14. Основные типы сверл, зенкеров, разверток.
В промышленности применяются следующие основные типы сверл: спиральные, перовые, пушечные, ружейные, шнековые, многокромочные, для кольцевого сверления, центровочные, специальные. Сверла изготовляются из быстрорежущей стали марок Р18, Р12, Р9, Р6МЗ, Р9К5 и др.
Зенкера могут быть изготовлены из быстрорежущей стали и твердосплавные, в зависимости от обрабатываемой поверхности зенкера бывают: спиральные, цилиндрические, конические (зенковки предназначены для обработки конических отверстий), цековки (торцевые зенкера применяют для обработки торцевой поверхности). Также зенкера бывают: цельные, изготавливают с тремя зубьями, обрабатывают отверстия диаметром до 35 мм; насадные - могут быть цельными и со вставными ножами, с механическим креплением пластин, они имеют 4 зуба, можно обрабатывать отверстие до 100 мм.
Различают развертки ручные, в основном изготавливают с цилиндрическим хвостовиком, обрабатывают отверстия от 3 до 50 мм в ручную. Машинные изготавливают с цилиндрическим и коническим хвостовиком, для развертывания отверстий диаметром от 3 до 100 мм на станках. Насадные развертки служат для развертывания отверстий диаметром от 20 до 300 мм. Насадные развертки изготовленные из быстрорежущей стали или оснащенные твердосплавными пластинами. Конические развертки применяют для развертывания конических отверстий диаметр развертки отверстия всегда больше диаметра самой развертки.
15. Конструкционные и геометрические элементы цилиндрических, торцевых, концевых и дисковых фрез.
Фреза - многолезвийный инструмент представляющий собой тело вращения, на образующей поверхности которого, а иногда и на торцах, имеются режущие зубья.
Основными параметрами фрез являются: наружный диаметр фрезы, число зубьев, внутренний диамерт, высота зуба.
Конструкционные элементы цилиндрической фрезы. 1. Передняя поверхность - по ней сходит стружка. 2. Главная режущая кромка. 3.Главная задняя пов-ть. 4. Вспомогательная задняя поверхность. 5. Спина зуба. 6. Канавка для отвода стружки. Z-число зубьев, В- ширина фрезы (Ширина фрезы В должна быть больше на 5-10 мм ширины фрезерования). Д- наружный диаметр, d -посадочный диаметр.
Геометрические элементы цилиндрической фрезы: у - главный передний угол - это угол между плоскостью касательной к передней поверхности и основной плоскостью (осевой плоскостью) рассмотренный в главной секущей плоскости АА. а - главный передний угол- это угол между плоскостью касательной главной задней поверхности и плоскостью касательной к окружности вращения в точке режущей кромки, рассмотренный в главной секущей плоскости АА. 5- угол резания - это угол между плоскостью касательной к передней поверхности и плоскостью касательной к окружности вращения точки режущей кромки. Р- угол заострения- это угол между плоскостью касательной к передней поверхности и плоскостью касательной к главной задней поверхности. оэ=Х -угол наклона главной режущей кромки (винтовой канавки) - это угол между плоскостью касательной к главной режущей кромке (винтовой линии) и осевой плоскостью.
Конструкционные элементы торцевой фрезы. 1. Наружный диаметр фрезы - при обработке плоскости диаметр торцевой фрезы должен перекрывать 5-10 мм ширины фрезеруемой пов-ти. 2. Посадочный диаметр фрезы d. 3. Z-число зубьев. 4.Высота зуба h.
Концевая фреза конструктивно перенимает все пов-ти торцевой фрезы, так же имеет главную режущую кромку и вспомогательную режущую кромку. Зуб дисковой фрезы имеет такие же конструкционные и геометрические элементы как отрезной резец. У отрезной фрезы нет вспомогательной кромки, есть только главная
Конструктивные элементы дисковой фрезы. 1. Главная режущая кромка. 3.вспомогательная режущая кромка. В-ширина дисковой фрезы. Д-диаметр посадочного отверстия. В- ширина шпоночного отверстия, d- диаметр фрезы, f-высота зуба. Геометрия: альфа-главный задний угол. Гамма- передний угол. Фи- главный угол в плане, влияет на толщину срезаемого слоя при одной и той же подаче. Чем меньше фи, тем меньше толщина срезаемого слоя, тем выше стойкость фрезы.
