б) суперфиниширование – применяется при наружной обработке цилиндрических поверхностей. Головка оснащена абразивными брусками совершающими возвратно-поступательное движение (ход 2…5 мм, частота 250 … 1200 ходов в минуту), а заготовка одновременно вращается и движется возвратно-поступательно;

в) притирка – производится абразивными порошками смешанными со смазкой и нанесёнными на поверхность притиров.

7) Электрическая и ультразвуковая обработка:

а) электроискровая – основана на эрозии (т.е. разрушении) металлов искровыми разрядами;

б) ультразвуковая – применяется для получения отверстий, канавок, резьбы и отделки поверхностей твёрдых и хрупких металлов.

Понятие о станках с ЧПУ

Станки управляются компьютером и могут настраиваться на автоматическую обработку различных деталей. Программа работы станка предварительно записана на магнитный носитель и вводится в память компьютера.

Переналадка на обработку деталей по другому чертежу в основном сводится к замене программы в памяти компьютера.

Особенностью устройства является наличие датчиков, связанных с компьютером и контролирующих состояние всех органов станка в любой момент времени, а также использование приводов с управляемой скоростью (посредством электрических сигналов от компьютера).

Допуски и посадки