Рубрика: Оборудование

Существует несколько классификаций металлорежущих станков, но основной можно считать по методу обработки. По данному критерию различают токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные, резьбонарезные и расточные станки, а также зубообрабатывающие и комбинированные.

На токарных станках осуществляют токарную обработку заготовок, включающую в себя обработку цилиндрической и фасонной поверхности, отрезание, растачивание, нарезание резьбы, обработку торцов и обтачивание конуса. Режущим инструментом является резец, который может иметь твердосплавную пластину. Существует множество видов резцов: проходные, подрезные, отрезные, расточные и так далее.

Фрезерное оборудование применяется для торцевого, фасонного и концевого фрезерования. В зависимости от того, как расположен шпиндель станка, фрезерование делится на горизонтальное и вертикальное. С помощью фрезерного оборудования можно фрезеровать большие поверхности, профили (например, шестерни, червяки и так далее), пазы, канавки и прочее. Режущим инструментом является фреза, которая может быть цилиндрической, торцевой, дисковой, угловой, концевой, шпоночной и так далее.

Сверлильные станки представлены в широком ассортименте. Например, довольно распространенными являются вертикально-сверлильные станки, многошпиндельные полуавтоматы, алмазно-расточное оборудование, горизонтально-расточные станки и так далее. Режущий инструмент при сверлении – это сверло. Оно бывает коническим, спиральным цилиндрическим перовым, центровочным и другим.

Шлифовальное оборудование также делится на множество видов. Есть плоско-, кругло-, бесцентрово-, внутришлифовальные станки и так далее. Для шлифования используется абразивный круг, который может быть коническим, кольцевым, тарельчатым и другим.

Зубообрабатывающие станки бывают зубострогальными, зубодолбежными, зубошлифовальными и так далее.

Виды станков по степени точности.

По данному показателю металлообрабатывающее оборудование делится на несколько классов. Например, класс «П» будет означать повышенную точность, «Н» — нормальную, «В» -высокую, «А» — особо высокую, а класс «С» — особо точную обработку. Станки класса «С» еще называют прецизионными.

Виды станков по уровню автоматизации.

Для крупносерийного и массового производства металлических изделий используются агрегатные станки, укомплектованные однотипными узлами (агрегатами). В их конструкцию входит шпиндель, рабочий стол, станина, рабочие головки и так далее. В свою очередь оборудование, предназначенное для единичного или мелкосерийного производства, характеризуется универсальностью, а его конструкция может быть уникальной.

По уровню автоматизации различают такие виды станков:
• ручные (все операции – от установки заготовки до снятия готовой детали рабочий выполняет вручную);
• полуавтоматические (часть технологических операций выполняется в ручном режиме, а остальные – в автоматическом;
• автоматические (в таком оборудовании необходимо всего лишь задать нужные параметры обработки, а дальше станок самостоятельно выполнит весь технологический процесс, согласно заданной программе);
• станки с ЧПУ (это полностью автоматизированное оборудование, выполняющее все операции самостоятельно на основе закодированной системы числовых значений);
• гибкие автоматические модули.

Наибольшую популярность на данный момент получили станки с ЧПУ, где всем процессом обработки заготовки управляет программа. Эту программу разрабатывает и вводит в компьютер станка оператор. Основными вводимыми параметрами являются: частота вращения шпинделя, скорость обработки и так далее. Преимущество такого оборудования в том, что оно обеспечивает высокую производительность, исключает человеческий фактор, а, значит, и бракованные изделия, а также позволяет сэкономить на найме рабочих, ведь один оператор может обслуживать сразу несколько станков с ЧПУ.

Существует несколько разновидностей оборудования, применяемого для резки металлов. Среди них, новейшие методы, которые основаны на применении плазмы и сфокусированного луча лазера.

Станки, используемые для плазменного раскроя металлических листов, получил название плазматрона. Резка производится по технологии термической обработки заготовки, то есть с применением плазмы нагретой до высокой температуры. Правильный выбор режима работы плазмореза позволяет получать ровный срез, без окалины.

Плазменные станки позволяют обрабатывать заготовки толщиной до 40 мм, но они обеспечивают наибольшую эффективность, если этот параметр находится в интервале от 10 до 20мм.

Плазменный «режущий инструмент» легко справляется со сталью, алюминием и медью.

Лазерное оборудование может обрабатывать листы толщиной до 30мм. оно развивает максимальную производительность и обеспечивает точность геометрии и идеально гладкий срез для заготовок, толщиной не более 6мм. В этом случае, можно изготовить деталь с любыми острыми углами, что невозможно на металлорежущих станках другого вида.

Гидроабразивная резка осуществляется тонкой струйкой воды, с содержащимися в ней небольшими частицами. Вода вытекает с большой скоростью и под давлением. Двигаясь вдоль линии реза, она производит разрушение металла на микроскопическом уровне, то есть происходит процесс резания. Эта технология является высокопроизводительной и эффективной, но для установки оборудования для гидроабразивной резки потребуется отдельное помещение, оснащенное водопроводом и канализацией.

Прокатное оборудование, так же, применяется для резки металла. Придать заготовке нужную форму можно одним из двух способов. В первом случае, она подвергается деформации, приводящей к разрыву металла. Полученная, таким образом деталь потребует дополнительной обработки, в том числе и шлифования. По этой причине, этот вид резки металла является частью производственного процесса.

Изделия, с точной геометрией и ровным срезом, получаются, когда на прокатном оборудовании устанавливают режущие инструменты. Это позволяет ускорить технологический процесс изготовления деталей нужного вида.
На прокатные станки часто устанавливают гильотину. Этот инструмент позволяет работать с прокатом, отличающимся повышенной прочностью.
Для ускорения процесса резки используют систему дисков, позволяющих одновременно сделать несколько разрезов. В результате чего, увеличивается быстродействие и производительность оборудования.

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 для поперечно-строгальных станков.

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.

Конструкции строгальных резцов достаточно разнообразны и их выбор зависит от вида обрабатываемой поверхности (рис. 3).

Приспособления для закрепления заготовок.

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 S_2x 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 V_кp;
• поперечная подача (параллельная оси круга);
• скорость перемещения заготовки (скорость продольной подачи V_пp);
• 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.

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.

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 S_o режущего инструмента (фрезы), равную величине перемещения стола за один оборот фрезы и измеряемую в миллиметрах на оборот (мм/об); подачу на зуб S_z, равную величине перемещения стола, измеряемой в миллиметрах, за время поворота инструмента на угол, кратный числу зубьев фрезы (мм/зуб). Между подачами существует следующая зависимость:

S_on = S_zzn,

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.