Технология токарной обработки

Министерство  сельского хозяйства и производства РФ Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия               Кафедра технологии металлов         ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЁТ               Выполнил: студент 1-ого курса  6-й группы Волков  П.С.                                                        Принял:                                                        Замальдинов М. М.                       Ульяновск 2008

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Технология  токарной обработки

 

1. Введение.

 

2. Станки.

 

3. Элементы процесса резания

 

4. Обрабатываемые материалы

 

5. Режущий инструмент

 

6. Мерительные инструменты.

 

7. Техника безопасности при токарной обработки

 

8.  Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            

ТЕХНОЛОГИЯ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ

1. Введение

 

   Перед работниками сельского  хозяйства поставлена задача, улучшить использование техники.

   Высокое  качество полевых работ и повышение  производительности труда во  многом зависят  от исправности  тракторов и сельскохозяйственных  машин. Требуется постоянный технический надзор за Машин - тракторным парком, своевременный и высококачественный ремонт машин.

   Около  70% всех расходов на ремонт  Машино - тракторного парка падает  на приобретение и изготовление  запасных частей.

   Роль  токарей в снижение стоимости  и повышении качества ремонта  тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин очень велика. Эта роль значительно повысится при более рациональном использовании токарных станков, применение скоростных режимов резания.

   Основным  материалами, идущими на изготовление  и восстановление деталей тракторов,  автомобилей и сельскохозяйственных машин являются металлы.

   Современные  состояние науки о металлах  и сплавах во многом обязано  трудами русских учёных и инженеров  – производственников. 

 

 

2. Станки.

 

  Токарные станки наиболее распространены в Машино строение и металлообработки по сравнению с режущими станками других групп. В состав этой группы  входят : токарно - внторезные, токарно – револьверные, токарные автомашины и полуавтоматы.

  Токарно – винторезные станки предназначены для наружной и внутренней обработки.

   Токарно – револьверные станки предназначены для обработки малых и больших групп деталей сплошной формы из прутка или штучных заготовок.

   Токарные  автомашины предназначены для  обработки деталей из прутка, а токарные полуавтоматы для обработки деталей из прутка и    штучных заготовок. Станки имеют цифровое обозначение моделей.     Первая цифра в обозначение модели показывает, к какой технологической группе относится станок: 1-токарные, 2-сверлильные и расточные, 3-шлифовальные. Вторая указывает на типы станков в группе: 1-одношпиндельные и 2-многошпиндельные автоматы, 3-токарно – револьверные. Две последние цифры определяют технические параметры станка: высоту центров над станиной для токарного станка. Буквы (Н,П,В,А,С) определяют точность станка.   

 

3. Элементы процесса резания

Токарная  обработка является наиболее распространенным методом обработки резанием и применяется при изготовлении деталей типа тел вращения (валов, дисков, осей, пальцев, цапф, фланцев, колец, втулок, гаек, муфт и др.). Основные виды токарных работ показаны на рис. 1.1.

 

 

 

 

 

 

В машиностроении большинство деталей получают окончательные  формы и размеры в результате механической обработки заготовки резанием, которое осуществляется путем последовательного удаления ре-

жущим инструментом (например, резцом) тонких слоев материала (в виде стружки) с поверхностей заготовки.

Основным  элементом режущего инструмента, отделяющего  стружку от заготовки, является заостренный  клин. Схема работы клина и резца  приведена на рис. 1.2.

Процесс резания на токарных станках осуществляется при вращательном главном движении, сообщаемом обрабатываемой заготовке, и при прямолинейном (поступательном) движении подачи, сообщаемом резцу. Различают  также  вспомогательные движе ния,

 

 

Рис. 1.1. Основные виды токарных работ:

а —  обработка наружных цилиндрических поверхностей, б — обработка наружных конических поверхностей, в — обработка торцов и уступов, г — вытачивание пазов и канавок, отрезка заготовки, д—обработка внутренних цилиндрических и конических поверхностей, ё—сверление, зенкерование и развертывание отверстий, ж — нарезание наружной резьбы, з — нарезание внутренней резьбы, и — обработка фасонных поверхностей, к—накатывание рифлений, стрелками показаны направления перемещения инструмента и вращения заготовки

 

 

которые обеспечивают транспортирование и закрепление заготовки на станке, включение станка, изменение частоты вращения заготовки и др.

