Для чего выполняется точение

Точение (обтачивание и растачивание)

Аннотация

Точение (обтачивание и растачивание). Здесь речь идет о процессе тонкого точения как одной из финишных операций, которую применяют для обеспечения высокой точности при незначительной шероховатости поверхностей обрабатываемой заготовки. Приведены рекомендуемые режимы резания.

Точение – это лезвийная обработка резанием поверхностей вращения и торцовых поверхностей. Обработку наружных поверхностей называют точением или обтачиванием, обработку внутренних поверхностей называют растачиванием.

Обтачивание цилиндрических поверхностей производят прямыми и отогнутыми резцами с продольным движением подачи. Обработку торцов выполняют подрезными резцами с поперечным движением подачи к центру или от центра заготовки. В первом случае торец получается слегка вогнутым, во втором – слегка выпуклым, но шероховатость поверхности меньше. Протачивание канавок проводят с поперечным движением подачи специальными резцами, у которых форма и размеры главной режущей кромки соответствуют протачиваемой канавке. Аналогично выполняют и отрезание обработанной заготовки, но используют другие резцы: с прямой или наклонной главной режущей кромкой. В последнем случае торец отрезанной заготовки детали получается более чистым.

Растачивание внутренних цилиндрических поверхностей выполняют расточными резцами, закрепленными в резцедержателе в направлении оси заготовки, с продольной подачей. Растачивание гладких сквозных отверстий проводят проходными резцами, а ступенчатых и глухих – упорными расточными резцами.

Сверление, зенкерование и развертывание центральных отверстий выполняют соответствующим режущим инструментом, закрепленным в пиноли задней бабки. При этом задняя бабка закреплена на направляющих станины, а перемещение пиноли с инструментом осуществляется вручную.

Нарезание резьбы производят специальными резьбовыми резцами (форма резца берется в соответствии с формой нарезаемой резьбы). Суппорт получает продольное перемещение от ходового винта. Величина подачи должна быть равна шагу нарезаемой резьбы.

Обработку конусов выполняют либо широким резцом с поперечной подачей (длина образующей полученной поверхности – не более 30 мм), либо с продольной подачей проходного резца при повернутых салазках суппорта.

Тонкое точение (растачивание и обтачивание) применяют для обес-печения высокой точности при незначительной шероховатости поверхностей обрабатываемой заготовки. Его выполняют на высоких скоростях резания (100… 1 000 м/мин) в зависимости от обрабатываемого материала. Так, для заготовок из чугуна скорость резания составляет 100… 150 м/мин, для стальных – 150…250 м/мин, для заготовок из цветных сплавов – до 1 000 м/мин. Величина подачи инструмента при этом устанавливается для предварительного прохода 0,15 мм/об, для окончательного – 0,01 мм/об. Глубина резания при тонком точении соответственно 0,2…0,3 мм для предварительной обработки и 0,05…0,01 мм – для окончательной.

Ввиду малого сечения снимаемой стружки, небольших сил резания и незначительного нагрева заготовки исключается получение значи-тельного деформированного слоя на обработанной поверхности. Из-за небольших упругих деформаций технологической системы обеспечивается точность обработки по 6 – 8-му квалитетам, для цветных металлов и сплавов – даже по 5 – 6-му квалитетам. Шероховатость обработанной поверхности у заготовки из стали и чугуна Rа 2,5…0,63 мкм, из цветных сплавов – Rа 0,32…0,16 мкм.

Тонкое растачивание широко применяют при обработке точных отверстий под подшипники качения и скольжения, отверстий в картерах коробок передач, задних мостов и других деталей автомобилей. Тонкое обтачивание используется реже. В автомобилестроении его применяют при обработке заготовок поршней и других деталей двигателя.

Тонкое точение часто применяют перед операциями хонингования, суперфиниширования, полирования и осуществляют на высокооборотных (10000… 15000 об/мин) станках высокой точности и жесткости. Инструментом служат резцы, оснащенные твердыми сплавами, алмазом, эльбором и другими износоустойчивыми материалами.

Операцию точения осуществляют на станках токарной группы: универсальном токарно-винторезном станке, в патронных револьверных станках, токарном гидрокопировальном автомате, токарно-карусельных станках, четырехшпиндельных прутковых автоматах параллельного действия, многошпиндельных автоматах последовательного действия, вертикальных многошпиндельных полуавтоматах, лоботокарных станках и др.

Источник

Точение

Точение является основным способом обработки поверхностей тел вращения.

Процесс резания осуществляется на токарных станках при вращении обрабатываемой заготовки (главное движение) и перемещении резца (движение подачи).

Движение подачи осуществляется:

Схемы обработки поверхностей заготовки точением представлены на рис. 19.2.

С помощью точения выполняют операции: обтачивание – обработку наружных поверхностей (рис19.2.а); растачивание – обработку внутренних поверхностей (рис.19.2.б); подрезание – обработку торцевых поверхностей (рис.19.2.в); резку – разрезание заготовки на части ( рис.19.2.г); резьбонарезание – нарезание резьбы (рис.19.2.д).

По технологическим возможностям точение условно подразделяют на: черновое, получистовое, чистовое, тонкое.

Рис. 19.2. Схемы обработки поверхностей заготовки точением

В качестве режущего инструмента при точении используют резцы.

