Введение………………………………………………………………….....3
Черновое обтачивание цилиндрических поверхностей………………….4
Резцы для чернового обтачивания………………………………………...4
Правые и левые резцы……………………………………………………..5
Элементы головки и углы твердосплавных резцов……………………...6
Установка проходных резцов относительно линии центров станка..…10
Общие правила установки резца в резцедержателе…………………….11
Измерения при чистовой обработке……………………………………..14
Список использованной литературы…………………………………….24
Введение
Токарь - одна из важнейших профессий современного производства. Токарь должен уметь выполнять работы по чертежам, выбирать оптимальный порядок обработки деталей, проводить расчеты, связанные с выполнением сложных работ. Токарь, работающий на универсальном станке, изготавливает единичные детали, требующие особой точности обработки.
Резание металлов - один из способов механической обработки поверхности заготовки (или предварительно обработанной детали) путем снятия стружки для придания изделию требуемых формы, размеров, взаимного расположения и шероховатости его поверхностей. Обработку резанием точением изделий типа тел вращения выполняют на токарном станке, такими деталями являются, например, валы, зубчатые колеса, шкивы, кольца, муфты, гайки и др. Токарная обработка - обработка резанием при помощи режущих инструментов наружных (обтачивание) и внутренних (растачивание) поверхностей тел вращения (цилиндрических, конических, фасонных), а также спиральных и винтовых поверхностей. Процесс характеризуется вращательным движением заготовки (главное движение) и непрерывным поступательным движением режущего инструмента (движение подачи). Используемые режущие инструменты - резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, резьбонарезные головки и др. Основные виды токарных работ - обработка цилиндрических, конических, фасонных, торцовых поверхностей, уступов, точение канавок, отрезка частей заготовки, обработка отверстий сверлением, зенкерованием, растачиванием, развертыванием, нарезание резьбы, полирование, накатывание рифлений. В процессе обработки резанием выполненный из твердого материала токарный резец при сближении с подлежащим обработке вращающимся изделием внедряется в его поверхностный слой и при движении вдоль вращающегося изделия режущей кромкой отделяет лишние
Черновое обтачивание цилиндрических поверхностей
Закрепление детали при черновом обтачивании. Способ закрепления детали при черновой обработке выбирается в зависимости от ее формы, размеров, назначения и т.д. по правилам. Следует помнить, что при черновом обтачивании деталей снимаются стружки больших сечений, вследствие чего возникают значительные силы резания, под действием которых деталь может быть вырвана из патрона. Поэтому закрепление детали в рассматриваемом случае должно быть особенно прочным.
Резцы для чернового обтачивания
Резцы для чернового обтачивания работают обычно при большом сечении стружки и часто при высокой скорости резания. Поэтому такой резец должен быть прочным, хорошо поглощать теплоту, образующуюся в процессе резания, и не терять твердости от нагревания во время работы. Форма передней поверхности резца должна быть такой, чтобы отделение стружки происходило с возможно большей легкостью.
Твердосплавные резцы для чернового обтачивания, называемые проходными, изображены на рис. 1. Прямые проходные резцы (рис. 1, а и б, отличающиеся друг от друга лишь формой твердосплавной пластинки) изготовляются с главным углом в плане угол = 45, 60 и 75°. Отогнутые проходные резцы (рис. 1, в), обычно штампованные, сложнее в изготовлении. Тем не менее, они широко применяются, так как ими можно производить не только продольное, но и поперечное обтачивание (подрезание). Кроме того, они иногда удобнее при обработке поверхностей, трудно доступных для прямого резца. Главный угол в плане у этих резцов равен 45°.
Проходные упорные резцы (рис. 2) особенно пригодны для обработки детали с уступами небольших размеров, образуемыми этим же резцом. Главный угол в плане этих резцов 90°, что способствует уменьшению вибраций в процессе работы. Поэтому упорные резцы успешно используются при обработке нежестких деталей.
Рис. 1 – Проходные резцы, прямые (а, б) и отогнутый (в)
Рис. 2 – Проходные упорный резец; Рис. 3 – Левый (а) и правый (б) резцы
Быстрорежущие резцы по своей форме подобны твердосплавным резцам того же назначения, но отличаются от них, как это будет показано ниже, величинами углов и другими элементами головки.
Правые и левые резцы
По направлению подачи, при которой работают проходные резцы, они разделяются на правые и левые. Правыми резцами называются такие, у которых при наложении сверху ладони правой руки так, чтобы пальцы были направлены к вершине резца, главная режущая кромка оказывается расположенной со стороны большого пальца (рис. 3, б). На токарных станках эти резцы работают при подаче справа налево, т.е. от задней бабки к передней. Левыми резцами называются такие, у которых при указанном выше наложении левой руки главная режущая кромка расположена также со стороны большого пальца (рис. 3, а). Материалы, применяемые для проходных резцов
Проходные резцы, используемые при обработке стальных и чугунных деталей, изготовляются с пластинками из твердых сплавов и из быстрорежущей стали. Марки твердых сплавов, используемых для обработки стали и чугуна при различных условиях резания, указаны в табл. 1.
Таблица 1 – Основные марки твёрдых сплавов для черновой обработки стали и чугуна
С меньшей, иногда значительно, производительностью обработку стали и чугуна при условиях, указанных в таблице, можно выполнять резцами из быстрорежущей стали марки Р18 (или других марок).
Элементы головки и углы твердосплавных резцов
Форма передней поверхности твердосплавных резцов устанавливается в зависимости от обрабатываемого материала, характера обработки, подачи и некоторых других условий. Формы передней поверхности у резцов с пластинками из твердых сплавов приведены в табл. 2.
Передняя поверхность формы I рекомендуется для резцов при обработке серого чугуна, бронзы и других хрупких материалов, а также при тонком и чистовом точении с подачами s < 0,2 мм/об. Форма II передней поверхности используется при обработке ковкого чугуна, стали и стального литья с с бв 80 кгс/мм2, а также и с бв > 80 кгс/мм2 при недостаточной жесткости системы СПИД. Форма III делается у резцов, предназначенных для обработки стали с бв 80 кгс/мм2 при необходимости завивания и дробления стружки. Форма IV применяется при черновой обработке стали и стального литья с бв > 80 кгс/мм2 с неметаллическими включениями, при работе с ударами в условиях жесткой системы СПИД. Форма V рекомендуется при обработке нержавеющих сталей с бв 80 кгс/мм2.