Элементами режима резания при точении заготовки являются скорость резания, подача и глубина резания. Скоростью резания называется длина пути, пройденного режущей кромкой инструмента относительно обрабатываемой поверхности заготовки в единицу времени. Скорость резания измеряется в м/мин и обозначается буквой v.

Подачей называется величина перемещения   режущей   кромки   ин-

струмента за один оборот заготовки (в направлении  подачи) или в единицу времени. Подача измеряется в мм/об или в мм/мин, обозначается буквой s и может быть продольной (если инструмент перемещается параллельно оси вращения заготовки) и поперечной (если инструмент перемещается перпендикулярно этой оси). Глубиной резания называется величина срезаемого за один проход резца слоя металла, измеренная по перпендикуляру к обработанной поверхности детали. Глубина резания измеряется в миллиметрах и обозначается буквой t.

 

 

 

 

 

 

У заготовки  различают следующие поверхности:

обрабатываемую (с которой снимают стружку), обработанную (полученную после снятия стружки) и резания (которая является переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями и образуется режущим инструментом).

Основные  поверхности заготовки и основные движения, осуществляющие процесс резания, показаны на рис. 1.3.

4. Обрабатываемые материалы

 

 

 

 

Рис.    1.2.    Основные   поверхности   заготовки

и основные движения, осуществляющие

процесс резания:

/ —  обрабатываемая поверхность, 2 —  поверхность резания, 3 — обработанная поверхность, 4—ось вращения заготовки, 5 — продольная подача, 6 — поперечная подача, 7 — резец, 8 — заготовка, 9— главное (вращательное) движение; t— глубина резания

 

 

Обрабатываемость  материалов характеризуется сопротивлением резанию и качеством обрабатываемой поверхности. Обрабатываемость металла зависит от его химического состава, структуры, механических и физических свойств. При черновой обработке основным критерием обрабатываемости является стойкость инструмента при соответствующей скорости и силе резания, а при чистовой обработке основными критериями обрабатываемости являются шероховатость поверхности, точность обработки и стойкость инструмента.

   Методы определения обрабатываемости металлов основаны на определении изменения стойкости режущего инструмента.

    Наиболее часто применяют так называемый «классический метод», при котором режущий инструмент испытывают на разных скоростях резания, доводят до определенного затупления и получают соответствующий период Т стойкости резца (в мин). При этом глубина резания и подача могут изменяться. Классический метод дает достаточно точные результаты, но требует значительных затрат времени и металла. Более экономичными являются ускоренные методы: точение по торцу, тепловой, радиационный и другие, однако их недостатком является меньшая точность. Токарной обработке подвергают чугуны, стали, цветные металлы и сплавы, пластмассы.

Чугуном называется сплав железа, углерода, кремния, марганца и других веществ, причем содержание углерода составляет 2,14—4,5%. Различают серый, высокопрочный и ковкий чугун.

Серый чугун маркируют буквами СЧ, обозначающими его название, и двумя цифрами, обозначающими предел прочности при растяжении. Например, СЧ 18 — серый чугун, предел прочности при растяжении 180 МПа.

По  механическим свойствам серые чугуны делят на чугуны малой (СЧ 00—СЧ 18) и повышенной (СЧ 20—СЧ 45) прочности. Для изготовления деталей машин чаще применяют чугун марок СЧ 15, СЧ 20, СЧ 30 и реже — чугун марок СЧ 35, СЧ 40. Твердость серого чугуна НВ 163—269.

 

 

 

 

 

'Высокопрочный чугун получают введением в жидкий серый чугун магния (0,3—1%) или его сплава с никелем, медью, алюминием или кремнием. 'Высокопрочный чугун маркируют буквами 'ВЧ, обозначающими его название, и двумя группами цифр, из которых первая обозначает предел прочности при растяжении, а вторая — относительное удлинение. Например,'ВЧ 45-5 — высокопрочный чугун, предел прочности    при   растяжении   450   МПа,

относительное удлинение 5%. Твердость высокопрочного чугуна НВ 156—269.

