Обработка металлов резанием
| Вид материала | Документы |
| Токарный станок Патрон зажимной Н. А. Щемелев. |
- Шифр специальности: 05. 16. 01 Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов, 25.46kb.
- Обработка металлов давлением при обработке металлов давлением, 131.9kb.
- Программа профессиональной переподготовки мтф п/п-1 «металловедение и термическая обработка, 34.45kb.
- Лекция 7 термическая обработка металлов, 136.74kb.
- Научные основы и технологические способы обработки гетерофазных сплавов с высоким уровнем, 572.64kb.
- Программа вступительного испытания по направлению «Металлургия», 51.65kb.
- 05. 16. 01 Металловедение и термическая обработка металлов, 25.25kb.
- Развитие научных основ и разработка совмещенных методов обработки металлов давлением,, 606kb.
- Реферат по теме: «Металлы. Свойства металлов.», 196.2kb.
- Закономерности превращения, 589.18kb.
Зубонарезание, процесс обработки зубьев зубчатых колёс и др. деталей, имеющих зубья, на зубообрабатывающем станке путём снятия стружки зуборезным инструментом. З. бывает черновое (предварительное) и чистовое. При черновом З. снимается большая часть припуска, а профиль зуба ещё не получает окончательной формы. Чистовое З. бывает либо окончательным процессом, либо после него производят упрочняющую обкатку зубьев, термическую обработку с последующим зубошлифованием или доводкой. Черновое З. осуществляют методами обкатки или копирования, чистовое З. — обычно методом обкатки. При копировании инструментом является дисковая или пальцевая фреза, которая в радиальной плоскости имеет профиль, соответствующий впадине между зубьями нарезаемого зубчатого колеса. При обкатке используют червячные фрезы, зубонарезные гребёнки, долбяки, зубострогальные резцы с режущей частью, производящая поверхность которой представляет собой как бы профиль зуба сопряжённой зубчатой рейки (колеса). Профиль зуба, получаемый после З. по методу обкатки, близок к огибающей линии, образованной последовательными положениями режущей кромки инструмента. См. также Зубонакатывание.
Карусельный станок, металлорежущий станок токарной группы, предназначенный для обработки изделий большой массы с относительно небольшой длиной l по сравнению с диаметром D (l /D < 1 для лёгких и средних и l /D < 0,5 для тяжёлых станков). На К. с. удобно устанавливать, выверять и закреплять изделия, поэтому они вытеснили лобовые станки (см. Токарный станок), применявшиеся ранее. Отличительной особенностью К. с. (рис.) является вертикальное расположение шпинделя. На его верхнем конце находится планшайба, на которой с помощью кулачков, имеющих радиальное перемещение, устанавливается и закрепляется обрабатываемое изделие. Изделие совершает главное вращательное движение, а инструмент, закрепленный на суппорте, — поступательное движение подачи. Шпиндель станка частично разгружен, т.к. массу изделия и силы резания воспринимают круговые направляющие планшайбы. К. с. выпускаются одностоечные и двухстоечные, или портальные. Одностоечные К. с. обычно имеют вертикальный и боковой суппорты, двухстоечные — 2 вертикальных и 1 или 2 боковых. На одном из вертикальных суппортов часто устанавливают поворотную револьверную головку. Привод механизмов К. с. обычно осуществляется от нескольких, а у тяжёлых К. с. — от многих электродвигателей, которые во время обработки передают движение шпинделю с планшайбой, суппортам при их рабочих и холостых (ускоренных) движениях, а также служат для закрепления поперечины, включения тормоза и т.д.
На К. с. производят обтачивание и растачивание цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, подрезку торцовых поверхностей, а на станках с револьверной головкой, кроме того, сверление, зенкерование и развёртывание. При наличии специальных приспособлений на К. с. можно также нарезать резьбу, производить долбление, фрезерование и шлифование. На К. с. можно вести многоинструментальную обработку, используя одновременно движения нескольких инструментов, установленных на разных суппортах, что позволяет значительно повысить производительность. Жёсткость конструкций К. с. допускает обработку уникальных массивных изделий с высокой степенью точности. Например, на тяжёлых двухстоечных К. с. обрабатывают изделия массой до 500 т и более с диаметром до 30 м (части мощных гидротурбин и турбогенераторов, детали атомных реакторов, синхрофазотронов и т.п.).
Д. Л. Юдин.
