Поперечно-строгальный станок (рис. 1) предназначен для обработки заготовок небольшого размера. Основным узлом станка является станина 17, по верхним горизонтальным направляющим которой перемещается ползун 13 с установленным на нем суппортом 8, на котором укреплен резцедержатель 7. Длина хода ползуна регулируется поворотом вала 2. По вертикальным направляющим станины перемещается поперечина 6, имеющая горизонтальные направляющие с установленным на них столом 5, который может перемещаться вправо и влево относительно ползуна. Для увеличения жесткости стол поддерживает стойка. На вертикальной и горизонтальной поверхностях стола выполнены Т-образные пазы, которые служат для установки и закрепления технологической оснастки или заготовок. Подключение привода главного движения станка к электрической сети осуществляется с пульта управления 15. Управление станком производится при помощи рукояток 1, 3, 4, 9— 12 и 16.
Инструмент — строгальный резец (рис. 2) закрепляют в резцедержателе станка без дополнительных приспособлений. Если резец прямой (рис. 2, а), то сила резания может изогнуть его, что приведет к заклиниванию резца в процессе резания. При изогнутом стержне (рис. 2, б) возможность заклинивания резца существенно уменьшается, а если его вершина будет лежать в опорной плоскости, то заклинивания не происходит вообще. Строгальные резцы изготавливают из быстрорежущих сталей, а для резания труднообрабатываемых материалов применяют резцы с рабочей частью, выполненной из твердого сплава.
Рис. 2. Закрепление строгального резца: а, б — соответственно с прямым и изогнутым стержнями; R — радиус изгиба резца; h — высота вылета резца
Конструкции строгальных резцов достаточно разнообразны и их выбор зависит от вида обрабатываемой поверхности (рис. 3).
При обработке на поперечно-строгальных станках заготовки закрепляют двумя способами:
непосредственно на поверхности стола (вертикальной или горизонтальной) при помощи прижимов, закрепляемых болтами в Т-образных пазах стола;
используя универсальные приспособления — машинные тиски или магнитные плиты.
Режим резания при строгании.
Режим резания при строгании определяются скоростью резания v, подачей S2x и глубиной резания t.
Скорость резания измеряется в метрах в минуту (м/мин). Наладку станка осуществляют не по скорости резания, а по числу двойных ходов в минуту, и ограничивают твердостью обрабатываемого материала, стойкостью режущего инструмента и жесткостью обрабатывающей системы станок—приспособление—инструмент—заготовка.
Подача измеряется в миллиметрах на один двойной ход (мм/дв. ход). Ее величина зависит от материала обрабатываемой заготовки, материала рабочей части инструмента и требований к качеству обработки.
Глубина резания выбирается с учетом технических возможностей станка и характера обработки в пределах 1 …2 мм для черновой обработки и 0,1 …0,2 мм — для чистовой.
Помимо определения режимов обработки весьма важным является правильное определение величины врезания и перебега.
Врезание — расстояние, на которое отходит резец при обратном ходе от обрабатываемой поверхности заготовки.
Перебег — расстояние, на которое резец выходит за пределы заготовки в конце рабочего хода. Перебег не должен превышать 2/3 высоты головки резца.
Работы, выполняемые на поперечно-строгальных станках.
Поперечно-строгальные станки позволяют заменить ручное опиливание плоских поверхностей, расположенных под заданными углами, распиливание пазов и опиливание уступов механической обработкой.
Плоскошлифовальный станок (рис. 1) предназначен для обработки периферией круга плоских поверхностей заготовок, устанавливаемых на столе станка при помощи различных приспособлений.
Основным узлом станка является станина 2, на верхней части которой крепят колонну 10 с механизмом вертикальной подачи шлифовальной бабки с кругом 8, установленной на направляющих колонны. Шлифовальный круг защищен ограждением (кожухом) 9 и устройством для подачи СОТС от аппарата 1 в зону резания. На станине 2 монтируют суппорт 5 с взаимно-перпендикулярными направляющими. Рабочей поверхностью станка служит стол 7, на котором выполнены три Т-образных паза. Стол вручную при помощи маховика 6 продольной подачи перемещается по направляющим. Скорость автоматической подачи стола регулируется пневматическим приводом. Механизм подач 3 обеспечивает автоматическую поперечную подачу стола, ручную поперечную подачу стола, ускоренное перемещение стола, автоматическую вертикальную подачу шлифовальной бабки на каждый продольный ход стола, а также ускоренное перемещение шлифовального круга. Автоматическое или ручное реверсирование поперечного перемещения стола осуществляется механизмом поперечного реверса, а продольный реверс стола — механизмом 4. В пазу стола установлены упоры, которые можно перемещать, регулируя мину хода.
