· По виду обработки и виду режущего инструмента станки напиваются токарными, сверлильными, фрезерными, шлифовальными и т. д.
· В зависимости от чистоты обработанной поверхности станки делят на обдирочные, чистовые, отделочные, доводочные, а по конструктивным особенностям — на горизонтальные, вертикальные (сверлильные, фрезерные, протяжные вертикальные и горизонтальные).
· По степени автоматизации станки делят на автоматы, полуавтоматы, станки с программным управлением.
· По числу рабочих органов станка (шпинделей, суппортов) различают сверлильные одношпиндельные, сверлильные многошпиндельные, токарные односуппортные, многосуппортные и т. п.
В зависимости от веса и размеров станки классифицируют на:
легкие станки, применяемые для обработки деталей приборов, часов, швейных машин;средние станки весом до 10 т, применяющиеся главным образом в среднем машиностроении;крупные станки весом от 10 до 30 т (за исключением внутри-шлифовальных, шлифовально-притирочных и зубообрабатывающих, для которых предельный вес составлят 20 т);тяжелые станки весом от 30 до 100 т и особо тяжелые или уникальные (свыше 100 т).
Все металлорежущие станки в зависимости от специализации делят на следующие три группы:
- Универсальные, применяемые для обработки различных по форме и размерам поверхностей на деталях многих наименовании.
- Специализированные, применяемые для обработки различных поверхностей на деталях одного наименования или немногих наименований, сходных по конфигурации, но различных размеров.
- Специальные, применяемые для обработки одних деталей.
9.Заготовки и припуски на обработку. Расчет припусков. Припуск — слой металла, оставляемый у заготовки для ее обработки. Припуски на обработку бывают межоперационными и общие. Межоперационный припуск (иногда называемый промежуточным) — это слой металла, оставляемый для выполнения одной технологической операции. Общий припуск на обработку — это слой металла, оставляемый для выполнения всех технологических операций, в результате которых получают готовую деталь, соответствующую чертежу и техническим условиям. Припуск на обработку не может быть постоянной величиной, так как размеры поверхности до и после выполнения перехода могут колебаться в пределах допуска на выполнение предшествовавшего и данного перехода. Минимальный припуск, т. е. наименьший слой металла, снимаемый при обработке, есть разность между наименьшим размером после выполнения данного перехода. Номинальный припуск на обработку есть разность между номинальными размерами поверхности после предшествовавшего и после данного перехода. Максимальный припуск есть разность между наименьшим размером поверхности после выполнения предшествовавшего перехода и наибольшим ее размером после выполнения данного перехода.
Расчет припусков
Для определения слоя снимаемого материала производится расчет минимального припуска. Будем придерживаться методики расчета, при которой минимальный припуск определяется по формуле
Z i, min=A i-1, min - A i, max для наружных ступеней;
Z i, min=A i, min - A i-1, max для внутренних ступеней;
где A i-1, max и A i-1, min - максимальный и минимальный размер на выполняемом переходе для обрабатываемой поверхности, а A i, max и A i, min для обработанной поверхности
11. Проектирование технологических процессов. Для системного анализа технол. процессов в машиностроении необходимо установить: номенклатуру элементов; состав элементов каждого типа; набор свойств этих элементов. Процессы, в том числе и технол., представляют собой класс техн. систем, отличительной особенностью которых является существенная зависимость от времени. Классификация элементов технол. процессов: план обработки, этап обработки, операция, переход, ход. План обработки складывается из этапов, этапы из операций, операции из переходов, которые формируются из рабочих и вспомогательных ходов. Перед началом формирования плана необходимо выбрать вид заготовки и ее свойства, из которых для проектирования ТП важнейшими являются квалитет точности размеров, припуски и напуски. Этап обработки представляет собой последовательность операций, принадлежащих к одному технол. методу и обеспечивающих одинаковое качество обработки. Полный набор этапов, из которых складывается план обработки, зависит от конкретных условий, однако при этом можно выделить следующую базовую совокупность: термический 1 (улучшение, старение); обработка баз; черновой; получистовой; термический 2 (закалка или улучшение); чистовой; термический 3 (азотирование или старение); отделочный; покрытий; доводочный (получение шероховатости до Ra=0,02). Типаж операций и переходов определен в соотв. классификаторах, а состав основных свойств — в стандартах ЕСТД. Проектирование ТП на уровнях формирования последовательности этапов, операций и переходов складывается из двух фаз: структурного и параметрического синтеза. Структурный синтез должен установить последовательность элементов на соотв. уровне. Задача параметрического синтеза заключается в формировании свойств элементов, включенных в технол. процесс. Технол. оснастка - основной инструмент оборудования, вып. тот или иной этап производственной деятельности предприятия. Вид инструмента технол. оснастки меняется в зависимости от вида станка или оборудования, к которому эта технол. оснастка предназначена. При выборе технол. оснастки для имеющихся у вас станков и оборудования необходимо особое внимание уделить таким деталям, как особенности установки в станке детали для обработки, требования к точному соответствию размеров и тип производства. В зависимости от типа производства (единичное, мелкосерийное, серийное или массовое) необходимо выбрать степень механизации и автоматизации технол. оснастки.
12. Элементы режима резания. Порядок выбора. Режим резания - совокупность элементов, определяющих условия протекания процесса резания. Элементы режима резания: глубина резания,подача,период стойкости режущего инструмента, скорость резания,частота вращения шпинделя,сила и мощность резания. Выбор режущего инструмента: В зависимости от параметра шероховатости выбирается метод обработки данной поверхности, которому соответствует свой специфический режущий инструмент. Немаловажное значение имеет выбор материала инструмента. Для тонких (отделочных) методов обработки материалов с высокими скоростями резания (свыше 500 м/мин) рекомендуется применение сверхтвердых инструментальных материалов. Выбор и назначение глубины резания: Глубина резания - расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по нормали к последней. При черновых методах обработки назначают по возможности max глубину резания, равную всему припуску или большей части его. При чистовом резании припуск срезается за два прохода и более. При сверлении глубина резания t=0,5·D, при рассверливании, зенкеровании и развертывании t=0,5·(D-d) мм, где D - диаметр осевого инструмента, d - диаметр предварительно полученного отверстия, мм. При отрезании, точении канавок и фасонном точении глубина резания приравнивается длине лезвия резца. Выбор величины подачи: Подача - путь, пройденный какой-либо (.) режущей кромки инструмента, отн. заготовки, за 1 оборот заготовки (режущего инструмента), либо за 1 двойной ход режущего инструмента. Разл. подачу на 1 зуб Sz, подачу на 1 оборот S и подачу минутную Sм, мм/мин, которые находятся в следующей зависимости: Sм =Sn= Sz *zn, где n - частота вращения режущего инструмента, мин-1; z - число зубьев режущего инструмента. При черновой обработке выбирают max возможную подачу, исходя из жесткости и прочности системы, мощности привода станка, периода стойкости режущего инструмента и других ограничивающих факторов. При чистовой обработке - в зависимости от требуемого параметра шероховатости обработанной поверхности. При черновом точении выполняется вариантный расчёт режимов резания для нескольких значений подач в диапазоне, ограниченном чистовой и max подачей, допустимой прочностью режущей пластины. При обработке отверстий осевым режущим инструментом выбирают рекомендуемую подачу, допустимую по прочности инструмента.
13. Обработка наружных поверхностей деталей типа тел вращения. Перечень токарных операций. К типовым деталям относятся валы, оси, колеса, шкивы, шестерни, блоки. Материал: ст35, 45, 50, 40Х, 40ХН... Первыми операциями при обработке таких деталей являются отрезание (если заготовка- прокат), центрование. Для закрепления таких деталей используются следующие виды приспособлений: центры, гладкий, рифленый, обратно рифленый. Патроны - 2-х, 3-х, 4-х кулачковые самоцентровочные и несамоцентровочные, цанговые, мембранные, инерционные (сокращают вспомогательное время на крепление детали). В качестве базы наружная поверхность. Обработка производится на станках токарных групп, а отделка или окончательная обработка на кругло-шлифовальных полировальных станках автоматах и полуавтоматах. В качестве режущего инструмента используются токарные резцы, режущая часть которых изготавливается из быстрорежущей стали или из твердого сплава. Резец состоит из режущей части и тела резца. Габариты: L - длина, В - ширина, Н – высота.