Значения переднего угла твердосплавных резцов выбираются в зависимости от обрабатываемого материала; они указаны в табл. 3.
Задний угол а у твердосплавных резцов, используемых для черновой обработки стали и чугуна, делается равным8°. Главный угол в плане ф твердосплавных резцов, применяемых в условиях нежесткой системы СПИД, принимается равным 90°. Если обработка происходит при большей
жесткости этой системы, главный угол в плане может быть 60 - 75°. При значительной жесткости системы СПИД главный угол в плане принимают равным 45°. Вспомогательный угол в плане ф1 при черновой обработке принимается равным 5-20°, а иногда и больше. Угол наклона главной режущей кромки Я при обработке резцом с ф = 90° принимается равным 0°. При главном угле в плане, меньшем 90°, этот угол делается для обработки стали 0-5°, а для чугуна 10°. При точении с ударами угол делают 12-15°. Вершину резца закругляют радиусом 0,5-1,5 мм. Ширину фаски f принимают равной 0,15-0,5 мм. Меньшие значения принимаются при малом (12x12 мм и менее) сечении резца, большие - при резце сечения 25x25 мм и более.
Таблица 2 – Основные виды форм передней поверхности твёрдосплавных резцов
Таблица 3 – Передние углы твёрдосплавных резцов
Рис. 4 – Проходные резцы без дополнительной режущей кромки (а) и с дополнительной режущей кромкой (б)
Проходные твердосплавные резцы для черновой и получистовой обработки выполняются как без дополнительной режущей кромки (рис. 4, а), так и с дополнительной режущей кромкой (рис. 4, б). Как будет видно из дальнейшего изложения, резцы с дополнительной режущей кромкой позволяют вести обточку со значительно большими подачами, обеспечивая в то же время весьма хорошую шероховатость поверхности V4 - V51.Форма передней поверхности, углы и другие элементы быстрорежущих резцовФорма передней поверхности этих резцов выбирается в зависимости от обрабатываемого материала, подачи и некоторых других условий по табл.4 и в соответствии с общими соображениями, приведенными ниже.
Таблица 4 – Формы передней поверхности быстрорежущих резцов
Передняя поверхность по форме I делается у резцов для обработки стали, а также чугуна, бронзы и других хрупких металлов. По форме II следует делать переднюю поверхность резцов для обработки стали с бв 80 кгс/мм2, вязких цветных металлов и легких сплавов при необходимости завивания стружки.
Таблица 5 – Значения радиуса закругления при вершине, элементов радиусной лунки и размеров фаски резца
Рис. 5 – Изменение углов резца в зависимости от положения его вершины относительно линии центров станка
Передний угол рассматриваемых резцов, используемых для обработки стали, принимается равным 20-25°, а задний угол - равным 6°, при обработке медных сплавов передний угол - 20°, а задний - 8°. Значение главного и вспомогательного углов в плане, а также угла наклона главной режущей кромки быстрорежущих резцов можно брать по соответственным данным для твердосплавных резцов.
Рекомендуемые значения радиуса закругления при вершине резца r, элементов радиусной лунки R и А, а также размера фаски f в зависимости от сечений резца приведены в табл. 5. При обработке легких сплавов ширина фаски / принимается равной нулю.
Установка проходных резцов относительно линии центров станка
Условия работы резца изменяются в зависимости от положения его вершины относительно линии центров станка.
На рис. 5, б резец установлен таким образом, что вершина его находится на высоте центров станка. Задним углом его в этом случае является а, передним - у и углом резания - б.
При установке того же резца выше линии центров (рис. 5, а) передний угол у увеличивается, а угол резания б уменьшается. Условия резания облегчаются, так как стружка легче сходит по передней поверхности, чем при меньшем переднем угле и, следовательно, большем угле резания. Одновременно с этим, однако, уменьшается задний угол а, что допустимо только до определенных пределов во избежание сильного трения задней поверхности резца об обрабатываемую поверхность (поверхность резания). Если этот же резец установить ниже линии центров станка (рис. 5, в), то, наоборот, передний угол у уменьшается, а угол резания б увеличивается. В результате этого условия резания значительно ухудшаются по сравнению с первыми двумя случаями. Увеличение заднего угла а, получающееся при установке резца ниже центра, не улучшает процесса отделения стружки. Из сказанного вытекает общее правило, заключающееся в следующем.
При черновом обтачивании наружных поверхностей, когда наиболее легкое отделение стружки важнее всего, резец необходимо устанавливать или на высоте линии центров станка, или несколько выше ее, но не ниже.
От этого правила отступают при черновом обтачивании очень твердых материалов. В этом случае давление стружки на резец получается очень большим и резец отгибается вниз, причем вершина его (рис. 5, а) описывает дугу АВ. Если резец при этом установлен так, что вершина его расположена выше линии центров станка, он втягивается в материал детали. В результате этого неизбежны выкрашивание режущей кромки резца, а иногда и поломка его. При установке резца на высоте линии центров и в особенности ниже ее резец под давлением стружки также отгибается, но вершина его не втягивается в материал детали, а наоборот, отходит от нее.
Проверка положения вершины резца относительно линии центров станка производится по острому концу заднего центра или по риске, нанесенной на пиноли задней бабки.
Общие правила установки резца в резцедержателе
Чтобы резец во время работы не вибрировал, вследствие чего возможно выкрашивание его режущей кромки, длина свешивающейся части резца, или, как говорят, вылета, должна быть возможно меньше. На рис. 6, а показано правильное, а на рис. 6, б - неправильное положение резца.С этой же целью подкладки под резец, применяемые при установке вершины резца относительно линии центров станка, следует располагать так, как показано на рис. 6, в. Неправильное положение подкладок показано на рис. 6, г. Лучше брать одну толстую подкладку, а не несколько тонких, так как они не всегда плотно прижимаются одна к другой (даже при затянутых болтах резцедержателя), что также может вызвать вибрацию резца.Резец необходимо устанавливать под прямым углом к детали (рис. 6, д). Если установить резец по рис. 6, е, то во время работы под давлением снимаемой стружки он может повернуться вправо и углубиться в обрабатываемую деталь.Некоторые особенности работы твердосплавными резцами с отрицательными передними углами.Работа резцами с отрицательными передними углами позволяет повысить режимы резания, но вызывает увеличенную нагрузку на механизмы станка и обрабатываемую деталь. Поэтому для обеспечения нормальной работы необходимо соблюдать следующие основные правила.
