Теоретический курс лекций По дисциплине: «Обработка материалов» Часть І. Обработка материалов резанием

Министерство образования Российской Федерации
Волховский алюминиевый колледж

С.В. Гаврилов

Теоретический курс лекций
По дисциплине: «Обработка материалов»


Часть І.
Обработка материалов резанием




г. Волхов
2004 г.
Содержание
Общие сведения

Основные марки сталей и их применение..3
Классификация сталей 4
Твёрдые сплавы ..15
Термообработка стали .20
Металлорежущие станки 25
Основные сведения о токарной обработке 29
Установка и закрепление заготовок в центрах 45
Резцы для обработки наружных цилиндрических
поверхностей 49
Обработка наружных поверхностей 52
Обработка ступенчатых валов 57
Прорезание и отрезание 61
Технологические базы 66
Нарезание резьбы (таблицы) 68
Обработка цилиндрических отверстий 70
Спиральное сверло 72
Заточка и рациональная подточка свёрл 76
Контроль геометрии сверла 77


























Рецензия
На методическое пособие «теоретический курс лекций»
По дисциплине «технология обработки материалов»
Автор: Гаврилов С.В. – преподаватель ФГОУ СПО «Волховский алюминиевый колледж»
Данное методическое пособие разработано в соответствии с программой дисциплины «технология обработки материалов» специальности 150411. Методическое пособие предназначено для студентов очного и заочного отделений по специальности 150411. Автор сумел доступно, лаконично, техническими языками изложить материал лекционного курса по дисциплине «технология обработки материалов». Особое значение приобретают справочные таблицы, иллюстрированные рисунки к учебным темам лекций. В данном пособии довольно подробно и грамотно даны основные сведения о токарной обработке, рассмотрены основные типы резцов, их геометрия, назначение резцов, заточка режущего инструмента, контроль геометрии резцов и сверел.
Даны основные сведения о режимах резания, о приспособлениях и инструментах применяемых при изготовлении деталей, а также приводятся теоретические знания по применению измерительного инструмента. Приводятся понятия о технологических базах об отклонениях формы детали при токарной обработке. в пособии четко просматривается практическая направленность лекционного материала. Данный лекционный материал используется студентами при выполнении дипломного проекта по специальности 150411 в разделе «технология ремонта и восстановление изношенных деталей технологических машин». Данное пособие дает возможность студентам более грамотно и подробно составлять технологические карты ремонта и восстановления изношенных деталей и использованием этих карт на производстве. Учебное пособие рекомендуется использовать при подготовке специалистов со средним профессиональным образованием.
Рецензент: доктор педагогических наук, доцент, профессор кафедры профессионального образования факультета развития профессионального образования Ленинградского областного института развития образования.
_____________В.А.Кобак




























Рассмотрено на Утверждаю:
цикловой комиссии зам. директора
специальности 1701 по учебной работе
Нешенкова Т.Д.
Протокол №
Председатель: Р.Л. Валова
Автор: СВ. Гаврилов, преподаватель
Волховского алюминиевого колледжа
Рецензенты:
Р.Л. Валова - преподаватель спецдисциплин высшей категории, председатель цикловой комиссий специальности 1701.
А.С. Гуськов - преподаватель спецдисциплин I категории Волховского алюминиевого колледжа

















Тема 1-2. Общие сведения.

Резанием можно обрабатывать: металл, дерево, стекло, керамику, камень....
Для этого требуются различные инструменты: резцы, ножницы, ножовки, пилы, метчики, плашки, свёрла, развёртки и т.д. Чтобы обработать поверхность данного материала, инструмент должен быть изготовлен из более прочного материала.

Основные марки стали и их применение.

