Обробка металів різанням

Обробка металів різаннямОбробка металів різанням

НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК

оБРОБКА МЕТАЛЛІВ РІЗАННЯМ


Нікополь, НТ НМетАУ

Обробка металів різанням


2004

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

НІКОПОЛЬСЬКИЙ ТЕХНІКУМ

НАЦІОНАЛЬНОЇ МЕТАЛУРГІЙНОЇ АКАДЕМІЇ УКРАЇНИ


МЕТОДИЧНИЙ ПОСІБНИК


ОБРОБКА МЕТАЛІВ РІЗАННЯМ”


Уклали Г.О. Козлов

Н.В. Христиченко


Нікополь, НТ НМетАУ

2004

ЗМІСТ


Сутність процесу, основні поняття і визначення

Параметри і фізичні явища, що супроводжують процес різання

Стійкість і матеріали різального інструмента

Металорізальні верстати

Точіння

Свердління, розточування

Фрезерування

Стругання, довбання, протягання

Зубонарізування

Шліфування

Поверхневе пластичне деформування

Контрольні запитання

Література

Сутність процесу, основні поняття і визначення


Обробка металів різанням — це процес зняття різальним інструментом шару металу заготовки (стружки) для надання виробу потрібної форми, заданих розмірів і чистоти поверхні. Види обробки металів різанням розрізняють залежно від конструкції різального інструмента, що застосовують, або від характеру руху інструмента і заготовки при обробці вручну чи на металорізальному верстаті.

Усі види руху при обробці різанням поділяються на три групи:

робочий рух (або рух різання);

установчий;

допоміжний.

Складовими робочих рухів є головний рух і рух подачі. Головний рух здійснює процес зняття стружки, а рух подачі — процес різання. Наприклад, під час свердлення головним рухом є обертання свердла, а його переміщення вздовж осі або вбік — є рух подачі, що дозволяє одержати наскрізний отвір або канавку певної глибини.

У металорізальних верстатах головний рух найчастіше буває обертальним (токарні, свердлувальні, фрезерні, шліфувальні верстати) або прямолінійним (стругальні, довбальні верстати). Головний рух надається заготовкам (верстати токарної групи) або різальному інструменту (фрезерні, поперечно-стругальні тощо). У верстатах з головним обертальним рухом подача і різання безперервні, у верстатах з головним зворотно-поступальним — різання переривчасте.

До основних понять щодо процесу різання відносять:

поверхні заготовки;

координатні площини;

елементи різальної частини;

геометрію різця (кути, режими різання і розміри заданого шару металу).

Оброблювана поверхня (рис. 1.1) – це поверхня заготовки, з якої знімають стружку (1); оброблена поверхня (3) — це та, з якої знято стружку; поверхня різання (2) утворюється головним різальним лезом різця.

Координатними площинами називають площину різання (4), дотичну до поверхні різання, що проходить через головне різальне лезо різця, і основну площину (5), паралельну напрямку поздовжньої (SПОЗ) і поперечної подач.

Основні елементи різального інструмента (різця) розглянемо на прикладі токарного різця (рис. 1.2), який складається з різальної частини (II - головки) і стрижня (І) для кріплення його в держаку верстата.

Елементи різальної частини різця такі: передня поверхня (1), по якій збігає стружка; вершина різця (2) — точка перетину різальних лез; головна задня поверхня (5), обернена до поверхні різання; допоміжна задня поверхня (4), повернена до обробленої поверхні заготовки; головне лезо різання (6), утворене перетином передньої (1) та головної задньої (5) поверхонь, яке здійснює основну роботу — різання; допоміжне різальне лезо (3), утворене перетином передньої і допоміжної задньої поверхонь.Форма та головні кути визначають геометричну форму різця і значно впливають на процес різання. Головні кути різця розглядають у площині перерізу А (рис. 1.3, а). Ця площина на рис. 1.3, б показана для токарного різця. На модифікаційній схемі стругання ця площина збігається з площиною креслення (рис. 1.4). Клиноподібна частина різця під дією сили Р (рис. 1.4) врізується в оброблюваний матеріал. Чим гостріший клин (кут загострення), тим менші зусилля потрібні для різання. Кут загострення (β - це кут між передньою і задньою поверхнями різця. На кресленнях цей кут позначають не завжди, оскільки його величину можна визначити за виразом β = 90° - (a + g), знаючи інші кути заточування різального інструмента.