Рис. 6 – Установка резца в резцедержателе: правильная (а, в, д) и неправильная (б, г, е)
Наиболее употребительным инструментом при черновом обтачивании для измерения длин обрабатываемых деталей служит линейка с делениями. При измерении длины цилиндрических деталей необходимо, чтобы линейка соприкасалась с цилиндрической поверхностью по ее образующей (параллельно оси цилиндра). При наклонном положении линейки отсчет будет неправильным (увеличенным). При измерении диаметра линейку необходимо располагать таким образом, чтобы кромка ее проходила через центр детали, иначе будет произведено измерение не диаметра детали, а ее хорды. Отметим, что расположить линейку точно по диаметру детали очень трудно. Поэтому измерять диаметры детали линейкой следует только предварительно. Более точные измерения диаметров обрабатываемых деталей производятся штангенциркулем с точностью отсчета до 0,1 мм.
Такой штангенциркуль типа ШЦ-1 (рис. 87) состоит из штанги 3 с губками А и С, рамки 2 с губками В и D и линейки 4, соединенной с рамкой 2. Рамка охватывает штангу 3 и может перемещаться по ней. Для закрепления рамки в требуемом положении служит винт 1 с накатной головкой.
Рис 11 – Штангенциркуль типа ШЦ-1
Рис 12 – Отсчет показаний штангенциркуля
Губки С и D рассматриваемого штангенциркуля используются при измерении наружных диаметров и длины детали, губки А и В - при измерении диаметров отверстий, ширины различных канавок и т. п., а линейка 4 - для измерения длины деталей, глубины канавок, выточек и т. д. На штанге 3 нанесена шкала, каждое деление которой равно 1 мм. На нижней скошенной кромке выреза рамки 2 нанесена вторая шкала, называемая нониусом. Общая длина шкалы нониуса, разделенная на 10 частей, равна 19 делениям шкалы, нанесенной на штанге, т. е. 19 мм. Штрихи штанги и нониуса, около которых нанесен знак нуль, называются нулевыми. Шкалы на штанге и нониусе расположены таким образом, что когда губки штангенциркуля сдвинуты плотно, нулевой штрих нониуса точно совпадает с нулевым
Измерения при чистовой обработке
Измерение деталей в этом случае производится точным штангенциркулем или микрометром. Точные штангенциркули изготовляются с величиной отсчета по нониусу 0,05 или 0,02 мм.Штангенциркуль с величиной отсчета 0,05 мм изображен на рис. 93. Подвижная рамка его состоит из двух частей - собственно рамки 3 с губкой и добавочного ползунка 6, при помощи которого производится точная установка штангенциркуля. Освободив винты 1 и 2, закрепляющие подвижную рамку и ползунок на штанге штангенциркуля, грубо устанавливают штангенциркуль на требуемый размер; рамка 3 и ползунок 6 перемещаются при этом вместе. Затем ползунок 6 закрепляют винтом 2 и при помощи микрометрического винта 4, вращая накатанную гайку 5, точно устанавливают штангенциркуль. Закрепив винт 1, читают полученный размер.
Рис. 17 – Точный штангенциркуль типа ШЦ-2
Нониус рассматриваемого штангенциркуля имеет 20 делений, каждое из которых при отсчете принимается за пять. Поэтому цифра 25 нанесена на нониус против 5-го штриха, цифра 50 против 10-го и т. д. Таким образом, 1-й штрих нониуса дает 5-е деление, 4-й - 20-е, 1-й после 25-го - 30-е деление и т.д. Все 20 делений нониуса равны 39 делениям штанги, т. е. 39 мм, так что каждое его деление равно 39/20 =195/100= 1,95 мм. Вследствие этого никакие два или более штрихов нониуса не могут одновременно совпадать со штрихами шкалы штанги. Исключение составляют нулевой и самый последний штрихи нониуса, которые одновременно совпадают со штрихами шкалы штанги. Отсчет показания штангенциркуля при таком положении нониуса производится только по нулевому штриху, но не по последнему.
Рис 18 – Отсчет показаний точного штангенциркуля
В тот момент, когда 1-й штрих нониуса (после нулевого) точно совпадает со 2-м штрихом шкалы штанги, расстояние между измерительными поверхностями ножек штангенциркуля составит 2 - 1,95 = 0,05 мм. Если 2-й штрих нониуса совпадает со штрихом штанги, показание штангенциркуля составляет 4-2х1,95 = 4- -3,9 = 0,1 мм. Если рамку сдвинуть еще немного так, чтобы со штрихом штанги совпал 3-й штрих нониуса, расстояние между измерительными поверхностями будет 0,15 мм. Таким образом, совпадение каждого последующего штриха добавляет 0,05 мм, что кратно обозначениям на шкале нониуса.