16. Элементы режимов резания и срезаемого слоя при фрезеровании. Основные типы фрез. Элементы режимов резания:
1. Глубина резания t = H-h.
2. Подача So-выбирается при чистовой обработке So=Szxz; Sz-выбирается при черновой обработке Sz=So/z; Smhh-C ней работают на станке SM=Soxn=Szxzxn.
3. Скорость резания - скорость рассматриваемой точки режущей кромки в главном движении резания v=nD4)xn/1000.
4. Частота вращения n=1000V/nD<|).
5. Основное время Т= (L/SM)xi
Фрезы различают по следующим признакам: по расположения зубьев на исходном цилиндре: торцевые, цилиндрические, трехсторонние; по способу закрепления на станке: насадные концевые; по виду обработанной поверхности: угловые, шпоночные, фасонные для Т-образных пазов, пазовые. Отрезные, резьбовые, зуборезные; По расположению зуба на фрезе: прямозубые, с винтовым зубом и разнонаправленным зубом; по виду задней поверхности: плоскозаточенные и затылованные; по материалу, из которого изготовлена режущая часть фрезы: из быстрорежущий стали, из твердого сплава из керамики, из эльбор.
По способу закрепления режущих элементов: цельные с напайными пластинами, с рифлеными вставными ножами, с механическим креплением и т.д.; по виду хвостовика для крепления фрезы в шпинделе: с цилиндрическим и комическим хвостовиком; по размеру зубьев: с крупными и мелкими зубьями.
17. Основные способы обработки зубчатых колес.
Зубчатая поверхность образуется путем удаления материалов впадины зубчатого колеса, режущими инструментами.
Существуют 2 метода нарезания зубчатых колес:
1. Метод копирования - обработка зубчатого колеса фасонным режущим инструментом имеющим профиль впадины зуба.
Преимущества: возможность обработки на универсальных станках с использованием делительного устройства, простота изготовления, дешевизна.
Недостатки: низкая производительность, не универсальный используется только для изготовления одного зубчатого колеса с одинаковым модулем но разным числом зубьев, большая погрешность деления, наличие холостых ходов, низкая точность и низкое качество обработанной поверхности.
Инструменты работающие по методу копирования: дисковая модульная фреза, пальцево-модульная фреза, однониточный шлифовальный круг, круговая протяжка, летучий резец, зубострогальный головки.
Область применения: единичное и мелкосерийное.
2. Метод обката - в процессе обработки воспроизводятся зацепления воображаемой зубчатой рейки с нарезаемым колесом или зацепление пары зубчатых колес.
Преимущества: высокая производительность, нет холостых ходов, высокая точность (нет деления), деление и поворот осуществляется за счет кинематики станка, одним и тем же инструментом возможно производить обработку зубчатых колес одного и того же модуля но с различным числом зубьев.
Недостатки: дороговизна и сложность изготовления, необходим специальный станок.
Инструменты: червячная фреза, червяк, долбяк, гребенка, шевер, червячный шлифовальный круг.
Область применения: серийный, массовый и крупносерийный.
18. Инструменты, применяемые для нарезания резьбы. Схемы обработки. Все резьбовые инструменты делятся на 4 группы:
1. Резьбовые резцы - нарезают наружные и внутренние резьбы в условиях единичного мелкосерийного производства, а также при выполнении ремонтных работ. Они делятся на стержневые однониточные и гребенчатые; призматические однониточные и гребенчатые; круглые (дисковые), также однониточные и гребенчатые резцы. Обычно нарезание резьбы резцами производится на токарно-винтовых станках. На этих станках можно нарезать метрические, модульные, дюймовые резьбы различных профилей.
2. Резьбовые гребенки, метчика, круглые плашки, самозакрывающиеся резьбонарезные головки -нарезают внутренние и наружные резьбы на болтах шпильках, гайках, деталях машин в условиях крупносерийного и массового производства. Гребенки бывают стержневые, призматические и круглые. Особенность гребенки - смещение нескольких однониточных резцов, профиль которых соответствует профилю нарезаемой резьбы. Метчиком нарезают внутреннюю резьбу диаметром 20 мм. Плашки, как и метчики является размерным многолезвийном инструментом, но предназначены для нарезания наружных резьб. Наибольшее распространение получили круглые плашки благодаря их дешевизне, простоте, надежности в эксплуатации при нарезании резьб вручную, а также на станках.
3. Резьбовые фрезы - обрабатывают наружные и внутренние резьбы на деталях машин, когда использование других видов резьбонарезного инструмента не возможно. Резьбовые фрезы разделяют на дисковые (однониточные) и цилиндрические гребенчатые (многониточные). Дисковые резьбовые фрезы применяют при нарезании длинных резьб (в основном трапецеидального профиля) на различных ходовых винтах и червяках. Фрезерование применяется только как предварительный метод обработки резьб ходовых винтов. Чистовое обрезание резьбы обычно производится резцом или профильным шлифовальным кругом.
4. Абразивные инструменты - однониточные и многониточные шлифовальные круги используют для окончательной обработки предварительно нарезанных резьб или вышлифование резьб в сплошном металле.
Схемы нарезания резьб: резьбу можно получить по однопроходной схеме и многопроходной.
Многопроходная схема нарезания резьбы. Преимущества: возможность обработки на универсальных станках, инструмент универсальный, простота конструкции, дешевизна, возможно использование твердосплавных пластин. Недоставки: низкая производительность из-за наличия холостых ходов, низкая стойкость резца, так как одновременно работают правые и левые режущие кромки, заостренная вершина резца все это приводит к повышению температуры в зоне резания. Область применения: единичный и мелкосерийный тип производства, для нарезания наружных и внутренних резьб.
Однопроходная схема. Преимущества: высокая производительность так как большое кол-во режущих кромок, нет холостых ходов, высокая стойкость инструмента, так как нагрузка на инструмент увеличивается постепенно. Недостатки: мало-универсальный инструмент (конкретный шаг конкретный профиль), сложность изготовления, дороговизна, сложность заточки. Область применения: серийный, крупносерийный, массовый тип производства.
19. Основные виды протяжек. Конструкционные и геометрические элементы протяжек.
Протяжка - это многолезвийный инструмент каждый зуб, которого выше предыдущего на величину подачи. «+»высокая производительность, высокая точность до 6 квалитета, высокое качество обработанной поверхности Ra0,32. Возможность обработки сложных поверхностей.
«-»Низкая универсальность, сложность изготовления, дороговизна, необходимость специального станка, сложность переточки, особые требования при конструирование стружечной канавки.
Область применения: крупносерийны, массовый тип производства, для изготовления внутренних поверхностей и наружных поверхностей.
Виды:
1. Протягивание режущий инструмент протяжка, работает на растяжение. Можно обработать поверхности большой длины, но не выдерживает большие силы резания.
2. Протягивание режущий инструмент прошивка, работает на сжатие, выдерживает большие силы резания, но не выдерживает большую длину обработки, используется при обработке поверхностей сложного профиля.
3. Круговое протягивание инструмент круговая протяжка испытывая напряжение кручением и изгиба. Применяют для обработки зубчатых колес, фасонных поверхностей.
Протяжки в основном изготовляются из легированных сталей ХВГ, из быстрорежущей стали и сборные из твердого сплава.
Конструкционные и геометрические элементы протяжек.
1. Адаптер - выполняет роль упора
2. Заготовка
3. Переходной корпус - предназначен для натягивания заготовки, с шейки на переднюю направляющую.
4. Задние направляющие - предназначены для базирования оси детали с осью протяжки при выходе
5. Калибрующие зубья - у этих зубьев нет подъема, предназначен для повышения размерной стойкости протяжки, калибрует, дочищают обрабатываемую поверхность
6. Черновые и чистовые зубья.
7. Передняя направляющая - предназначена для базирования заготовки относительно оси заготовки
8. Хвостовик - предназначен для передачи тягового усилия.