Параметри різання залежать від:

головного заднього кута (a);

переднього(g);

головного кута в плані (φ) тощо.

Головним заднім кутом (a) називають кут між головною задньою по верхньою різця і площиною різання. Призначений він для зменшення тертя між головною задньою поверхнею різця і поверхнею різання заготовки. Кут a обирають у межах 6...12°. Головним переднім кутом (g) називають кут між передньою поверхнею різця і площиною, перпендикулярною до площини різання. Від нього залежить ступінь деформації шару, що зрізується, зменшення сили тертя заготовки і передньої поверхні різця. Цей кут обирають у межах від 20° до -10°. Кут різання d знаходиться між площиною різання і передньою поверхнею різця, визначають його за виразом β = 90° - g.

Кут нахилу головного різального леза l (рис. 1.5) розміщується у площині різання між головним різальним лезом і лінією, проведе­ною через вершину різця паралельно основній площині. Він може бути додатнім, від'ємним, дорівнювати нулю і змінюватися від 4° до - 4°. Кут l визначає положення передньої поверхні і впливає на напрямок руху стружки.

Для повної характеристики геометрії різця використовують також поняття допоміжних кутів різця a1, g1, φ1 і кут при вершині різця e.

e =180°-(φ + φ1),

тобто дорівнює куту між проекціями різальних лез на основну площину (рис. 1.6). Вимірюють a1 і g1 (на рисунках не показано) за допоміжною січною площиною, що перпендикулярна проекції допоміжного різального леза на основну площину.

Головним кутом у плані φ називають кут між проекцією головного різального леза на основну площину і напрямок поздовжньої подачі Sпоз. Обирають його у межах 30...90° (найчастіше φ = 45°). Він впливає на форму перерізу шару, що зрізується,, чистоту обробки і спрацювання інструмента. Допоміжний кут у плані φ1 розташовується між проекцією допоміжного різального леза на основну площину і напрям­ком, протилежним напрямку поздовжньої подачі. Він також впливає на чистоту обробки поверхні.


Обробка металів різанням


1 — оброблювана поверхня;

2 — поверхня різання;

З — оброблена поверхня

Рис. 1.6 - Елементи різання і геометрія шару металу, що зрізується


Параметри і фізичні явища, що супроводжують процес різання


До основних параметрів процесу різання відносять глибину і швидкість різання, подачу, ширину і товщину шару металу, що зрізується, та номінальну площу його перерізу.

Глибиною різання (і) називають товщину шару металу, який зрізається за один прохід різального інструмента. При повздовжньому точінні циліндричної поверхні (див. рис. 1.6)

t = (D - d) / 2,

де D - діаметр заготовки, мм;

d - діаметр обробленої поверхні, мм.

Швидкістю різання (V) називають швидкість головного руху. Вона визначається шляхом, що пройшла точка оброблюваної поверхні заготовки відносно різальної кромки інструмента за одиницю часу, і вимірюється у метрах за хвилину (м/хв), крім випадків, коли швидкість різання дуже велика (шліфування). Тоді її вимірюють у метрах за секунду (м/с). За умов головного обертального руху (фрезерування, точіння, свердлення)

Обробка металів різанням,

де D - діаметр заготовки (або інструмента), мм;

n - частота обертання заготовки (або інструмента), хв.

Подача (S) — це переміщення різальної кромки інструмента відносно заготовки в напрямку подачі за один оберт (мм/об) або подвійний хід заготовки (чи інструмента) (мм/под.хід). Залежно від напрямку руху подача може бути поздовжньою, поперечною, похилою, вертикальною, тангенціальною, круговою тощо.

Ширина шару різання (в) — це відстань між двома послідовними положеннями різальної кромки за час повного оберту заготовки, заміряна в напрямку, нормальному до товщини шару зрізаного металу (a), де a = S sin φ.

Номінальну площу поперечного перерізу шару, що зрізується, (в квадратних міліметрах) визначають добутком подачі на глибину різання або товщини шару, що зрізується, на його ширину (f = st = ав).