Одностоечный карусельный станок.
Револьверная головка, поворотный узел станка, прибора или аппарата, несущий несколько инструментов, оптических систем и т.п.
Р. г. — обязательный узел револьверного станка, применяется на многих автоматах и полуавтоматах, а также в токарных карусельных и сверлильных станках. Р. г., как правило, имеет индексирующий механизм, осуществляющий её точное фиксирование при повороте, т. е. при установке каждого инструмента в рабочем положении. Поворот Р. г. и её фиксация могут производиться автоматически или вручную, а в станках с программным управлением по команде от программоносителя. Одновременно с поворотом Р. г. изменяются скорости главного движения и подачи в соответствии с применяемым инструментом.
Подача, относительное перемещение режущего инструмента и обрабатываемой на станке заготовки; один из основных параметров, характеризующих режим резания при обработке изделий на станках. П. позволяет последовательно распространить процесс резания на всю подлежащую обработке поверхность. Различают П. непрерывную (например, токарные, сверлильные, фрезерные станки) и прерывистую, или периодическую (например, строгальные и долоёжные станки), прямолинейную (токарные, сверлильные, фрезерные, строгальные станки) и круговую (например, при вращении изделий в некоторых шлифовальных станках). П. измеряется в мм на 1 оборот заготовки или инструмента (станки токарной группы); в мм на 1 двойной ход стола, ползуна (строгальные станки); в мм/мин — минутная подача (фрезерные станки).
Токарный станок, станок для обработки преимущественно тел вращения путём снятия с них стружки при точении. Т. с. — один из древнейших станков, на основе которого создавались станки сверлильной, расточной и др. групп. Т. с. составляют значительную группу металлорежущих станков, отличаются большим разнообразием. На Т. с. можно выполнять различные виды токарной обработки: обтачивание цилиндрических, конических, фасонных поверхностей, подрезку торцов, отрезку, растачивание, а также сверление и развёртывание отверстий, нарезание резьбы и накатку рифлений, притирку и т.п. Используя специальные приспособления, на Т. с. можно осуществлять фрезерование, шлифование, нарезание зубьев и др. виды обработки. На специализированных Т. с. обрабатывают колёсные пары, муфты, трубы и др. изделия.
Основные узлы Т. с. (рис.1): основание с корытом для сбора охлаждающей жидкости и стружки; станина с направляющими суппорта и задней бабки; неподвижная передняя бабка со шпинделем и коробкой скоростей, которая может располагаться и в др. месте, например в основании; передвижная задняя бабка, закрепляемая на станине в определённом положении; коробка подач, соединённая муфтами с ходовым валиком и ходовым винтом; фартук с механизмом передачи движения от ходового валика к рейке (или к винту подачи поперечных салазок) и с механизмом соединения маточной гайки с ходовым винтом; суппорт, состоящий из каретки, движущейся по направляющим станины, поперечных салазок, перемещающихся по направляющим каретки; поворотная часть с направляющими для верхней каретки, несущей резцедержатель. Каретка и поперечные салазки перемещаются вручную или автоматически. В Т. с. некоторых моделей верхняя каретка также перемещается автоматически. В механизме фартука предусмотрена блокировка, исключающая одновременное включение подачи от ходового валика и ходового винта и одновременное включение каретки и поперечных салазок. Для быстрого хода суппорта служит дополнительный привод ходового валика от электродвигателя через обгонную муфту.
На Т. с. в процессе резания вращение заготовки, закрепляемой в патроне зажимном или в центрах, осуществляется от привода главного движения, обеспечивающего ступенчатое или бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя для настройки на требуемую скорость резания. Поступательное перемещение режущего инструмента обеспечивается кинематической цепью движения подачи, первое звено которой — шпиндель, последнее — зубчато-реечная передача (при точении) или кинематическая пара ходовой винт - маточная гайка (при нарезании резьбы). Настройка подачи производится с помощью коробки подач (при точении) или установкой сменных зубчатых колёс узла настройки подачи — гитары станка (при нарезании резьбы).
Шпиндельный узел выполняется жёстким и виброустойчивым. Опорами шпинделя обычно служат подшипники качения. В прецизионных Т. с. применяют гидростатические подшипники. На переднем конце шпинделя может устанавливаться планшайба или патрон, в которых закрепляют заготовки. Задняя бабка используется при обработке заготовок в центрах, а также для закрепления инструмента при сверлении, зенкеровании и развёртывании.
