Технология обработки отверстий на токарных станках

Обработка на токарных станках

Обтачивание наружных цилиндрических поверхностей выполняют проходными резцами с продольной подачей, гладкие валы, — при установке заготовки в центрах.

Центровые отверстия обрабатывают на токарных, револьверных, сверлильных и двусторонних центровальных станках. Для центрования применяют типовые наборы инструмента — комбинированные центровочные сверла, а также спиральные сверла и конические зенковки.

Центровые отверстия являются, как правило, установочными базами, и поэтому от точности их исполнения зависит и точность обработки остальных поверхностей заготовки.

В полые заготовки после подрезки торца и обработки отверстия с двух сторон вводят пробки или оправки с зацентрованными отверстиями или на кромке отверстия снимают конические фаски, используемые в качестве технологических баз с последующим удалением их при отделочной обработке.

Ступенчатые валы обтачивают по схемам деления припуска на части или деления длины заготовки на части. В первом случае обрабатывают заготовки с меньшей глубиной резания, однако общий путь резца получается большим и резко возрастает Т_о.

Во втором случае припуск с каждой ступени срезается сразу за счет обработки заготовки с большой глубиной резания. При этом Т уменьшается, но требуется большая мощность привода станка.

Нежесткие валы рекомендуется обрабатывать упорными проходными резцами, с главным углом в плане j = 90°. При обработке заготовок валов такими резцами радиальная составляющая силы резания Р_у = 0, что снижает деформацию заготовок.

Подрезание торцов заготовки выполняют перед обтачиванием наружных поверхностей. Торцы подрезают подрезными резцами с поперечной подачей к центру или от центра заготовки. При подрезании от центра к периферии поверхность торца получается менее шероховатой.

Обтачивание скруглений между ступенями валов — галтелей выполняют проходными резцами с закруглением между режущими кромками по соответствующему радиусу с продольной или поперечной подачей.

Точение канавок выполняют с поперечной подачей канавочными или фасонными резцами, у которых длина главной режущей кромки равна ширине протачиваемой канавки. Широкие канавки протачивают теми же резцами сначала с поперечной, а затем с продольной подачей.

Обработку отверстий в валах выполняют соответствующими инструментами, закрепляемыми в пиноли задней бабки. На рисунке слева показана схема сверления в заготовке цилиндрического отверстия.

Растачивание внутренних цилиндрических поверхностей выполняют расточными резцами, закрепленными в резцедержателе станка, с продольной подачей.

Гладкие сквозные отверстия растачивают проходными резцами; ступенчатые и глухие — упорными расточными резцами.

Отрезку обработанных деталей выполняют отрезными резцами с поперечной подачей. При отрезке детали резцом с прямой главной режущей кромкой (рисунок слева) разрушается образующаяся шейка и приходится дополнительно подрезать торец готовой детали.

При отрезке детали резцом с наклонной режущей кромкой (рисунок справа) торец получается чистым.

Обтачивание наружных конических поверхностей заготовок осуществляют на токарно-винторезных станках одним из следующих способов.

1. Широкими токарными резцами.

Обтачивают короткие конические поверхности с длиной образующей до 30 мм токарными проходными резцами. Обтачивают с поперечной или продольной подачей. Этот способ можно использовать при снятии фасок с обработанных цилиндрических поверхностей.

2. Поворотом каретки верхнего суппорта.

При обработке конических поверхностей каретку верхнего суппорта повертывают на угол, равный половине угла при вершине обрабатываемого конуса. Обрабатывают с ручной подачей верхнего суппорта под углом к линии центров станка ( a ). Таким способом обтачивают конические поверхности, длина образующей которых не превышает величины хода каретки верхнего суппорта. Угол конуса обтачиваемой поверхности любой.

3. Смещением корпуса задней бабки в поперечном направлении.

Обрабатываемую заготовку устанавливают на шариковые центры. Корпус задней бабки смещают относительно её основания в направлении, перпендикулярном к линии центров станка. При этом ось вращения заготовки располагается под углом к линии центров станка, а образующая конической поверхности — параллельно линии центров станка. Таким образом обтачивают длинные конические поверхности с небольшим углом конуса (2 a

Обработка заготовок на токарно-винторезных станках

Токарная обработка

План лекции

Лекция 2. Обработка на токарных станках

1. Токарная обработка

2. Обработка заготовок на токарно-винторезных станках

3. Обработка заготовок на токарно-револьверных станках

4 Обработка заготовок на токарно-карусельных станках

5. Обработка на одношпиндельных токарных автоматах и полуавтоматах

6. Обработка на многошпиндельных токарных полуавтоматах и автоматах

Основные методы механической обработки резанием, сопровождающиеся снятием стружки, могут быть реализованы на металлорежущих станках определенных групп: 1) точение; 2) растачивание; 3) сверление, зенкерование, развертывание; 4) фрезерование; 5) строгание, долбление; 6) протягивание, прошивание; 7) зубонарезание; 8) шлифование, доводка, полирование.