Якість обробленої поверхні характеризують її шорсткість, хвилястість, наявність мікротріщин, надривів, подрібнення структури, нагартування і залишкові напруження. Шорсткість має визначальний вплив на експлуатаційні властивості виробів — стійкість проти спрацювання, втомну міцність, корозійну стійкість тощо.

Шорсткістю називають сукупність нерівностей поверхні деталі на певній (базовій) її довжині. Для кількісної оцінки шорсткості існують шість пара­метрів:

середнє арифметичне відхилення профілю (Ra);

висота нерівностей профілю за десятьма точками (Rв);

найбільша висота нерівностей (Rmax);

середній крок нерівностей;

середній крок нерівностей за їх вершинами;

відносна довжина профілю.

З чотирнадцяти існуючих класів шорсткості найбільш грубою і шорсткою є поверхня першого класу (Rz = 160...320 мкм), а найбільш гладкою — поверхня чотирнадцятого класу (Rz < 0,1 мкм).

Рівень шорсткості залежить від умов різання. Для зменшення шорсткості необхідно або збільшити радіус заокруглення вершини різця, або зменшити кути різця в плані.

При вдавлюванні різальної частини інструмента в оброблюваний матеріал виникає (під дією зовнішньої сили) пружно- і пластично-деформований об'єм. Це зона випереджаючої деформації або стружкоутворення, що охоплює як зрізаний шар металу, так і його частину під поверхнею, що оброблюється. Процес утворення елемента стружки можна поділити на три етапи. На першому відбувається пружне і пластичне деформування і майбутній елемент стружки зміцнюється в зоні стружкоутворення. На другому.— елемент стружки зміщується по площині зсуву саме тоді, коли напруження у шарі перевищують опір зсуву. На третьому етапі здійснюється додаткове пластичне деформування елемента стружки, що утворився під час його руху по передній поверхні інструмента.

Залежно від умов різання і властивостей оброблюваного матеріалу може формуватися стружка трьох основних видів (рис. 1.7).

Зливна стружка (рис. 1.7, а) має вигляд суцільної стрічки з гладкою внутрішньою (біля різця) і шорсткою зовнішньою поверх­нями. Границі між елементами стружки не спостерігаються.

Суставчаста стружка відколу (рис. 1.7, б) утворюється при оброблюванні менш пластичних, твердих матеріалів. Поверхня стружки біля різця також гладка, а на зовнішній поверхні видно зазубринки. Стружка складається з елементів (що не втратили зв'язку між собою) з видимими границями.

Стружка надлому (рис. 1.7, в), або елементна, утворюється при оброблюванні крихких матеріалів і складається з окремих елементів випадкової форми, не пов'язаних між собою. Таку стружку іноді називають стружкою відриву, оскільки її утворення викликане дією напружень розтягування.

Вигляд стружки часто використовується як непряма характеристика роботи різання. Найбільших витрат енергії потребує утворення суставчастої стружки (значний ступінь пластичної деформації), менших - утворення зливної, і найменших - утворення стружки надлому (незначна пластична деформація).

Процес різання супроводжується пружним і пластичним дефор­муванням шару, що зрізується, усадкою стружки, утворенням наросту на передній поверхні різця, зміцненням поверхневого шару оброблюваної деталі, тепловиділенням.

Пружне і пластичне деформування шару, що зрізується, відбувається під дією нормальних і дотичних напружень при вдавлюванні різця в метал. Максимальне пластичне деформування в зоні утворення стружки, зсувні явища в шарі металу, що зрізується, призводять до ковзання окремих частин зерен по кристалографічних площинах і витягування зерен.

До моменту руйнування ці зерна додатково деформуються і витягуються під дією сил тертя при контакті з передньою поверхнею різця.

Усадка стружки, тобто зменшення довжини і збільшення товщини стружки порівняно з довжиною і шириною шару, що зрізується, залежить від властивостей оброблюваного матеріалу, режимів різання, геометричних параметрів різця, ступеня пластичного деформування поверхневого шару деталі. Підвищення пластичності оброблюваного матеріалу збільшує усадку стружки, а застосування мастильно-охолоджувальних рідин - зменшує.

Обробка металів різанням

а — зливна; б — суставчаста; в — стружка надлому

Рис. 1.7 - Види стружки різання.