Приспособления для установки заготовок на столе плоскошлифовального станка.
Установка и закрепление заготовок на столе плоскошлифовального станка осуществляются главным образом с помощью магнитных (для заготовок из черных металлов) и вакуумных (для цветных металлов и неметаллических материалов) плит.
Магнитная плита (рис. 2) состоит из литого или сварного корпуса 1, сердечников 2, катушек 3 и крышки 4. В верхней части плиты выполнено 96 пазов, расположенных в два ряда. В пазах расположены магнитные сердечники. Магнитная плита герметизируется во избежание попадания СОТС на обмотки сердечников. Магнитную плиту устанавливают на столе станка и закрепляют на нем при помощи болтов, головки которых вводят в Т-образные пазы стола.
После установки и закрепления магнитную плиту необходимо прошлифовать для обеспечения параллельности плиты направляющим продольной и поперечной подач стола плоскошлифовального станка.
Инструмент для плоскошлифовальных станков.
Рабочая часть инструмента состоит из частиц абразивного материала, твердость которого превышает твердость материала обрабатываемой заготовки. Для изготовления шлифовальных кругов используют естественные и синтетические абразивные материалы, которые различаются по химическому составу, физико-механическим свойствам и технологии их получения.
Абразивные .материалы, применяемые для изготовления шлифовальных кругов, имеют разную твердость и состоят из отдельных зерен, скрепляемых между собой специальным составом — связкой.
Зернистость — величина абразивных зерен материалов, применяемых при изготовлении шлифовальных кругов, зависит от требований, предъявляемых к точности обработки и шероховатости получаемых в ее результате поверхностей.
Шлифовальные материалы могут иметь следующую зернистость:
шлифовальные зерна размерами 2 000… 160 мкм;
шлифовальные порошки с размерами зерен 125…40 мкм;
шлифовальные микропорошки с размерами зерен 63… 14 мкм;
тонкие микропорошки с размерами зерен 10…5 мкм.
Связка служит для скрепления абразивных зерен между собой и изготовления из них шлифовального крута. Связки могут быть органическими и неорганическими.
Соотношение связки, абразивных зерен и пор в шлифовальном круге называется его структурой.
Связка оказывает сопротивление проникновению в абразивный инструмент посторонних тел — стружки. Это свойство связки называется твердостью абразивного инструмента. Различают восемь степеней твердости абразивного инструмента: весьма мягкие (ВМ1 и ВМ2), мягкие (Ml; М2; М3), среднемягкие (СМ1; СМ2), средние (С1 и С2), среднетвердые (СТ1; СТ2; СТЗ), твердые (Т1; Т2; ТЗ), весьма твердые (ВТ1; ВТ2; ВТЗ) и чрезвычайно твердые (ЧТ). Цифры 1, 2, 3 характеризуют возрастание твердости в одной степени.
Структура абразивного инструмента обозначается номерами от 0 (объемная концентрация зерен составляет 62 %) до 20 (объемная концентрация зерен — 22%). С увеличением номера структуры на единицу объемная концентрация зерен уменьшается на 2%.
Характеристика шлифовального круга определяется ранее приведенными параметрами и наносится в виде маркировки на торцевой поверхности (для кругов диаметром более 250 мм) или на специальной бирке (для кругов диаметром 40…250 мм), для кругов диаметром менее 40 мм маркировку наносят на упаковку.
Режимы резания при шлифовании.
Режимы резания при шлифовании выбирают, пользуясь справочными таблицами и учитывая требования, предъявляемые к точности обработки и получаемой после нее шероховатости обработанной поверхности. Учитывают также мощность главного привода станка и стойкость шлифовального круга.
Показателями режимов резания при плоском шлифовании периферией крута служат:
скорость крута Vкp;
поперечная подача (параллельная оси круга);
скорость перемещения заготовки (скорость продольной подачи Vпp);
вертикальная подача крута (глубина резания t).
Работы, выполняемые на плоскошлифовальных станках.
Плоскошлифовальные станки позволяют механизировать ряд трудоемких слесарных операций, таких как опиливание плоских поверхностей, расположенных под различными углами; шабрение и доводка плоских поверхностей.
Консольно-фрезерные станки подразделяют на горизонтальные и вертикальные.