Главным принципом классификации резцов является их технологическое назначение.

По характеру обработки – черновые, получистовые, чистовые.

По направлению движения подачи – правые и левые (справа на лево и слева на право).

По конструкции – целые, с приваренной или припаянной пластиной, со сменными пластинами.

Установка к закреплению заготовки зависит от типа станка, вида обрабатываемой поверхности, характеристики заготовки ( ), точности обработки и других факторов.

20. Электрофизические и электрохимические методы обработки поверхностей заготовок. Сущность процессов обработки. Факторы, влияющие на эффективность способов обработки. Основные технические и экономические характеристики процессов.

Характеристика электрофизических и электрохимических методов обработки

Эти методы предназначены в основном для обработки заготовок из очень прочных, весьма вязких, хрупких и неметаллических материалов.

Эти методы имеют следующие преимущества:

– отсутствует силовое воздействие инструмента на заготовку (или очень мало и не влияет на суммарную погрешность обработки);

– позволяют менять форму поверхности заготовки и влияют на состояние поверхностного слоя: наклеп обработанной поверхности не образуется, дефектный слой незначителен; повышаются коррозионные, прочностные и другие эксплуатационные характеристики поверхности;

– можно обрабатывать очень сложные наружные и внутренние поверхности заготовок.

ЭФЭХ методы обработки являются универсальными и обеспечивают непрерывность процессов при одновременном формообразовании всей обрабатываемой поверхности. Эти методы внедряются в различных отраслях промышленности.

Электроэрозионные методы обработки

Эти методы основаны на явлении эрозии электродов из токопроводящих материалов при пропускании между ними импульсного электрического тока.

Разряд между электродами происходит в газовой среде или при заполнении межэлектродного пространства диэлектрической жидкостью – керосин, минеральное масло.

При наличии разности потенциалов на электродах происходит ионизация межэлектродного пространства. При определенном значении разности потенциалов – образуется канал проводимости, по которому устремляется электроэнергия в виде импульсного искрового или дугового разряда.

На поверхности заготовки температура возрастает до 10000…12000 0 C. Происходит мгновенное оплавление и испарение элементарного объема металла и на обрабатываемой поверхности образуется лунка.

Удаленный металл застывает в диэлектрической жидкости в виде гранул диаметром 0,01…0,005 мм.

При непрерывном подведении к электродам импульсного тока процесс эрозии продолжается до тех пор, пока не будет удален весь металл, находящийся между электродами на расстоянии, при котором возможен электрический пробой (0,01…0,05 мм) при заданном напряжении.

Для продолжения процесса необходимо сблизить электроды до указанного расстояния. Электроды сближаются автоматически с помощью следящих систем.

Схема электроискровой обработки представлена на рис. 21.1.

Рис.21.1. Схема электроискрового станка:

1 – электрод-инструмент; 2 – ванна; 3 – заготовка-электрод; 4 – диэлектрическая жидкость; 5 – изолятор

При электроискровой обработке – используют импульсные искровые разряды между

электродами ( обрабатываемая заготовка (анод) – инструмент (катод)).

Конденсатор заряжается через резистор от источника постоянного тока напряжением 100…200 В. Когда напряжение на электродах 1 и 3 достигает пробойного образуется канал, через который осуществляется искровой разряд энергии, накопленной конденсатором.

Продолжительность импульса 20…200 мкс.

Точность обработки до 0,002 мм, 0,63…0,16 мкм.

Для обеспечения непрерывности процесса ( зазор =const) станки снабжаются следящей системой и системой автоматической подачи инструмента.

Получают сквозные отверстия любой формы поперечного сечения, глухие отверстия и полости, отверстия с криволинейными осями, вырезают заготовки из листа, выполняют плоское, круглое и внутреннее шлифование.

Изготовляют штампы и пресс-формы, фильеры, режущий инструмент.

Схемы электроискровой обработки представлены на рис. 21.2.

Рис. 21.2. Схемы электроискровой обработки:

а – прошивание отверстия с криволинейной осью; б – шлифование внутренней поверхности фильеры

Электроискровую обработку применяют для упрочнения поверхностного слоя металла. На поверхность изделия наносят тонкий слой металла или композиционного материала. Подобные покрытия повышают твердость, износостойкость, жаростойкость, эрозионную стойкость и так далее.

При электроимпульсной обработке используют электрические импульсы большой длительности (5…10 мс), в результате чего происходит дуговой разряд.

Большие мощности импульсов от электронных генераторов обеспечивают высокую производительность обработки.

Электроимпульсную обработку целесообразно применять при предварительной обработке штампов, турбинных лопаток, фасонных отверстий в детали из коррозионно-стойких и жаропрочных сплавов.

Схема обработки показана на рис.21.3.

Рис. 21.3. Схема электроимпульсной обработки:

1 – электродвигатель; 2 – импульсный генератор постоянного тока; 3 – инструмент-электрод; 4 – заготовка-электрод; 5 – ванна.

Электроконтактная обработка основана на локальном нагреве заготовки в месте контакта с электродом-инструментом и удалении размягченного или расплавленного металла из зоны обработки механическим способом: относительным движением заготовки или инструмента.

Источником теплоты служат импульсные дуговые разряды.