В привод главного движения Т. с. могут входить одно- или многоскоростной асинхронный электродвигатель и многоступенчатая коробка скоростей или механический вариатор либо регулируемый электродвигатель постоянного тока и коробка скоростей (обычно в тяжёлых Т. с.). Иногда в Т. с. применяют др. приводы (например, гидравлические).
Требования автоматизации мелкосерийного производства привели к развитию Т. с. с числовым программным управлением (ЧПУ). Эти станки имеют некоторые особенности (рис.2). Наряду с традиционной применяется компоновка, при которой станина имеет наклонные направляющие, что облегчает удаление стружки и защиту рабочего пространства. Зона резания закрыта кожухами. Программируется: переключение скоростей шпинделя, продольные и поперечные перемещения суппорта с бесступенчатым регулированием подачи, быстрые перемещения суппорта, поворот револьверной головки, пуск, остановка и реверс привода главного движения, автоматическая смена инструмента (при наличии многоинструментального магазина). В некоторых центровых станках применяются самозажимные поводковые патроны и автоматизированные задние бабки. Во многих случаях станки имеют поворотные револьверные головки с индивидуальным электро- или гидроприводом. Подачи могут осуществляться от шаговых электродвигателей с гидроусилителями, двигателей постоянного тока, от гидродвигателей; применяют ходовые винты качения (шаровые). Инструменты налаживают вне станка с помощью оптических устройств или приспособлений для настройки резцов по индикаторам или шаблонам. На станке производят только смену и закрепление предварительно налаженных блоков или всего резцедержателя.
Универсальные Т. с. применяют в основном в условиях единичного и мелкосерийного производства. При оснащении Т. с. специальными приспособлениями (гидро- или электрокопировальными суппортами, быстрозажимными автоматизированными патронами и т.п.) область их применения распространяется на серийное производство. В массовом производстве применяют токарные и револьверные автоматы и полуавтоматы. Обслуживание автомата сводится к периодической наладке, подаче материала на станок и контролю обрабатываемых деталей. В полуавтомате не автоматизированы движения, связанные с загрузкой и снятием заготовок. Автоматическое управление рабочим циклом этих станков осуществляется с помощью распределительного вала, на котором установлены кулачки.
По принципу осуществления вспомогательных (холостых) движений автоматы и полуавтоматы можно разделить на 3 группы. Первая — станки, имеющие 1 распределительный вал, вращающийся с постоянной для данной настройки частотой; вал управляет рабочими и вспомогательными движениями. Эта схема применяется в автоматах малых размеров с небольшим числом холостых движений. Вторая группа — станки с 1 распределительным валом, имеющим 2 частоты вращения: малую при рабочих и большую при холостых операциях. Обычно эта схема применяется в многошпиндельных автоматах и полуавтоматах. Третья группа — станки, имеющие, кроме распределительного вала, быстроходный вспомогательный вал, осуществляющий холостые движения. О деревообработке Т. с. см. в ст. Деревообрабатывающий станок. См. также Карусельный станок, Револьверный станок.
Лит.: Металлорежущие станки, 2 изд., т. 1, М., 1965.
Г. А. Левит.
Рис. 1. Универсальный токарно-винторезный станок производства завода «Красный пролетарий» (модель 16К20): 1 — передняя бабка; 2 — коробка подач; 3 — ходовой валик; 4 — ходовой винт; 5 — винт подачи поперечных салазок; 6 — поперечные салазки; 7 — фартук; 8 — верхняя каретка; 9 — каретка суппорта; 10 — рейка; 11 — статина; 12 — основание; 13 — задняя бабка.
Рис. 2. Токарный патронно-центровой станок с числовым программным управлением производства завода «Красный пролетарий» (модель 16К20ФЗ).
Станина, основная, как правило, неподвижная часть машины, на которой размещаются и по которой перемещаются остальные её узлы. Для перемещения узлов на С. имеются направляющие. С. воспринимает усилия от узлов и деталей машины. Обычно закрепляется на фундаменте. С. отливают из чугуна или сваривают (реже) из низкоуглеродистых сталей. Она имеет сложную, иногда коробчатую форму, с перегородками, ребрами и окнами; крупные С. делают составными. Наиболее типичными являются С. металлорежущих станков и прессов. При обработке особо тяжёлых изделий С. станка перемещается по направляющим, а изделие неподвижно. Основные требования к С.: высокие жёсткость, виброустойчивость, точность и износоустойчивость направляющих и пр.