Консольный горизонтально-фрезерный станок (рис. 1) монтируют на основании А, в котором размещены резервуар для СОТС и электродвигатель с насосом для их подачи. На основании установлена станина 2, внутри которой находится коробка скоростей 1, электрический двигатель привода главного движения и шпиндельный узел. На верхних горизонтальных направляющих размещен хобот 3, положение которого фиксируют винтом и гайкой. На хоботе может быть установлена дополнительная опора — серьга 4.
На вертикальных направляющих станины установлена консоль Г, перемещающаяся по ним в вертикальном направлении при вращении рукоятки 8. На верхней части консоли расположены салазки В, перемещающиеся по направляющим консоли в поперечном направлении при помощи винтовой передачи, приводимой в движение маховиком 7. Рабочее положение салазок фиксируется рукоятками 10 и 11. На салазках установлен стол Б, имеющий продольное перемещение по направляющим салазок с приводом от маховика 6. В корпусе консоли смонтирована коробка подач, обеспечивающая изменение скорости автоматического перемещения исполнительных узлов станка. Коробка подач снабжена механизмом ускоренных перемещений. На передней поверхности консоли и стола станка расположены органы управления.
Переключение подачи осуществляется рукояткой по лимбу 9, расположенному на консоли. Включение освещения, подачи СОТС, изменение направления вращения шпинделя 5 производят поворотом выключателей 12—14 управления станком, которые расположены на станине.
Консольный вертикально-фрезерный станок имеет вертикальное расположение шпиндельной головки, которую можно поворачивать в вертикальной плоскости на угол 40° в одну или в другую сторону, что позволяет обрабатывать скосы и наклонные поверхности без использования специальных приспособлений. Отдельные узлы и механизмы не имеют принципиальных отличий от соответствующих узлов и механизмов горизонтальнофрезерного станка.
Приспособления для установки заготовок. Эти приспособления применяют для ориентации заготовок на столе станка и фиксации их положения относительно обрабатывающего инструмента. Для установки и закрепления заготовок непосредственно на столе станка используют прижимы, опоры и угольники, конструкции которых зависят от их конфигурации. В ряде случаев требуется закреплять заготовки в универсальных (машинные тиски) или в специальных (для конкретных заготовок) приспособлениях.
Приспособления для установки инструмента. Эти приспособления обеспечивают установку инструмента и его фиксацию в коническом отверстии шпинделя станка. Цилиндрические и дисковые фрезы устанавливают при помощи цилиндрических (рис. 2), а торцевые — при помощи конических (рис. 3) оправок. Концевые фрезы устанавливают в коническом отверстии шпинделя станка, используя переходные втулки или патроны.
Рис. 3. Оправка для закрепления торцевых фрез: 1 — шомпол; 2 — гайка; 3 — фреза; А — выступы шпинделя и пазы оправки; Б — выступы оправки и пазы фрезы
Инструмент для обработки на фрезерных станках. Основным инструментом для обработки на фрезерных станках являются фрезы. По форме и технологическому назначению фрезы подразделяют на торцевые и цилиндрические (рис. 4, а, б), предназначенные для обработки открытых плоских поверхностей, концевые (рис. 4, в, г) и дисковые (рис. 4, д), предназначенные для обработки плоских поверхностей, уступов и пазов, Т-образные (рис. 4, е) и типа «ласточкин хвост» (рис. 4, ж), используемые при обработке пазов аналогичной формы, фасонные фрезы (рис. 4, з) используют для получения соответствующих фасонных поверхностей.
Рис. 4. Основные типы фрез: а — торцевая; б — цилиндрическая; в, г — концевые; д — дисковая; е — Т-образная; ж — типа «ласточкин хвост»; з — фасонная; В — ширина фрезы; t — глубина фрезерования
Рабочую часть фрез изготавливают из быстрорежущей стали или из твердого сплава. Материал рабочей части фрезы выбирают в соответствии с твердостью материала обрабатываемой заготовки и режимов резания, пользуясь справочными таблицами.
Режимы резания при фрезеровании.
Режимы резания при фрезеровании характеризуются скоростью резания v, подачей S и глубиной резания t.
При фрезеровании различают подачу на оборот So режущего инструмента (фрезы), равную величине перемещения стола за один оборот фрезы и измеряемую в миллиметрах на оборот (мм/об); подачу на зуб Sz, равную величине перемещения стола, измеряемой в миллиметрах, за время поворота инструмента на угол, кратный числу зубьев фрезы (мм/зуб). Между подачами существует следующая зависимость:
Son = Szzn,
где z — число зубьев фрезы; п — частота вращения шпинделя, мин-1.