Ковкий чугун отличается высокой вязкостью и маркируется буквами КЧ, обозначающими его название, и двумя группами цифр, из которых первая обозначает предел прочности при растяжении, а вторая — относительное удлинение. Например, КЧ 50-4 — ковкий чугун, предел прочности при растяжении 500 МПа, относительное удлинение 4%.

Большое влияние на обрабатываемость резанием литых заготовок из серого чугуна оказывает поверхностный слой металла — литейная корка, толщина которой 0,15—0,5 мм, а твердость НВ 285—321. По мере удаления от поверхности твердость чугуна снижается до НВ 187—229. Скорость резания в зоне литейной корки на 20—30% меньше по сравнению со скоростью резания внутренних слоев металла. 'Высокотемпературный отжиг чугунных отливок позволяет увеличить' скорость резания в 1,5—2 раза.

Сталью называется сплав железа с углеродом. Большое влияние на обрабатываемость сталей оказывает их химический состав. С увеличением содержания углерода повышается механическая прочность стали и, как следствие, возрастает ее сопротивление резанию. При обработке сталей с малым содержанием углерода (0,1—0,25%) получают большую шероховатость поверхности.

Углеродистые стали

обыкновенного качества обозначаются буквами Ст и числами от 0 до 6 (например, сталь СтЗ). Чем больше число в обозначении марки стали, тем выше содержание углерода. Качественные углеродистые стали обозначают числами 08; 10; 15; 20; 25 и т. д., которые показывают среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Например, содержание углерода в стали 15 около 0,15%. Предел прочности (временное сопротивление разрыву)

 

для углеродистых сталей о_в = = 300/700 МПа, он возрастает с увеличением содержания углерода; твердость   не   превышает   НВ   230.

Автоматные конструкционные стали обозначаются А12, А20, АЗО и А40г. Предел прочности этих сталей о_в = 600-^-800 МПа (для холоднотянутой стали) и о_в = = 400-700 МПа (для горячекатаной стали); твердость НВ 160—207. Автоматные стали отличаются повышенным содержанием серы, поэтому они обрабатываются лучше, чем углеродистые стали как обыкновенного качества, так и качественные.

Легированные стали обозначают цифрами и буквами (например, 20Х, 40ХН, ЗОХГН, 20ХНЗА и т. д.). Цифры показывают среднее содержание в стали углерода в сотых долях процента, буквы — наличие легирующего элемента, цифры после букв — содержание легирующего элемента в %, буква А в конце обозначает, что сталь высококачественная. Предел прочности легированных сталей а_в = 700-М300 МПа (в зависимости от марки). Повышение содержания некоторых легирующих элементов, таких, как хром (Сг), молибден (Мо), ванадий (V), вольфрам (W), никель (Ni), увеличивает прочность и ухудшает теплопроводность сталей, что приводит к ухудшению их обрабатываемости. Кремний (Si) ухудшает обрабатываемость стали из-за образования силикатных абразивных включений. Стали с крупнозернистой структурой обрабатываются режущим инструментом лучше, чем стали с мелкозернистой структурой.

"В  ряде случаев для улучшения  обрабатываемости стальные заготовки подвергают предварительной термической обработке. Твердость после отжига НВ 180—270, а после термической обработки HRC 42—55.

К сплавам цветных металл о в, наиболее часто обрабатываемым на токарных станках, относятся бронза, латунь и дюралюминий.

   

 

 

 

 

 

 

  Бронза — сплав меди с оловом, алюминием, марганцем, кремнием и другими элементами. Бронзы обозначают буквами Бр, затем — начальными буквами основных элементов, вошедших в сплав, и цифрами, указывающими среднее содержание этих элементов в процентах. Например, сплав БрОЦСЗ-12-5 содержит в среднем 3% олова, 12% цинка, 5% свинца и остальное — медь. Для лучшей обрабатываемости и улучшения антифрикционных свойств в состав бронз вводят свинец.