Наріст - це явище формування щільного утворення частинок металу, міцно закріплених на передній поверхні різця. Спостерігається воно під час різання пластичних матеріалів (латуні, сталі). Наріст утворюється внаслідок гальмування нижніх шарів стружки під час її ковзання по передній поверхні різця, високого тиску і значної температури в зоні контакту стружки з різцем. Метал наросту дуже деформований, твердість його значно (іноді у 2...З рази) переважає твердість оброблюваного металу. Під час процесу різання наріст періодично руйнується, виноситься разом зі стружкою і утворюється знову. Він захищає вершину різця і різальну кромку від завчасного спрацювання, покращує тепловідбір, проте якість і точність виготовлення поверхні погіршується. Тому чистову обробку виконують ретельно доведеними різцями зі значними передніми кутами при підвищених швидкостях різання із застосуванням мастильно-охолоджувальних рідин.

Залежно від режиму різання поверхневий шар оброблюваної деталі в процесі різання деформується на глибину до 1мм. Порівняно з основним металом твердість металу поверхні може підвищуватися у 2...З рази. Поверхневе зміцнення може бути як корисним, підвищуючи стійкість деталі проти спрацювання і втомну міцність виробу, так і шкідливим, ускладнюючи подальшу обробку деталі різанням і підвищуючи її шорсткість.

Під час різання металів близько 95 % механічної роботи деформації і тертя переходить у теплоту, до 5 % - у скриту енергію викривлення кристалічної ґратки. Теплота, що виділяється, розподіляється між стружкою, заготовкою та інструментом. Незначна частина теплоти потрапляє до навколишнього середовища як випромінювання (у разі застосування мастильно-охолоджувальних речовин) і конвенція. На температуру нагрівання різального інструмента найбільше впливає швидкість різання, менше - подача та глибина різання. Обробка різанням повинна здійснюватися без перегріву різального інструмента. Для інструменту з вуглецевої сталі температура не повинна перевищувати 200...250°С, з твердого сплаву - 800...1000°С, з металокераміки - 1000...1200°С.

Теплові процеси при різанні можуть істотно впливати на якість поверхні та розміри виробів, призвести до фазових перетворень, змінювати властивості матеріалу.

Мастильно-охолоджувальні речовини застосовують здебільшого для зниження температури. Проте ці речовини не лише охолоджують, а й зменшують сили зовнішнього тертя і сприяють видаленню з зони різання стружки та продуктів зношування. Для цього використовують переважно рідини, до яких додають тверді речовини (графіт, бітум, мило, парафін, дисульфід молібдену, соду тощо). Дуже рідко для цього використовують гази.

Найкращу охолоджувальну дію мають водні розчини з домішками 1...5%-ї кальцинованої соди, бури, нітрату натрію тощо. Для охолодження застосовують також масляні емульсії - розчини у воді 1,5...10 % - х емульсолів (мінеральних масел з різними домішками) та масляні рідини - мінеральні масла з домішками до 30% рослинних олив. Охолоджувальна дія масляних рідин досить низька.


Стійкість і матеріали різального інструмента


Спрацювання різальної частини інструмента характеризує його здатність протидіяти мікроскопічному руйнуванню на поверхнях контакту з заготовкою та стружкою. Розрізняють кілька видів спрацювання інструмента.

Абразивне спрацювання - це механічне зношування, дряпання інструмента твердими частинками оброблюваного матеріалу, твердість яких сумірна твердості матеріалу інструмента. Цей вид спрацювання переважає при відносно невеликих швидкостях різання і під час обробки крихких матеріалів (зазвичай по основній задній поверхні інструмента).

Адгезійне спрацювання - це наслідок процесу холодного зварювання матеріалу інструмента і стружки на виступаючих ділянках площі контакту між ними з наступним відривом дрібних частинок матеріалу інструмента і виносом їх зі стружкою із зони різання.

Дифузійне спрацювання відбувається внаслідок взаємної дифузії матеріалу інструмента і оброблюваної заготовки за умови підвищення температури контактних поверхонь до 900...1000°С.

Окисне спрацювання має місце при температурах різання 700...800°С, коли кисень повітря вступає в хімічну реакцію з матеріалом інструмента (кобальтовою складовою твердого сплаву, карбідами вольфраму і титану).

