Обработка металлов резанием

Поводковый патрон - навертывается  на шпиндель и сообщает заготовке  через хомутик главное движение.

Самоцентрирующий патрон - навинчивается на шпиндель станка и дает возможность закрепить и отцентрировать цилиндрическую заготовку. С помощью ключа вставленного в гнездо.

Четырехкулачковые патроны - каждый кулачок в этом патроне перемещается от своего винта. Это дает возможность устанавливать и закреплять несимметричные заготовки.

Планшайба - служит для закрепления  заготовки, которые другими приспособлениями закрепить невозможно. В этом случае применяются дополнительно угольники планки болты.

 

Токарные резцы и выполняемые работы.

Токарные резцы изготовляют  из быстрорежущей стали, твердых металлокерамических сплавов или минералокерамических материалов (термокорунд, микролит) - очень хрупкие. Наибольшее применение получили резцы из быстрорежущей стали и металлокерамических сплавов из-за высокой красностойкости.

По способу  производства делятся на цельные  и наварные.

По ходу выполняемых  операций подразделяются на проходные, подрезные, отрезные, расточные, резьбовые и фасонные.

Проходные резцы - для  предварительной и окончательной обработки заготовки и

подразделяются  на обдирочные прямые (рис. 8а) и отогнутые (рис. 8б). Углы заточки выбираются из расчета наибольшей стойкости и  легкого резания.

Чистовые  резцы подразделяются на прямые и  отогнутые, рис. 8в,г. Чистовые резцы имеют округленные вершины и обеспечивают отделку поверхности.

Подрезные резцы (рис. 8е) служат для подрезки торцов при поперечной подачи.

Отрезные резцы (рис. 8ж) служат для отделения части заготовки, подрезки торцов и уступов.

Расточные резцы (рис. 8д) применяют для расточки сквозных или глухих отверстий. Резьбовые резцы затачиваются по шаблону и служат для нарезки различных резьб, как на внутренней, так и на наружной поверхности заготовки. Фасонные резцы имеют режущие кромки, позволяющие получить точеную поверхность различной кривизны, с канавками и выступами. 

д е

Рис. 8. Токарные резцы и работы, выполняемые ими: а – обдирочные прямые проходные резцы; б – обдирочные отогнутые проходные резцы; в – прямые чистовые резцы; г – отогнутые чистовые резцы; д – расточные резцы; е – подрезные резцы; ж – отрезные резцы

Обработка заготовок  на фрезерных станках

Фрезерование — называется технологический процесс обработки поверхностей с помощью фрез. При фрезеровании главная движение осуществляет фреза, а движение подачи - заготовка, закрепленная на столе станка.

Фреза — многолезвийный режущий инструмент каждый зуб фрезы - это резец со всеми характерными для него углами.

Фрезы бывают: цилиндрические и торцевые для обработки плоскостей; дисковые, пазовые, концевые, одноугловые и двуугловые, Т-образные для изготовления пазов и шлицев; фасонные, модульные, червячные, резьбовые для изготовления фасонных поверхностей; отрезные - для резания металлов. Типы фрез показаны на рис. 10.

При фрезеровании подача может быть направлена против вращения фрезы (встречный метод фрезерования, рис. 9б) фрезерование и по направлению вращения фрезы (попутный метод фрезерования, рис. 9в).

Наиболее  часто применяют встречный метод  фрезерования. При этом снимаемая  стружка имеет вид запятой и по сечению увеличивается. Фреза здесь больше изнашивается. При попутном методе поверхность получается более чистой. Основными элементами фрезерования являются: глубина, ширина, подача, толщина сражаемого слоя, скорость резания, сила резания и мощность резания.

Классификация фрезерных станков - делятся на следующие группы: горизонтально-фрезерные станки - шпиндель у них расположен горизонтально; универсально-фрезерные станки имеют поворотный круг, который позволяет продольные салазки стола ставить под углом в пределах (±45°); вертикально-фрезерные станки - шпиндель у них расположен вертикально; продольно-фрезерные станки - стол этих станков имеет только продольную подачу. Специальные фрезерные станки такие как: шпоночно-фрезерные, торцофрезерные, карусельнофрезерные, резьбофрезерные и др.

Универсально-фрезерный станок модели 6Н82, рис. 11.

Приспособление  к фрезерным станкам — задняя бабка и делительная головка, тиски, оправки для фрез.