По форме резцы бывают:
По направлению режущей части: Правые, левые. По применению: Черновые, чистовые. Отделочные виды обработки: Шлифование - абразивная обработка с помощью шлифовального круга. Разл.: Шлифование при продольном движении шлифовального круга, когда Н < L. Поперечное шлифование Н > L. Полирование уменьшает шероховатость поверхности. Получают зеркальный блеск на ответственных частях деталей либо на декоративных элементах. Исп.полировальные пасты или абразивные зерна со смазочным материалом. Суперфиниширование уменьшает шероховатость поверхности. Получают очень гладкую поверхность, сетчатый рельеф. Поверхности обрабатывают абразивными брусками. Хонингование применяют для получения поверхностей высокой точности и малой шероховатости, а также для создания специфического микро-профиля обработанной поверхности в виде сетки (для удержания смазочного материала на поверхности деталей).
14. Обработка внутренних поверхностей деталей типа тел вращения. Схемы обработки. Отверстия по способу обработки подразделяются на крепежные, гладкие, ступенчатые. Ответственные отверстия в корпусных деталях, глубокие отверстия l/d>5, конические отверстия, фасонные отверстия. Обработка производится на станках сверлильных, расточных, токарных, протяжных, шлифовальных, автоматах, полуавтоматах. Точность обработки 11-14 квалитет. Основные виды работ, выполняемые на сверлильных станках: Сверление, рассверливание. Способ получения сквозных глухих и ступенчатых отверстий. Инструмент — спиральное сверло или близкое к спиральному Изготавливаются из твердосплавов или быстрорежущих сталей. Если d<30мм, обработку производят одним сверлом, а если d>30мм, производят двумя сверлами поочередно. Зенкерование: Улучшение геометрической формы ранее полученого отверстия. Развертывание: Выполняется после операции зенкерование для устранения грубых следов обработки. Зенкование. Зенковка: Используется для снятия фасок внутри отверстий. Цекование. Цековка: Для обработки коротких отверстий. Растачивание отверстий. Протягивание. Протяжка: Горизонтально и вертикально протяжные станки. Используется в крупносерийном и массовом производстве для обработки цилиндрических отверстий, для обработки глухих отверстий используется прошивка, которая работает только вертикально. Шлифование. Используется как отдельный вид обработки поверхностей и в тех случаях, когда нельзя использовать более производительный метод алмазное растачивание. Производится на внутришлифовальных станках. Существует 2 вида внутреннего шлифования: Шлифование во вращающейся детали Шлифование в неподвижной детали. Для внутреннего шлифования используются более мягкие круга в сравнении с наружным шлифованием.