Совпадение нулевого штриха нониуса с 1-м штрихом шкалы штанги соответствует расстоянию между измерительными поверхностями губок, равному 1 мм, с 10-м штрихом - расстоянию 10 мм и т. д. Следовательно, число делений шкалы штанги, пройденных нулевым штрихом нониуса, показывает число целых миллиметров, а совпадение соответствующего штриха нониуса с каким-либо штрихом штанги дает сотые доли миллиметров. Например, показание штангенциркуля на рис. 18, а составляет 0,35 мм; на рис. 94, б изображено показание штангенциркуля, равное 1,35 мм, и на рис. 94, в - равное 12,85 мм. Микрометр, показанный на рис. 19, устроен следующим образом. В левом конце дуги 1 запрессована пятка 2. Другой конец дуги имеет гильзу 5, внутри которой расположена направляющая втулка 6 с внутренней резьбой. На правом конце гильзы сделан надрез и нарезана коническая резьба, на которую навертывается накатанная гайка 8. Посредством этой гайки обеспечивается плавное перемещение шпинделя 3 в направляющей втулке 6 и устраняется зазор в резьбовом соединении шпинделя с направляющей втулкой, получающийся вследствие износа резьбы. Гильза 5 охватывается барабаном 7, соединенным (коническое сопряжение) со шпинделем 3 посредством колпачка 9. При вращении шпинделя за накатанную втулку 10 он перемещается в осевом направлении до тех пор, пока левый конец его не коснется поверхности измеряемой детали, прижатой противоположной стороной к пятке 2. Винтом 13 втулка 10 удерживается на шпинделе микрометра. Во втулке имеется отверстие, котором расположен заостренный штифт 11. Этот штифт под действием пружины 12 прижимается к зубьям 1 на торцовой поверхности колпачка 9. Благодаря такому устройству, называемому трещоткой, перемещение шпинделя, вращаемого за втулку 10, в осевом направлении прекращается, как только усилие, с которым он прижимается к детали, достигнет определенной для данного микрометра величины
Рис. 19 – Микрометр
В этот момент заостренный конец штифта 11 будет проскакивать по зубьям на колпачке 9, чем и обеспечивается постоянство измерительного усилия. Посредством гайки 4, навертываемой на левый надрезанный конец втулки 6, шпиндель микрометра может быть закреплен в выбранном положении.
Рис 20 – Отсчет показаний микрометра
Для производства отсчета по микрометру на гильзе 5 имеется продольная риска, около которой перпендикулярными ей штрихами нанесены деления. Каждое деление, отмеченное штрихом, равно 1 мм. Штрихи, нанесенные по другую сторону продольной риски (рис. 20), смещены относительно первой шкалы на 0,5 мм. Резьба на шпинделе микрометра имеет такой шаг, что за один полный оборот он перемещается на 0,5 мм, т. е. на одно маленькое (между верхним и нижним штрихами) деление.
Левый конец барабана микрометра представляет собой конус, причем на поверхности конуса нанесено 50 делений. Так как один полный оборот шпинделя 3 дает продольное перемещение его на 0,5 мм, то поворот барабана на одно деление шкалы, нанесенной на его коническом конце, вызывает продольное перемещение шпинделя на 0,5/50=1/100 мм.
Когда шпиндель микрометра подведен к его пятке, конец барабана совпадает с нулевым штрихом шкалы, нанесенной на гильзе, а нулевой штрих барабана - с продольной риской. После поворота барабана на один полный оборот раствор микрометра будет равен 0,5 мм. Сообщив барабану еще один полный оборот, мы будем иметь расстояние между пяткой и шпинделем, равное 1 мм. Если конец барабана пройдет несколько нижних делений шкалы, нанесенной на гильзе, но не дойдет до ближайшего верхнего штриха, показывающего половины миллиметров, и будет остановлен в этом положении, то штрих барабана, совпадающий в этот момент с продольной риской гильзы, покажет, сколько сотых долей миллиметра прошел шпиндель микрометра сверх целого миллиметра.
На рис. 20, а изображено положение барабана, при котором микрометр показывает 6,34 мм. Если барабан будет повернут еще на полный оборот, то с продольной риской гильзы совпадет тот же 34-й штрих шкалы барабана. Но кромка последнего уже пройдет верхний штрих шкалы гильзы (рис. 20, б), и микрометр будет показывать теперь 6,84 мм.
Микрометр, изображенный на рис. 19, служит для измерения в пределах от 0 до 25 мм. Микрометры изготовляются также с пределами измерений от 25 до 50 мм, от 50 до 75 мм и т. д. до 600 мм. Микрометры, применяемые для измерения больших диаметров, отличаются от рассмотренного размерами и конструкцией дуги.
Из приведенного описания устройства микрометра видно, что точность отсчета по микрометру равна 0,001 мм. Но оценивая на глаз интервал между штрихами шкалы барабана, можно повысить точность отсчета до 0,005 мм. Учитывая же неизбежные погрешности, получающиеся вследствие не вполне правильного положения микрометра во время измерения и других причин, погрешность измерения микрометром следует считать в пределах ±0,01 мм.
При измерении мелких деталей микрометр находится в правой руке (рис. 21, а). Микрометр прижимают мизинцем или безымянным пальцем к ладони, а большим и указательным пальцами вращают барабан или головку трещотки. Измеряя деталь сравнительно больших размеров, микрометр держат левой рукой у пятки (рис. 21, б), а правой поддерживают его, вращая пальцами этой руки барабан или трещотку.
Рычажный микрометр устроен аналогично, но имеет дополнительное устройство, встроенное в корпус, с помощью которого точность отсчета повышается до 0,002 мм. В токарной практике такими микрометрами следует пользоваться лишь в исключительных случаях, при необходимости достижения точности выше 0,020 мм.
Проверка диаметров деталей, изготовляемых в условиях взаимозаменяемости, производится предельными скобами (рис. 22). Жесткая скоба (рис. 22, а) имеет два постоянных размера, обозначенных на рисунке ПР и НЕ, соответствующих наибольшему и наименьшему допустимым (предельным) диаметрам проверяемой поверхности детали.
Рис 21 – Измерение детали микрометром
Рис 22 – Предельные скобы
Измерительные губки 4 и 5 регулируемой предельной скобы (рис. 22, б) устанавливаются на требуемый размер посредством винтов 2 и 3 и закрепляются винтами 1. Губка 6, прикрепленная к корпусу винтами 7 и 8, постоянная. Расстояние между губками 5 и 6 соответствует наибольшему, а между 4 и 6 - наименьшему предельному диаметру детали. Губки 5 и 6 образуют между собой проходную сторону скобы, обозначаемую ПР. Губки, установленные по наименьшему предельному размеру, не должны проходить через деталь, даже если она имеет наименьший размер. Эти губки образуют непроходную сторону скобы, обозначаемую НЕ.
При проверке детали скобой нельзя применять больших усилий. Проходная сторона должна проходить через деталь под действием собственного веса скобы.
Отметим, что при чистовой обработке деталей, так же как при черновом обтачивании, сокращение продолжительности обработки может быть достигнуто использованием лимбов винтов суппорта.
Точность размеров и шероховатость поверхностей, получаемых при чистовом обтачивании. Точность размеров при чистовой обработке достигается в пределах классов 2а-За, а иногда и выше, шероховатость - в пределах 5-6-го классов чистоты, а в некоторых случаях выше. Для достижения таких результатов обязательными условиями являются исправность станка, тщательность его настройки и определенные навыки токаря.