Этот вид обработки рекомендуется для крупных деталей из углеродистых и легированных сталей, чугуна, цветных сплавов, тугоплавких и специальных сплавов (рис.21.4).

Рис. 21.4. Схема электроконтактной обработки плоской поверхности:

1 – обрабатываемая заготовка; 2 – инструмент-электрод; 3 – трансформатор

Этот метод применяют для зачистки отливок от заливов, отрезки литниковых систем, зачистки проката, шлифования коррозионных деталей из труднообрабатываемых сплавов.

Электрохимическая обработка основана на законах анодного растворения металлов при электролизе.

При прохождении электрического тока через электролит на поверхности заготовки происходят химические реакции, и поверхностный слой металла превращается в химическое соединение.

Продукты электролиза переходят в раствор или удаляются механическим способом.

Производительность этого способа зависит от электрохимических свойств электролита, обрабатываемого материала и плотности тока.

Электрохимическое полирование осуществляется в ванне, заполненной электролитом (растворы кислот и щелочей).

Обрабатываемую заготовку подключают к катоду (рис. 21.5). Катодом служит металлическая пластинка из свинца, меди, стали (иногда электролит подогревают).

Рис. 21.5. Схема электрохимического полирования:

1 – ванна; 2 – обрабатываемая заготовка; 3 – пластина-электрод; 4 – электролит;

5 – микровыступ; 6 – продукты анодного растворения

При подаче напряжения начинается процесс растворения металла заготовки (в основном на выступах микронеровностей). В результате избирательного растворения, микронеровности сглаживаются, и обрабатываемая поверхность приобретает металлический блеск.

Улучшаются электрофизические характеристики деталей: уменьшается глубина микротрещин, поверхностный слой не деформируется, исключаются упрочнения и термические изменения структуры, повышается коррозионная стойкость.

Этим методом получают поверхности под гальванические покрытия, доводят рабочие поверхности режущего инструмента, изготовляют тонкие ленты и фольгу, очищают и декоративно отделывают детали.

Электрохимическая размерная обработка

Электрохимическая размерная обработка выполняется в струе электролита, прокачиваемого под давлением через межэлектродный промежуток.

Электролит растворяет образующиеся на поверхности заготовки – анода соли и удаляет их из зоны обработки. Высокая производительность процесса заключается в том, что одновременно обрабатывается вся поверхность заготовки.

Участки, не требующие обработки, изолируют. Инструменту придают форму, обратную форме обрабатываемой поверхности. Формообразование происходит по методу копирования ( рис. 21.6).

Рис. 21.6. Схема электрохимической размерной обработки:

1 – инструмент – катод; 2 – заготовка – анод

Точность обработки повышается при уменьшении рабочего зазора. Для его контроля используют высокочувствительные элементы, которые встраивают в следящую систему.

Этот способ рекомендуют для обработки заготовок из высокопрочных сталей, карбидных и труднообрабатываемых материалов. Также можно обрабатывать тонкостенные детали с высокой точностью и качеством обработанной поверхности (отсутствует давление инструмента на заготовку).

Комбинированные методы обработки

Электроабразивная и электроалмазная обработка.

При таких видах обработки инструментом служит шлифовальный круг из абразивного материала на электропроводящей связке (бакелитовая связка с графитовым наполнителем).

Между анодом – заготовкой и катодом – шлифовальным кругом имеется зазор, куда подается электролит. Продукты анодного растворения удаляются абразивными зернами; шлифовальный круг имеет вращательное движение, а заготовка – движение подачи, которые соответствуют процессу механического шлифования ( рис. 21.7).

Рис. 21.7. схема электроабразивного шлифования:

1 – заготовка; 2 – абразивные зерна; 3 – связка шлифовального круга.

Введение в зону резания ультразвуковых колебаний повышает производительность в 2…2,5 раза при улучшении качества поверхности. Эти методы применяются для отделочной обработки заготовок из труднообрабатываемых материалов, а также нежестких заготовок, так как силы резания незначительны.

Анодно-механическая обработка основана на сочетании электротермических и электромеханических процессов и занимает промежуточное место между электроэрозионным и электрохимическим методами.

Заготовку подключают к аноду, а инструмент – к катоду. В качестве инструмента используют металлические диски, цилиндры, ленты, проволоку.

Обработку ведут в среде электролита ( водный раствор жидкого натриевого стекла).

Рабочие движения, как при механической обработке резанием.

Электролит в зону обработки подают через сопло ( рис. 21.8).

Рис. 21.8. Схема анодно-механической обработки плоской поверхности.

При пропускании через раствор электролита постоянного электрического тока происходит процесс анодного растворения, как при электрохимической обработке.

При соприкосновении инструмента с микронеровностями заготовки происходит электроэрозия, присущая электроискровой обработке. Металл заготовки в месте контакта с инструментом разогревается и разжижается. Продукты электроэрозии и анодного растворения удаляются при относительных движениях инструмента и заготовки.

Этим способом обрабатывают заготовки из высокопрочных и труднообрабатываемых сплавов, вязких материалов.

Этим способом разрезают заготовки на части, прорезают пазы и щели, обрабатывают поверхности тел вращения, шлифуют плоские поверхности и поверхности, имеющие форму тел вращения, полируют поверхности, затачивают режущий инструмент.

Лучевые методы обработки

Электроннолучевая обработка – основана на превращении кинетической энергии направленного пучка электронов в тепловую энергию. Высокая плотность энергии сфокусированного электронного луча позволяет обрабатывать заготовку за счет нагрева, расплавления и испарения материала с локального участка.

Схема электроннолучевой обработки представлена на рис. 21.9.

Электронный луч образуется за счет эмиссии электронов с нагретого в вакууме катода. Он с помощью электростатических и электромагнитных линз фокусируется на заготовке.

При размерной обработке установка работает в импульсном режиме, что обеспечивает локальный нагрев заготовки.

Электроннолучевой метод эффективен при обработке отверстий диаметром 1…0,010 мм, при прорезании пазов, резке заготовок, изготовлении тонких пленок и сеток из фольги, изготовлении заготовок из труднообрабатываемых металлов и сплавов, керамики, кварца, полупроводникового материала.

Рис. 21.9. Схема установки для электроннолучевой сварки: 1 – катод электронной пушки; 2 – электрод; 3 – анод; 4 и 5 – отклоняющая магнитная система; 6 – заготовка

Лазерная обработка – основана на тепловом воздействии светового луча высокой энергии на поверхность заготовки. Источником светового излучения служит лазер – оптический квантовый генератор.

Энергия светового луча не велика 20…100 Дж, но она выделяется в миллионные доли секунды и сосредотачивается в луче диаметром 0,01 мм. Поэтому температура в зоне контакта 6000…8000 0 С.

Слой металла мгновенно расплавляется и испаряется. С помощью этого метода осуществляется прошивание отверстий, разрезание заготовки, прорезание пазов в заготовках из любых материалов (фольга из тантала, вольфрама, молибдена). Также с помощью этого метода можно осуществить контурную обработку по сложному периметру.

Сущность обработки заключается в том, что плазму направляют на обрабатываемую поверхность.

Плазменная струя представляет собой направленный поток частично или полностью ионизированного газа, имеющего температуру 10000…20000 0 С. Плазму получают в плазменных горелках, пропуская газ через столб сжатой дуги. В качестве плазмообразующих газов используют азот, аргон, водород, гелий, воздух и их смеси.

С помощью этого метода прошиваются отверстия, вырезаются заготовки из листового материала, производится точение в заготовках из любых материалов.

Этот вид обработки осуществляется с целью получения заданных размеров.

В камеру плазматрона подается порошкообразный конструкционный материал и инертный газ под давлением.

Под действием дугового разряда конструкционный материал плавится и переходит в состояние плазмы; струя плазмы сжимается в плазматроне газом. Выходя из сопла, струя направляется на обрабатываемую заготовку.

Источник

Взаимосвязь шероховатости и точности обработки. Классы шероховатости, достигаемые различными видами механической обработки

В статье расскажем про режимы и элементы резания при точении, про растачивание отверстий (расточные работы по металлу) на универсальном токарном станке, про основное затрачиваемое время. Также поговорим о том, что это такое, какие схемы и виды используются. Обработка цилиндрических металлических изделий – распространенная и востребованная операция по стали.

Основные понятия для токаря

Данная методика заключается в снятии верхнего слоя со стальной заготовки посредством режущего инструмента. Цель металлообработки – достижение определенных параметров и нужной степени шероховатости.

Технология заключается во взаимодействии двух подач – продольной и поперечной, чтобы добиться одновременного вращения изделия и перемещения резца. Помимо основной задачи на оборудовании можно выполнять ряд второстепенных процессов:

На аналогичных станках выполняют не только металлообработку, обработке подвергаются и другие материалы, в том числе дерево и пластмасса. Но наиболее востребованным является оборудование по стали.

Заготовки могут иметь цилиндрическую, конусообразную форму, в зависимости от того, как направлены полозья. Из них вытачивают такие детали, как:

Технология активно используется как на производстве, так и в домашних условиях. Большинство заводов переходит с ручного управления на автоматизированное посредством ЧПУ – Числовое Программное Управление.

Основные стандарты прописаны в нормативном документе – ГОСТ 25762-83. Здесь указаны нормы работы, а также правила безопасности. Расчет мощности резания при точении и используемая технология выбирается в зависимости от прочности материала, длины заготовки и задач. При обработке чрезмерно длинного вала велика вероятность вибраций, поэтому процедура проводится на низких оборотах.

Действия самого станка заключаются в обеспечении вращательного движения (металлическая заготовка крепится с двух сторон) и подачи инструмента, которым может быть резец:

Рабочая зона отличается повышенным количеством стружки. По этой причине токарные станки с ЧПУ часто оснащают устройством стружкоотведения, а также системой подачи смазки.

После окончания процесса оператор обязательно проводит контрольные измерения. Они заключаются в определении точных размеров посредством предельного калибра (в основном используется на серийном производстве) или штангенциркуля, или другого измерительного инструмента.

Для токаря важно правильно подобрать скорость и инструмент для металлообработки. Он должен быть из высокопрочной стали и всегда наточен. При контакте с металлом происходит значительный нагрев в месте соприкосновения, силы сцепления нарушаются, верхний слой снимается, превращаясь в стружку. Чтобы не убрать лишнее, необходимо оставлять припуски на токарную обработку при черновом и чистовом точении.

Теперь подробнее поговорим о том, какие стадии может проходить одна и та же заготовка.