9. Вспомогательная поверхность, по ней сходит стружка
10. Задняя поверхность
11. Спинка зуба
12. Канавка для отвода стружки
13. Режущая кромка
у -главный передний угол , угол между плоскостью касательной передней поверхности зуба протяжки и плоскостью перпендикулярной основной плоскости протяжки
а- главный задний угол, это угол между плоскостью касательной задней поверхности и обработанной поверхностью.
а=3° черновые зубья, а=2° чистовые зубья, а=1° калибрующие зубья. Чем меньше угол а, тем хуже режущие свойства инструмента, но выше размерная стойкость.
Ф - главный угол в плане, измеряется между главной режущей кромкой и направление возрастания зуба
X - угол наклона главной режущей кромки , это угол между плоскостью касательной главной режущей кромки и осевой плоскостью (и плоскостью перпендикулярной вектору скорости резания)Х=0 у протяжки
20. Профильные, генераторные, групповые схемы протягивания.
ПРОФИЛЬНАЯ СХЕМА (а):
Каждый зуб протяжки снимает свой слой протяжки по всей ширине обработанной поверхности
Недостатки: большие силы резания, сложность изготовления профиля зубьев протяжки.
ГЕНЕРАТОРНАЯ СХЕМА (61: При этой схеме протягивания каждый зуб частично формирует профильный контур обрабатываемой поверхности, наибольшую длину главной режущей кромки имеет 1-ый зуб, последующие зубья имеют меньшую длину режущей кромки, следовательно в процессе обработки постепенно уменьшаются и силы резания, что позволяет увеличить качество и точность обработанной поверхности, зубья работающие по генераторной схеме легче изготавливать и перетачивать стойкость калибрующей части высокая из-за уменьшения силы резания. Недостатки: основная нагрузка приходится на первый зуб.
ПРОГРЕССИВЕАЯ СХЕМА (ГРУППОВАЯ) (в): При этой схеме протягивания общий припуск делится на небольшое количество толстых слоев, у протяжки зубья разделены на группы, в каждой группе зубья имеют одинаковый диаметр. Нагрузка распределяется на несколько зубьев группы по данному диаметру. Стойкость протяжки в 2 раза выше чем стойкость при профильной схеме. Недостатки: сложность конструкции.
21.Классификация абразивного инструмента. Характеристика абразивного инструмента. Схемы шлифования.
1. С прямым профилем (ПП) - для обработки наружных и внутренних поверхностей, плоское шлифование.
2. С двусторонним коническим профилем (2П)
3. С коническим профилем (ЗП)
4. С выточкой (ПВ)
5. С конической выточкой (ПВК)
6. С двусторонней выточкой (ПВД) - плоское шлифование, наружное и внутреннее.
7. С двусторонней конической выточкой (ПВДК)
8. Специальный (ПН)
9. Кольцевой (К)
Ю.Чашечный цилиндрический (ЧЦ) - внутреннее, плоское шлифование. 11 .Чашечный конический (ЧК) - внутреннее, плоское шлифование,
12. Тарельчатый (Т) - для заточки кругов, режущего инструмента.
13. С двухсторонней выточкой с ступицей (ПВДС) Выточки используются для скрытия крепежного элемента.
Характеристика абразивного инструмента. Круг |ПП| |24А||К7| |50| 1СМ1| |5| |35м/с| ПП - форма круга, плоский прямой круг 24А - абразивный материал К7 — связка СМ1 -твердость 50-зернистость 5 – структура 35 м/с - скорость
АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ - это естественные или искусственные материалы. Требования к абразивным материалам: Высокая твердость; прочность; теплостойкость; износостойкость; острые кромки; абразивная способность; способность резать.
Естественные абразивные материалы: алмаз, корунд, наждак. Из-за наличия вредных примесей -окиси Al,Fe, Ti, Ca, ухудшается режущее свойство материала
Искусственно абразивные материалы: 1 .Электрокорунды: нормальный; белый; легированный; моно корунды. 2.Карбид кремния: - черный, зеленый; 3.Карбид бора (КБ не выдерживает ударные нагрузки); 4.Алмазы искусственные в основном используют синтетические: высокая твердость, теплостойкость, плохо воспринимает ударные нагрузки, применяют для чистовой и доводочной обработки.