Рис 23 – Приемы полирования абразивным полотном
Полирование производится при быстро вращающейся детали (60-70 м/мин). Деталь иногда значительно нагревается, особенно когда применяется жимок. Поэтому необходимо внимательно следить за задним центром, постоянно смазывать его и время от времени проверять, насколько туго он зажат. Слишком сильный нажим центра при ручных работах допускать нельзя.
1.7 Общие правила установки резца в резцедержателе
Чтобы резец во время работы не вибрировал, вследствие чего возможно выкрашивание его режущей кромки, длина свешивающейся части резца, или, как говорят, вылета, должна быть возможно меньше. На рис. 6, а показано правильное, а на рис. 6, б - неправильное положение резца.
С этой же целью подкладки под резец, применяемые при установке вершины резца относительно линии центров станка, следует располагать так, как показано на рис. 6, в. Неправильное положение подкладок показано на рис. 6, г. Лучше брать одну толстую подкладку, а не несколько тонких, так как они не всегда плотно прижимаются одна к другой (даже при затянутых болтах резцедержателя), что также может вызвать вибрацию резца.
Резец необходимо устанавливать под прямым углом к детали (рис. 6, д). Если установить резец по рис. 6, е, то во время работы под давлением снимаемой стружки он может повернуться вправо и углубиться в обрабатываемую деталь.
1.8 Некоторые особенности работы твердосплавными резцами с отрицательными передними углами
Работа резцами с отрицательными передними углами позволяет повысить режимы резания, но вызывает увеличенную нагрузку на механизмы станка и обрабатываемую деталь. Поэтому для обеспечения нормальной работы необходимо соблюдать следующие основные правила.
Рис. 6 – Установка резца в резцедержателе: правильная (а, в, д) и неправильная (б, г, е)
1. Станок, на котором производится работа, должен быть в полном порядке. Подшипники должны быть нормально затянуты; ремень передачи и имеющийся на станке фрикцион должны быть хорошо пригнаны; суппорт станка должен двигаться плавно, без рывков.
2. Деталь, обрабатываемая как в патроне, так и в центрах, должна быть закреплена надежно.
3. Задний центр при работе на повышенных оборотах детали должен быть твердосплавным или вращающимся.
4. При установке резца относительно центра станка при черновом обтачивании вершину его следует устанавливать выше центра на 0,01 диаметра обрабатываемой детали.
5. Во избежание вибраций резца его вылет по величине не должен превышать высоты державки.
6. Работать следует только доведенным резцом.
7. Резец следует подводить к детали только при ее вращении. Врезание резца в деталь следует осуществлять вручную и постепенно, так, чтобы задняя вспомогательная поверхность не касалась обрабатываемой поверхности. Только после того, как врезание закончено, можно включить автоматическую подачу суппорта.
8. Отводить резец следует до остановки станка, предварительно выключив автоматическую подачу.
9. При точении по корке следует работать с наибольшей допустимой глубиной резания и избегать скольжения резца по окалине.
10. Ширина среза не должна превышать 2/3 длины режущей кромки резца.
1.9 Режимы резания при черновом обтачивании твердосплавными резцами
Глубина резания при черновом обтачивании обычно бывает несколько меньше полного припуска на обработку. Слой металла, оставшийся при этом несрезанным, образует припуск на дальнейшую обработку. Подача выбирается с учетом сечения резца, глубины резания и диаметра обрабатываемой детали. Значения подач для наиболее часто выполняемых работ на станках средней величины приведены в табл. 6, 8, 10 и 12.
Таблица 6 – Подачи (в мм/об) при черновом обтачивании стали твёрдосплавными резцами
Таблица 7 – Скорости резания (в м/мин) при черновом обтачивании углеродистой, хромистой, хромоникелевой сталей и стального литья твёрдосплавными резцами
Таблица 8 – Подачи (в мм/об) при черновом обтачивании стали твёрдосплавными резцами с дополнительной режущей кромкой (φ 1 = 0)
Определение скорости резания для данной обработки производится в два приема:
1) по одной из таблиц (табл. 7, 9, 11 или 13) определяется скорость резания для условий, наиболее близких к заданным;
2) числовое значение этой скорости умножается на поправочные коэффициенты, учитывающие конкретные условия предстоящей обработки.
Главнейшими из таких условий являются стойкость резца (коэффициент K1), механические свойства обрабатываемого материала (коэффициент К2), состояние обрабатываемой поверхности (коэффициент Кз), материал резца (коэффициент К4) и его главный угол в плане (коэффициент К5) - Значения этих коэффициентов приведены в табл. 14.
Таблица 9 – Скорость резания (в мм/об) при черновом обтачивании углеродистой, хромистой, хромоникелевой сталей и стального литья твёрдосплавными резцами с дополнительной режущей кромкой (φ 1 = 0)
Таблица 10 - Подачи (в мм/об) при черновом обтачивании серого чугуна твёрдосплавными резцами
Таблица 11 – Скорости резания (в м/мин) при чёрновом обтачивании серого чугуна твёрдосплавными резцами
Таблица 12 – Подачи (в мм/об) при черновом обтачивании серого чугуна твёрдосплавными резцами с дополнительной режущей кромкой (φ 1 = 0)
Таблица 13 – Скорости резания при черновом обтачивания серого чугуна твёрдосплавными резцами с дополнительной режущей кромкой (φ 1 = 0)
Таблица 14 – Поправочные коэффициенты к табличным значениям скоростей резания твёрдосплавными резцами
Получения заготовки для каждого из способов путем сравнения их по значению стоимости. Себестоимость производства заготовок, без учета затрат на предварительную механическую обработку, определяется по зависимости : (7), где Gд –масса детали, кг Gзаг –масса заготовки, кг Кто – коэффициент, учитывающий доплаты за термообработку и очистку заготовок, руб/т Ктч –коэффициент, ...
... ;в=6 кг/мм2 – предел прочности деформируемого материала при температуре окончания штамповки. Мм=1781,9 кг=1,8 т. В соответствии с расчетом для штамповки заготовки зубчатого колеса по ОСТ 2КП12 – 1 – 87 выбираем паровоздушный молот с массой падающих частей 2 тонны. 2. Обработка металлов резанием 2.1 Введение Обработка металлов резанием – технологические процессы обработки металлов путем...
Лабораторная работа № 7.
Цель работы: Научиться правильно устанавливать и закреплять резец в резцедержателе. Научиться правильно устанавливать и закреплять заготовку. Освоить работу с лимбами поперечной и продольной подач. Научиться выбирать режим резания.
Методические пособия: данная разработка, плакаты «Основные токарные работы», «Токарный резец».
Оборудование» токарно-винторезный станок ТВ-4 (ТВ-6).
Приспособления для закрепления резцов.
Приспособления для закрепления заготовок.
Инструмент: проходной прямой резец, проходной отогнутый резец, штангенциркуль, патронный ключ, ключ резцедержателя.
Защитные средства: очки, защитный экран.
Материалы: стальные заготовки D = 12 – 20 мм длиной 80 – 120 мм.
Ход работы: По плакату изучи правила закрепления резца в резцедержателе. Подойди к станку. Внимательно осмотри станок. Убедись в исправности станка наличии заземления. Вручную проверь работу механизмов перемещения. Убери со станка все лишнее. Коробку с резцами положи на тумбочку. Включи станок. Убедись в работе механизма механической подачи и механического нарезания резьбы. Перед включением механизма ходового винта для нарезания резьбы отключи кинематическую пару зубчатое колесо – зубчатая рейка, вытянув кнопку зацепления зубчатой рейки.
Возьми проходной прямой резец. Установи его так, чтобы главная режущая кромка резца находилась сверху. Боковая стенка резца должна опираться на боковую стенку резцедержателя. Предварительно слегка закрепи резец винтами. Возьми задний центр. Выдвини пиноль задней бабки на 30 – 40 мм. Резким движением руки вставь задний центр в пиноль задней бабки. Подведи суппорт к задней бабке. Ослабь винты резцедержателя. Подкладывая под подошву резца подкладки, добейся совпадения по высоте острия центра и вершины резца. Установка более 3-х подкладок запрещается. Размеры подкладок не должны быть более размеров подошвы резца. Подкладки не должны выступать за пределы резцедержателя. Вылет резцедержателя, т.е. расстояние от продольной оси крайнего крепежного болта до вершины резца не должно быть более 1,5 высоты резца. Продольная ось резца должна быть перпендикулярна продольной оси заготовки. Закрепи резец, вращая винты резцедержателя ключом.
Рис.1.Установка вылета резца. Рис.2. Установка резца по высоте центра
задней бабки
Закрепление заготовок на токарном станке производится в зависимости от их длин. Если длина заготовки не превышает 5-ти ее диаметров, то заготовка крепится и точится в переднем центре.
Рис 3. Точение заготовки в переднем центре: а – установка резца на глубину резания, б - вид на продольное точение сверху. 1,2,3,4. упоры, ограничивающие перемещение резца, и, следовательно, длину обработки.
Рис. 4. Схема точения длинных заготовок: а – с закреплением в патроне с поджатием задним центром; б – в переднем и заднем центрах.
Заготовки длиной более чем 5 ее диаметров нельзя точить только в переднем центре, т.к. под воздействием усилия резца, ее отогнет, и она ударит по окружающим ее предметам. Для предотвращения отгиба заготовок длиной от пяти до десяти их диаметров, их точат в переднем центре с поджатием задней бабки.
Рис.5. Точение заготовки с применением неподвижного люнета, а – схема точения; б – устройство неподвижного люнета. 1 – корпус люнета, 2 – стопорный винт, 3- винты кулачков, 4 – кулачки, 5 –крышка, 6 – гайка (звездочка), 7 – гайка, 8 - планка
Если заготовка имеет длину, превышающую 10 ее диаметров, то закрепление заготовки в переднем и заднем центрах не обеспечивает надежности установки. Для точения длинных заготовок необходимо установить дополнительные опоры с цель предотвращения вылета заготовки из центров. Такие приспособления называются люнетами. Они бывают подвижными или неподвижными. Неподвижные люнеты устанавливаются на станине станка, а подвижный на продольной каретке суппорта. Подвижный люнет перемещается в процессе резания вместе с суппортом. Кулачки подвижного люнета постоянно находятся напротив резца. Таким образом, резец, оказывая давление на заготовку, выполняет функцию третьего кулачка.
Как видно из рисунка, перед тем как установить люнет, на заготовке протачивается шейка по диаметру изделия. Кулачки люнета охватывают шейку и фиксируют заготовку на центральной оси станка. Это необходимо для того, чтобы в любом сечении заготовки был один и тот же диаметр. В случае отклонения оси заготовки от центральной оси станка при обработке получится конус, а не цилиндр. Концы заготовки закрепляются в переднем и заднем центрах.
Рис. 6. Точение длинной заготовки с применением подвижного люнета. а– подвижный люнет, б – схема обработки. I – корпус люнета, 1 – винты перемещения кулачков, 2 – стопорные винты.
1.Выбери заготовку диаметром 12 – 16 мм и длиной 80 – 100 мм.
2.Проверь на правильной плите изогнутость заготовки. Если она кривая поправь ее при помощи молотка на правильной плите. Обрати внимание на то, чтобы торцы заготовки не были изогнуты, и на них не было заусенец. Искривления на торцах заготовки приводят к биению заготовки в патроне
Рис.7. Последовательность установки заготовки в патроне токарного станка
3. Отключи двигатель станка. При помощи патронного ключа ослабь кулачки так, чтобы между ними помещалась заготовка. Патронным ключом поверни патрон станка таким образом, чтобы один из кулачков оказался внизу. Правой рукой установи заготовку на нижний кулачок. Следи за тем, чтобы заготовка опиралась на нижний кулачок не менее чем 50 мм. Вращая патронный ключ, сведи кулачки так, чтобы они слегка захватили заготовку. Возьми правой рукой линейку или штангенциркуль и измерь расстояние от кулачков до торца заготовки. Это расстояние, называемое вылетом заготовки из патрона, не должно быть более 5-ти ее диаметров. Убедившись в том, что вылет заготовки при точении в переднем центре не превышает более 5-ти ее диаметров, окончательно закрепи заготовку в патроне. Для этого небольшими рывками патронного ключа затяни последовательно все 3 конических колеса патрона. После закрепления заготовки, убери ключ на тумбочку и включи двигатель станка. Внимательно посмотри на вращение заготовки.