Суппорт (англ. и франц. support, от позднелат. supporto — поддерживаю), узел, предназначенный для крепления и перемещения (при помощи механизма или вручную) инструмента, например в металлорежущих станках. С. обычно состоит из резцедержателя и промежуточных деталей типа салазок, обеспечивающих заданное направление движения инструмента. С. различают по виду обработки — токарные, шлифовальные и др.; по типу резцедержателя — резцовые, револьверные; по расположению на станке — верхние, передние и т. п.; а также по направлению и характеру движений — продольные, поперечные, качающиеся. Универсальный С. выполняет перемещение в нескольких направлениях. Точность перемещения и жёсткость С. в значительной степени определяют качество станка.
Салазки в машиностроении, деталь металлорежущего станка или другой машины, предназначенная для перемещения инструмента, изделия или узла машины в двух (чаще всего взаимно перпендикулярных) направлениях и обычно имеющая две системы направляющих. Различают продольные, поперечные и поворотные С. Сечение С. станков средних размеров сплошное, тяжёлых станков — коробчатое; основной материал — чугун СЧ 15—32. С. называются также неподвижные металлические балки, по которым в процессе эксплуатации передвигаются узлы машины, например электродвигатели.
Бабка, распространённое название узла некоторых металлорежущих или деревообрабатывающих станков. Б. передняя (Б. шпиндельная, Б. изделия) снабжена шпинделем, сообщающим вращательное движение обрабатываемой заготовке или инструменту, закрепленным в приспособлении (патроне зажимном, цанге, центрах). Б. задняя, или упорная, имеет конусное отверстие для установки центра, поддерживающего заготовку или для закрепления инструмента (сверла и т. п.). Б. шлифовальная — узел кругло- и плоско-шлифовальных станков, несущий шпиндель со шлифовальным кругом и сообщающий им вращательное движение.
пиндель (нем. Spindel, буквально — веретено),
1) рабочий вал металлорежущего станка. На Ш. закрепляется инструмент (фреза, сверло, шлифовальный круг и т.п.) или обрабатываемое изделие. К Ш. предъявляются высокие требования по точности вращения, существенно влияющей на точность обработки. Поэтому их устанавливают на подшипниках качения высокого класса точности или подшипниках скольжения, а особо быстроходные Ш. внутришлифовальных станков (частота вращения до 100000 об/мин)— на подшипниках скольжения с воздушной смазкой. Привод Ш. осуществляется через зубчатую или ремённую передачу, а также непосредственно от встроенного электродвигателя или воздушной турбинки.
2) Промежуточный вал, через который приводится во вращение валок прокатного стана. Подвижные соединения концов Ш. с валком и приводным валом допускают поперечное перемещение валка.
3) Веретено прядильной машины.
4) Рабочий орган хлопкоуборочной машины.
5) Стержень клапана или ось судового шпиля и др.
Патрон зажимной, приспособление для установки и закрепления на металлорежущих или деревообрабатывающих станках заготовок или режущего инструмента. Различают механические, пневматические, электромагнитные, гидропластовые и др. патроны. Наиболее распространён механический самоцентрирующий токарный трёхкулачковый П. з., предназначенный для закрепления заготовок правильной формы (главным образом тел вращения) и центрирования их по оси шпинделя станка; крепление самоцентрирующими П. з. осуществляется кулачками, одновременно перемещаемыми в радиальном направлении при вращении диска со спиральной канавкой (рис.). Четырёхкулачковый токарный П. з. служит для зажима заготовок сложной формы; его кулачки имеют независимое друг от друга радиальное перемещение. Для закрепления цилиндрических заготовок малого диаметра при работе на револьверных станках и полуавтоматах применяются быстродействующие цанговые патроны с пружинящей зажимной втулкой (цангой). Пневматические и гидропластовые П. з. позволяют быстро зажимать заготовку и освобождать обработанную деталь. Электромагнитные П. з. применяются главным образом для крепления тонких деталей, которые могли бы деформироваться при зажиме в П. з. др. типов.
Н. А. Щемелев.
Трёхкулачковый самоцентрирующий патрон: 1 — кулачок; 2 — коническая шестерня; 3 — зубчатое колесо; 4 — спиральная канавка.