Как получают сталь?. Из руды в доменных печах выплавляют чугун. Чтобы получить сталь, чугун загружают в специальные печи - мартеновские, тигельные, электрические - и плавят его. В процессе плавки из чугуна выгорает углерод и другие примеси и получается прочный материал - металл с небольшим содержанием углерода.
Чугун = сплав железа с углеродом, где углерода 2 - 4,3%.
Сталь = сплав железа с углеродом, но углерода меньше - 0,1 до 2%.
Из сталеплавильных печей нагретые стальные слитки поступают в прокатные станы. Здесь они обжимаются валками различного профиля, в результате чего получают соответствующие профили стали.
Свойства стали (поделочной) зависят от процентного содержания в ней углерода.
Сталь, которая используется для изготовления деталей, инструмента, конструкций, различна по своим свойствам.
Помимо углерода в состав стали в незначительных количествах входят: марганец, кремний, фосфор, сера и другие; причём сера и фосфор являются вредными примесями, попадающими в сплав в процессе производства.
Однако основным элементом, который влияет на твёрдость, является углерод. Если > углерода, тем твёрже сталь.
Если углерода в стали < 0,3%, ее название малоуглеродистая от 0,7 до 2% - высокоуглеродистая.

По назначению


Инструментальные специальные конструкционные (машиноподелочные) (высокоуглеродистые)

Конструкционные не более 0,6 % углерода для различных частей машин. От этих сталей требуется достаточная прочность и способность легко обрабатываться на станках или вручную (малоуглеродистые и среднеуглеродистые).
Инструментальные от 0,6 до 1,5% для изготовления инструмента. От нее требуется достаточная твёрдость и стойкость при воздействии высоких t°. В зависимости от назначения инструмента для его изготовления подбирается сталь с соответствующим содержанием углерода.
Специальные служат для изготовления ответственных деталей машин. Особые свойства этим сталям придают легирующие элементы (хром, никель, вольфрам, ванадий и др.).
В зависимости от химического состава конструкционные, инструментальные и специальные стали делятся, на стали обыкновенного качества, качественные и
высококачественные.
Высококачественные стали являются более чистыми по сравнению с первыми двумя в отношении содержания в них вредных примесей (сера, фосфор).
Конструкционные стали обыкновенного качества выпускают следующих марок: СтО; ст.1; ст.2; ст.З, ст.4, ст.5; ст. 6. Эти стали являются основными для изготовления машин,
станков и т.д.
Качественные конструкционные стали: марки 0,5; 0,8; 10;
15; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 60; 65; 70.

Двухзначное число в марке стали означает среднее содержание углерода в сотых долях процента.
Эти марки применяют для ответственных деталей, подвергаемых в дальнейшем термической обработке.


Инструментальные качественные стали.

У7; У8; У9; У10; У ЮГ; У12; У13 (инструментальные углеродистые стали).
Высококачественные: У7А; У8А; У8 ГА; У9А; У10А; У10 ГА;У12А;У13А.
Буква «У» обозначает «углеродистая», число «8» - среднее содержание углерода в десятых долях процента. «Г» -.марганцовистая. «А» - высококачественная.
Пример. У 8ГА - высококачественная, марганцовистая,
углеродистая сталь, содержащая 0,8% углерода.













Классификация сталей.
HYPER13 SHAPE \* MERGEFORMAT HYPER14HYPER15
Инструментом из быстрорежущей стали можно выполнять обработку на высоких V рез. Они очень теплостойкие (до 650 -*
· 600°С + 700°).


Содержание углерода в сталях ( в%), идущих на изготовление некоторых инструментов.





Примерное содержание углерода в поделочной стали можно определить по искре.
Искровая проба стали
НАЗВАНИЕ СТАЛИ
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ
КАРТИНА ИСКР.

Мягкая углеродистая сталь
0,12% углерода
Гладкие светло-голубые линии

Углеродистая сталь
0,5% углерода
Тонкие светло-желтые линии со звёздочками на концах.

Углеродистая сталь
0,9% углерода
Длинные светло-жёлтые линии с крупными звёзда-ми на концах.

Углеродистая сталь
1,2% углерода
Короткий сноп тонких светло-желтых линий с частыми звёздоч-ками.









Химический состав малоуглеродистой стали.