15. Обработка плоских поверхностей деталей. Виды обработки, которым подвергаются плоские поверхности: строгание, долбление, фрезерование, протягивание, шлифование. Виды оборудования: поперечно и продольно строгальные станки, долбежные, горизонтально и вертикально фрезерные, барабанно-фрезерные, вертикально протяжные и плоскошлифовальные. Для закрепления детали на станках используются машинные тиски с ручным механическим и пневматическим зажимом, магнитные столы и прижимы. Строгание - процесс обработки материалов резанием путём снятия стружки, осуществляемый при относительном возвратно-поступательном движении инструмента или изделия. Используется в единичном и мелкосерийном производстве. Фрезерование - обработка материалов резанием с помощью фрезы. Производится торцевой и цилиндрической фрезой. Применяется в единичном, крупносерийном и массовом производстве. По сравнению с предыдущим видом обработка производится более высокая, это связано с тем, что фреза - многолезвийный инструмент. Чаще всего используется встречное.На барабанно-фрезерных станках в крупносерийном и массовом производстве используется непрерывное фрезерование. Протягивание - вид обработки металлов резанием, при котором используется специфический инструмент, так называемые протяжки. Используется в крупносерийном и массовом производстве. Инструмент - вертикальная протяжка. Шлифование. Механическое шлифование обычно используется для обработки твёрдых и хрупких материалов в заданный размер с точностью до микрона, а также для достижения наименьшей шероховатости поверхности изделия допустимых ГОСТом. Если обрабатывается сразу несколько деталей, применяется карусельно-шлифовальный станок. Обработка пазов. Сквозные прямоугольные пазы обрабатываются строгальным резцом дисковой фрезой. Глубокие пазы обрабатываются шпоночной фрезой. Пазы под сегментные шпонки - дисковой фрезой. Сложные пазы обрабатываются в 2 приема: 1. сначала прорезается прямоугольный паз. 2. с помощью резца или фрезы соответствующего профиля прорезается либо Т - образный паз или паз типа «ласточкин хвост».
16. Обработка сложных поверхностей деталей. К ним относятся: 1. Поверхности, подчиняющиеся математическим уравнениям, линейчатые, нелинейчатые, винтовые. 2. Поверхности с числовыми отметками. Поверхности винтовых турбин, лопастей. 3. Конструкторские поверхности. Все эти поверхности можно обрабатывать с помощью копиров, с помощью настроенных кинематических цепей, с использованием специальных построителей. Все эти виды обработки используются на базе станков токарной, сверлильной и фрезерной групп. Схема работы с использованием копира на базе использования фрезерного станка:
Стол 9 перемещается ходовым винтом 8 от редуктора 7. На столе установлен копир 1 и заготовка 10. При движении стола палец 2 вместе с бабкой станка 3 под действием копира перемещается в вертикальном положении за счет пружины 4 по стойке 5. Фреза 6, имеющая форму и размеры пальца, обрабатывает заготовку, придавая ей форму копира. Пружина всегда обеспечивает постоянный контакт между пальцем и копиром. Такая схема - схема обработки прямого действия.
17. Обработка резьбовых поверхностей. Обработка резьбовых поверхностей — это операция, которая осуществляется снятием слоя материала (стружки) с обрабатываемой поверхности или без снятия стружки, т.е. пластическим деформированием.
Классификация резьб:
1) По форме поверхности, на которой образована резьба (рис. 4.3.1):
- цилиндрические;
- конические.
Рисунок. Виды резьбы по форме поверхности
2) По форме профиля резьбы:
- треугольные (рис.4.3.2.а),
- трапециидальные (рис. 4.3.2.б),
- упорные (рис.4.3.2.в),
- прямоугольные (рис.4.3.2.г) и
- круглые (рис. 4.3.2.д).
Рисунок 4.3.22 Формы профиля резьбы
3) По направлению винтовой линии:
правая и левая.
4) По числу заходов:
однозаходные, многозаходные (заходность определяется с торца по количеству сбегающих витков).
5) По назначению:
-крепёжные,
-крепёжно-уплотняющие,
-резьбы для передачи движения.
Крепежные резьбы применяют в резьбовых соединениях. Они имеют треугольный профиль, который характеризуется большим трением, предохраняющим резьбу от самоотвинчивания, высокой прочностью и технологичностью.
Крепежно-уплотняющие резьбы применяют в соединениях, где требуется герметичность. Эти резьбы также треугольного профиля, но без радиальных зазоров.
Резьбы для передачи движения применяются в винтовых механизмах и имеют трапецеидальный или прямоугольный профиль, который характеризуется меньшим трением
18.Нарезание наружной резьбы Резьба представляет собой винтовую канавку, образованную на деталях вращения. Широко применяется для соединения деталей между собой (крепежная) и для передачи движения.