Убедись в том, что при вращении патрона заготовка вращается без биения. Биение заготовки допускается не более 0,5 мм. Если биение больше указанного допуска, то останови станок. Дождись полной остановки шпинделя, ослабь кулачки патрона. Внимательно осмотри заготовку. Установи причину биения и устрани ее. Иногда заготовка бьет из-за погрешности формы. Устранить такой вид биения иногда удается следующим приемом. После полной остановки патрона, ослабь зажим кулачков патрона, и поверни заготовку в кулачках на одну треть оборота. Закрепи заготовку. Включи станок. Если заготовка, по-прежнему бьет, то повтори предыдущий прием снова. Если и это не помогает, замени заготовку либо попробуй установить ее в патроне другим торцом. Исправлять биение заготовки при помощи ударов молотка запрещается, т.к. это приводит к сильному износу кулачков.
Для точения длинных заготовок на их торцах выполняют центровочные отверстия, в которые, при установке на станке входят передний и задний конусы, фиксирующие заготовку на оси станка.
Для передачи вращения со шпинделя на заготовку ее закрепляют либо в патроне переднего центра, либо в хомутах.
После установки резца и заготовки рассчитай режим резания. Установи необходимую частоту вращения шпинделя. Сними припуск с заготовки на величину 0,5 мм, для чего а) при отключенном станке, поперечной подачей подведи резец до упора в заготовку, но только для легкого касания. Не прилагай больших усилий, т.к. можешь отогнуть заготовку.
Рис.8. Закрепление заготовки в хомуте: а – прием закрепления; б – установка заготовки в центре.
Рис. 9. Установка заготовки в передний центр.
Рис 10.Закрепление заготовки задней бабкой: а - поджим заготовки задним центром, б – закрепление пиноли задней бабки.
б) Установи подвижное кольцо лимба на 0.
в) Отведи резец в продольном направлении от заготовки на 10 – 15 мм.
г) Определи величину перемещения резца поперек заготовки, чтобы установить необходимую глубину резания. Установи при помощи лимба рассчитанную глубину резания.
д) Замерь диаметр заготовки штангенциркулем.
е) Надень очки, или же опусти защитный экран.
ж) Включи станок;
з) Вручную подведи резец к заготовке и сними стружку на длину 5 мм;
и) Отведи резец в продольном направлении и отключи станок;
к) Дождись полной остановки патрона станка и замерь диаметр обработанной поверхности штангенциркулем. Если диаметр обработанной поверхности получился отличным от заданного, выясни причину ошибки;
л) Повтори действия, добиваясь точности получающегося диаметра;
м) Добившись нужного диаметра обработанной поверхности, обточи заготовку на длину 50 мм ручной продольной подачей резца.
Указанный способ обработки заготовки называется способом снятия пробной стружки.
Повтори все вышеуказанные действия, установив проходной отогнутый резец.
Оформи лабораторную работу по образцу.
Лабораторная работа № 7.
Установка токарного резца и заготовки на токарном станке.
Снятие пробной стружки. Освоение работы с лимбами поперечной и продольной подач.
Цель работы: (описать).
Методические материалы: (описать).
Оборудование (описать).
Инструмент (описать).
Обеспечение техники безопасности (описать).
Нормальный процесс точения определяется в значительной степени правильной установкой резца в резцедержателе. Перед установкой резца необходимо протереть опорные поверхности держателя. Резец устанавливается с минимальным вылетом обычно не более 1,5 толщины его стержня (во избежание появления вибраций), перпендикулярно линии центров и точно по их высоте. Для проверки правильности установки резца по высоте необходимо вставить центр в пиноль задней бабки и подвести вершину резца к вершине центра. Если вершина резца окажется ниже вершины центра, нужно под опорную поверхность резца подложить мерные прокладки (не более трех). Резец должен быть прочно закреплен не менее чем двумя болтами при повороте торцового ключа двумя руками.
Установка резца под углом к оси, отличным от 90°, или вывод на рабочую позицию другого резца, закрепленного в резцедержателе, производится поворотом резцедержателя против часовой стрелки на нужный угол. Предварительно необходимо отвернуть зажимную рукоятку. Иногда, вместо стандартного резцедержателя, рассчитанного на крепление четырех резцов с прямоугольными державками, применяются специальные резцедержатели.
Универсальный резцедержатель устанавливается на суппорте токарного станка и служит для закрепления круглых резцов. Корпус имеет четыре сквозных отверстия, расположенных под углом 90° друг к другу. В отверстия вставлены разрезные втулки с эксцентрично расположенными отверстиями. Это позволяет быстро устанавливать режущую кромку резцов по высоте без прокладок. Резцедержатель укомплектован жесткими и пружинными державками для расточки глубоких отверстий, нарезания внутренних резьб и др.
Специальный резцедержатель может быть рекомендован для небольших ремонтных предприятий, выполняющих разнообразные работы. Он состоит из корпуса, двух держателей и сменных оправок. Корпус своим центральным отверстием надевается на болт суппорта и крепится рукояткой.
Перемещение держателей по вертикали осуществляется поворотом винтов, снабженных прямоугольной нарезкой.
Фиксация держателей по высоте производится стопорными винтами. В каждом держателе одновременно могут крепиться два резца. Средний винт прижимает оба резца через прижимную планку. Для установки сверл, разверток и другого инструмента имеются оправки, устанавливаемые в пазах корпуса.
Установка резца на необходимую глубину резания может производиться методом пробных стружек, по готовому изделию либо с использованием лимба поперечной подачи. В первом случае резец подводится к вращающейся детали до касания к ее поверхности, затем отводится вправо и на глаз устанавливается глубина резания. Деталь вручную протачивается на длину 5-7 мм, останавливается и производится замер диаметра проточки. Если диаметр оказался больше требуемого, процесс повторяется с новой глубиной резания, пока не будет получен необходимый размер. После этого включается автоматическая подача, и деталь протачивается по всей длине.