СВЯЗКА - это вещество, применяемое для закрепления зерен в шлифовальном круге. Бывают:
1. Неорганические - это керамическая, силикатная, магнезиальная. Керамическая (К) состоит из огнеупорной глины, кварца, мела, талька. Эти круги имеют небольшую пористость следовательно меньше засаливается, хорошая водоупорность, хорошие режущие свойства, допускается шлифование с охлаждением. Недостатки: круги с керамической связкой хрупкие, плохо воспринимают ударные нагрузки, используют для чистовой, получистовой, доводочной операции.
2. Органически - бакелитовые, вулканиты. Бакелитовая (Б) - основой является бакелитовая смола (искусственного смола). Круги имеют высокую прочность , но есть недостаток, при высоких температурах около 300°С связка выгорает, и круг быстро изнашивается. В качестве СОЖ желательно не применять щелочные растворы. Вулканитовая (В) состав каучук и сера. Обладает высокой прочностью, эластичностью, не боятся влаги, высокие полирующие свойства, выдерживает высокие скорости резания 75 м/с, но быстро засаливается.
3. Металлические связки.
ЗЕРНИСТОСТЬ - это размер зерна в шлифовальном круге, он может быть от 3,5-2500 мкм.
1. Шлифзерно от 200 до 16 (обдир, и чернов.);
2. Шлифпорошок от 12 до 6 (получист.),
3. Микропорошок М40-М5 (чистов. и доводоч.)
ТВЕРДОСТЬ - под твердостью абразивного круга принимают способность ее выдерживать нагрузки в процессе эксплуатации, или способность круга удерживать зерно. Бывают: мягкие М1,М2,; среднемягкие СМ1; средние CI, С2,; твердые Т1, Т2,; весьма твердые ВТ1, ВТ2,; чрезвычайно твердые ЧТ1,ЧТ2.
СТРУКТУРА - под структурой понимают процентное содержание зерен в круге.
1 - плотная 50-60% зерен в круге (чистов.)
2 - средняя 46-54%) зерен в круге (получист.);
3 - открытая 38-44% зерен в круге (чернов.),
4 - очень открытая 26-34% зерен в круге (обдир.) Схема круглого наружного шлифования.
1. С продольной подачей. При круглом наружном шлифование с наружной подачей заготовка совершает вращательное движение вокруг своей оси и возвратно-поступательное движение вместе со столом станка. Шлифовальный круг совершает вращательное движение вокруг своей оси и движение врезания в конце каждого хода или двойного хода стола в зависимости от характеристики станка.
Недостатки: за счет движения выглаживания высокая температура в зоне резания, что снижает точность обработки. При обработке длинных валов с целью предотвращения биения необходимо использовать дополнительную опору-ЛЮНЕТ. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ : для обработки детали относительно большой длины (сверла, валы, протяжки, когда требуется обработка на проход)
2. Fдубинное наружное шлифование. Шлифовальный круг в начале работы устанавливается на величину снимаемого припуска, t- от 0,5... до 5 мм., шлиф, круг для уменьшения силы резания вправил под конус или ступенями. Шлиф, круг совершает вращательное движение вокруг своей оси и продольное движение вдоль оси заготовки. Заготовка совершает только вращательное движение .
Недостатки: Высокие требования к оборудованию по жесткости и виброустойчивости и к подаче СОЖ в зону резания. Область применения: обдирочное, получистовое шлифование жестких коротких валов 3. Врезное шлифование .При врезном шлифовании заготовка совершает вращательное движение вокруг своей оси . Шлиф, круг совершает вращательное движение вокруг своей оси и поперечную подачу перпендикулярно оси заготовки.
Недостатки: невозможность обработки детали большой длины.
Схема внутреннего круглого шлифования.
1. С продольной подачей. Шлифовальный круг совершает вращательное движение вокруг своей оси, в начале хода совершает поперечную подачу и совершает возвратно поступательное движение. Заготовка совершает вращательное движение вокруг своей оси.
Недостатки: Из-за движения выглаживания, большой нагрев заготовки и инструмента, износ шлифовального круга из-за высокой температуры, сложность подвода СОЖ в зону резания, сложность отвода стружки в зону резания, при обработки отверстия большой глубины уменьшается жесткость оправки возникает вибрация, приводящая к уменьшению точности.