Крихке спрацювання - це процес сколювання (викришування) макрочасток матеріалу інструмента.

У процесі різання спостерігається одночасна дія різних видів спрацювання, що визначає кінцеву стійкість інструмента за даних умов.

Стійкістю інструмента називають час його роботи за певних режимів різання між операціями його переточування. На стійкість впливають такі фактори, як хімічний склад і властивості оброблюва­ного матеріалу, матеріал, з якого зроблений різальний інструмент, режим різання та умови обробки. Наприклад, стійкість токарних різців зі швидкорізальних сталей у середньому дорівнює 30...60 хв., твердосплавних різців - 45...90 хв., циліндричних фрез - 180...240 хв.

Однією з основних характеристик спрацювання і стійкості інструменту є критерій затуплення - гранично допустима величина зношування, за якої інструмент втрачає нормальну працездатність (h3).

Критерієм затуплення вважають певний рівень спрацювання головної задньої поверхні інструмента, оскільки це зумовлює збільшення сил різання, тертя, підвищення температури, шорсткості оброблюваної деталі. Величина h3 залежить від матеріалу деталі та інструмента, режиму різання, чистоти і точності обробки. Так, для токарних різців із твердосплавними пластинами за чорнової обробки сталі h3 = 0,8...1 мм, чавуну - А3=1,4...1,7 мм. Для чистової обробки встановлюють технологічні критерії затуплення - такий рівень спрацювання задньої поверхні інструмента, перевищення якого призводить до невідповідності виробу технічним вимогам.

Виходячи з умов експлуатації (високі напруження і температури), матеріал різального інструменту повинен відповідати високим вимогам щодо його властивостей. Основні з них: високі твердість, стійкість проти спрацювання, теплопровідність і достатня в'язкість. Важливою характеристикою різального інструменту є також червонотривкість - здатність зберігати високу твердість за високих температур (при нагріванні до темно-червоного каління). Крім цього, матеріали для виготовлення інструменту повинні містити у своєму складі мінімальну кількість дефіцитних легуючих елементів.

Основними інструментальними матеріалами є вуглецеві та леговані інструментальні сталі, тверді металокерамічні сплави і мінералокерамічні матеріали.

Вуглецеві інструментальні сталі містять 0,9...1,3 % С (У 10, У11, У12, У13). З підвищенням вмісту вуглецю твердість сталей зростає і після гартування може дорівнювати 60...63 HRC. Проте у зв'язку з низькою теплостійкістю (200...250°С) застосування їх обмежене. З вуглецевих сталей виготовляють інструмент для невеликих (до 15...18 м/хв) швидкостей різання (плашки, розвертки, ножовочні полотна тощо).

Леговані інструментальні сталі забезпечують високу твердість і теплостійкість (250...300°С) інструменту. Легування сталі такими елементами, як Сr, V, Mo, W тощо, підвищує їхні міцність, прогартовуваність, зносостійкість, теплостійкість. Інструменти з легованої сталі мають кращі різальні властивості, менш схильні до деформації й тріщиноутворення під час гартування. Оскільки теплостійкість цих інструментів невисока, їх використовують при швидкостях різання, що не перевищують 25 м/хв (свердла, розвертки, мітчики, плашки, протяжки тощо).

Швидкорізальні сталі - це леговані сталі, що містять у своєму складі значну кількість вольфраму (близько 19 %), хрому (близько 4,5%), молібдену (близько 5 %), а також ванадій, кобальт, інші домішки. Після гартування і відпуску твердість швидкорізальної сталі дорівнює 62...65 HRC, теплостійкість 650°С, тобто червонотривкість цих сталей висока. Для економії дефіцитних і дорогих елементів інструменти з швидкорізальних сталей виготовляють з хвостовиком із конструкційної сталі. Такі інструменти можуть витримувати швидкості різання, що у 4 рази перевищують швидкість різання інструменту з вуглецевих сталей. Для виготовлення інструментів складної форми і підвищеної стійкості використовують сталі типу Р18, для інструментів інших форм - сталі типу Р9. Число після літери Р у марках швидкорізальних сталей означає вміст вольфраму (у відсотках). Кобальтові сталі Р9К6, Р9КФ, РЦК5Ф2 використовують для виготовлення інструментів, що працюють за умов переривчастого різання, вібрації, а також для обробки важкооброблюваних неіржавіючих і жароміцних сталей. Для інструментів чистової обробки використовують ванадієві сталі (Р9Ф5, Р14Ф4), а для чорнової обробки - вольфрамомолібденові (Р9М4, Р6МЗ, Р6М5).