Черновое твердое точение

Для начала скажем о том, что есть сверхчерновой вариант металлообработки, он же – обдирочный. В процессе обдирки происходит очень высокое напряжение на режущей кромке, в среднем около Q = 800/3000 см3 * мин-1. Первичные деформации происходят с активным выделением тепла и с высокой нагрузкой на сам резец – сила резания доходит до 10 000/60 000 N. Это может вызвать деформирование инструмента с последующим выходом из строя – полная потеря твердости инструментальной стали. Износ происходит быстрее и сильнее, когда деталь была произведена путем отливки или штамповки, поскольку эти методы металлообработки приводят к появлению твердых включений в материале, а удары об них существенно снижают длительность эксплуатации изделия.

При черновом режиме резания при точении фасок данные показатели немного ниже, но также остаются существенными, как и при обдирке. Мы рекомендуем выбирать резец в зависимости от стиля обработки. При непрерывном контакте минимизируется количество ударов, но возрастает выделение тепла и сила резания: по этой причине следует выбирать инструмент с большим пределом термостойкости. Обычно, в таких сплавах минимален процент оксида углерода, это низкоуглеродистые соединения. Они менее прочные, однако хуже подвергаются пластическим деформациям при нагреве.

Прерывистая техника подразумевает меньший контакт с заготовкой, а значит, более длительную эксплуатацию, поскольку шанс деформирования резца снижается. Но из-за циклических механических ударов хрупкий материал может быстро выйти из строя. Для таких черновых работ рекомендуется использовать инструмент из углеродистого сплава.

На данных двух этапах – обдирка и черновое точение, детали не имеют значения. Задача токаря – обтесать монолитный блок стали до необходимых размеров. При этом требуется оставить припуски, необходимые для последующей чистовой металлообработки – около 1 мм на все параметры. Шероховатость при этом не имеет значительного влияния, поскольку она не является конечной.

Получистовая обработка

Она необходима не повсеместно, в ряде случаев этот этап совершенно пропускается. Но когда требуется высокая точность изделия, то работы производятся с дополнительным промежуточным этапом. Берется более узкий резец, который производит снятие мелкой стружки. Отметим, что чем меньше съем слоя, тем дольше срок эксплуатации инструмента. Это обуславливается меньшим контактом поверхностей и, соответственно, уменьшенной выработкой тепла. В результате, деформации режущей кромки незначительны.

Отличительные черты высокоскоростного получистового точения:

Отметим, что данная фаза металлообработки необходима для производства миниатюрных изделий, поскольку они имеют высокий класс точности. После изготовления деталь проходит стадию шлифовки и обретает эксплуатационную шероховатость – она значительно меньше исходной.

Операции для чистовой обработки поверхности

В большинстве случаев это итоговые процедуры. После идет только финишная шлифовка, также называемая тонкой.

Интересно, что для данного типа можно использовать те же резцы, что и для обдирки. Это характерно для машиностроения, особенно при обтачивании крупногабаритных валов. Меняется только скорость подачи. Приведем данные в таблице:

Класс чистоты	4	5	6
Скорость подачи, мм/об	0,5-0,9	0,25-0,6	0,15-0,4

Но с учетом большой поверхности нельзя быть уверенным, что один инструмент гарантирует 2-3 классы точности, поскольку естественный износ режущей кромки в ходе использования увеличивается, превышая установленный допуск. Решить эту проблему можно одним способом – сократить путь, который проходит резец по площади, а добиться этого возможно только увеличением подачи.

Второй вариант – работать широкими резцами на высокой скорости. Необходимо делать два прохода: первый на глубине 0,15 мм, второй – на 0,2 мм. Так можно добиться высоких результатов.

Геометрия режущего инструмента выбирается, исходя из материала. Чем выше предел прочности, тем уже угол кромки.

Чтобы уменьшить трение и тем самым предотвратить термические деформации, рекомендовано использовать смазку. Большинство токарей раньше применяли состав, в который входят:

Сейчас применяют готовую смазку или концентрат СОЖ. Шероховатость при чистовом точении после второго прохода – 3,2…1,6 Ra. Добиться такой точности (6, 7 класс) можно, используя пластинки из твердой стали марки Т 15 К6 и скорость 100 – 250 м/мин. При таких оборотах на резце не образуются наросты, а значит, нет дефектов.

Если материал заготовки обладает высокой твердостью, то используют сплав Т 15 К4 – он еще более устойчив к температурным изменениям, поэтому можно развивать вращение до 400 – 500 м/мин.

При работе с чугуном применяют керамику. Такие пластины редко используются из-за своей дороговизны и быстрого износа, но для чугунных изделий с максимальным классом точности они не заменимы.

Стоит отметить что в данный момент широкое распространение получили токарные резцы с механическим креплением пластин. На рынке огромный выбор токарных резцов со сменными пластинами и твердосплавных сменных пластин различных форм и сплавов.

Что называется тонким точением: шероховатость и особенности

В ряде случаев процедура полностью заменяет шлифование, поскольку высококлассный токарь может добиться 1 – 2 класса точности и 8 – 10 – чистоты. Процесс срезания тончайшей стружки проходит при максимальной скорости вращения и минимальной подачей. Обязательным условием является хорошая наладка оборудования:

Инструменты изготавливаются из сталей марок ВК2, БКЗМ и Т30К4. Первые две больше подходят для высокопрочных материалов, чугуна.