Глубина резания — расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями в направлении, перпендикулярном оси фрезы, измеренное в миллиметрах (мм).
Режимы резания при фрезеровании выбирают по справочным таблицам в зависимости от свойств обрабатываемого материала, материала инструмента, а также от требований, предъявляемых к точности обработки и шероховатости обработанной поверхности.
Работы, выполняемые на консольно-фрезерных станках.
Консольно-фрезерные станки позволяют заменить ряд трудоемких операций слесарной обработки на механизированную. Наиболее часто обработкой на фрезерных станках заменяют следующие слесарные операции: опиливание плоских взаимно параллельных, взаимно-перпендикулярных и расположенных под заданным углом поверхностей; обработка уступов и пазов, в том числе шпоночных для призматических, сегментных и направляющих шпонок, а также пазов типа «ласточкин хвост» и Т-образных. Помимо того, на консольно-фрезерных станках возможно отрезание заготовок от профильного проката.
Организация рабочего места фрезеровщика.
На рабочем месте фрезеровщика размещают фрезерный станок и шкаф с инструментами и приспособлениями. Справа от станка расположен контейнер (контейнеры) для заготовок, подлежащих обработке, и обработанных деталей. Обтирочная ветошь хранится в ящике, а отработанная стружка собирается в специальную тару, устанавливаемую около станка. Около станка размещают деревянную подставку для работающего. Приспособления размещают на стеллажах или в шкафу.
Безопасность работ фрезеровщика.
При выполнении работ следует придерживаться следующих правил:
строго соблюдать настройку станка на заданные режимы обработки;
работать только исправным и хорошо заточенным инструментом;
детали, приспособления и инструменты класть только на свои места и использовать только по прямому назначению;
убирать режущий и измерительный инструменты, заготовки и обработанные детали с рабочих поверхностей стола после их использования;
убедиться в прочности крепления обрабатываемых заготовок, инструментов и приспособлений;
постоянно наблюдать за исправной работой смазочной системы, так как ее неисправность может привести к поломке узлов станка;
не производить измерений и не удалять стружку в процессе обработки;
обеспечить правильный подвод СОТС в зону резания;
не допускать работу станка вхолостую;
выключать станок в перерывах подачи электрической энергии, уборке и смазке станка, а также при закреплении и измерении обрабатываемой заготовки.
В машиностроении наибольшее распространение получил токарно-винторезный станок мод. 16К20 (рис. 1). Все узлы этого станка смонтированы на станине. С левой стороны станины жестко закреплена передняя бабка 2, в которой размещена коробка скоростей, представляющая собой многоступенчатый зубчатый редуктор, обеспечивающий изменение частоты вращения шпинделя 3. На переднем резьбовом конце шпинделя и в его отверстии, имеющем коническую форму, могут быть размещены различные приспособления для закрепления заготовок в процессе обработки. На направляющих станины, с правой стороны, расположена задняя бабка 9, которую можно перемещать вдоль этих направляющих и закреплять в заданном положении. В задней бабке располагается пиноль, перемещающаяся в корпусе и имеющая коническое отверстие для установки инструментов (сверла, зенкера, развертки) или приспособлений для крепления инструмента.
Оси отверстия шпинделя и пиноли задней бабки должны находиться на одной линии, называемой линией центров. Расстояние этой линии от направляющих станины является основной технической характеристикой станка, определяющей максимально возможный диаметр обрабатываемой заготовки (для станка мод. 16К20 — 400 мм).
На боковой поверхности станины, с левой стороны, крепят коробку подач, представляющую собой многоступенчатый зубчатый редуктор, выходными элементами которой являются ходовой вал 5 и ходовой винт 4. Коробка подач связана со шпинделем зубчатой передачей (гитарой), которая закрыта кожухом 12.
На направляющих станины, между передней и задней бабками, расположен суппорт 6, который может перемещаться вдоль линии центров (продольная подача). На верхней каретке суппорта установлены поперечные салазки, которые могут перемещаться перпендикулярно линии центров (поперечная подача). На салазках смонтирован верхний суппорт, который можно поворачивать вокруг вертикальной оси и закреплять в заданном положении. Он состоит из двух частей, одну из которых можно перемещать относительно другой под утлом к линии центров, зависящим от угла поворота верхнего суппорта. На верхнем суппорте устанавливают четырех позиционный резцедержатель 7 для закрепления инструментов и последовательного их использования при повороте резцедержателя, а также для его закрепления в одном из четырех фиксированных положений. Движение суппорту передается через ходовой вал или ходовой винт и зубчатые передачи фартука, закрепленного на суппорте станка и перемещающегося вместе с ним.