Тверді металокерамічні сплави мають високу твердість, стійкість проти спрацювання, міцність, теплостійкість близько 900...1000°С. Використовують їх для високопродуктивної обробки зі швидкістю різання до 800 м/хв. Тверді сплави виготовляють спіканням при 1500...1900 °С з дисперсних порошків карбідів (WC, ТіС, ТаС) і порошку кобальту. Тверді сплави поділяють на три групи: вольфра­мові (ВК), титановольфрамові (ТК) і титанотанталовольфрамові (ТТК). Додаткові літери В і М у кінці марки сплаву вказують на дисперсність вихідного порошку відповідно 3...5 і 0,5— 1,5 мкм. Зі сплавів групи ВК виготовляють інструменти для обробки чавунів, кольорових металів і пластмас; групи ТК — для обробки сталей та інших в'язких матеріалів, зі сплавів групи ТТК — для чорнової обробки сталей. Для цього використовують і значно дешевші без-вольфрамові тверді сплави (БТТС) на основі карбідів і карбідо-нітридів титану з нікель-молібденовою зв'язуючою фазою.

Мінералокерамічні матеріали забезпечують інструменту ще більші різальні властивості, високу теплостійкість і швидкість різання. Основою мінералокерамічних матеріалів є порошок оксиду алюмінію Аl2О3, з якого шляхом пресування і наступного спікання виготовляють пластини потрібних розмірів і форми. Пластини ці закріплюють на держаках різального інструмента. Мінералокераміку використовують для чистової швидкісної обробки за умов відсутності ударних і згинаючих напружень. Добрі показники має мінералокераміка марки ЦМ-332.


Металорізальні верстати


За рівнем спеціалізації металорізальні верстати поділяють на:

• універсальні;

• спеціалізовані;

• спеціальні.

Універсальні призначені для виконання різноманітних операцій при виготовленні деталей, різних за розмірами і формою; спеціалізовані — для обробки однотипних деталей різних розмірів; спеціальні — для виготовлення деталей одного типорозміру.

За технологічними ознаками (залежно від характеру обробки) верстати поділяють на такі групи:

• токарні;

• свердлильні й розточувальні;

• шліфувальні, полірувальні, доводочні;

• для електрофізичної й електрохімічної обробки;

• зубо- і різьбообробні;

• фрезерні;

• стругальні, довбальні, протяжні;

• розрізні;

• різні.

Верстати кожної з цих груп поділяються на типи за такими основними ознаками:

технологічне призначення (круглошліфувальні, плоскошліфувальні);

конструктивні особливості (універсально-фрезерні, поздовжньо-фрезерні);

розташування робочих деталей у просторі (вертикально- свердлильні, горизонтально-свердлильні);

кількість робочих деталей верстата (одношпиндельні, багатошпиндельні);

ступінь автоматизації (з ручним керуванням, напівавтомати, автомати).

У промисловості найпоширеніші токарні, свердлильні, фрезерні та шліфувальні верстати.


Точіння


Верстати токарної групи використовують для обробки циліндричних, конічних, фасонних (зовнішніх і внутрішніх) поверхонь обертання, а також для обробки площин, перпендикулярних до осі обертання заготовки. Для верстатів токарної групи основним інструментом є різець. На токарно-гвинторізальних верстатах різцем наносять нарізи на циліндричних і конічних поверхнях, а також спіральні канавки на торцевих поверхнях заготовок. Для нанесення нарізів застосовують також плашки і мітчики, а для оброблення отворів — свердла, зенкери, розвертки.

У верстатах токарної групи використовується два види руху: обертальний рух заготовки (рух різання) і поступальний рух інструмента (рух подачі), що забезпечують безперервність процесу різання. Елементи режиму різання і напрямок руху під час поздовжнього точіння показані на рис. 1.1 та 1.6.