Добиться высокой точности можно на станках, оснащенных ЧПУ. осуществляет продажу и наладку оборудования с числовым программным управлением. При использовании станков с ЧПУ необходимо написать программу изготовления детали, используя G и М коды М команды, и загрузить их в систему ЧПУ.

Назначение и сущность. Тонким точением обрабатывают наружные и внутренние поверхности с точностью до 1—2 классов и чистотой 8—10 классов. Такой вид обработки во многих случаях может заменить шлифование.

Сущность его состоит в срезании небольшого слоя металла с очень малой подачей и большой скоростью резания.

Требование к станкам для тонкого точения. Станки должны быть жесткие, точные (радиальное биение шпинделя не более 0,005 мм), быстроходные (число оборотов не менее 2000 o6jмин) и иметь подачи менее 0,1 мм>об. Лимбы или индикаторные упоры должны позволять установку резцов на размер с точностью не менее 0,01 мм.

Не прибегая к специальным устройствам, точность подачи резца на глубину резания на любом токарном станке можно увеличить,

пользуясь лимбом верхних салазок, повернутых на некоторый ) гол а к оси центров станка.

Применяемые резцы. Резцы для тонкого точения оснащаются пластинками твердого сплава марок ВК2 или БКЗМ для обработки чугуна и Т30К4 для сталей. Для цветных металлов и пластмасс применяют алмазные резцы.

После заточки резцы обязательно доводятся. Главная режущая кромка должна быть острой, без фаски. Завалы или незначительные зазубрины на ней недопустимы.

Вершина скругляется радиусом 0,5—1 мм.

Передний угол у для твердосплавных резцов при обработке стали от —5° до 4-5°, для чугуна — 0°. Для алмазных резцов при обтачивании у= — 4°, при растачивании Задний угол выпол

няется в пределах 6—12°.

Припуски н режимы резания. Припуск под тонкое точение оставляют в пределах 0,25—0,4 мм на диаметр при диаметре детали до 125 мм.

Режимы резания обычно ограничиваются возможностями станка. Их рекомендуется выбирать в следующих пределах; глубина резания 0,05—0,2 мм; подача при предварительной обработке 0,1—0,2 мм/об, при окончательной — 0,02—0,08 мм/об; скорость резания для черных металлов 100—200 м/мин, для цветных — 200—500 м/мин.

Вопросы для повторения

1. Для чего выполняется тонкое точение и в чем его сущность?

2. Какие требования предъявляются к станкам дли тонкого точения?

3. Как повысить точность подачи резца на глубину резания при тонком то* Ч1ГШП1?

4. Укажите применяемые резцы для тонкого точения и особенности их за-

5. Приведите значения припусков и режимов резания для тонкого точения.

Режимы при токарной обработке

Токарь выбирает технологию в зависимости от множества факторов:

В соответствии с этим регулируется скорость вращения, подача и некоторые другие факторы. Рассмотрим ниже.

Основные параметры

В основном они меняются в зависимости от экономической целесообразности процесса, а именно:

В связи с этим высокоскоростное точение конуса или цилиндра на токарном станке на пределе возможностей – не всегда выгодное решение. Опишем основные параметры.

Глубина

Это размер срезанной стружки. Его заранее определяют, чтобы оставить припуск. В технических расчетах определяется по формуле: t = (D-d)/2, где:

D – диаметр заготовки; d – размер итоговой детали.

Осуществляется процедура обычно в 2 подхода, отсюда деление глубины резца на два.

Подача

Это поперечное перемещение резца по направляющим. Не всегда высокая скорость – это хорошо. Обычно производительность напрямую зависит от нее, но, к примеру, при повышении класса точности она должна быть невысокой, только так можно добиться правильной шероховатости. Существует продольное точение – это самый стандартный вид, когда вращается заготовка, а инструмент передвигается по линии. Второй тип, когда сам резец имеет два движения – горизонтальное и вращательное, применяется при сверлении и растачивании отверстий.

Скорость

Фактически это то, сколько метров поверхности будет обработано при перемещении режущей кромки на 1 мм. Параметр прямо зависит от количества оборотов заготовки и от подачи. Определяется по формуле:

Скорость резания при точении – таблицы для черновой и чистовой металлообработки:

Схемы операций точения

Рисунок 40.1. Схемы операций точения.

Основные виды токарных работ: стрелками показаны направления перемещения инструмента и вращения заготовки (рис. 40.1): а — обработка наружных цилиндрических поверхностей; б — обработка наружных конических поверхностей; в — обработка торцов и уступов; г — вытачивание пазов и канавок, отрезка заготовки; д — обработка внутренних цилиндрических и конических поверхностей; е — сверление, зенкерование и развертывание отверстий; ж — нарезание наружной резьбы; з — нарезание внутренней резьбы; и — обработка фасонных поверхностей; к — накатывание рифлений

Рисунок 40.2. Станок токарно-винторезный.

Режущий инструмент.

При работе на токарных станках применяют различные режущие инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, резьбонарезные головки, фасонный инструмент и др.

Токарные резцы являются наиболее распространенным инструментом и применяются для обработки плоскостей, цилиндрических и фасонных поверхностей, нарезания резьбы и т.д. (рис. 40.3).