Токарная обработка – это наиболее распространенный метод обработки деталей типа тел вращения (валов, осей, цапф, дисков, фланцев, муфт, колец, втулок, гаек и т.п.). На токарных станках можно производить черновое, получистовое и чистовое точение и растачивание цилиндрических, конических, сферических и фасонных поверхностей; подрезание плоских торцовых поверхностей, точение наружных и внутренних канавок, нарезание наружной и внутренней резьбы, сверление, зенкерование, развертывание отверстий и др.

Токарная обработка поверхностей осуществляется при вращательном главном движении заготовки и поступательном (продольном, поперечном или наклонном по отношению к оси заготовки) движении подачи инструмента. Формообразование поверхностей при резании с продольной подачей — по методу следов, при поперечной подаче инструмента — по методу копирования.

В токарную группу входят токарно-винторезные, токарно-револьверные, токарно-карусельные станки; токарные полуавтоматы и автоматы.

Токарно-винторезные станки предназначены для наружной и внутренней обработки, включая нарезание резьбы в условиях единичного и мелкосерийного производства. Компоновка токарно-винторезного станка представлена на рис. 2.1.

Главное вращательное движение (ось вращения горизонтальна) совершает шпиндель 4 с заготовкой. Движение подачи осуществляет продольный 6 или поперечный 5 суппорт; ряд работ можно производить при ручной осевой подаче с установкой инструмента в пиноль 8 задней бабки 9.

Установка и закрепление заготовки на токарном станке, зависят от типа станка, вида обрабатываемой поверхности, типоразмера заготовки, требований к точности обработки и др. факторов. На токарно-винторезных станках для базирования и закрепления заготовок широко используются трехкулачковые самоцентрирующие патроны (рис.2.2,а), которые применяют для закрепления заготовок при отношении их длины к диаметру l/d 10 для уменьшения деформации заготовки при резании применяют люнеты (рис. 2.2,и).

Рис.2.1. Общий вид токарно-винторезного станка: 1 – станина; 2 – коробка подач; 3 – коробка скоростей; 4 – шпиндель; 5 – поперечный суппорт; 6 – продольный суппорт; 7 – верхний суппорт; 8 – пиноль; 9 – задняя бабка; 10 – поддон; 11 – салазки; 12 – ходовой винт; 13 – ходовой валик

Для установки полых заготовок типа колец, втулок, стаканов применяют: конические, цанговые или упругие оправки (рис. 2.2,л, м, н).

а	е	к
б	л
в	ж	з	м
г
д	и	н

Рис. 2.2. Приспособления к токарным станкам

Многообразие видов поверхностей, обрабатываемых на токарных станках, привело к созданию большого числа конструкций токарных резцов. Главный принцип их классификации – технологическое назначение.

Согласно типовым схемам обработки на универсальных токарно-винторезных станках, обработку наружных цилиндрических поверхностей осуществляют проходными резцами с продольной подачей (рис.2.3,а); подрезание торцов – подрезными или отогнутыми резцами с поперечной подачей (рис.2.3,б).

а	б	в
г	д	е
ж	з	и

Рис.2.3. Схемы обработки на токарно-винторезном станке

Короткие фасонные поверхности на токарно-винторезных станках обычно обтачивают с поперечной подачей фасонными резцами; длинные фасонные поверхности – проходными резцами с помощью копира – детали, устанавливаемой на станке и благодаря фасонному рабочему профилю изменяющей нужным образом траекторию перемещения инструмента.

Наружные резьбовые поверхности получают точением резцами, резцовыми головками, гребенками, плашками. Наиболее широко применяется способ нарезания одно- и многозаходных резьб резцами, форма режущих кромок которых определяется профилем нарезаемой резьбы. Этот способ пригоден для нарезания как наружных, так и внутренних резьб. В некоторых случаях для повышения производительности обработки за счет уменьшения числа рабочих ходов в качестве режущего инструмента используют резьбонарезные гребенки. Для нарезания наружной резьбы на винтах, болтах, шпильках и других подобных деталях применяют плашки; при этом участок детали, на котором нарезается резьба, должен иметь несколько меньший диаметр, чем наружный диаметр нарезаемой резьбы, что достигается предварительной обработкой. Внутренняя метрическая резьба диаметром до 50 мм может нарезаться метчиками.

