1) Классификация способов обработки отверстия резанием по технологическим возможностям: сверление – черновая (12-13 квалитеты точности и шероховатость поверхности Rz 20...80 мкм), зенкерование – получистовая (8-9 квалитеты точности и шероховатость поверхности Rа 2,5 мкм), развёртывание – чистовая (6-7 квалитеты точности и шероховатость поверхности Rа 0,63...1,25 мкм), хонингование – финишная обработка (4-5 квалитеты точности и шероховатость Ra 0,032 мкм).
2) Определения
Сверление – способ обработки заготовок резанием, обеспечивающий изготовление отверстий сквозных и глухих путём врезания в сплошной материал заготовки режущим инструментом – спиральным сверлом на сверлильном станке, осуществляющем вертикальную подачу сверла с одновременным его вращением при неподвижном закреплении заготовки.
Рисунок 6.9.1 – Схема сверления отверстия в прямоугольной заготовке: В1 – главное движение – вращение сверла; П2 – осевая подача сверла
Сверло – состоитиз цилиндрического или конического хвостовика и режущей части, содержащей два спиральных зуба с режущими кромками и одной прямой вершиной или горизонтальной режущей перемычкой вместо неё. Каждый зуб сверла по очереди врезается в заготовку и срезает определённый слой материала. Материал режущей части зубьев – пластины из инструментальных и быстрорежущих сталей (9ХС, Р6М5 – для качественного сверления), твёрдых сплавов (ВК6, ВК10-М – для высокопроизводительного сверления); хвостовик – из конструкционной стали (20, Ст4). Мелкие свёрла целиком изготовлены из быстрорежущей стали или твёрдых сплавов.
Станок для сверления, зенкерования и развёртывания – состоит из вертикальной колонны на массивном основании, в верхней части которой расположена шпиндельная головка, обеспечивающая различную частоту вращения вертикального шпинделя со сверлом, под ними – стол, служащий для закрепления заготовки.
Зенкерование – способ обработки резанием отверстия, просверленного в заготовке, осуществляемый на сверлильном станке с вертикальной подачей и вращением режущего инструмента – зенкера при неподвижно закреплённой заготовке. Главное движение – вращение зенкера, движение подачи – осевое перемещение зенкера вниз.
Рисунок 6.9.2 – Внешний вид сверлильного (зенкеровального, развёртывательного) станка
Зенкер – состоитиз цилиндрического или конического хвостовика и режущей части, содержащей 3 или 4 спиральных зуба с режущими кромками и одной прямой вершиной. Каждый зуб зенкера по очереди врезается в отверстие в заготовке и срезает определённый слой материала. Материал режущей части зубьев – пластины из инструментальных и быстрорежущих сталей (9ХС, Р6М5 – для качественного зенкерования), твёрдых сплавов (ВК6, ВК10-М – для высокопроизводительного зенкерования); хвостовик – из конструкционной стали (20, Ст4). Мелкие зенкеры целиком изготовлены из быстрорежущей стали или твёрдых сплавов.
Развёртывание – способ обработки резанием отверстия в заготовке после обработки его зенкерованием, осуществляемый на сверлильном станке с вертикальной подачей и вращением режущего инструмента – развёртки при неподвижно закреплённой заготовке. Главное движение – вращение развёртки, движение подачи – осевое перемещение развёртки вниз.
Развёртка – состоитиз цилиндрического или конического хвостовика и режущей части, содержащей 7, 9 или другое нечётное количество зубьев с прямыми параллельными оси режущими кромками без режущих вершин. Каждый зуб развёртки по очереди врезается в отверстие в заготовке и срезает определённый слой материала. Материал режущей части зубьев – инструментальные и быстрорежущие стали (9ХС, Р18, Р6М5), хвостовик – из конструкционной стали (20, Ст4). Мелкие развёртки целиком изготовлены из быстрорежущей стали.
Хонингование (абразивное и алмазное) – способ обработки резанием отверстия в заготовке после обработки его развёртыванием, осуществляемый на хонинговальном станке с вертикальной возвратно-поступательной подачей и вращением режущего инструмента – хонинговальной головки, несущей режущие, имеющие возможность радиального разжима, сопровождающегося увеличением рабочего диаметра последней, бруски из алмазной или абразивной крошки (мелких зёрен) при неподвижно закреплённой заготовке. Хонингование ведётся с непрерывным применением смазывающе-охлаждающей жидкости.
Хонинговальный станок – состоит из вертикальной колонны на массивном основании, в верхней части которой расположена шпиндельная бабка, обеспечивающая вращение вертикального шпинделя с хонинговальной головкой, имеющей возможность осевого возвратно-поступательного перемещения, а также разжим режущих абразивных брусков хонинговальной головки, под ними – стол, служащий для закрепления заготовки. Гидросистема обеспечивает непрерывную подачу смазывающе-охлаждающей жидкости в зону резания абразивных брусков.
Хонинговальная головка – состоитиз цилиндрического хвостовика, крепящегося верхним концом к шпинделю, и корпуса на нижнем конце с продольными пазами, в которых расположены с возможностью радиального разжима режущие абразивные или алмазные бруски.
Порядок работы хонинговальной головки: корпус с брусками вводят в отверстие и придают ему вращение и возвратно-поступательную подачу, после чего включают разжим брусков, абразивные зёрна которых врезаются в заготовку и каждое срезает микростружку, а в целом все зёрна всех брусков режут поверхность отверстия, обрабатывая его с высокой точностью и низкой высотой шероховатости.
Хонинговальные бруски – продолговатые призматические бруски, склеенные из абразивных или алмазных зёрен.
Рисунок 6.9 – Схема внешнего вида и видов движений хонинговального станка: 1 – хонинговальная головка; 2 – стол с закреплённой обрабатываемой деталью; В1 – главное движение – вращение хонинговальной головки; П2 – возвратно- поступательная подача хонинговальной головки; П3 – направление разжима брусков хонинговальной головки; П4 – вспомогательное движение (ввод-вывод) хонинговальной головки в отверстие
Материал абразивных зёрен – карбид кремния (SiC) зелёный и чёрный, электрокорунд (Al2O3) нормальный и белый. Размер зёрен (зернистость) абразивной крошки делится на 4 группы: шлифзерно (160...2000 мкм), шлифпорошки (40...125 мкм), микрошлифпорошки (10...63 мкм), тонкие микрошлифпорошки (3...10 мкм). Обозначение зернистости на бруске осуществляется постановкой чисел соответственно от 16 до 200, от 4 до 12, от М14 до М63, от М3 до М10.
Материал алмазных зёрен – алмаз синтетический АС (шлифпорошки 63...2500 мкм) и АСМ (микропорошки 1...40 мкм). Обозначение на бруске и те и другие соответственно от 1/0 или 2/1 до 1600/1000 или 2500/1600.
Шлифование
1) Классификация видов шлифования по способу закрепления заготовки: на магнитном столе (плоское), в центрах (круглое наружное центровое), на опорном ноже (круглое бесцентровое), в зажимном патроне (круглое наружное и внутреннее).
2) Определения
Шлифование – способ обработки заготовок резанием, обеспечивающий изготовление круглых и плоских поверхностей путём массового царапания заготовки абразивными зёрнами режущего инструмента – шлифовального круга на кругло-, плоско-, бесцентрово- и внутришлифовальных станках, осуществляющих вращение шлифовального круга и одновременно его врезание движением поперечной подачи, а также вращение и одновременно движение продольной возвратно-поступательной подачи заготовки (круглое и плоское шлифование) или шлифовального круга (внутреннее шлифование). Процесс ведётся с непрерывным применением смазывающе-охлаждающей жидкости.
Шлифовальный круг – состоитиз склеенной в форме диска с центральным отверстием абразивной крошки (мелких зёрен). Каждое зерно вместе с другими при каждом обороте круга врезается в заготовку и срезает определённый слой материала в виде микростружки. Материал зёрен – карбид кремния (SiC) зелёный и чёрный, электрокорунд (Al2O3) нормальный и белый. Размер зёрен (зернистость) абразивной крошки делится на 4 группы: шлифзерно (160...2000 мкм), шлифпорошки (40...125 мкм), микрошлифпорошки (10...63 мкм), тонкие микрошлифпорошки (3...10 мкм). Обозначение зернистости на шлифовальном круге осуществляется постановкой несмываемой краской числа соответственно от 16 до 200, от 4 до 12, от М14 до М63, от М3 до М10.
Перед установкой на шпиндель станка шлифовальный круг балансируют, то есть фиксируют положение оси вращения.
Рисунок 6.10.1 – Схема видов движений при круглом шлифовании: В1 – главное движение – вращение шлифовального круга; В2 – вращение круглой заготовки в центрах; П3 – возвратно-поступательная подача заготовки; П4 –поперечная подача круга (врезание в заготовку); П5 – вспомогательное движение шлифовального круга (подвод и отвод)
Рисунок 6.10.2 – Схема внешнего вида круглошлифовального станка: 1 – станина; 2 – стол; 3 – шлифовальная бабка; 4 – передняя бабка; 5 – задняя бабка; 6 – шлифовальный круг; 7 – панель управления; 8 – гидросистема для смазывающе-охлаждающей жидкости
Круглошлифовальный станок – состоит из горизонтальной станины, на котором расположен стол с возможностью продольного перемещения, а на нём установлены с правой стороны передняя бабка (металлическая коробка), обеспечивающая вращение шпинделя с зажимным патроном или вращающимся центром для закрепления заготовки, а с левой стороны – задняя бабка, служащая для закрепления поджимающего заготовку вращающегося центра, а между ними расположена шлифовальная бабка с возможностью осуществления поперечной подачи вращающегося шлифовального круга. Гидросистема обеспечивает непрерывную подачу смазывающе-охлаждающей жидкости в зону резания шлифовального круга. Различные виды шлифовальных станков позволяют обрабатывать поверхности различной формы с точностью 4-5 квалитетов и шероховатости обрабатываемой поверхности Ra 0,01 мкм.
Лабораторная работа №5
«Обработка заготовок на металлорежущих станках»
(2 часа)
1 Цель работы: изучить работу токарно-сверлильного станка и приобрести навыки настройки режущего инструмента на размер обработки, а так же измерения размеров заготовок до и после обработки режущим инструментом.
2 Принадлежности:
станок токарно-сверлильный настольный модели HQ-400;
резец проходной с отогнутой головкой;
резец отрезной;
сверло спиральное;
центр задний вращающийся;
заготовка для токарной обработки – древесина любой породы (диаметр 20 мм, длина 100 мм);
штангенциркуль ШЦ-1 (точность измерения 0,1 мм);
линейка металлическая 200 мм (точность измерения 1 мм)