Вопросы к экзамену токарное дело

  1. Устройство, назначение вертикально-фрезерных головок (станков)

Основное предназначение этих станков – это механическая обработка заготовок из черных и цветных металлов и сплавов. В качестве режущего инструмента применяются различные типы фрез (торцевые, концевые, шпоночные, угловые, фасонные и др.) Вертикально-фрезерные станки предназначены для обработки вертикальных и горизонтальных плоских поверхностей. Однако при использовании специальной оснастки (делительные головки и поворотные столы) появляется возможность механической обработки поверхностей расположенных по дуге окружности и концентрических канавок.

Металлорежущее оборудование данного типа состоит из станины, в корпусе которой разместилась коробка скоростей. Сверху на станине располагается шпиндельная бабка. Конструкция данного узла такова, что имеется возможность поворота бабки на определенный угол и изменять наклон оси шпинделя по отношению к рабочей поверхности стола. Основным движением резания является вращение режущего инструмента. Крутящий момент шпинделю передается от главного электродвигателя через коробку скоростей.

Обрабатываемая деталь устанавливается на столе, который может перемещаться в продольном и поперечном направлении по направляющим суппорта. Суппорт вертикально-фрезерного станка крепится к направляющим станины и может совершать перемещения в вертикальной плоскости. Во время механической обработки детали, расположенной на рабочем столе возможно одновременное перемещение по трем направлениям. Рабочая подача передается от главного привода через коробку подач, размещенную в суппорте станка.

Для надежной фиксации заготовки на рабочем столе используются различные приспособления (универсальные и специализированные). К первой группе приспособлений можно отнести станочные тиски, прихваты, призмы, подкладки УСП и др. При обработке больших партий заготовок возможно применение специализированной оснастки с пневмо- и гидроприводом. Применение данного типа приспособлений дает возможность увеличения производительности труда за счет сокращения времени на установку и закрепления детали.

Крайне необходимой оснасткой для вертикально-фрезерных станков являются делительные головки и поворотные столы. При помощи данных поворотных устройств возможна фрезерная обработка сложных криволинейных поверхностей. К числу обязательной технологической оснастки относятся и инструментальные оправки, предназначенные для закрепления в шпинделе станка различных типов фрез и передачи режущему инструменту крутящего момента.

Благодаря высокой жесткости конструкции оборудования и мощному электроприводу в качестве режущего инструмента можно использовать фрезы с ножами, выполненными из твердого сплава. Применение данного инструментального материала позволяет увеличить режимы обработки в несколько раз, и получить за счет экономии рабочего времени солидный экономический эффект.

  1. Силы резания

Сила резания – результирующая сил сопротивления перемещению, действующих на инструмент.

Силы резания являются важными параметрами процесса резания. От их величины зависит мощность, необходимая для осуществления резания. Они оказывают влияние на износ инструмента и вибрации, а значит, и на качество обработанной поверхности. Силы резания являются исходными данными при расчетах на прочность и жесткость режущих инструментов, элементов оснастки, узлов деталей металлорежущих станков.

На переднюю поверхность резца стружка давит с нормальной силой N1 (рис. 1). Вследствие движения стружки по передней поверхности возникает сила трения F1. На заднюю поверхность резца действуют силы: нормальная N2 и трения F2. Сложение сил N1 и F1 дает равнодействующую Q1, а сложение сил N2 и F2 – равнодействующую Q2. Сила R является равнодействующей всех сил, действующих на резец и называется силой резания.

Значение силы R зависит от ее составляющих N1, F1, N2, F2. Если силы N1 и F1 больше сил N2 и F2, то изменение силы R будет в значительной мере определяться изменением первых двух сил и наоборот.
Силы N2 и F2 невелики по сравнению с силами N1 и F1:
1) при работе острым резцом;
2) при преимущественном изнашивании резца по передней поверхности;
3) при наличии нароста, когда нет контакта задней поверхности с обрабатываемой деталью или он незначителен;
4) при снятии сравнительно толстых стружек.

Силы, действующие на переднюю поверхность резца, зависят от свойств обрабатываемого материала, размеров срезаемого слоя и других условий стружкообразования.
Силы, действующие на заднюю поверхность резца, в основном, зависят от свойств обрабатываемого материала, размеров заднего угла, размеров площади контакта и коэффициента трения на задней поверхности.
Силы N2 и F2 увеличиваются с повышением твердости обрабатываемого материала, с уменьшением заднего угла, с увеличением площадки контакта и коэффициента трения на задней поверхности инструмента, а также при обработке пластичных материалов, склонных к упрочнению.

  1. Режимы резания на токарно-расточном станке. Их зависимость от конструкции детали.

Режимы резания устанавливаются совокупностью значений глубины резания, подачи (или скорости движения подачи) и скорости резания, а также геометрических параметров и стойкости инструментов, силы резания. Параметры режима резания взаимосвязаны, поэтому нельзя произвольно изменять значение одного из них, не изменяя соответственно всех прочих.
Выбор режимов резания начинают с определения глубины резания. Она связана с припуском. На операциях окончательной обработки припуск составляет не более 0,5 мм. На промежуточных операциях припуск на обработку изменяется в пределах (0,5 – 5) мм. На операциях предварительной обработки заготовок в зависимости от их размеров и способа изготовления припуск может быть более 5 мм.
Значение подачи S, как и глубины резания, определяется видом технологической операции. Операции окончательной обработки ведут с подачами SO<0,1 мм. При операциях промежуточного формообразования подачу назначают в пределах SO=0,1…0,4 мм. На тяжелых станках обработку можно вести с глубиной резания до 30 мм и с подачей до 1,5 мм. Предварительное значение скорости резания V вычисляют при известных глубине резания и выбранном интервале подач S.
Основные задачи, которые решает технолог – найти такие режимы резания, при которых сочетание всех факторов обеспечит наилучшие условия обработки конкретной заготовки и минимальную стоимость продукции. Такие режимы называют оптимальными.
Обязательные элементы режима резания при любом виде лезвийной обработки следующие: глубина резания t, скорость резания V, скорость подачи S.
Рассмотрим элементы режима резания при точении:

  1. Глубина резания t (мм) – толщина слоя материала, срезаемая за один рабочий ход резца.
    При точении цилиндрической поверхности глубина резания равна полуразности диаметров до и после обработки, t = (D – d)/2; при подрезке канавок и отрезке глубина резания равна ширине отрезного резца. Рекомендуется глубину резания назначать равной расчетному максимально возможному значению.
  2. Скорость резания V (м/мин) – расстояние, пройденное точкой режущей кромки инструмента относительно заготовки в единицу времени.
    Скорость резания при точении назначается по эмпирической (выведенной экспериментально) зависимостям.
  3. Подача S (мм/об) – при точении это путь точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за один оборот заготовки.
    Назначается подача также по справочникам в зависимости от глубины резания и других условий резания. Обычно при точении S=(0,05 — 0,25) t.

Режим резания выбирают в зависимости от конструкции, свойств обрабатываемого материала, жесткости технологической системы, вида обработки (черновой, чистовой или отделочной) и других условий резания.

  1. Требования безопасности при закреплении инструмента в центрах делительной головки

При обработке зубьев, шлицев, пазов, нарезании винтовых канавок и других операциях на фрезерных станках часто применяют делительные головки. Делительные головки, как приспособления, используют на консольных универсально-фрезерных и широкоуниверсальных станках. Различают простые и универсальные делительные головки.
При закреплении заготовки в центрах делительной головки должны быть соблюдены следующие правила: не должно нарушаться положение, достигнутое при ее установке; закрепление должно быть таким, чтобы положение заготовки оставалось неизменным; возникающие при закреплении деформации заготовки и смятие ее поверхностей должны находиться в допустимых пределах.
Выполнение указанных правил достигается рациональным выбором схемы закрепления и величины зажимного усилия.
При выборе схемы закрепления детали необходимо пользоваться следующими соображениями:

  1. Для уменьшения усилия зажима заготовку необходимо установить так, чтобы сила резания была направлена на установочные элементы приспособлений (опорный штырь, палец и др.), расположенные на линии действия этой силы или вблизи нее
  2. Для устранения возможного сдвига детали при закреплении усилие зажима Q следует направлять перпендикулярно к поверхности установочного элемента.
  3. В целях устранения деформации детали при закреплении необходимо, чтобы линия действия усилия зажима пересекала установочную поверхность установочных элементов.
  4. Для уменьшения смятия поверхностей при закреплении заготовок необходимо применять в зажимных устройствах такие контактные элементы, которые позволяют распределить усилие зажима между двумя, тремя точками или рассредоточить по кольцевой поверхности.
  5. Приёмы растачивания вертикальных и горизонтальных плоскостей

Растачивание производят для обработки отверстий, имеющихся в заготовке (отливке или поковке), и исправления положения оси ранее просверленного отверстия. Растачивание может производиться резами или многолезвийными инструментами (зенкерами и расточными головками) при вращении инструмента (на сверлильных и расточных станках) или при вращении заготовки (станки токарной группы).
Как и при сверлении на положение и прямолинейность оси отверстия после растачивания оказывает влияние способ обработки: растачивание с вращением заготовки позволяет обеспечить прямолинейную ось отверстия, совпадающую с осью вращения шпинделя станка.
При растачивании с вращением инструмента применяют направляющие втулки для обеспечения меньшего увода оси отверстия и большей ее прямолинейности.

Наиболее/распространенной схемой процесса растачивания является растачивание отверстия во вращающейся детали, закрепленной в патроне или в специальном приспособлении на шпинделе станка.

Выбор того или иного способа растачивания зависит от размеров и веса обрабатываемых деталей, диаметра шпинделя, его вылета и оснащенности станка.

Первый способ применяется в тех случаях, когда вылет шпинделя при соответствующем значении диаметров растачиваемого отверстия не будет превышать определенную величину. Вылет шпинделя складывается из расстояния между деталью и планшайбой станка и из длины растачиваемого отверстия.
Способ растачивания отверстия вылетом шпинделя является наиболее удобным и экономически выгодным. Он применяется при обработке некрупных станин, траверс и архитравов с диаметором отверстий 450—500 мм и длиной растачиваемых отверстий, не превышающей 2,5—3 диаметров.
Сущность следующих двух способов растачивания вылетом шпинделя с переустановкой или поворотом детали на столе состоит в том, что все отверстия с одной стороны последовательно растачиваются предварительно, а затем в размер с выдерживанием координат по нониусу с точностью до 0,1 мм. После переустановки или поворота детали на столе выполняются те же переходы с другой стороны, с обеспечением концентричности растачиваемых отверстий в пределах технических требований.
Растачивание этими способами может производиться во всех случаях, когда диаметр и вылет шпинделя позволяют выполнить эту работу без снижения производительности. Трудность способа растачивания отверстий с переустановкой детали состоит в том, что как при первой установке, так и при последующей переустановке требуется очень тщательная выверка детали в трех направлениях для обеспечения необходимой точности. В этом отношении способ растачивания с поворотом детали более выгоден, так как не требует кропотливой выверки детали и выполнения крановых операций, связанных с переустановкой, кроме выверки, связанной с поворотом стола.
Четвертый способ растачивания с применением борштанги используется в тех случаях, когда диаметр отверстий или вылет шпинделя превышает допустимые пределы консольной обработки. Ограниченное применение этого способа связано, во-первых, с затратой большого времени на подготовку оснастки (подбор и установка люнетной стойки, установка борштанги, многократная их переустановка при растачивании очередных отверстий и т. д.) и, во-вторых, со сложностью установки борштанги по центру растачиваемого отверстия.
Могут быть случаи, когда для некоторых деталей рассматриваемой группы приходится применять различные способы обработки. Одни отверстия следует растачивать вылетом шпинделя с одной установки, другие —с поворотом или с переустановкой детали, а третьи — с применением борштанги.

  1. Зависимость технологического процесса от конструкции и размеров детали, требуемой точности и шероховатости обработки

От конструкции и размеров детали зависит число операций, проходов и переходов, которое назначается при разработке процесса обработки на станке и, наряду с параметрами режима, составляет содержание разрабатываемой технологии обработки резанием, оказывая существенное влияние на точность и производительность обработки.
Увеличение числа проходов при выполнении перехода является эффективным способом повышения точности обработки при выполнении операций.

К конструкциям деталей, обрабатываемых точением, предъявляется ряд требований, обеспечивающих их технологичность при обработке. Технологичной является конструкция детали, масса которой уравновешена относительно оси вращения, отсутствуют нежесткие валы и втулки; в чертеже детали используются одинаковые радиусы скруглений; режущий инструмент имеет свободный вход и выход из материала заготовки; отсутствуют фасонные поверхности, требующие изготовления фасонных резцов; диаметры ступеней ступенчатых валов располагаются по возрастающей степени; участки вала или отверстия, имеющие один и тот же размер, но разный допуск, разделены кольцевой разделительной канавкой.

По технологическим возможностям точение условно подразделяется на черновое, получистовое, чистовое и тонкое. К черновому точению относят обдирку, отрезку и подрезку торцов заготовок. Обычно черновое точение используют для предварительной обработки заготовок за один проход. Чистовое многопроходное обтачивание и растачивание обеспечивают обработку по 8—10-му квалитету и шероховатость поверхности v — v . Тонкое точение позволяет при обтачивании получить 6—7-й квалитет и шероховатость т.

Основная область применения процесса шлифования — чистовая и отделочная обработка деталей для обеспечения высокой точности размеров и малой шероховатости поверхности. Кроме того, шлифование используется как один из методов размерной обработки труднообрабатываемых материалов: керамики, металлов, твердых сплавов, деталей из закаленных сталей и т.д.

Шлифование обеспечивает размеры по 5—8-му квалитету и следующие значения шероховатости поверхности.

  1. Установка, регулировка зажимных и подающих устройств рабочего хода суппорта

Суппорт универсального токарного станка предназначен для перемещения закрепленного в резцедержателе резца вдоль оси шпинделя, поперек оси шпинделя и под углом к оси шпинделя.

Суппорт станка имеет крестовую конструкцию и состоит из трех основных движущихся узлов — каретка суппорта, поперечные салазки суппорта, резцовые салазки. В технической литературе эти узлы называют по разному, например, каретка суппорта может называться — нижние салазки, продольные салазки, продольная каретка. В нашем описании мы будем придерживаться терминологии из Руководства по эксплуатации станка 1к62.

Суппорт состоит из следующих основных частей (рис.):

  1. Каретка для продольного перемещения суппорта по направляющим (продольные салазки, нижние салазки)
  2. Станина станка
  3. Поперечные салазки (поперечная каретка)
  4. Резцовые салазки (верхние салазки, поворотные салазки)
  5. Винт ходовой подачи поперечной каретки
  6. Гайка безлюфтовая разъемная
  7. Рукоятка ручной подачи поперечной каретки
  8. Зубчатое колесо для механической подачи поперечной каретки
  9. Поворотная плита
  10. Резцедержатель четырехпозиционный

В круговых направляющих поперечной каретки 3 установлена поворотная плита 9, в направляющих которой перемещаются резцовые салазки 4 с четырехпозиционным резцедержателем 10. Такая конструкция позволяет устанавливать и зажимать болтами поворотную плиту с резцовыми салазками под любым углом к оси шпинделя. При повороте рукоятки 11 против часовой стрелки резцедержатель 10 приподнимается пружиной 12 — одно из нижних отверстий его сходит с фиксатора. После фиксации резцедержателя в новом положении его зажимают, повернув рукоятку 11 в обратном направлении.

Каретка суппорта
Каретка суппорта (нижние салазки, продольные салазки) перемещается по направляющим станины вдоль оси шпинделя. Каретка приводится в движение как вручную, так и механически с помощью механизма подачи. Движение каретке передается с помощью фартука, жестко закрепленного на каретке. Каретку можно зажать на станине прижимной планкой и винтом для проведения тяжелых торцовочных работ.
В фартуке размещены механизмы и передачи, предназначенные для преобразования вращательного движения ходового валка и ходового винта в прямолинейно-поступательное движение каретки суппорта, продольных и поперечных салазок. Фартук жестко скреплен с кареткой суппорта.
В верхней части каретки перпендикулярно оси шпинделя расположены направляющие в форме ласточкина хвоста для установки поперечных салазок суппорта.

Поперечные салазки суппорта
Поперечные салазки суппорта установлены на каретке суппорта и перемещается по направляющим каретки в форме ласточкина хвоста под углом 90° к оси шпинделя. Поперечные салазки также приводятся в движение как вручную, так и механически механизмом подачи. Поперечные салазки перемещаются в направляющих нижних салазок с помощью ходового винта и безлюфтовой гайки. При ручной подаче винт вращается с помощью рукоятки 7, а при механической — от зубчатого колеса 8.
Точное перемещение салазок определяется с помощью лимба.

На поперечные салазки может быть установлен задний резцедержатель, используемый для проточки канавок и для других работ, выполняемых с поперечной подачей.

В верхней части поперечных салазок расположены круговые направляющие для установки и закреления поворотной плиты с резцовыми салазками.

Резцовые салазки
Резцовые салазки (верхние салазки) установлены на поворотной части поперечной каретки и перемещаются по направляющим поворотной части, смонтированной в круговой направляющей поперечных салазок. Это позволяет резцовые салазки вместе с резцедержателем устанавливать под любым углом к оси станка при обтачивании конических поверхностей.
Резцовые салазки перемещаются по направляющим поворотной части, смонтированной в круговой направляющей поперечных салазок. Это позволяет устанавливать верхние салазки вместе с резцедержателем при отпущенных гайках под углом к оси шпинделя станка от —65° до +90° при обтачивании конических поверхностей. При повороте зажимной рукоятки против часовой стрелки осуществляется разжим резцовой головки и вывод фиксатора, а затем поворот ее в нужное положение. Обратным вращением рукоятки резцовая головка зажимается в новом зафиксированном положении. Головка имеет четыре фиксированных положения, но может быть также закреплена в любом промежуточном положении.
На верхней поверхности поворотной части расположены направляющие в форме ласточкина хвоста, по которым при вращении рукоятки перемещается — резцовые (верхние) салазки суппорта.
Резцовые салазки несут на себе четырехгранную резцовую головку для закрепления резцов и имеют независимое ручное продольное перемещение по направляющим поворотной части суппорта.
Точное перемещение салазок определяется с помощью лимба.

Оцените статью
Поделиться с друзьями
BazaDiplomov