Управление работой станка осуществляется при помощи рукояток, расположенных на передней бабке и фартуке. Частоту вращения шпинделя устанавливают рукоятками 13 и 14 согласно таблице, расположенной на передней бабке станка. Рукояткой 13 устанавливают один из четырех диапазонов частот вращения шпинделя, а требуемую частоту вращения в выбранном диапазоне устанавливают рукояткой 14, которую перемещают в одно из шести фиксированных положений.
Величину подачи устанавливают рукоятками 10 и 11. Каждая из рукояток имеет четыре фиксированных положения, обозначенных римскими цифрами (рукоятка 10) и латинскими буквами (рукоятка 11). Величины подач и соответствующие им положения рукояток указаны в таблице, расположенной на передней бабке станка. При настройке станка следует учитывать, что поперечная подача составляет половину продольной, указанной в таблице. Электрическое питание к станку подводится через шкаф 1 с электрооборудованием.
Приспособления для токарной обработки.
Наиболее часто для закрепления заготовок для их обработки на токарном станке применяют трехкулачковые самоцентрирующиеся патроны и центры.
Самоцентрирующийся трехкулачковый патрон (рис. 2, а) состоит из корпуса 3 с пазами, в которых перемещаются кулачки 1 и 2. Перемещение кулачков от периферии к центру патрона происходит при помощи спиральной нарезки, выполненной в диске 3 (рис. 2, б). Диск приводится во вращение специальным ключом, который устанавливают в отверстие зубчатого колеса 5. Это колесо находится в зацеплении с диском 3. Кулачки 1, 2 и 4 изготавливают ступенчатыми, позволяющими закреплять заготовки с базированием по внутреннему диаметру. Для повышения износостойкости кулачки подвергают закалке.
Рис. 2. Самоцентрирующийся трехкулачковый патрон: а — общий вид: 1, 2 — кулачки; 3 — корпус; б — устройство: 1, 2, 4 — кулачки; 3 — диск со спиральной нарезкой; 5 — зубчатое колесо
Различают два типа центров — жесткие и вращающиеся.
Жесткий центр (рис. 3) состоит из рабочей части 1, представляющей собой конус с углом при вершине 60°, хвостовой части 2, обеспечивающей соединение конуса со шпинделем или пинолью задней бабки. Для извлечения центра из отверстия шпинделя и пиноли задней бабки служит опорная часть 3, диаметр которой меньше диаметра хвостовой части присоединительного конуса, что позволяет удалить центр без повреждения его конической части.
Вращающиеся центры (рис. 4) находят широкое применение при обработке на токарно-винторезных станках, однако, следует иметь в виду, что они снижают точность обработки.
Вращающийся центр состоит из корпуса 4 с коническим хвостовиком, в котором установлены два шариковых 3 и 5 и один роликовый 2 подшипники. В подшипниках устанавливают вращающийся центр 1.
Токарные резцы, их конструкция и назначение. Токарный резец (рис. 5) состоит из головки, являющейся его рабочей частью, и стержня, служащего для закрепления резца в резцедержателе.
Рабочую часть резца изготавливают из материалов высокой твердости: быстрорежущие стали и твердые сплавы. Выбор материала рабочей части зависит от твердости материала обрабатываемой заготовки и выбирается по справочным таблицам.
Рис. 5. Токарный резец.
Для обеспечения процесса резания поверхности, ограничивающие рабочую часть резца, должны быть расположены под определенными углами: передняя поверхность под углом 1 …2° к горизонтали, главная и вспомогательная задние поверхности — соответственно под углами 12… 15 и 7… 10° к вертикали.
Конструкция токарного резца (рис. 6) зависит от характера выполняемых работ:
проходные (прямой и отогнутый) — для обработки гладких цилиндрических поверхностей (рис. 6, а и б);
проходной упорный — для обработки ступенчатых цилиндрических поверхностей (рис. 6, в);
прорезной (отрезной) — для обработки канавок и отрезания заготовок (рис. 6, г);
фасонный — для обработки галтелей (рис. 6, д).
Рис. 6. Конструкции токарных резцов: а, б, в — проходные отогнутый, прямой и упорный соответственно; г — прорезной (отрезной); д — фасонный
Режимы резания.
Режимы резания при токарной обработке характеризуются скоростью резания v, подачей S и глубиной резания t.
Скорость резания — линейная скорость точки на поверхности заготовки, наиболее удаленной от оси ее вращения, — измеряется в метрах в минуту (м/мин) и рассчитывается по формуле v = πDn/1000, где π — постоянная величина, равная 3,14; D — диаметр обрабатываемой заготовки, мм; п — частота вращения шпинделя, мин-1; 1000 — постоянная величина, обеспечивающая перевод миллиметров, в которых измеряют диаметр заготовки, в метры, так как скорость резания измеряется в метрах в минуту.
Подача— отношение расстояния, пройденного рассматриваемой точкой режущего инструмента или заготовки вдоль траектории этой точки в движении подачи, к соответствующему числу циклов, измеряется в миллиметрах на оборот заготовки (мм/об).
Глубина резания — толщина слоя материала, снимаемого с поверхности заготовки за один ход инструмента, измеряют в миллиметрах (мм).
Выбор режимов резания заключается в определении значений скорости резания, подачи и глубины резания, позволяющих максимально использовать технологические возможности станка и режущего инструмента для получения поверхности с высокой точностью геометрических размеров и формы и малой шероховатостью обработанной поверхности.
Выбор режимов резания осуществляется, как правило, в следующем порядке:
выбирается глубина резания в соответствии с припусками на обработку, которая должна быть выполнена с минимальным количеством ходов;
определяется подача с учетом прочности механизма подач и жесткости заготовки (ддя черновой обработки), а также требуемой шероховатости поверхности, геометрии инструмента и материала заготовки (для чистовой обработки);
устанавливается допускаемая скорость резания с учетом глубины резания и подачи, а также мощности станка, материала заготовки;
рассчитывается частота вращения шпинделя по формуле п = 1000v/(πD) и устанавливается на коробке скоростей станка. Причем, если величина частоты вращения, полученная расчетным путем, не совпадает с паспортными данными станка, то выбирают ближайшее, наименьшее по величине, её значение.
При определении режимов резания следует использовать специальные справочные таблицы для определения глубины резания, подачи и скорости резания.
Работы, выполняемые на токарных станках. Токарные станки позволяют заменить трудоемкие ручные слесарные операции механизированной обработкой. На токарных станках может быть выполнена обработка цилиндрических и конических поверхностей (гладких и ступенчатых); подрезание торцов, протачивание канавок и отрезание заготовок; внутренних поверхностей (сквозных и глухих) сверлением, зенкерованием, развертыванием; нарезание наружных и внутренних резьб; накатывание рифлений; доводка наружных и внутренних цилиндрических и конических поверхностей; навивка пружин; рихтовка проволоки.
Организация рабочего места токаря.
Правильная организация рабочего места определяет порядок расположения приспособлений, инструментов, заготовок и обработанных деталей, при котором достигается наивысшая производительность труда при минимальных затратах физической, нервной и умственной энергии работника.
На рабочем месте не должно быть ничего, что не используется при выполнении работы. Все предметы, применяемые в процессе обработки (заготовки, инструменты, приспособления), должны иметь постоянное место расположения, причем то, что используется чаще, должно располагаться ближе к зоне обработки в наиболее удобных местах. Правильно организованное рабочее место оказывает существенное влияние на сокращение вспомогательного времени.
Планировка рабочего места зависит от ряда факторов, в том числе от типа станка и его размеров, размеров и формы обрабатываемых заготовок, типа и организации производства. Наиболее часто применяют два типа планировки рабочего места:
инструментальный шкаф (тумбочка) располагается справа от работающего, а стеллажи для заготовок и обработанных деталей — слева. Такая планировка целесообразна в тех случаях, когда обработка ведется в центрах и установка заготовок на станке осуществляется левой рукой;
инструментальный шкаф (тумбочка) располагается слева от работающего, а стеллажи для заготовок и обработанных деталей — справа. Такая планировка используется в тех случаях, когда обрабатывают тяжелые или длинные заготовки, установка которых осуществляется двумя руками.
Безопасность работ для токаря.
Для обеспечения безопасности выполнения работ необходимо:
убедиться в наличии защитных ограждений и средств индивидуальной защиты;
надежно закреплять обрабатываемую заготовку и режущий инструмент;
отключать электрический привод в момент снятия и установки заготовки на станок;
удалять стружку со станка только с использованием крючка и щетки;
следить за исправностью электрической системы станка, в случае возникновения неисправностей работу следует прекратить.
Сверление — операция по образованию сквозных и глухих отверстий в сплошном материале, выполняемая при помощи режущего инструмента — сверла. Сверление может осуществляться ручными пневматическими и электрическими машинами и на сверлильных станках.