Делительная головка служит для закрепления  заготовки и поворота ее на определенный угол относительно оси фрезерования и деления окружности на равные части. Используется он при фрезеровании зубчатых колес, шпоночных пазов, шлицев, канавок 

б        в

Рис.9. Углы зуба фрезы и схемы Рис.10. Тип фрез и выполняемые операции операции: методов фрезерования:                           а, б - торцевые; в - пазовая; г - концевая;

а – углы зуба фрезы; б - встречный  д, е – фасонные; ж - угловая

     метод фрезерования; в – попутный   

     метод фрезерования     

Рис. 11. Универсально-фрезерный станок 6НВ2

1 – шпиндель; 2 – оправка; 3 – фреза; 4 – подшипник; 5 – хобот; 6 – стол; 7  -  салазки; 8 – консоль; 9 – коробка передач; 10 – фундаментная плита; 11 – станина; 12 – электродвигатель; 13 – коробка скоростей

 

фрез, разверток, сверл, плоскостей многогранников.

Обработка заготовок на шлифовальных станках

Шлифование — процесс обработки резанием на шлифовальных станках с помощью абразивных инструментов. Шлифование широко применяется для чистовой и отделочной обработки детали машин. Этим процессом можно добиться чистоты десятого класса и точности второго класса, при шлифовании стружка срезается твердыми зернами абразива.

Абразивные  материалы — делятся на естественные (кварц, корунд, наждак, алмаз) и искусственные (электрокорунд, карбокорунд, карбид бора). Абразивы - характеризуются твердостью зерна зернистостью формой и прочностью.

Кварц - твердость 7 баллов, зерна округлые, плохо шлифуют. Применяется для песочных точил.

Наждак - твердость 7-8 баллов, обозначается буквой Н. Содержит 30 % Аl₂О₃, окись железа и силикаты. Цвет - темно-серый, черный. Применяется для изготовления шлифовальной шкурки, абразивных порошков, брусков.

Корунд - твердость 9 баллов, обозначается буквой Е или ЕСБ, ценный материал. Содержит до 95 % Аl₂О₃. Цвет - темно-коричневый. Обладает хорошими режущими свойствами, применяется для изготовления шлифовальных кругов, шкурки, брусков, полировочных порошков.

Алмаз - содержит углерод и 4.5 % примесей. Цвет - различный. Применяется для обработки особо твердых материалов, правки шлифовальных кругов.

Электрокорунд - обозначается буквой Э, имеет твердость 9-9,5 балла, содержит 86-91 % Аl₂О₃. Цвет - различный. Применяется для обработки сталей, чугуна, мягких бронз.

Карборунд - состоит в основном из карбида SiC, твердость 9,6-9,8 балла, хрупок. Применяется для шлифования хрупких материалов - чугуна, отдельных бронз.

Карбид  бора (В₄С) - твердость 10 баллов. Используется для изготовления паст для доводки режущих инструментов или как заменитель алмаза.

Чтобы из абразивных зерен изготовить круг или брусок, необходимы связующие материалы. Связки бывают: керамические К, силикатные С, магнезитные М или органические (окисленные растительным маслом), щелочные Щ, вулканитные В, бакелитовые Б. Расшифровываются марки шлифовальных кругов следующим образом. ЭБ46СМ2К6ПП450 × 63 × 127 × 35 м/с. ЭБ - электрокорунд белый; 46 - зернистость, СМ2 -средняя мягкость 2; К - керамическая связка; 6 - структура; ПП - форма плоская, прямоугольная; 450 × 63 × 127 - диаметр, ширина, диаметр отверстия; 35 м/с - наибольшая скорость вращения.

Шлифовальные  станки общего назначения подразделяются на круглошлифовальные (центровые и бесцентровые), внутришлифовальные, плоскошлифовальные, резьбо-шлифовальные, зубошлифовальные, заточные и др.

Твердость абразивов  измеряется по десятибалльной шкале, где твердость талька принята за единицу, а твердость алмаза за десять. По твердости шлифовальные круги делятся на классы: чрезвычайные мягкие - чм; весьма мягкие - вм; мягкие - в; средне мягкие - см; средние - с; средне твердые – ст; твердые – т; весьма твердые – вм; чрезвычайно твердые - чт.

Выбор шлифовального  круга по твердости зависит от твердости обрабатываемого материала. Мягкий материал обрабатывается твердым абразивом, а твердый мягким абразивом. При таком шлифовании будут участвовать в резании острые не затупившиеся зерна.

Сушествуют операции круглого шлифования и операции плоского шлифования.

 

Обработка заготовок на сверлильных станках

На сверлильных станках  производят сверление, зенкование, развертывание, нарезание резьбы и другие виды обработки отверстий. При обработке инструментами придается главное вращательное движение (движение резания) и осевое перемещение (подача).

Сверление - это  процесс образования отверстия  в сплошном материале. Основные части сверла (рис. 12а): рабочая часть I, которая делится на режущую или заборную часть II совершающую основную работу резанием, и центрирующую часть III; шейка-выточка IV для выхода шлифовального круга; хвостовик V; конический с лапкой VI служит для закрепления сверла в шпинделе станка. Диаметр сверла уменьшается к хвостовику для снижения трения сверла о стенки отверстия. Режущая часть сверла состоит из следующих элементов (рис. 12б): винтовой канавки 1 для отвода стружки, дно которой является передней поверхностью главного режущего лезвия 2, ленточки З, направляющей сверло в отверстие, главной задней поверхности 4, поперечного режущего лезвия 5.

Геометрия режущих  лезвий сверла (рис. 12в).

Элементы  режима резания и размеры срезаемого слоя показаны на рис. 12г. Скорость резания при сверлении определят из выражения:

       V=ndn/1000 (м/мин),

где     d – наружный диаметр, мм;

           n – частота вращения сверла, об/мин.       

 

Рис.12. Спиральное сверло и геометрия режущей части

I – рабочая часть; II – режущая часть; III – центрирующая часть; IV – шейка-выточка; V – хвостовик; VI – лапка; 1 – винтовая канавка; 2 – главное режущее лезвие; 3 – ленточка; 4 – главная задняя поверхность; 5 – поперечное режущее лезвие; гамма – передний угол; с 231 – угол заборного конуса; альфа – задний угол; ? – угол наклона винтовой канавки сверла; АА, ББ – секущие плоскости; ВВ – сечение; V – скорость резания

 

3. Физико-химические и электрофизические  способы обработки

Понятие об электроискровых способах обработки  металлов.

Электроискровая обработка предложена советскими учеными в 1943 году для получения отверстий различной формы с криволинейными осями, очень малых диаметров, для изготовления штампов, узких щелей, волочильных глазков, упрочнение поверхности инструмента, извлечения из отверстий сломанных сверл, шпилек, метчиков, электропечатания, маркировки инструментов, гравировки и т.д.

Сущность способа состоит  в электрической эрозии (рис. 13), то есть в разрушении поверхности металла под действием электрического разряда. Электронная лавина на анодоизделии нагревает участок до оплавления и даже до превращения частиц металла в газообразное состояние. Для того чтобы оторванные частицы металла не оседали на катод-инструмент, процесс происходит в жидких не электролитах (керосин, минеральное масло). Анодно-механическая обработка применяется для резки металлов. Электрод-инструмент в виде диска вращается с определенным числом оборотов (15-18 м/сек), в зазор между обрабатываемой деталью и диском по трубе подается электролит - жидкое стекло.

 

 

 

 

Рис.13 Схема процесса электроискровой обработки

1 – изделие; 2 – электрод-инструмент; 3 – соленоид; 4 – зажим; 5 – изделие; 6 – зажим; 7 – сопротивление; 8 - конденсатор

 

Система работает от постоянного  тока. Сущность способа состоит в  том, что электролит взаимодействуя с металлом, создает на поверхности тонкую пленку пониженной прочности, которая легко соскабливается вращающимся диском, одновременно с этим приходит и электроискровой процесс.

Анодно-механическая обработка

Основана  на электрохимическом и электротермическом разрушении обрабатываемого металла, рис. 14.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 14. Схема  анодно-механической резки металлов    1 – анод; 2 – катод; 3 - шланг

Ультразвуковая  обработка

Ультразвуком  называют упругие волны с частотой более 20 кГц. Эти колебания используются для сверления стекла, твердых сплавов, керамики. Для получения ультразвуковых колебаний используют магнитострикционные излучатели. Принцип работы их основан на том, что такие металлы как кобальт, никель и сплавы способны под воздействие магнитного поля уменьшаться по длине, а при снятии поля первоначальная длина восстанавливается. На рис. 15 показана схема ультразвуковой обработки отверстия.

Под действием  ультразвуковых колебаний инструмент совершает осевые колебания и  может обрабатывать отверстия любого профиля на хрупких материалах. Между концом инструмента и обрабатываемой поверхностью вводится суспензия из воды и мелкого абразивного порошка - карбида бора или карбида кремния. Под действием ультразвуковых колебаний инструмента и суспензии возникает кавитация - разрыв потока жидкости с образованием в ней пузырьков насыщенного пара и растворенных в воде газов. Кавитация приводит в движение зерна абразивов, которые и разрушают участок обрабатываемой поверхности. При этом получается углубление инструмента по форме и размерам. При такой обработке материала изделия не претерпевают никаких изменений.