При изготовлении нескольких одинаковых изделий установка резца на глубину производится только для первой детали. После обточки первой детали она снимается без нарушения установки резца, суппорт отводится в правое положение, устанавливается новая деталь и обработка ее производится без дополнительной наладки. Проверка производится только для компенсации износа резца.
Для ускорения установки резца на глубину резания токарные станки снабжены специальным приспособлением. Оно представляет собой кольцо с делениями, надетое на переднюю часть винта поперечной подачи суппорта. Это кольцо называется лимбом, оно вращается вместе с винтом. Отсчет поворота винта ведется относительно риски на неподвижной втулке, сидящей на одной оси с лимбом. Обычно на станке имеется указание о цене деления лимба, т. е. о величине перемещения резца при повороте винта.на одно деление лимба. Для настройки резца на необходимую глубину резания вначале нужно измерить штангенциркулем диаметр заготовки и найти толщину слоя металла, подлежащего снятию. После этого подвести резец до касания его вершины с вращающейся заготовкой и, поворачивая лимб, совместить его нулевое деление с риской на неподвижной втулке. Отвести суппорт назад и вправо и, поворачивая винт на подсчитанное число делений, установить необходимую глубину резания. Вращение винта при настройке на размер следует производить только в одном направлении (по часовой стрелке), чтобы исключить влияние зазоров между винтом и гайкой.
Пример настройки. Диаметр заготовки 52 мм, диаметр изделия после проточки должен быть 50 мм. Цена деления лимба 0,05 мм. Рассчитать, на сколько делений нужно повернуть винт поперечной подачи.
При повороте винта на одно деление резец передвигается вперед на 0,05 мм, т. е. радиус детали уменьшается на 0,05 мм, а диаметр на 0,1 мм. Нам необходимо уменьшить диаметр на 2 мм или переместить резец вперед на 1 мм. Для этого необходимо повернуть винт на 20 делений лимба.
Растачивают отверстия на токарных станках расточными резцами (рис. 118). В зависимости от вида растачиваемого отверстия различают: расточные резцы для сквозных отверстий (рис. 118, а) и расточные резцы для глухих отверстий (рис. 118, б). Эти резцы отличаются между собой главным углом в плане ф. При растачивании сквозных отверстий (рис. 118, а) главный угол в плане ф = 60°. Если растачивается глухое отверстие с уступом 90°, то главный угол в плане ф = 90° (рис. 118, б) и резец работает как упорно-проходной или ф = 95° (рис. 118, в) - резец работает с продольной подачей как упорно-проходной, а затем с поперечной подачей как подрезной.
Углы заточки расточных резцов
На рис. 118 показаны углы заточки расточных резцов, которые выбираются в основном такими же, как у резцов для наружного точения, за исключением заднего угла а, который для расточных резцов обычно имеет повышенное значение. Величина заднего угла зависит от диаметра растачиваемого отверстия: чем меньше диаметр отверстия, тем больше должен быть задний угол резца .
Рис. 118. Расточные резцы, оснащенные пластинками твердого сплава : а - проходной для обработки сквозных отверстий, б и в - упорно-проходной для обработки глухих отверстий
Сложность операции
Растачивание - операция более сложная, чем наружное обтачивание поверхностей , так как:
- при растачивании размер поперечного сечения резца должен быть значительно меньше диаметра отверстия, а вылет резца из резцовой головки несколько больше длины растачиваемого отверстия (рис. 119), поэтому при растачивании отверстия значительной длины возможен изгиб резца, а при высоких скоростях резания - сильные вибрации. Следовательно, такие резцы не дают возможности срезать стружку большого сечения;
- при растачивании менее удобно наблюдать за работой резца, так как резание происходит внутри отверстия.
Для растачивания отверстий диаметром до 70 мм токарь-новатор В. К. Семинский предложил специальный расточный резец, оснащенный пластинкой из твердого сплава (рис. 120). Стержень резца имеет квадратное сечение по всей длине, рабочая часть резца повернута путем скручивания при изготовлении на угол 45° относительно опорной части. Такой резец отличается повышенной жесткостью по сравнению с обычным расточным резцом и допускает увеличение сечения стружки в 4-5 раз. При работе таким резцом с повышенной скоростью резания не наблюдается вибраций даже при значительном вылете державки.
Рис. 120. Расточный резец, оснащенный пластинкой твердого сплава , конструкции В. К. Семинского
Чтобы повысить виброустойчивость резца , токарь-новатор В. Лакур предложил новую конструкцию расточного резца с пластинкой из твердого сплава (рис. 121). Особенностью этих резцов является то, что их главная режущая кромка расположена на уровне нейтральной оси стержня. Такое расположение режущей
Рис. 121. Расточный резец конструкции В. Лакура
кромки обеспечивает резцам значительное повышение виброустойчивости и, как следствие, дает возможность работать на больших скоростях резания и достигать улучшения чистоты обработанной поверхности.
Рис. 122. Оправка с резцом для растачивания сквозного отверстия
Установка резца
Отверстия большой длины растачивают резцами, закрепленными в специальных массивных оправках, размеры которых зависят от диаметра отверстия и его длины. Замена цельного расточного резца небольшим резцом, вставленным в расточную оправку, дает значительную экономию дорогостоящего инструментального материала. Способ крепления резца в оправке зависит от ее назначения. На рис. 122 показана оправка для растачивания сквозного отверстия; здесь резец расположен на значительном расстоянии от конца оправки. Для растачивания глухих отверстий резец крепится таким образом, что несколько выступает за передний торец оправки.
Перед растачиванием отверстия необходимо установить резец на требуемый диаметр по лимбу винта поперечной подачи, а затем расточить отверстие ручной подачей на длину 2-3 мм. Измерив диаметр штангенциркулем или другим измерительным прибором и убедившись в правильности размера, растачивают отверстие на остальную длину. Особенно важно правильно установить резец на требуемый диаметр при чистовом растачивании.
Положение режущей кромки резца зависит от вида растачивания. При черновом растачивании режущую кромку рекомендуется устанавливать на высоте центров или немного ниже. При чистовом растачивании режущую кромку нужно располагать выше линии центров примерно на 1/100 диаметра отверстия, учитывая, что вследствие силы, возникающей от сопротивления срезаемой стружки, резец может быть отжат вниз.