Рис. 40.3. Токарные резцы для различных видов обработки: а — наружное обтачивание проходным отогнутым резцом; б — наружное обтачивание прямым проходным резцом; в — обтачивание с подрезанием уступа под прямым углом; г — прорезание канавки; д — обтачивание радиусной галтели; е — растачивание отверстия; ж и з — нарезание резьбы наружной и внутренней соответственно

Перемещение режущего инструмента во время токарной обработки и его крепление на токарно-винторезном станке обеспечивают несколько узлов (сборочных единиц). Ниже приведено краткое описание работы некоторых из них.

Рис. 40.4. Суппорт: 1 — нижние салазки (продольного суппорта); 2 — ходовой винт; 3 — поперечные салазки суппорта; 4 — поворотная плита; 5 — направляющие; 6 — резцедержатель; 7 — поворотная головка резцедержателя: 8 — винт для крепления резцов; 9 — рукоятка поворота резцедержателя; 10 — гайка; 11 — верхние салазки (продольного суппорта); 12 — направляющие; 13 и 14 — рукоятки; 15 — рукоятка продольного перемещения суппорта

Суппорт (рис. 40.4) состоит из нижних салазок (продольного суппорта) 7, которые перемещаются по направляющим станины с помощью рукоятки 15 и обеспечивают перемещение резца вдоль заготовки. На нижних салазках по направляющим 12 перемещаются поперечные салазки (поперечный суппорт) 3, которые обеспечивают перемещение резца перпендикулярно к оси вращения заготовки. По направляющим 5 поворотной плиты перемещаются (с помощью рукоятки 13) верхние салазки 11, которые вместе с плитой 4 могут поворачиваться в горизонтальной плоскости относительно поперечных салазок 3 и обеспечивать перемещение резца под углом к оси вращения заготовки. Резцедержатель (он же — четырехпозиционная резцовая головка) крепится к верхним салазкам 11 с помощью рукоятки 9 и позволяет вводить резец в работу с минимальной затратой времени.

Виды точения

По технологическим возможностям точение условно подразделяют на:

— черновое точение — удаление дефектных слоев заготовки, разрезка, отрезка и подрезка торцов заготовки. Срезается поверхностная «корка» и основная (»70%) часть припуска на обработку, позволяет получать шероховатость 50…12,5 Ra.

— получистовое точение — снятие 20…25% припуска и позволяет получать шероховатость 6,3…3,2 Ra и точность 10…11-го квалитетов. Заготовка получает форму, близкую к детали.

— чистовое точение — обеспечивает получение шероховатости 3,2…1,6 Ra и точность 7-9-го квалитетов. Деталь получает окончательную форму и размеры.

— тонкое точение — позволяет при срезании очень тонких стружек получать на поверхностях детали шероховатость 0,40..0,20 Ra и точность 5-7-го квалитетов.

Резцы токарные

В качестве режущего инструмента при точении используют резцы. Главным принципом классификации резцов является их технологическое назначение.

Рис. 40.5. Схема резца

1 – передняя поверхность; 2 – главная задняя поверхность; 3 – вспомогательная задняя поверхность; 4 – главная режущая кромка; 5 – вспомогательная режущая кромка

Различают токарные резцы (см. рисунок 66):

– для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей;

– проходные и упорные – для растачивания глухих и сквозных отверстий;

– для отрезания заготовок;

– для нарезания наружных и внутренних резьб;

– для обработки фасонных поверхностей;

– для протачивания кольцевых канавок;

для обтачивания переходных поверхностей между ступенями валов по радиусу.

Классификация токарных резцов по характеру обработки:

Классификация токарных резцов по направлению движения подачи:

Классификация токарных резцов по конструкции:

— с приваренной или припаянной пластиной;

— со сменными пластинами.

Установка для закрепления заготовки зависит от типа станка, вида обрабатываемой поверхности, характеристики заготовки (L/D), точности обработки и других факторов.

Сверление.

Сверление— основной способ получения глухих и сквозных цилиндрических отверстий в сплошном материале заготовки. В качестве инструмента при сверлении используется сверло, имеющее две главные режущие кромки. Для сверления используются сверлильные и токарные станки.

Рис. 40.6. Вертикально-сверлильный станок 2Н135

На сверлильных станках сверло совершает вращательное (главное движение) и продольное (движение подачи) вдоль оси отверстия, заготовка неподвижна (рисунок, позиция а).

При работе на токарных станках (см. рис. 40.7) вращательное (главное движение) совершает обрабатываемая деталь, а поступательное движение вдоль оси отверстия (движение подачи) совершает сверло (рисунок, позиция б).

Диаметр просверленного отверстия можно увеличить сверлом большего диаметра. Такие операции называются рассверливанием (рисунок, позиция в).

При сверлении обеспечиваются сравнительно невысокая точность и качество поверхности. Для получения отверстий более высокой точности и чистоты поверхности после сверления на том же станке выполняются зенкерование и развертывание.

Рис. 40.7. Схемы сверления, зенкерования и развертывания

Сверлением называется процесс образо­вания отверстий в сплошном материале режущим инст­рументом — сверлом. Для сверления применяют спираль­ные сверла различных диаметров. Спиральное сверл о (рис. 40.8 а) состоит из рабочей части и хвостови­ка, которым оно закреп­ляется в шпинделе станка.