Преимущества: высокая производительность, высокая точность до 7 квалитета, высокое качество обработанной поверхности. Область применения: обдирочное и чистовое шлифование в деталях относительно большой длины на внутри - шлифовальных станках.
2. Врезное шлифование
3. Глубинное шлифование
4. Планетарная схема При обработке крупногабаритных корпусных деталей, когда деталь не может совершать вращательное движение вокруг своей оси используют планетарную схему шлифования. Шлиф, круг в начале работы совершает движение врезания, поперечную подачу , вращательное движение вокруг своей оси и планетарное движение ( перекатывание относительно обработанной поверхности) вокруг оси заготовки.
Недостатки: малая точность из-за большого вылета оправки, нужен специальный станок, сложность подачи СОЖ в зону резания, быстрый износ инструмента.
Область применения обдирочное и чистовое шлифование гладких отверстий относительно большой длины крупногабаритных деталей повышенной жесткости.
Схема плоского шлифования
Плоское шлифование - основной метод черновой и чистовой обработки плоских заготовок. Существует два метода плоского шлифования: шлифование периферией круга на станках с прямоугольным и круглым столами (а, в) прямоугольным и круглым столами (б, г).
1 - заготовка; 2 - шлифовальный круг; 3 - прямоугольный стол; 4 - круглый стол. При плоском шлифовании периферией круга обеспечивается более высокая точность обр-ки, лучшие показатели качества обработанной поверхности, возможна обработка заготовок малой жесткости. Заготовки обрабатываемые этим методом, устанавливают на плоском столе и закрепляют либо механически, либо на магнитной плите. При плоском шлифовании возвратно-поступательное продольное движение подачи (Snp) и прерывистое движение поперечной подачи (Snon) совершает заготовка или шлифовальный круг. Движение подачи круга на глубину резания осуществляется в крайнем положении стола по мере обработки всей плоскости. Если заготовка уже ширины круга, то вертикальное движение подачи осуществляется на каждый ход заготовки.
Плоское шлифование периферией круга большой партии однотипных заготовок производится на плоскошлифовальных станках с круглым столом. Заготовки закрепляют на столе, чаще всего магнитном. Круговое движение подачи SKp, обеспечивается вращение стола, а радиальное перемещением шпинделя с кругом или перемещением стола в направлении оси вращения шпинделя.
Плоское шлифование торцом круга также может осуществляться на станках, подобных плоскошлифовальному с прямоугольным и круглым столами. Но в отличии от резания периферией круга при торцевом шлифовании одновременно учувствует в резании на много больше режущих элементов - зерен (больше площадь контакта). В этой связи при торцевом шлифовании выделяется существенно большие теплоты и возможны прожиг и коробление тонких заготовок. Чтобы уменьшить вьщеление теплоты, часто используют сегментные торцевые круги с меньшей площадью контакта. На специальных продольно шлифовальных станках, работающих по принципу работы продольно -строгальных станков, торцевыми чашечными кругами обрабатывают поверхности больших корпусных деталей, направляющие станины токарные станков различного типа, различают базой пов-ти крупногабаритных заготовок.
Бесцентровое круглое шлифование - сущность заключается в том что заготовка в процессе обработки не закрепляется в центах и других зажимных приспособлениях, а базируется на опорной ножке станка и ведущем круге. Таким образом, возможно шлифование большими партиями не только заготовок колец, гильз, но и заготовок, имеющих большую длину и малый диаметр. Шлифовальный и ведущий круг вращаются с разной частотой. Окружная скорость шлифовального круга в 50-60 раз выше окружной скорости ведущего круга. Скорость заготовки будет равна скорости ведущего круга. Меняя угол наклона ведущего круга, можно изменить в значительной степени угловую скорость и скорость поступательного движения заготовки.
Преимущества: высокая производительность, возможность повышения режимов резания благодаря надежной опоре заготовки на нож и ведущий круг, небольшая силовая нагрузка, относительно высокая точность обработки.
Недостатки: сложность наладки, сложность обработки ступенчатых валов на проход и невозможность обработки длинных ступенчатых валов с продольной подачей, нужен специальный станок.