Токарні різці класифікують за різними ознаками. За матеріалом різальної частини розрізняють різці сталеві, твердосплавні і мінералокерамічні. За конструкцією різці поділяють на суцільні та складні. Залежно від розташування головної різальної кромки розрізняють різці правосторонні й лівосторонні. Під час різання правостороннім різцем (див. рис. 1.1, 1.2, 1.6) стружка зрізується з заготовки при переміщенні інструмента справа наліво. При різанні лівостороннім різцем (головна різальна кромка розташована на місці допоміжної кромки правостороннього різця) інструмент рухається зліва направо. За розташуванням осі головки різця відносно осі його тіла (в плані) розрізняють різці прямі (рис. 1.8, а - e) і відігнуті (рис. 1.8, є). Розрізняють також різці чистової і чорнової обробки.

Залежно від призначення (виду обробки) різці поділяють на прохідні, підрізні, відрізні, розточувальні, нарізні, канавочні, фасонні.

Прохідні різці призначені для обточування зовнішніх поверхонь (рис. 1.1, 1.2, 1.6, 1.8, а, б, e). Прохідні різці (прямі або упорні) з головним кутом у плані (φ = 90°, рис. 1.8, з) застосовують для оброблення зовнішніх або торцевих поверхонь (наприклад, при виготовленні ступінчастих валів). Прохідний відігнутий різець (рис. 1.8, є) - універсальний, дає змогу обробляти циліндричну поверхню і підрізати торець.

Для чистової обробки застосовують різці двох типів: із заокругленою верхівкою (рис.1.8, д) та широкі чистові різці з прямою головною різальною кромкою (рис. 1.8, е). Перший тип застосову­ють для обробки порівняно невеликих поверхонь, другий - для обробки поверхонь заготовок значних розмірів.

Обробка металів різанням
Підрізні різці призначені для оброблювання торців, відрізні - для відрізування частини металу заготовки (рис. 1.8, а). Довжина головки цих


Рис. 1.8 - Типи токарних різців


різців повинна бути дещо більшою за радіус заготовки, що розрізають.

Розточувальні різці застосовуються при розточуванні наскрізних і глухих отворів, а нарізні — для нанесення зовнішніх (рис. 1.8, ж) і внутрішніх нарізів. Форма різальної кромки таких різців повинна відповідати профілю нарізу. Головні різальні кромки різця (рис. 1.8, ж) для нарізання симетричних нарізів заточують під кутом 60°.

Канавочні різці застосовують для прорізання канавок різного профілю: прямокутних (рис. 1.8, в), подібних до трапеції (рис. 1.8, г) тощо. Фасонні різці (рис. 11.8,і) застосовують для виготовлення і оброблювання складних фасонних поверхонь. Профіль різальної кромки такого різця повинен відповідати профілю оброблюваної поверхні.

До верстатів токарної групи відносяться також карусельні, револьверні, автомати та напівавтомати.

Токарно-карусельні верстати призначені для обробки важких заготовок великого діаметра і невеликої довжини, що не перевищує 0,7 діаметра. Зазвичай це деталі типу дисків: ротори водяних та газових турбін, шківи, маховики, зубчасті колеса та інші. Заготовки вставляють і закріплюють на круглому горизонтальному столі - планшайбі, яка обертається навколо вертикальної осі. На токарно-карусельних верстатах різцями можна обробляти зовнішні і внутрішні циліндричні, конічні, фасонні та плоскі поверхні, кільцеві канавки різного профілю. Крім цього, на них також можна свердлити, зенкерувати та розвертати отвори.

На відміну від звичайних токарних верстатів багаторізцеві зазвичай мають два незалежних один від одного супорти: передній та задній. В кожному з них закріплюють по кілька різців, які працюють одночасно. Передній супорт має тільки повздовжню подачу, тому встановленими у ньому різцями обробляють тільки циліндричні поверхні. Задній супорт має тільки поперечну подачу і різцями, що встановлені в ньому, обробляє торцеві площини, канавки, короткі конічні та фасонні поверхні, фаски. На багаторізцевих верстатах обробляють заготовки різних деталей: ступінчатих валів, зубчастих коліс, дисків тощо.