Рабочая часть сверла состоит из цилиндриче­ской и режущей. На ци­линдрической части рас­положены две винтовые канавки 4, которые пред­назначаются для отвода стружки в сторону. По краям канавок находятся ленточки 5. Они служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия в детали.

Рис. 40.8. Спиральное сверло: а — общий вид, б —режущая часть сверла,

в —сверло в процессе сверле­ния; 1 — поперечная кромка, 2 — задняя поверхность, 3 — режущая кромка, 4 — канавка, 5 —ленточка, 6 — переходная конусная втулка, 7 — стружка

Режущая часть сверла (рис. 40.8 б) состоит из ко­нуса, на котором находят­ся две режущие кромки 3, поперечная кромка 1 и задняя поверхность 2. Угол заточки в зависимо­сти от металла детали мо­жет колебаться в преде­лах 110—150°.

Хвостовики бывают двух типов: конические и цилиндрические. Конический хвостовик удерживает сверло в шпинделе благодаря тре­нию, возникающему между конусом хвостовика и пере­ходной конусной втулкой 6 (рис. 40.8, в). Сверло с цилиндрическим хвостовиком укрепляют в шпинделе станку При помощи кулачкового патрона. Лапка — концевая часть сверла — служит упором при выбивании сверла из гнезда или патрона.

При работе сверло совершает вращательной движение, во время кото­рого срезается стружку металла, и поступательное перемещение, направо ленное вдоль оси вращения, при котором сверло углубляется в обрабаты­ваемую деталь.

Высокая производи­тельность и хорошее качество работы сверл возможны лишь при правиль­ной их заточке, иначе сверло при работе будет смещаться с оси или его режущая часть будет ло­маться. Затачивают свер­ла на заточных стайках или вручную на наждач­ном круге. Правильность заточки проверяют шаблоном.

Дата добавления: 2016-06-05; просмотров: 7729;

Похожие статьи:

Технология растачивания отверстий

Аналогичная процедура возможна посредством сверления, рассверливания или зенкерования, но такой метод обычно не позволяет достичь максимально верных размеров, а также требует специального оборудования.

Работы позволяют добиться 8 – 10 квалитета точности и 0.8…3.2 мкм шероховатости.

Шероховатость поверхности деталей

На поверхностях деталей после их механической обработки всегда остаются неровности. Совокупность неровностей, образующихся при обработке, называют шероховатостью поверхности.

Величина шероховатости оказывает непосредственное влияние на качество неподвижных и подвижных соединений.

Детали с большой шероховатостью поверхности в неподвижных соединениях не обеспечивают требуемой точности и надежности сборки, а в подвижных соединениях быстро изнашиваются и не обеспечивают первоначальных зазоров.

На поверхности, например, обработанной токарным резцом, образуются неровности в виде винтовых выступов (рис. 1, а) и винтовых канавок (рис. 1, б).

Рис. 1. Образование шероховатости поверхности при токарной обработке: а — поперечной; б — продольной

Неровности, расположенные в направлении подачи s, образуют поперечную шероховатость, а неровности, расположенные в направлении скорости υ резания – продольную шероховатость — волнистость.

Высота Н и характер неровностей зависят от обрабатываемого материала, режима резания, геометрии режущих кромок инструмента и других факторов (рис. 2).

Рис. 2. Высота Н неровностей при точении: а — влияние вспомогательного угла φ в плане; б — влияние подачи s; в — влияние радиуса r, скругления режущей кромки резца

Величина Н увеличивается с увеличением подачи и уменьшается с увеличением радиуса скругления режущей кромки инструмента.

При увеличении скорости резания высота Н неровностей уменьшается. Увеличение вспомогательного угла в плане, уменьшение заднего угла, затупление режущей кромки приводят к увеличению шероховатости поверхности.

Средняя экономическая точность и шероховатость, получаемые на различных операциях технологического процесса при обработке заготовок из стали и серого чугуна, приведена в табл. 1.

Таблица 1. Средняя экономическая точность и шероховатость при обработке заготовок

Операция	Квалитет точности	Шероховатость Ra, мкм
Точение наружное и растачивание: предварительное	12 и грубее	12,5
чистовое	10 и грубее	3,2—1,6
тонкое на станках класса П	5—6	0,8-0,4
Фрезерование: предварительное	12 и грубее	6,3
чистовое	8	3,2—1,6
тонкое	6	0,8—0,4
Сверление	11—12	6,3—3,2
Зенкерование	10 и грубее	3,2—1,6
Развертывание: предварительное	8 и грубее	1,6—0,8
чистовое	7	0,8—0,4
Протягивание отверстия	8—7	0,8—0,4
Шлифование наружное и внутреннее: чистовое	7	0,4—0,2
тонкое на станках класса П	5—6	0,1—0,05
Притирка	5 и точнее	0,1—0,25
Доводка	4 и точнее	0,05 и менее
Хонингование	5 и грубее	0,05—0,025
Суперфиниш	Точность заготовки	0,05 и менее

В производственных условиях шероховатость обработанной поверхности детали оценивают методом сравнения с образцом или в инструментальной лаборатории на профилометре, инструментальном микроскопе и др. В качестве образца используют обработанную деталь, шероховатость поверхности которой аттестована.

Источник