Ручные сверлильные устройства применяют при необходимости получения отверстий диаметром до 12 мм в материалах небольшой твердости (пластические массы, цветные металлы и сплавы, конструкционные стали).
Для обработки отверстий большого диаметра, повышения производительности труда и качества обработанной поверхности используют настольные и стационарные (вертикально- и радиальносверлильные) станки.
Рассверливание является разновидностью сверления и применяется для увеличения диаметра ранее просверленного отверстия. В качестве инструмента, так же, как и для сверления, применяют сверло. Не рекомендуется рассверливать отверстия, полученные в заготовках методами литья, ковки или штамповки.
Обработка отверстий методами сверления и рассверливания позволяет получить точность размеров до 10-го квалитета и шероховатость обработанной поверхности до Rz 80 мкм.
Сверла применяют при обработке отверстий в сплошном материале и рассверливании предварительно обработанных отверстий. Классифицируют сверла в зависимости от их конструкции: спиральные, центровые, перовые, ружейные и кольцевые (трепанирующие головки). Выбор конструкции сверла зависит от характера выполняемых работ и от диаметра обрабатываемого отверстия и его глубины.
Спиральные сверла (рис. 1, а) изготавливают с цилиндрической (диаметром до 20 мм) и конической (диаметром свыше 5 мм) хвостовой частью. Сверла с коническим хвостовиком имеют лапку, которая облегчает извлечение сверла из шпинделя станка или переходной втулки.
Центровочные сверла (рис. 1, б) предназначены для выполнения центровых отверстий в торцевой поверхности заготовок, подлежащих токарной обработке.
Перовые сверла (рис. 1, в) применяют для обработки металлов низкой твердости, например баббитов, и неметаллических материалов.
Ружейные сверла (рис. 1, г) применяют для сверления глубоких и сверхглубоких отверстий диаметром 3…30 мм с соотношением глубины сверления к диаметру отверстия более 5.
Рис. 1. Сверла для обработки отверстий: а — спиральные; б — центровочные; в — перовые; г — ружейные для глубокого сверления
Кольцевые сверла (рис.2) применяют при обработке в сплошном материале отверстий диаметром более 50 мм.
Рис. 2. Кольцевые сверла: а — двурезцовые: 1 — корпус; 2, 3 — сменные резцы; 4 — 6 — направляющие пластины; б — трехрезцовые; в — многорезцовые: 1 — резцы; 2 — корпус; L — длина рабочей части
В процессе эксплуатации происходит износ рабочей (режущей) части сверл, что приводит к потере их режущей способности.
Поскольку в процессе выполнения слесарных и слесарно-сборочных работ наиболее часто применяют спиральные сверла, остановимся именно на их эксплуатации.
Износ спиральных сверл происходит преимущественно по задней поверхности на пересечении режущих кромок с ленточками (рис. 3). Восстановить режущие свойства сверла можно за счет его заточки.
Рис. 3. Износ спиральных сверл по задней поверхности.
Заточка спиральных сверл позволяет восстановить режущие свойства сверла. При заточке режущей части сверла придают различную форму, выбор которой зависит от характера выполняемых работ и обрабатываемого материала.
Одинарная заточка (рис. 4, а) применяется при сверлении отверстий диаметром до 12 мм в заготовках из стали или чугуна.
Одинарная заточка с подточкой перемычки (рис. 4, б) применяется при обработке отверстий диаметром 12…80 мм в заготовках из стального литья, покрытого коркой.
Одинарная заточка с подточкой перемычки и ленточки (рис. 4, в) применяется при обработке отверстий диаметром 12…80 мм в заготовках из стали и стального литья со снятой коркой.
Двойная заточка с подточкой перемычки (рис. 4, г) применяется при обработке отверстий диаметром 12…80 мм в заготовках из чугунного литья, покрытого коркой.
Двойная заточка с подточкой перемычки и ленточки (рис. 4, д) применяется при обработке отверстий диаметром 12…80 мм в заготовках из чугунного литья со снятой коркой.
Рис. 4. Форма заточки сверл: а — одинарная; б — одинарная с подточкой перемычки; в — одинарная с подточкой перемычки и ленточки; г — двойная с подточкой перемычки; д — двойная с подточкой перемычки и ленточки; 2φ — угол при вершине; 2φ0 — угол дополнительной заточки; l0— ширина дополнительной заточки
При обработке отверстий с применением ручного и стационарного оборудования применяют специальные приспособления для установки инструментов и заготовок.
Приспособления для установки инструментов служат для их соединения с устройствами, передающими вращательное движение инструменту.
Сверлильные патроны служат для установки инструмента с цилиндрической хвостовой частью. Сверлильные патроны изготавливают различных конструкций: кулачковые, цанговые и др.
Трехкулачковый сверлильный патрон (рис. 5, а) обеспечивает достаточно высокую точность центрирования инструмента относительно оси обрабатываемого отверстия.
Двухкулачковый сверлильный патрон аналогичен по конструкции трехкулачковому, однако точность центрирования обрабатывающего инструмента относительно оси отверстия у него менее точная.
Цанговый сверлильный патрон (рис. 5, б) предназначен для закрепления сверл с цилиндрическим хвостовиком небольшого диаметра и обеспечивает очень высокую точность центрирования обрабатывающего инструмента относительно оси отверстия.
Приспособления для установки заготовок служат для правильной установки и закрепления заготовок на столе станка. Выбор приспособлений в значительной степени зависит от того, какое оборудование применяют при обработке отверстий. Наиболее часто для закрепления заготовок применяют прихваты, призмы, угольники, машинные тиски различных конструкций, кондукторы и т.д.
Прихваты (рис. 6, а) и призмы (рис. 6, б) применяют для закрепления заготовок с плоскими и цилиндрическими поверхностями.
Жесткая (рис. 6, в) и регулируемая (рис. 6, г) угловые плиты предназначены для установки и закрепления на столе станка заготовок разной, иногда достаточно сложной формы, например рычагов.
Винтовые (рис. 6, д) и быстродействующие (рис. 6, е) машинные тиски применяют при обработке заготовок сложной формы.
Кондукторы обеспечивают правильное расположение режущего инструмента относительно обрабатываемого отверстия. Применение кондукторов экономически обосновано только в условиях серийного и массового производства.
Оборудование для обработки отверстий подразделяют на ручное, ручное механизированное и стационарное.
Ручное оборудование — оборудование, в котором в качестве привода используется мускульная энергия человека. К этому оборудованию относятся ручные дрели и трещотки.
ручная дрель предназначена для сверления отверстий вручную.
Трещотка применяется в тех случаях, когда для обработки отверстия невозможно использование ручной дрели и сверлильного станка.
Ручное механизированное оборудование может иметь как электрический, так и пневматический привод и отличается большим разнообразием конструктивных решений. Выбор конструкции ручного механизированного оборудования зависит от характера и условий выполнения работ.
Электрические дрели применяют для сверления отверстий диаметром до 10 мм (легкий тип), 15 мм (средний тип) и 32 мм (тяжелый тип).
Пневматические дрели изготавливают в двух вариантах: легкого и тяжелого типа.
Стационарное оборудование устанавливается на постоянном месте, при этом обрабатываемую заготовку доставляют к нему. К этому виду оборудования относят настольные, вертикальные и радиальные сверлильные станки.
Настольные сверлильные станки (рис. 7) отличаются большим разнообразием конструкций и обеспечивают получение отверстий диаметром до 25 мм.
Вертикально-сверлильный станок (рис. 8) — основной и наиболее распространенный тип сверлильных станков, применяемых для обработки отверстий в заготовках сравнительно небольшого размера. На вертикально-сверлильных станках возможно выполнение сверления, зенкерования, зенкования, цекования и развертывания. На вертикально-сверлильных станках выполняют обработку отверстий диаметром до 50 мм.
Радиально-сверлильные станки (рис. 9) обладают теми же технологическими возможностями, что и вертикально-сверлильные. Их отличительная особенность состоит в том, что шпиндельная головка станка может перемещаться относительно обрабатываемой заготовки в разных направлениях, обеспечивая обработку крупногабаритных заготовок без их переустановки, а следовательно, и без повторной выверки, относительно режущего инструмента.
Расчет режимов резания осуществляется в следующей последовательности:
выбирают по справочным таблицам величину подачи в зависимости от характера обработки, требований к качеству обработанной поверхности, материала сверла и других технологических данных;
определяют по справочным таблицам скорость инструмента с учетом технологических возможностей станка, режущих свойств материала инструмента и физико-механических свойств материала заготовки;
рассчитывают частоту вращения шпинделя в соответствии с выбранной скоростью резания. Полученную величину сравнивают с паспортными данными станка и принимают равной ближайшему наименьшему значению этой частоты;
рассчитывают действительную скорость резания, с которой будет производиться обработка.