Закріплюють заготовки в центрах, трикулачкових патронах, на оправках тощо. Швидку та точну установку різців при наладці верс­тата роблять за встановленою на верстаті перед початком роботи еталонній деталі або за шаблоном. Багаторізцеві верстати доцільно використовувати в умовах масового та багатосерійного виробництва.

Токарно-револьверні верстати призначені для обробки достатньо великих партій деталей, що мають відносно складну форму, для обробки яких необхідно послідовно застосовувати різні інструменти: різці, свердла, зенкери, розвертки, мітчики, плашки та інші. Типові деталі, що обробляються на револьверних верстатах, - це болти, гвинти, гайки, втулки, валики, різноманітні деталі арматури та інші. На відміну від токарних, у револьверних верстатів немає задньої бабки і ходового гвинта, а на поздовжньому супорті розміщена багатопозиційна револьверна голівка, до якої при наладці установлюють необхідні інструменти і при обробці вводять їх в роботу в певній послідовності.

Розрізняють револьверні верстати з вертикальною та горизонтальною віссю револьверної голівки. Залежно від типу оброблюваних заготовок розрізняють револьверні верстати для пруткових (характеризуються найбільшим діаметром прутка) та патронних (характеризуються найбільшим діаметром оброблюваної заготовки над станиною і супортом) робіт.

Токарними автоматами називають верстати, на яких після наладки обробка виконується автоматично.

Напівавтоматами називають верстати, в яких весь цикл обробки заготовки та зупинки верстата після її закінчення виконується автоматично, а установка, зняття заготовок та пуск верстата виконується вручну. Напівавтоматами є багаторізцеві токарні верстати. На токарних автоматах обробляють кріпильні деталі, валики, втулки, кільця, деталі арматури та інше; їх використовують зазвичай в масовому та великосерійному вироб­ництві. На токарних напівавтоматах обробляють осі, вали, фланці, зубчасті колеса та інші деталі; застосовують їх головним чином в серійному виробництві.

Токарні автомати і напівавтомати класифікують по вигляду заготовки (пруткові та патронні), кількості шпинделів (одношпиндельні та багатошпиндельні) і по розташуванню шпинделів (горизонтальні та вертикальні).


Свердління, розточування


На верстатах свердлування та розточування виконують свердлення, зенкерування, зенкування, розточування отворів різцями, розвертування, цекування, нанесення нарізу мітчиком.

Свердління - найпоширеніший спосіб виготовлення отворів у суцільному матеріалі з використанням свердла. Збільшення вже існуючих отворів свердлом називають розсвердлюванням. Оброблення ж циліндричних литих, штампованих або попередньо просвердлених отворів зенкером для надання їм необхідної геометричної форми, розмірів і шорсткості поверхні називають зенкеруванням. Зенкер, що використовується для цього, має конструктивні елементи, подібні до свердла. Відміна лише в тому, що зенкер не має поперечного леза, а різальних лез у нього не два, а три або чотири. Отвори розточуються різцями при необхідності додержання точної співвісності отворів.

Оброблювання отворів з метою отримання точних розмірів і малої шорсткості називають розвертуванням. Робоча частина розвертки, подібно до свердла, має заборний конус і калібруючу частину, далі за нею є ділянка зі зворотним конусом для зменшення тертя.

Зенкування - це утворення циліндричних або конічних заглиблень у попередньо зроблених отворах під головки болтів, гвинтів тощо. Здійснюють зенкування за допомогою циліндричних або конічних зенкерів (зенковок).

Цекування - це оброблення торцевих поверхонь під гайки, шайби й кільця з використанням ножів (пластин) або торцевих зенкерів.

При виготовленні нарізу в глухих отворах за допомогою мітчиків верстат додатково обладнують пристосуванням для реверсивного (зворотного) обертання шпинделя, щоб забезпечити вилучення мітчика з нарізаного отвору. При такій обробці деталей інструменту (крім різця) надається головний обертальний рух (рух різання) і осьове переміщення (рух подачі).

При свердленні використовують такі основні типи свердел: перові, спіральні, свердла для глибокого свердління та центровочні.

Перові свердла являють собою стрижні або закріплену в оправці пластинку з ріжучими кромками, заточеними під кутом

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: