Содержание
Введение
1. Сущность токарной обработки. Основные виды токарных работ
2. Обработка конструкционных материалов на малогабаритномширокоуниверсальном станке
3. Правила эксплуатации токарных станков. Типовые отказы и методы ихустранения
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Токарная обработка является одной изразновидностей обработки металловрезанием. Она осуществляется срезанием споверхностей заготовки определенного слоя металла (припуска) резцами, сверламии другими режущими инструментами.
Вращение заготовки, посредством которогосовершается процесс резания, называется главным движением, а поступательноеперемещение инструмента, обеспечивающее непрерывность этого процесса,— движениемподачи. Благодаря определенному сочетанию этих движений на токарных станкахможно обрабатывать цилиндрические, конические, фасонные, резьбовые и другиеповерхности.
При токарной обработке измерительныеинструменты применяются для определения размеров, формы и взаимногорасположения отдельных поверхностей деталей как в процессе их изготовления, таки после окончательной обработки. В единичном и мелкосерийном производствеиспользуются универсальные измерительные инструменты — штангенциркули,микрометры, нутромеры и др., а в крупносерийном и массовом — предельныекалибры.
Целью данной работы является определение сущности иособенностей организации токарной обработки, характеристика основных видовтокарных работ, а также рассмотрение правил эксплуатации токарных станков.
Теоретической и методологической основой работы являетсяанализ учебной, научно-практической, социально-экономической, а такжесправочной литературы, список которой прилагается.
1. Сущность токарной обработки. Основныевиды токарных работ
На токарных станках выполняют обтачиваниецилиндрических поверхностей, подрезание торцов, вытачивание наружных канавок,отрезание металла, сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание,растачивание отверстий и внутренних канавок, центрование, обработку,поверхностей фасонными резцами, нарезку резьбы плашками, метчиками, резцами, резьбонакатнымиголовками, обработку конических поверхностей.
Основными инструментами при токарной обработкеявляются резцы. В зависимости от характера обработки резцы бывают черновые ичистовые. Геометрические параметры режущей части этих резцов таковы, что ониприспособлены к работе с большой и малой площадью сечения срезаемого слоя. По формеи расположению лезвия относительно стержня резцы подразделяют на прямые (рис. 1,а), отогнутые (рис.1, б), и оттянутые (рис.1, в). Уоттянутых резцов ширина лезвия обычно меньше ширины крепежной части. Лезвиеможет располагаться симметрично
/>
Рис.1. Разновидности токарных резцов: а— прямые, б — отогнутые, в — изогнутые, г — оттянутые по отношению коси державки резца или быть смещено вправо или влево.
По направлению движения подачи резцы разделяют на правыеи левые. У правых резцов главная режущая кромка находится со стороны большогопальца правой руки, если наложить ее на резец сверху (рис.1.2, а). В рабочемдвижении такие резцы перемещаются справа налево (от задней бабки к передней). Улевых резцов при аналогичном наложении левой руки главная режущая кромка также находитсясо стороны большого пальца (рис.1, б). Такие резцы в движении подачиперемещаются слева направо. По назначению токарные резцы разделяют напроходные, расточные, подрезные, отрезные, фасонные, резьбовые и канавочные. Чтобыобеспечить требуемую точность и качество поверхности детали при сохранениивысокой производительности труда, необходимо правильно выбрать геометрию резца.Важную роль здесь играют углы в плане. Углами в плане (рис.2) называются углымежду режущими кромками резца и направлением подачи: (φ — главный угол вплане, φ 1 — вспомогательный угол в плане, ε — угол при вершине(ε = 180° — (φ — (φi). Углы φ и φ1 зависятот заточки и установки резца, а угол ε— только от заточки. Прималом угле φ в работе участвует большая часть режущей кромки, улучшается отводтеплоты, повышается стойкость резца. При большом угле φ работает меньшаячасть режущей кромки, поэтому стойкость резца снижается. При обработке длинной итонкой заготовки, когда возникает опасность ее прогиба, применяют резцы сбольшим углом φ, так как при этом отжимающее усилие будет меньше. Для формоизменениязаготовок большого диаметра выбирают φ = 30 -45°, для тонких (нежестких) —φ = 60 — 90°.
/>
Рис.2. Углы резцов в плане
Вспомогательныйугол φ1 — угол между вспомогательной кромкой и направлением подачи. Еслиφ1 мал, то из-за некоторого отжима резца вспомогательная кромка врезаетсяв обработанную поверхность и портит ее.
/>
Рис.3.Типы токарных резцов: о — проходные прямые и б — проходные отогнутые, в— проходные упорные, г, д — подрезные, е — расточные проходные, ж —расточные упорные, а — отрезные, и —фасонные, к —резьбовые
Большой угол φ 1 неприемлем из-за ослаблениявершины резца. Обычно φ1 = 10— 30°. Проходные прямые (рис.3, а) иотогнутые (рис.3, б) резцы применяют для обработки наружных поверхностей.Для прямых резцов обычно главный угол в плане φ = 45- 60°, а вспомогательныйφ1== 10-15°. У проходных отогнутых резцов углы в плане φ = φ1 =45°. Эти резцы работают как проходные при продольным движении подачи и какподрезные при поперечном движении подачи. Для одновременной обработки цилиндрическойповерхности и торцовой плоскости применяют проходные упорные резцы (рис.3, в),работающие с продольным движением подачи. Главный угол в плане φ = 90°.Подрезныерезцы применяют для подрезания торцов заготовок. Они работают с поперечнымдвижением подачи по направлению к центру (рис.1.4, г) или от центра(рис.3, д) заготовки. Расточные резцы используют для растачиванияотверстий, предварительно просверленных или полученных штамповкой или литьем.Применяют два типа расточных резцов: проходные — для сквозного растачивания(рис.3, с), упорные — для глухого (рис.3, ж). Они различаются формойлезвия. У проходных расточных резцов угол в плане φ = 45-60°, а уупорных — угол φ несколько больше 90°. Отрезные резцы применяют для разрезаниязаготовок на части, отрезания обработанной заготовки и протачивания канавок.Они работают с поперечным движением подачи (рис.3, з). Отрезной резецимеет главную режущую кромку, расположенную под углом φ = 90° и двевспомогательные с углами φ1 = 1-2°. Фасонные резцы применяют для обработкикоротких фа сонных поверхностей с длиной образующей линии до 30-40 мм. Форма режущей кромки фасонного резца соответствует профилю детали. По конструкции такие резцыподразделяют на стержне вые, круглые, призматические, а по направлению движенияподачи — на радиальные и тангенциальные. На токарновинторезных станках фасонныеповерхности обрабатывают, как правило, стержневыми резцами, которые закрепляютв резцедержателе станка (рис.3, и). Резьбовые резцы (рис.3, к)служат для формирования наружных внутренних резьб любого профиля: прямоугольного,треугольного, трапецеидального. Форма их режущих лезвий соответствует профилю иразмерам поперечного сечения нарезаемых резьб.
По конструкции различают резцы цельные,изготовленные из одной заготовки; составные (с неразъемным соединением егочастей); с припаянными пластинами; с механическим креплением пластин (рис.4).
/>
Рис.4. Типы токарных резцов поконструкции: цельные (а, б) составные с припаянными (в) или смеханическим креплением (г) пластинами
Державки резцов обычно изготавливают изконструкционных сталей 40, 45, 50 и 40Х с различным сечением: квадратным, прямоугольным,круглым и др. Резцы с механическим креплением твердосплавных пластин имеют значительныепреимущества перед напайными резцами, так как при такой конструкциипредотвращается возможность появления трещин в пластиках при напайке,удлиняется срок службы крепежной части резца.
/>
Рис.5. Многогранные режущие пластины
Многогранные режущие пластины изготовляют с тремя,четырьмя, пятью и шестью гранями (рис.5). Для того чтобы создать положительныйугол на передней поверхности пластины, вдоль режущих кромок делают лунки ифаски методом прессования с последующим спеканием.
/>
Рис.6. Вращающийся центр
/>
Рис.7. Самоцентрирующийся трехкулачковый патрон
Универсальность металлорежущего станка расширяется применениемпринадлежностей и приспособлений. На токарном станке основными из них являются:патроны, центры (рис.6), люнеты. Применяются и вспомогательные приспособления:сверлильный патрон, переходные втулки, хомутики. Из патронов наибольшее распространениеполучил самоцентрирующийся трех кулачковый патрон (рис.7). Его конструкция обеспечиваетодновременное перемещение трех кулачков в радиальном направлении, благодарячему заготовка устанавливается по оси шпинделя.
/>
Рис.8. Планшайба
При несимметричном сечении заготовок, когда правильноеее закрепление в трех кулачковом патроне невозможно, применяют четырехкулачковый патрон с раздельным зажимом кулачков или планшайбу (рис.8).
При обработке в центрах, для придания вращениязаготовке, применяют поводковые патроны (рис.9). При наружной обработкедлинномерных заготовок малого диаметра с целью предотвращения прогибаиспользуют неподвижный (рис.10, а) или подвижный (рис.10, б) люнеты.
/>
Рис.9. Обработка в центрах: 1 —поводковый патрон, 2 — передний центр, 3 — хомутик, 4 — задний патрон, 5 —пиноль задней бабки
Конические поверхности на токарном станкеобрабатывают следующим способами: широким, токарным резцом, поворотом верхнихсалазок, смещением корпуса задней бабки в поперечном направлении и с помощью копирнойили конусной линейки.
/>
Рис.10. Обработка длиномерных заготовокс использованием неподвижного (а) и подвижного (б) люнетов
Широким резцом (рис.11, а) обтачивают обычнокороткие конические поверхности с длиной в 25- 30 мм.
При обработке конических поверхностей поворотомверхнего суппорта (рис.11, б) его устанавливают под углом, равным половинеугла при вершине обрабатываемого конуса. Обработка ведется при ручной подаче.Угол поворота определяется по формуле
/>
/>/>
Рис.11.Способы обтачивания конусов: а — широким резцом, б- поворотом верхнегосуппорта, в -смещением корпуса задней бабки; г __ с помощью конусной линейки,1- поворотная линейка, 2- ползушка, 3 — неподвижная линейка, 4 — винт, 5 —шкала, 6- тяга 7 — кронштейн, 8 -салазки, 9 –корпус где Dud—диаметрыобрабатываемых конических поверхностей, мм; l—высота конуса,мм.
Смещениемкорпуса задней бабки в поперечном направлении (рис.11, в) обтачиваетдлинные конические поверхности с небольшим углом конуса при вершине (до 12°).При этом смещение заднего центра в поперечном направлении определяется извыражения
/>
гдеL— общая длина обрабатываемой заготовки, мм.
Способ обработки конических поверхностей с помощьюконусной линейки (рис.11, г), прикрепляемой к станине станка, позволяетполучать коническую поверхность с углом при вершине до 40°. Обработка ведется свключением механической подачи.
В зависимости от формы и размеров заготовокприменяют различные способы их закрепления. При отношении длины заготовки кдиаметру L/D 10 используют люнеты.
/>
Рис.12. Обработка в центрах: 1 -поводковыйпатрон, 2 — хомутик, 3 — гайка, 4 -стержень, 5 -гайка, 6 — вращающийся центр, 7- втулка, 8 — передний центр
Распространенным способом является обработка вцентрах (рис. 12), так как она позволяет переставлять деталь со станка на станокбез последующей выверки. При этом в торцах обрабатываемой детали предварительнозасверливают центровые отверстия. Форма и размеры центровых отверстий (рис.12)стандартизованы. При установке на станке в эти отверстия входят острия центровпередней и задней бабок станка. Для передачи вращения от шпинделя переднейбабки к обрабатываемой детали применяют поводковый патрон 1 (рис.12),устанавливаемый на шпинделе, и хомутик 2, закрепленный на заготовке.
/>
Рис.13. Центровые отверстия (а) иинструмент (б) — цилиндрическое сверло, (в) — зенковка, (г, д) —комбинированые сверла
Центры устанавливаются в шпинделе станка и пинолизадней бабки. Центр, установленный в шпинделе, вращается вместе с заготовкой. Простойцентр (рис.13, а), установленный в пиноли задней бабки, не вращается,поэтому изнашивается сам и изнашивает центровое отверстие заготовки. Дляпредотвращения износа применяют вращающийся центр Иногда используют: срезанныйцентр при подрезке торца; обратный центр (рис13, б) при обтачиваниизаготовок небольшого диаметра (до 5 мм).
/>
Рис.14.Токарные центры: а — простой центр (1 — конус, 2 — шейка, 3 — конус, 4 —хвостовик); б — обратный центр
2.Обработка конструкционных материалов на малогабаритном широкоуниверсальномстанке
Назначение и область применения станка
Малогабаритный широкоуниверсальный станок мод.ЕРТ03 (ЕРТ03-1)предназначен для различных видов механической обработки деталей изметаллов, пластмасс и древесины. Отличительной особенностью станка модели ЕРТ03(ЕРТ03-1) является возможность переналадки базового токарного варианта вразличные горизонтально-вертикально-фрезерные сверлильные и деревообрабатывающиеналадки. На станке можно выполнять токарные, резьбонарезные,сверлильно-расточные и фрезерные операции. Дополнительные приспособления иоснастка дают возможность проводить на станке и такие операции как отрезка,распиловка, прорезка пазов, строгально-фуговальные операции при обработкедревесины, а также зачистка, шлифование и полирование поверхностей деталей,заточка инструмента.
/>
Рис.15.Малогабаритный широкоуниверсальный станок мод.ЕРТ03(ЕРТ03-1)
Основные узлы и органы управления станком (рис. 2.1.):
1 — основание (станина) станка;
2 — рукоятка включения механической продольной подачи;
3 — крышка гитарысменных зубчатых колес продольной подачи (коробка подач);
4 — рукояткапереключения диапазонов (А и Б) частот вращения шпинделя ;
5 — шпиндельнаякоробка;
6 — индикаторвключения электрооборудования;
7 — рукоятка включенияпрямого или обратного вращения шпинделя;
8 — кнопка «пуск»включения блока электрооборудования станка;
9 — кнопка «стоп»для выключения блока электрооборудования станка)
10 — крышкашпиндельной коробки;
11 — стойка вертикальногоперемещения шпиндельной коробки с подвижной кареткой;
12 — крышка блокаэлектрооборудования станка;
13 — маховиквертикального перемещения шпиндельной коробки;
14 — винтвертикального перемещения стойки;
15 — кожух огражденияэлектродвигателя и блока электрооборудования станка;
16 — болткрепления каретки на стойке вертикального перемещения шпиндельной коробки;
17 — трехкулачковый патрон;
18 — резцедержка;
19 — суппорт;
20 — рукоятказажима пиноли задней бабки;
21 — задняя бабка;
22 — маховикперемещения пиноли задней бабки;
23 — маховикручного продольного перемещения суппорта;
24 — ходовой винтпродольного перемещения суппорта;
25 — маховикпоперечного перемещения стола суппорта.
Основныетехнические характеристики станкаНаибольшие размеры обрабатываемого изделия, мм: — в центpax (диаметр х длина) 105 х 440 (105х220) — в патроне (диаметр над суппортом) 230 — на столе (длина х ширина х высота) 140 х 160 х 180 Наибольший диаметр устанавливаемого изделия на планшайбе или в патроне, мм 600 Наибольший диаметр сверления, мм 10 Диаметр отверстия в шпинделе, пинали задней Конус Морзе 2 АТ6 бабки и вертикально-фрезерной головки (ГОСТ 2848-75) Наибольшие перемещения рабочих органов, мм: — продольное суппорта при точении 440 (220) — продольное суппорта при фрезеровании 600 (480) — поперечное суппорта 100 — вертикальное шпиндельной коробки 180 — пиноли задней бабки 50 Наибольшие наладочные перемещения стойки, мм: — вертикальное 80 — горизонтальное 420 Наибольший ход зажимных губок тисок, мм 100 Поворот резцедержки, град. 90 х 4 Наибольшие размеры деревообработки, mmi — толщина распиловки (дисковой пилой) 35 — ширина фугования 100 Наибольший ход вертикального стола, мм 100 Наибольший ход подвижной резцедержки, мм 70 Угол поворота подвижной резцедержки, град 45 Наибольший угол поворота вертикально-фрезерной головки, град 45 Количество ступеней частот вращения шпинделя 6 Диапазон частот вращения шпинделя, 1/мин. 160...2500 Продольная механическая подача, мм/об. 0,1… 0,16 Шаг нарезаемых резьб: — метрических, мм 0,5...2,5 — дюймовых, п/1» (ниток на дюйм) 10...20 Цена деления лимба маховика, мм — суппорта, шпиндельной коробки и продольной подачи 0,02 — пиноли задней бабки 0,04 Мощность электродвигателя, квт 0,37 Питание электрооборудования Однофазное, 220B; 50 Гц Габарит станка (длина х ширина х высота), мм 1120х680х640 Масса (без оснастки и инструмента), кг 160
3.Правила эксплуатации токарных станков.
Типовыеотказы и методы их устранения. Основными факторами,определяющими эксплуатацию токарных станков являются: вращающиеся станочныеприспособления (патроны) и заготовки, а также образующаяся в процессерезания стружка. При работе с высокими скоростями резанияособое внимание должно быть уделено правильному и надежномузакреплению заготовок. Отказы при точении и способы их устранения. Точность при чистовыхвидах точения может достигать 7-8-го квалитета, а шероховатость обработанной поверхности — 1,6-3,2 мкм. Разрезание заготовок на токарных станках выполняют отрезными резцами, которые по конструктивному исполнениюмогут быть прямыми и обратными.Прямые отрезные резцы имеют длинную и узкую головку для прорезания заготовки до центра с наименьшим расходом материала встружку. Однако, они обладают недостаточной прочностью и жесткостью, что следует учитывать при ихисполнении. Поэтому место реза должнобыть как можно ближе к кулачкам патрона, на расстоянии не более одного диаметра заготовки. Отрезнойрезец устанавливают строго на уровне линии центров станка и перпендикулярно коси заготовки.
При разрезаниизаготовок больших диаметров возможна поломка резца в концепрохода в результате того, что тонкая перемычка под действиемсил тяжести и резания прогибается и отрезной резец защемляетсяв прорези. В этом случае необходимо, не доходя до центра примерно 1,5-2,0 мм, вывести резец из прорези, выключить вращение шпинделя и отпилить отрезаемую часть вручную.Запрещается поддерживать руками в процессе резания отрезаемую часть заготовки.Выход стружки из узкой и глубокой прорези сильно затруднен. В этом случаеразрезание следует выполнять поочередным расширением прорези.
Перед сверлением, зенкерованием илиразвертываньем токарный станок следует тщательно выверить на соосность центров.
Важными условиями операции сверления являются; прочное закрепление заготовки, перпендикулярность ее торца осивращения, отсутствие на торцевыпуклостей, задание первоначального направления сверлу. Для этого заготовку в станочномприспособлении устанавливают с возможнонаименьшим вылетом, а торец перед сверлением гладко подрезают. Для заданияпервоначального направления сверлу в центре торца делают углублениецентровочным сверлом или коротким жестким сверлом; глубина сверления приблизительно должна быть равной диаметру получаемого отверстия.
Сверление отверстийбольшого диаметра с ручной подачей затруднено из-за необходимостиприложения со стороны токаря больших усилий. Поэтому отверстиядиаметром свыше 20 мм следует обрабатывать последовательно двумясверлами. Диаметр первого сверла выбирают примерно равным половинедиаметра получаемого отверстия. Благодаря этому перемычка второгосверла не участвует в резании и, соответственно, усилие подачизначительно снижается.
Опиливание применяютдля зачистки поверхностей, удаления заусенцев, снятия небольших фасоки т.п. Его выполняют напильниками разнообразной формы и сразличной насечкой. Применять можно только напильники с целой и плотнонасаженной ручкой. Так как опиливание производят вручную, то дляпредотвращения травмирования, токарь должен стоять примерно подуглом 45° к оси центров станка с разворотом вправо. Ручку напильника следуетзажимать в левой руке, а противоположный его конец удерживатьпальцами правой.
Полирование применяютдля снижения шероховатости обработанных поверхностей. Егоосуществляют шлифовальными шкурками различной зернистости. Во время полированияшкурку удерживают пальцами либо правой руки, либо обеих рук. В последнем случаетокарь должен располагаться у станка так же, как и приопиливании, то есть передний конец шкурки удерживать левой рукой,а противоположный — правой.
Удерживать шкурку надетали путем охвата ее рукой нельзя, так как она может намотатьсяна деталь и защемить пальцы руки.
Обычно в суппортетокарного станка закрепляют одновременно несколько резцов, поэтому приопиливании и полировании следует остерегаться порезов рукострыми кромками резцов, а также при повороте резцовой головки, осуществленииизмерений.
Заключение
По итогам проведённого исследования необходимо отметить, что цели изадачи, поставленные нами в начале исследования, выполнены.
Обработка на металлорежущих станках является наиболее распространеннымметодом формообразования поверхности твердых тел с высокой точностью размеров инизкой шероховатостью. Например, в общей трудоемкости радиотехнических изделийбортового оборудования 20 — 35 % составляет трудоемкость механическойобработки. В настоящее время проводится политика замены предварительныхопераций обработки резанием на более высокопроизводительные методы (обработкадавлением, точное литье и др.), чтобы на металлорежущих станках проводитьтолько заключительные операции по изготовлению деталей РЭС с целью дальнейшегоснижения затрат труда и материалов на производство РЭС.
На токарных станках производится обработка наружных и внутреннихцилиндрических, конических, фасонных поверхностей, торцевых плоскостей; нарезкарезьбы внутренней и наружной резцами, метчиками и плашками; обрабатываются отверстиясверлами, зенкерами, развертками; накатывается рельеф и мелкомодульные зубчатыеколеса и другое.
Таким образом, токарная обработкаявляется одним из самых универсальных видов обработки. Этим методом можнополучать детали любой формы при любых требованиях к чистоте и точностиобрабатываемых поверхностей. Однако универсальность токарной обработки (универсальныеметоды, универсальное оборудование) способствует увеличению стоимостиизготовления, т.к. многие операции требуют ручного труда высокой квалификации.
Список использованнойлитературы
1. Бергер И.И. Токарное дело. – М.: Высш. шк.., 1990. – 314 с.
2. Брунштейн Б.Е.; Дементьев В.И. Токарное дело, М.: Высшая школа, 1987.
3. Зайцев Б.Г., Завгороднев П.И., Справочник молодого токаря, М.:Высшая школа, 1976.
4. Захаров В.А., Чистоклетов А.С., Токарь, М.: Машиностроение, 1999.
5. Оглобин А.Н. Основытокарного дела, М.: Машиностроение, 1997.
6. Лакирев С.Г. Обработка отверстий: Справочник.-М.: Машиностроение., 2004. — 208 с.
7. ТишенинаТ.И.; Фёдоров Б.В. Токарные станки и работы на них. — М.: Машиностроение, 2002.