В резьбовых соединениях применяют болты, шпильки и винты. Болт – цилиндрический стержень с головкой на одном конце и с резьбой на другом(см. рис справа а). Шпилька - цилиндрический стержень с резьбой на обоих концах. Один конец шпильки ввинчивается в одну из соединяемых деталей, а на другой конец устанавливают скрепляемую деталь и навинчивают гайку(б). Винт - цилиндрический стержень с резьбой для ввинчивания в одну из соединяемых деталей и головкой различных форм(в).
Основные элементы резьбы: угол подъема винтовой линииа,
шаг резьбы р, угол профиля у, наружный и внутренний диаметры (рис. слева). В зависимости от назначения резьбового соединения применяются разные типы резьб.
По направлению витков резьба бываетправой и левой (рис. справа). Чаще всего нарезают правую резьбу.
Для нарезания наружной резьбы как вручную, так и на станках, применяют плашки. Они могут быть круглыми, накатными и раздвижными (призматическими), а также цельными, раздвижными и составными. Круглая плашка предназначена для нарезания резьб невысокой точности за один проход. Рабочая часть круглой плашки имеет с обоих торцов режущие (заборные) элементы, что позволяет нарезать резьбу как одной, так и другой стороной. Поскольку плашка не имеет хвостовика, для ее установки и закрепления на наружной поверхности выполняются гнезда, в которые входят крепежные винты, прижимающие плашку к плашкодержателю. Для выхода стружки в плашках выполняют стружечные отверстия или пазы, число которых для резьб диаметром от 2 до 52 мм колеблется от трех до семи.
Рис. Плашка с плашкодержателем (а) и приспособление (б) для нарезания наружной резьбы.
19.Нарезание внутренней резьбы. Для нарезания внутренней резьбы метчиком вначале готовят отверстие под резьбу. Диаметр отверстия должен быть несколько больше внутреннего и меньше наружного диаметра резьбы. Если же диаметр отверстия точно соответствует внутреннему диаметру резьбы, то материал, выдавливаемый при нарезании, давит на зубья метчика, из-за большого трения они нагреваются и к ним прилипают частицы металла.
Полученное отверстие под резьбу зенкуют на глубину 1…1,5 мм конической зенковкой с углом 90°. После подготовки отверстия подбирают комплект метчиков в соответствии с размером резьбы. Рабочую часть первого (чернового) метчика смазывают маслом и вставляют его заборной частью в отверстие так, чтобы ось метчика совпала с осью отверстия.Затем на хвостовик метчика надевают вороток. Прижимая левой рукой вороток к метчику, правой вращают вороток по ходу (направлению) резьбы до тех пор, пока метчик не врежется на несколько ниток и не займет устойчивого положения. После этого вороток берут за рукоятки обеими руками и вращают, перехватывая через каждые полоборота. Для облегчения работы и получения чистой резьбы вороток вращают вначале на один-два оборота вперед, затем на полоборота назад и т. д. Благодаря такому возвратно-вращательному движению метчика стружка ломается, получается короткой (дробленой), а процесс резания значительно облегчается. Закончив нарезание, вращением воротка в обратную сторону метчик вынимают из отверстия. Аналогичными приемами окончательно нарезают резьбу вторым (чистовым) метчиком, а если комплект метчиков состоит из трех штук, то вторым и третьим (чистовым) метчиками. При нарезании резьбы в глухих отверстиях, в мягких и вязких металлах (медь, алюминий, бронза и др.) метчик необходимо периодически вывертывать из отверстия и очищать канавки от стружки.
Глухое отверстие под резьбу нужно сверлить на глубину, несколько большую, чем длина нарезаемой части, с таким расчетом, чтобы рабочая часть метчика немного выходила за пределы нарезаемой части. Если такого запаса не будет, то резьба получится неполной. В процессе нарезания надо следить, чтобы не было перекоса метчика. Особенно осторожно надо нарезать резьбу в мелких и глухих отверстиях. Качество резьбы проверяют калибром-пробкой или соответствующим болтом.