Точение кольцевых канавок и отрезание готовой детали производят с поперечной подачей соответственно прорезными (канавочными) — рис.2.3, в, г и отрезными резцами (рис.2.3, з, и).

Обработку отверстий на токарно-винторезных станках выполняют с продольной подачей режущего инструмента (сверла, зенкера или развертки), который устанавливается в пиноль задней бабки (рис.2.3,д).

Конические поверхности на токарных станках обтачивают следующими способами: а — широкими резцами (рис.2.4,а), при этом длина образующей обычно не превышает 30 мм; б — с поворотом и ручной подачей каретки верхнего суппорта (рис.2.4,б), когда длина образующей не может быть больше величины хода каретки; в — со смещением корпуса задней бабки в поперечном направлении (рис.2.4,в), этот способ используют для обработки длинных поверхностей с небольшой конусностью (a £ 4°); г — с помощью конусной линейки (рис.2.4,г) — устройства, устанавливаемого на станине станка и обеспечивающего перемещение резца вдоль образующей конуса. Способы «а», «б» и «г» пригодны и для растачивания внутренних конических поверхностей.

В серийном производстве широко используются станки с числовым программным управлением (ЧПУ), построенные на базе универсальных токарно-винторезных станков.

а	б
в	г

Рис.2.4. Схемы обработки конических поверхностей на токарно-винторезном станке

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Обработка отверстий: виды операций и используемый инструмент

Обработка отверстий – это целый ряд технологических операций, целью которых является доведение геометрических параметров, а также степени шероховатости внутренней поверхности предварительно выполненных отверстий до требуемых значений. Отверстия, которые обрабатываются при помощи таких технологических операций, могут быть предварительно получены в сплошном материале не только при помощи сверления, но также методом литья, продавливания и другими способами.

Обработка высверленного отверстия цилиндрическим зенкером

Конкретный способ и инструмент для обработки отверстий выбираются в соответствии с характеристиками необходимого результата. Различают три способа обработки отверстий – сверление, развертывание и зенкерование. В свою очередь эти методы подразделяются на дополнительные технологические операции, к которым относятся рассверливание, цекование и зенкование.

Чтобы понять особенности каждого из вышеперечисленных способов, стоит рассмотреть их подробнее.

Сверление

Чтобы обрабатывать отверстия, их необходимо предварительно получить, для чего можно использовать различные технологии. Наиболее распространенной из таких технологий является сверление, выполняемое с использованием режущего инструмента, который называется сверлом.

Основные части спирального сверла

При помощи сверл, устанавливаемых в специальных приспособлениях или оборудовании, в сплошном материале можно получать как сквозные, так и глухие отверстия. В зависимости от используемых приспособлений и оборудования сверление может быть:

• ручным, выполняемым посредством механических сверлильных устройств или электро- и пневмодрелей;
• станочным, осуществляемым на специализированном сверлильном оборудовании.

Физика сверления отверстий

Использование ручных сверлильных устройств является целесообразным в тех случаях, когда отверстия, диаметр которых не превышает 12 мм, необходимо получить в заготовках из материалов небольшой и средней твердости. К таким материалам, в частности, относятся:

• конструкционные стали;
• цветные металлы и сплавы;
• сплавы из полимерных материалов.

Если в обрабатываемой детали необходимо выполнить отверстие большего диаметра, а также добиться высокой производительности данного процесса, лучше всего использовать специальные сверлильные станки, которые могут быть настольными и стационарными. Последние в свою очередь подразделяются на вертикально- и радиально-сверлильные.

Рассверливание – тип сверлильной операции – выполняется для того, чтобы увеличить диаметр отверстия, сделанного в обрабатываемой детали ранее. Рассверливание также выполняется при помощи сверл, диаметр которых соответствует требуемым характеристикам готового отверстия.

Физика рассверливания отверстий

Такой способ обработки отверстий нежелательно применять для тех из них, которые были созданы методом литья или посредством пластической деформации материала. Связано это с тем, что участки их внутренней поверхности характеризуются различной твердостью, что является причиной неравномерного распределения нагрузок на ось сверла и, соответственно, приводит к его смещению. Формирование слоя окалины на внутренней поверхности отверстия, созданного с помощью литья, а также концентрация внутренних напряжений в структуре детали, изготовленной методом ковки или штамповки, может стать причиной того, что при рассверливании таких заготовок сверло не только сместится с требуемой траектории, но и сломается.

При выполнении сверления и рассверливания можно получить поверхности, шероховатость которых будет доходить до показателя Rz 80, при этом точность параметров формируемого отверстия будет соответствовать десятому квалитету.

Зенкерование

При помощи зенкерования, выполняемого с использованием специального режущего инструмента, решаются следующие задачи, связанные с обработкой отверстий, полученных методом литья, штамповки, ковки или посредством других технологических операций:

• приведение формы и геометрических параметров имеющегося отверстия в соответствие с требуемыми значениями;
• повышение точности параметров предварительно просверленного отверстия вплоть до восьмого квалитета;
• обработка цилиндрических отверстий для уменьшения степени шероховатости их внутренней поверхности, которая при использовании такой технологической операции может доходить до значения Ra 1,25.

При зенкеровании прикладывается меньшая сила реза, чем при сверлении, и отверстие получается более точное по форме и размерам

Если такой обработке необходимо подвергнуть отверстие небольшого диаметра, то ее можно выполнить на настольных сверлильных станках. Зенкерование отверстий большого диаметра, а также обработка глубоких отверстий выполняются на стационарном оборудовании, устанавливаемом на специальном фундаменте.

Ручное сверлильное оборудование для зенкерования не используется, так как его технические характеристики не позволяют обеспечить требуемую точность и шероховатость поверхности обрабатываемого отверстия. Разновидностями зенкерования являются такие технологические операции, как цекование и зенкование, при выполнении которых используются различные инструменты для обработки отверстий.

Зенкеры конусные по металлу

Специалисты дают следующие рекомендации для тех, кто планирует выполнить зенкерование.

• Зенкерование следует проводить в процессе той же установки детали на станке, при которой осуществлялось сверление отверстия, при этом из параметров обработки меняется только тип используемого инструмента.
• В тех случаях, когда зенкерованию подвергается необработанное отверстие в деталях корпусного типа, необходимо контролировать надежность их фиксации на рабочем столе станка.
• Выбирая величину припуска на зенкерование, надо ориентироваться на специальные таблицы.
• Режимы, на которых выполняется зенкерование, должны быть такими же, как и при осуществлении сверления.
• При зенкеровании должны соблюдаться те же правила охраны труда и техники безопасности, как и при сверлении на слесарно-сверлильном оборудовании.

Зенкование и цекование

При выполнении зенкования используется специальный инструмент – зенковка. При этом обработке подвергается только верхняя часть отверстия. Применяют такую технологическую операцию в тех случаях, когда в данной части отверстия необходимо сформировать углубление для головок крепежных элементов или просто снять с нее фаску.

Чем различаются зенкование и цекование

При выполнении зенкования также придерживаются определенных правил.

• Выполняют такую операцию только после того, как отверстие в детали будет полностью просверлено.
• Сверление и зенкование выполняются за одну установку детали на станке.
• Для зенкования устанавливают небольшие обороты шпинделя (не больше 100 оборотов в минуту) и применяют ручную подачу инструмента.
• В тех случаях, когда зенкование осуществляется цилиндрическим инструментом, диаметр цапфы которого больше диаметра обрабатываемого отверстия, работу выполняют в следующей последовательности: сначала сверлится отверстие, диаметр которого равен диаметру цапфы, выполняется зенкование, затем основное отверстие рассверливается на заданный размер.

Целью такого вида обработки, как цекование, является зачистка поверхностей детали, которые будут соприкасаться с гайками, головками болтов, шайбами и стопорными кольцами. Выполняется данная операция также на станках и при помощи цековки, для установки которой на оборудование применяются оправки.

Развертывание

Процедуре развертывания подвергаются отверстия, которые предварительно были получены в детали при помощи сверления. Обработанный с использованием такой технологической операции элемент может иметь точность, степень которой доходит до шестого квалитета, а также невысокую шероховатость – до Ra 0,63. Развертки делятся на черновые и чистовые, также они могут быть ручными или машинными.

Цилиндрические ручные развертки 24Н8 0150

Рекомендации, которых следует придерживаться при выполнении данного вида обработки, заключаются в следующем.

• Припуски в диаметре обрабатываемого отверстия выбираются по специальным таблицам.
• При использовании ручного инструмента, который вращают только по часовой стрелке, сначала выполняют черновое, а потом чистовое развертывание.
• Обработку стальных деталей выполняют с обязательным использованием СОЖ, чугунных – всухую.
• Машинное развертывание проводят сразу после сверления на станке – с одной установки детали.
• Для контроля качества результата используют специальные калибры.

Технология обработки цилиндрических отверстий

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

На токарных станках обработка цилиндрических отверстий производится сверлами, зенкерами, развертками и расточными оправками с закрепленными в них резцами.

Сверление

Сверла с коническими хвостовиками устанавливают непосредственно в конусное отверстие пиноли задней бабки, а если размеры конусов не совпадают, то используют переходные втулки.

Для крепления сверл с цилиндрическими хвостовиками (диаметром до 16 мм) применяют сверлильные кулачковые патроны, которые устанавливают в пиноли задней бабки.

Перед сверлением отверстий заднюю бабку перемещают по станине на такое расстояние от заготовки, чтобы сверление можно было производить на требуемую глубину при минимальном выдвижении пиноли из корпуса задней бабки. Перед началом сверления заготовку приводят во вращение включением шпинделя.

Сверло плавно (без удара) подводят вручную (вращением маховика задней бабки) к торцу заготовки и производят сверление на небольшую глубину (надсверливают). Затем отводят инструмент, останавливают заготовку и проверяют точность расположения отверстия. Для того чтобы сверло не сместилось, предварительно производят центрование заготовки коротким спиральным сверлом большого диаметра или специальным центровочным сверлом с углом при вершине 90°. Благодаря этому в начале сверления поперечная кромка сверла не работает, что уменьшает смещение сверла относительно оси вращения заготовки. Для замены сверла маховик задней бабки поворачивают до тех пор, пока пиноль не займет в корпусе бабки крайнее правое положение, в результате чего сверло выталкивается винтом из пиноли. Затем в пиноль устанавливают нужное сверло.

При сверлении отверстия, глубина которого больше его диаметра, сверло (также как при работе на сверлильных станках), периодически выводят из обрабатываемого отверстия и очищают канавки сверла и отверстие заготовки от накопившейся стружки.

При ручном управлении станком трудно обеспечить постоянную скорость движения подачи. Для стабилизации скорости подачи используют различные устройства. Для механической подачи сверла его закрепляют в резцедержателе. Сверло 1 с цилиндрическим хвостовиком (рис. 4.29, а) с помощью прокладок 2 и 3 устанавливают в резцедержателе так, чтобы ось сверла совпадала с линией центров. Сверло 1 с коническим хвостовиком (рис. 4.29, б) устанавливают в державке 2, которую крепят в резцедержателе.

После выверки совпадения оси сверла с линией центров суппорт со сверлом вручную подводят к торцу заготовки и обрабатывают пробное отверстие минимальной глубины, а затем включают механическую подачу суппорта. При сверлении напроход перед выходом сверла из заготовки скорость механической подачи значительно уменьшают или отключают подачу и заканчивают обработку вручную.

При сверлении отверстий диаметром 5. 30 мм скорость подачи S = 0,1 . 0,3 мм/об для стальных деталей и S = 0,2. 0,6 мм/об для чугунных деталей.

Для получения более точных отверстий и для уменьшения увода сверла от оси детали используют рассверливание, т. е. сверление отверстия в несколько приемов. При сверлении отверстий большого диаметра (свыше 30 мм) также прибегают к рассверливанию для уменьшения осевого усилия. Режимы резания при рассверливании отверстий те же, что и при сверлении.

Зенкерование

Зенкером обрабатывают отверстия, предварительно штампованные, литые или просверленные. Зенкерование может быть как предварительной (перед развертыванием), так и окончательной обработкой. Кроме обработки отверстий, зенкеры применяются иногда для обработки торцовых поверхностей заготовок.

Для повышения точности зенкерования (особенно при обработке литых или штампованных глубоких отверстий) рекомендуется предварительно расточить (резцом) отверстие до диаметра, равного диаметру зенкера, на глубину, примерно равную половине длины рабочей части зенкера.

Зенкеры, как и сверла, устанавливают на токарных станках чаще всего в задней бабке или револьверной головке.

Развертывание

Для получения на токарных станках отверстий высокой точности и заданного качества обрабатываемой поверхности применяют развертывание.

При работе чистовыми развертками на токарных и токарно-револьверных станках применяют качающиеся оправки, которые компенсируют несовпадение оси отверстия с осью развертки. Для того чтобы обеспечить высокое качество обработки, сверление, зенкерование (или растачивание) и развертывание отверстия производят за одну установку заготовки в патроне станка.

Выбор режимов резания при обработке цилиндрических отверстий стержневыми инструментами на токарных станках производят по тем же таблицам справочника, что и при обработке на сверлильных станках. Однако, учитывая малую жесткость крепления стержневых инструментов на станках токарной группы, расчетные значения режимов на практике уменьшают.

Растачивание

Если диаметр отверстия превышает диаметр стандартных сверл или зенкеров, то такое отверстие растачивают. Растачивание применяют также при обработке отверстий с неравномерным припуском или с непрямолинейной образующей.

В зависимости от назначения различают токарные расточные резцы для обработки сквозных и глубоких отверстий. У токарных расточных стержневых резцов консольная часть выполнена круглой, а стержень для крепления резцов — квадратным; такими резцами можно растачивать отверстия диаметром 30. 65 мм. Для повышения виброустойчивости режущая кромка резцов выполнена по оси стержня.

На токарно-револьверных станках применяют расточные резцы круглого сечения, которые крепятся в специальных оправках-державках (рис. 4.30).

Форма передней поверхности и все углы у расточных резцов (за исключением заднего) принимаются такими же, как и у проходных, применяемых при наружном точении. Углы резания у расточных резцов можно изменять путем установки режущей кромки резцов относительно продольной оси детали (выше или ниже оси).

При растачивании резец находится в более тяжелых условиях, чем при наружном продольном точении, так как ухудшаются условия для отвода стружки, подвода СОЖ и отвода тепла.

Расточный резец по сравнению с токарным имеет меньшую площадь сечения державки и больший вылет, что обусловливает отжим резца и способствует возникновению вибраций; поэтому при растачивании, как правило, снимается стружка меньшего размера и снижается скорость резания.

При черновом растачивании стали принимают глубину резания до 3 мм; продольную подачу — 0,08. 0,2 мм/об; скорость резания — около 25 м/мин для резцов из быстрорежущей стали и 50. 100 м/мин для твердосплавных резцов.

При чистовом растачивании глубина резания не превышает 1 мм, продольная подача — 0,05. 0,1 мм/об, скорость резания — 40. 80 м/мин для резцов из быстрорежущей стали и 150. 200 м/мин для твердосплавных резцов.

3.11. Технология обработки цилиндрических отверстий

На токарных станках обработку отверстий производят в зависимости от вида заготовки, требуемой точности и шероховатости поверхности: сверлением, рассверливанием, зенкеро- ванием, растачиванием, развертыванием.

Отверстия делятся на сквозные (обрабатываемые на рабочий ход) и глухие (обрабатываемые на определенную глубину). По форме они бывают гладкие, ступенчатые, с канавками (рис. 3.31). Отверстия, длина которых превышает 5 диаметров, называют глубокими.

Выбор способа обработки отверстия зависит от того, для каких целей оно предназначено. Конструктор на чертеже указывает точность обработки и шероховатость поверхности сообразно служебному назначению деталей с отверстием.

Рис. 3.31. Формы цилиндрических отверстий; а — сквозные гладкие; 6 — сквозные ступенчатые; в — сквозные с канавкой; г — глухие гладкие; д — глухие ступенчатые

В таблице 3.2. указана точность обработки и шероховатость поверхности, получаемые при обработке отверстий различными способами.

Таблица 3.2. Точность и шероховатость поверхности, получаемой при обработке отверстий различными способами

Шероховатость поверхности Ка, мкм

Точность обработки, квалитеты

Сверление — основной технологический способ образования отверстий в сплошном материале обрабатываемой заготовки.

Для обработки отверстий сверлением применяются спиральные, пушечные, ружейные сверла. Сверлением можно получить отверстия точностью 11-12-го квалитета и шероховатость Яа 12,5. 25 мкм. Рассверливанием увеличивают диаметр ранее просверленного отверстия и при определенных условиях повышают его точность примерно на 1 квалитет.

В качестве режущих инструментов для сверления и рассверливания применяют преимущественно спиральные сверла.

Спиральное сверло (рис. 3.32) представляет собой двузубый режущий инструмент, состоящий из рабочей части, шейки и хвостовика. Рабочая часть включает режущую и направляющую части.

На рабочей части сверла выполнены две стружечные канавки, винтовая форма которых облегчает выход стружки из отверстия. С этой же целью на направляющей части предусмотрена небольшая обратная конусность (0,03. 0,12 мм на каждые 100 мм длины). Для увеличения прочности сверла глубина стружечных канавок постепенно уменьшается по направлению к хвостовику.

Режущая часть имеет две режущие кромки, которые в центре соединяются перемычкой (поперечной кромкой). Передняя поверхность зубьев является частью винтовой поверхности стружечной канавки, а задняя — поверхностью конуса, образующегося при заточке сверла.

Рис. 3.32. Элементы и геометрия спирального сверла

Хвостовики выполняют коническими (для сверл диаметром 6. 80 мм) по размерам стандартных конусов Морзе или цилиндрическими — для сверл малых диаметров до 20 мм. Конический хвостовик заканчивается лапкой. Лапка предназначена для выбивания сверла из гнезда шпинделя станка или переходной втулки, а шейка — для выхода шлифовального круга при шлифовании хвостовика и рабочей части.

Сверла изготавливаются из быстрорежущей стали Р6М5, а также оснащаются твердым сплавом ВК8. Сверла, оснащенные твердым сплавом, предусмотрены для сверления чугуна и труднообрабатываемых сталей.

Для создания благоприятных условий резания зубьям сверла придается форма клина, которая определяется главными углами: передним, углом заострения и задним. Передний угол в связи с винтовой формой стружечной канавки имеет наибольшее значение (20-30°). Заднему углу заточки по задним поверхностям придается также переменное значение для компенсации его уменьшения в работе: от 10-15° у периферии до 20-25° около оси.

Существенное влияние на сопротивление резанию оказывает угол при вершине сверла. С уменьшением этого угла общее сопротивление резанию возрастает, а усилие подачи, действующей вдоль оси сверла, уменьшается (табл. 3.3). Для сверл общего назначения угол при вершине выполняется в пределах 116-118°.

Таблица 3.3. Значение угла 2 — диаметр сверла, мм; ?/-диаметр отверстия в заготовке, мм.

Элементы режимов резания при сверлении нижеследующие. Глубиной резания I при сверлении является половина диаметра сверла:

Подача Б при сверлении и рассверливании соответствует осевому перемещению сверла за один оборот заготовки и выражается в миллиметрах на оборот.

Скорость резания г, м/мин, при сверлении зависит от диаметра сверла ?> и частоты вращения заготовки п, мин 1 :

Значения подачи и скорости резания принимаются по справочнику в зависимости от конкретных условий сверления.

Частота вращения шпинделя п, мин -1 , определяется по формуле

Подача сверла на токарных станках чаще всего осуществляется вручную. При работе с механической подачей для отверстий диаметром от 5 до 30 мм в стальных заготовках ее можно выбирать в пределах 0,1. 0,4 мм/об.

Скорость резания для быстрорежущих сверл при обработке отверстий в стальных и чугунных заготовках выбирают в пределах 20. 40 м/мин, для сверл, оснащенных пластинками твердого сплава, ее можно увеличить в 2-3 раза. Для сверл меньшего диаметра принимают большее значение скорости резания.

Глубокие отверстия обрабатываются пушечными и ружейными сверлами. Характерная особенность их конструкции — наличие одного зуба и большой направляющей поверхности.

При глубоком сверлении сверлом обычной конструкции неизбежен «увод» сверла в сторону из-за разности радиальных усилий на режущих кромках, что может привести к «разбивке» отверстия (увеличению диаметра), хотя ось отверстия остается прямолинейной. С целью предотвращения «увода» для сверления глубоких отверстий применяют специальные однокромочные (так называемые пушечные) сверла с прямой стружечной канавкой и четырехленточные сверла.

• 1. Каковы особенности геометрии спирального сверла?
• 2. Каковы приемы сверления на токарном станке?
• 3. Какие сверла применяют для глубокого сверления?

Основы токарной обработки

1. Схема резания и режимы резания

При токарной обработке, как и во всех случаях обработки резанием, имеет место относительное перемещение заготовки и инструмента. В относительном перемещении заготовки и инструмента различают главное движение, обеспечивающее образование стружки, и вспомогательное движение (движение подачи), которое делает процесс стружкообразования непрерывным.

При точении главным движением является вращательное движение заготовки, а вспомогательное движение — подача — обеспечивает перемещение резца вдоль обрабатываемой поверхности. Подача может осуществляться по прямой, параллельной оси вращения заготовки — продольная подача, перпендикулярной оси вращения — поперечная подача, используется также косая подача (при обработке конических поверхностей) и подача по криволинейной траектории (при обработке фасонных поверхностей).

Схемы резания при продольном точении и отрезке (или прорезании канавки)

Схема токарной обработки

В режим резания при токарной обработке входят три величины:

скорость резания — V , м/мин;
подача — S , мм/об;
глубина резания — t , мм.

Скорость резания – это скорость перемещения точки режущей кромки резца относительно обрабатываемой поверхности.

Подача – величина перемещения инструмента в направлении вспомогательного движения за время одного оборота заготовки. При расчетах времени обработки и производительности удобнее пользоваться размерностью подачи в мм/мин.

Глубина резания – толщина слоя металла, удаляемого за один проход инструмента. При точении,

где D — диаметр обрабатываемой поверхности,

d — диаметр обработанной поверхности.

При работе отрезным резцом в режим резания вместо глубины резания t входит ширина резания B (мм). Составляющие режимы резания выбирают в следующей последовательности: глубина резания, величина подачи, скорость резания. Глубину резания и величину подачи стремятся увеличить насколько это допустимо прочностью и жесткостью инструмента и заготовки, мощностью станка, шероховатостью поверхности и другими ограничивающими факторами.

Скорость резания рассчитывают по эмпирическим формулам, учитывающим влияние большого числа факторов, основными из которых являются материал заготовки, материал режущего инструмента, величины подачи и глубины резания, стойкость инструмента (время его работы между переточками), наличие или отсутствие охлаждения.

На практике величины составляющих режима резания колеблются в очень широких пределах: скорость резания от нескольких м/мин до нескольких сот м/мин, величина подачи от сотых долей мм до нескольких мм, глубина резания от сотых долей мм до 10-15 мми более.

При выполнении лабораторной работы режимы резания задаются в технологической карте или указываются преподавателем. По заданным режимам резания необходимо произвести настройку станка — установить с помощью рукояток управления частоту вращения шпинделя – n об/мин и величину подачи S мм/об.

где — заданная скорость резания, м/мин;

D — диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

1000 — коэффициент перевода м в мм.

Действительная скорость резания составит:
, м/мин

2. Основные виды токарной обработки и токарных резцов

Основное назначение точения — обработка поверхностей вращения (цилиндрических, конических и фасонных).

Большое разнообразие работ, выполняемых на станках токарной группы, обусловило наличие разнообразных токарных резцов.

Любой токарный резец состоит из рабочей части (головки) и стержня (державки), служащего для закрепления резца в резцедержателе станка.

Различают следующие основные типы токарных работ и токарных резцов.

Точение — обработка наружных поверхностей — выполняется проходными резцами: прямыми 1,2; отогнутыми 3,4; правыми 1,3; левыми 2,4.

Подрезание торца (торцевое точение) выполняют проходным упорным резцом 1, проходным отогнутым резцом 2 или подрезным резцом 3.

Отрезку и подрезание канавок выполняют отрезным резцом .

Растачивание сквозных и глухих предварительно просверленных отверстий большого диаметра осуществляют расточными резцами.

На токарном станке отверстия можно обрабатывать также сверлами, установленными в пиноли задней бабки, с ручной или механической подачей .

Фасонные поверхности обрабатывают специальными фасонными резцами (рис. 2.2, д) с поперечной подачей. Фасонные поверхности обрабатывают также проходными резцами с помощью копировальных устройств.

Обработку конических поверхностей осуществляют, проходными резцами при смещении задней бабки при угле конуса до 8° или с поворотом верхних поворотных салазок суппорта станка.

Нарезание резьбы производят наружными 1 или внутренними 2 резьбовыми резцами, профиль которых соответствует профилю нарезаемой резьбы.

Нарезание наружной резьбы может быть выполнено на токарном станке с помощью специального резьбонарезного инструмента — плашки.

3. Обработка отверстий на токарном станке сверлами

Сверление. Сверлением называется получение отверстия в сплошном материале с помощью сверла. При сверлении чаще всего применяют спиральные сверла. Спиральное сверло состоит из двух основных частей: рабочей части, включающей режущую часть; хвостовика цилиндрического или конического.

Угол при вершине конуса рабочей части сверла зависит от обрабатываемого материала, он может быть от 80-90° для мягких материалов до 130-140° для твердых.

Сверление на токарных станках производят обычно ручной подачей пиноли задней бабки, в которой закреплено сверло.

Скорость резания V при сверлении — окружная скорость наиболее удаленной от оси точки режущей кромки сверла.
, м/мин

где D — диаметр сверла, мм;

n — число оборотов заготовки (сверла), об/мин.

Подача при сверлении — перемещение сверла вдоль его оси за время одного оборота заготовки (сверла), мм.

Глубина резания при сверлении t — равна половине диаметра сверла (при сверлении в целом металле).

Глубина (длина) сверления l — равна пути, пройденному сверлом в процессе работы вдоль его оси.