Состав элементов в %
Примеси % _

Марка
Углерод
Марганец
Кремний
Сера
Фосфор

стали


Кипящий
в покое
Не
не более






более


Ст. 0
до 0,023



0,06
0,07

Ст. 1
0,07-0,12
0,35-0,5
Следы

0,055
0,05

Ст. 2
0,09-0,15
0,35-0,5


0,055
0,05

Ст. 3
0,14-0,22
0,4 - 0,65

0,12-0,7
0,055
0,05

Ст. 4
0,18-0,27
0,4 - 0,7

0,12-0,3
0,055
0,05

Ст. 5
0,28-0,37
0,5-0.8

0,17-0,35
0,055
0,05

Ст. 6
0,38-0,5
0,5- 0,8

0,17-0,35
0,055
0,05

Ст. 7







старая

-





маркировка









Дополнение к предыдущему разделу.

Все материалы, которые используются для изготовления инструмента, делятся на следующие группы:
1) инструментальные углеродистые стали
2) инструментальные легированные стали
быстрорежущие стали
металлокерамические твёрдые сплавы
минералокерамические материалы
алмазы
конструкционные стали
абразивные материалы

Инструментальные углеродистые стали служили основным материалом для изготовления режущего
инструмента еще до 70-х годов прошлого века. Содержание углерода в них от 0,6 -1,4%. Марки сталей углеродистых и их химический состав даны в ГОСТах
После соответствующей термической обработки эти материалы могут иметь твёрдость NRC 58-Н54 (большая твёрдость), но инструмент из этой стали при резании выдерживает t° нагрева лишь 20(Н250°С. При большей t° нагрева твёрдость резко падает и инструмент быстро выходит из строя.
Для изготовления металлорежущего инструмента (для некоторых типов метчиков и зенкеров, обрабатывающих мягкие металлы) и для деревообрабатывающего инструмента наибольшее применение находят


Инструментальные стали

Легированная Быстрорежущая Углеродистая



Инструментальные легированные стали.


Режущуюспособность инструмента из углеродистой стали можноувеличить путём добавления в нее легирующих элементов -хрома, вольфрама, молибдена, ванадия и др. После соответствующей термообработки они выдерживают в процессе резания t нагрева = 250-КЗОО0. Это даёт возможность увеличить Урез, в 1,2+1,4 раза по сравнению с инструментальными углеродистыми сталями. Наибольшее применение: 9ХС - хромокремнистая, ХВ5
хромовольфрамовая, ХВГ хромовольфрамомарганцовистая.
Быстрорежущие стали. Если в стали будет добавлено 8,5 +19% вольфрама и 3,8 - 4,6% хрома, то инструмент будет выдерживать t° нагрева до 600°, не теряя при этом своих режущих свойств.
Такая сталь называется быстрорежущая, осле термообработки инструмент имеет твёрдость HRC 62-65 и может

работать на высоких скоростях резания, в 2-3 раза > Урез, из инструментов изготовляется из углеродистой стали.
Наиболее эффективным способом повышения твёрдости, теплостойкости, а следовательно и износостойкости быстрорежущих сталей являются:
Увеличения в стали ванадия
Дополнительное легирование стали кобальтом. Марганца, кремния и никеля в быстрорежущих сталях не > 0,4% каждого, молибдена не более 0,3ч0,5%, серы не > 0,03%, фосфора не более 0,03-0,035%.



Химический состав быстрорежущей стали в %.

Марка стали
Углерод
Вольфрам
«В»
Хром
«X»
Ванадий «Ф»
Кобальт
«К»

Р 18
0,7-0,8
17,5-19,0
3,8-4,4
1,0-1,4



0,85-0,95
8.5-10,0
3,8-4,4
2,0-2,6


Р18Ф2
0,85-0,95
17,5-19,0
3,8-4,4
1,8-2,4


Р9Ф5
1,4-1,5
9-10,5
3,8-4,4
4,3-5,1


Р14Ф4
1,2-1,3
13-14,5
4,0-4,6
3,4-4,1


Р9К5
0,9-1,0
9-10,5
3,8-4.4
2,0-2,6
5,0-6,0

Р9К10
0,9-1,0
9-10,5
3,8-4,4
2,0-2,6
9,5-10,5

Р18К5Ф2
0,85-0,95
17,5-19
3,8-4,4
1,8-2,4
4,5-5,5

Р10К5Ф5
1,45-1,55
10-11,5
4,0-4,6
4,3-5,1
5,0-6,0


Примечание. Р - быстрорежущая сталь, цифра после Р- среднее содержание вольфрама в %, цифра после к - среднего содержания кобальта, цифра после Ф-среднего содержания ванадия. «М» обозначает повышенное содержания молибдена в стали.
При содержании в стали марок Р18 и Р9 молибдена > 0.3%, содержание вольфрама снижается по сравнению с указанным в таблице на основании соотношения: 1% молибдена заменяет 2%
вольфрама. В этом случае к обозначению марки стали должна добавляться буква М (Р18М или Р9М).
Содержание молибдена допускается в марки стали Р18 -1% и в стали Р9М-до 0,6%. Марка Р18 является основной быстрорежущей сталью, ^которой сравнивают все другие.
Марка Р9 - низковольфрамовая быстрорежущая сталь. Количество вольфрама в ней снижено в 2раза по сравнению с Р18.
Сталь Р9 плохо поддаётся шлифованию (отделке), а поэтому сталь Р9 не рекомендуется для массового изготовления инструмента.
Ванадиевая сталь Р18Ф2 имеет несколько повышенную износостойкость по сравнению с Р18 за счёт большего содержания ванадия.
Стали марок Р18, Р9 и Р18Ф2 относятся к сталям нормальной производительности. Другие стали в таблице - повышенной производительности.
Кобальтовые стали Р9К5; Р9К10; Р18К5Ф2, Р10К5Ф5 имеет более высокую твёрдость и износостойкость, чем Р18 в
2-3 раза и поэтому инструмент из этой стали используют на повышенных скоростях резания (резцы, свекла, фрезы). Эти марки дорогостоящие.
Так как резание металла производит режущая часть инструмента, то нет надобности изготовлять, инструмент полностью из этого металла. Поэтому при изготовлении резцов быстрорежущую сталь используют в виде пластин соответствующей формы навариваемых на держалку из обычной конструкционной стали.
[3] стр. 15-17. Легированные стали (конструкционные). Обозначаются цифрами и буквами, например 40Х, 30ХСНВФА; 15Х2ГН2Т и т.д. Р 12ФЗ, Р9К5

Легированные конструкционные
Инструментальные Быстрорежущие




Углеродистые Легированные


7ХФ;8ХФ 6ХС;5ХГМ 9ХФ; 11ХФ 4ХМФС, 6ХВГ ХГС:Х
9ХВГ;Х12ВМ
15Х, 15ХА 20Х; ЗОХ 38Х;40Х;40ХР , 40ХГР; 35ХГ2 15ХФ;30ХГТ и т.д. 38ХНЗВФА
У7;У7А У8;У8А У8Г;У8ГА У10;У10ГА




Первое число показывает среднее содержание в стали углерода в сотых долях %. W Буква «А» в конце марки - высококачественная сталь.
Остальные буквы обозначают легирующий элемент, а стоящие за буквами цифры - содержание легирующего элемента в %, если содержание его > 1%.
Обозначения легирующих элементов.
Г - марганец; С - кремний; X - хром; Н - никель; В - вольфрам; Ф-ванадий; М - молибден; Ю-АС; Т-титан; Б - ниобий; Д - медь; Е - селен; Л - бериллий; Р - бор; П - фосфор.
Примеры:
15х - углерод 0,15%, конструкционная сталь, хром =1%.
40ХГР; конструкционная легированная сталь где: 0,40% углерода; =1% хрома; =1% марганца; =1% бора.
40 ХР; конструкционная легированная сталь: 0,40% углерод; 1% бор.
35ХГ2;конструкционная легированная сталь: 0.35% углерод;
1%хром, =2% марганец.
7ХФ ; инструментальная легированная сталь; 0,7% углерод ~
1 % хрома, Ф% ванадия.
Р12ФЗ; быстрорежущая сталь, вольфрам =12%, =3% - ванадий.
Никелирование стр. 118 [1] Воронение стр. 118 [1]. Защита от
ржавчины (коррозии).
Примечание:
Если в сталь добавить никель, хром, вольфрам, то она не ржавеет и становится прочнее.
Цинковое покрытие - защищает от действия Н2О.
Свинец - препятствует растворению в H2SO4 (серной кислоте).
Лаки, краски.
Никелирование, хромирование, серебрение, позолота - защита от коррозии и придание красоты.

Твёрдые сплавы.
Металлокерамические твёрдые сплавы подразделяются на 3-й группы. Волъфрамовусовую; титановолъфрамовую, титанотанталоволъфрамовую.




















Твёрдые сплавы (ГОСТ3882-74). (в сокращении)

Группа
твёрдых
сплавов
Ориентировочный состав
смеси
(без учёта примесей), в %.

Средний предел прочности при изгибе кг с/мм(2)
Твердость HBA не менее


Марка сплавов
Карбид Вольфрам
Карбид Титана
Карбид Титана
Кобальт




Вольфрамовая


ВКЗ
ВКЗМ
ВК4
ВК6М
ВК8В
ВК25
97
97
96
94
92
75
-
-
-
-
-
3
3
4
6
8
25
110
110
135
135
175
200
89,5
91
89,5
90
86,5
82


титановольфврамовая



Т30К4
Т15К6
Т14К8
Т5К10
Т5 К12
66
79
78
85
83
30
15
14
6
5
-
-
-
4
6
8
9
12
95
115
125
140
165
92
90
89,5
88,5
87


титанотанталовольфрамовая
ТТ7К12
ТТ8К6
ТТ10К85
ТТ 20К9
81
84
82
71
4
8
3
8
3
2
7
12
12
6
8
9
165
125
145
130
87
90,5
89
89

Назначение твёрдых сплавов.

Марка сплава
Эксплуатация свойства
Примерное назначение

1
2
3

ВКЗ
Очень высокая износостойкость и Урез. Умеренная эксплуатационная прочность, сопротивление ударом, вибрациям и выкрашиванию.
Чистовая обработка с малым сечением среза (типа алмазной обработки) точение при непрерывной подаче, окончат, нарезание резьбы, развёртывание отверстий и др. при обработке чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллов матер, в (резина, фибра, пластмассы, шифер, стекла.)

ВК 3М
Высокая износостойкость, благодаря мелкозернистой структуре. Умеренная эксплуатационная прочность, сопротивления ударом и выкрашиванию. Преимущество перед ВК 3.
Чистовая, получистовая и чистовая обработка с малым сечением среза (типа алмазной). Серый чугун, цементированные и зака-
ленные стали-легированных и углеродистых и твёрдых чугунов (точение, нарез, резьбы, развертывание, растачивание).

ВК-8

Более высокая эксплуатационные свойства и прочность, и сопротивление ударом, Меньше износостойкости.

Тяжёлое черновое точение жаропрочных сталей и сплавов, нержавеющих сталей аустенного класса.


ВК-15
Высокая эксплуатационная прочность при меньшей износостойкости.
Режущий инструмент для обработки дерева.

Т30К4


Наивысшая для твёр-
дых сплавов износостойкость и допускаемая скорость резания при пониженной эксплуатационной прочности, сопротивляемости ударом, вибрациям.
Чистовое точение с малым сечением среза, нарезание резьбы углеродистых и легированных сталей.



Т5К12
Эксплуатационная прочность и сопротивление ударом выше, чем у Т5 К10 и Т5 К4. При меньшей износостойкости и допуск. Урезания. По сравнению с инструментом из быстрорежущей стали позволяет увеличить скорость резания не менее, чем в 2раза.
Тяжёлое черновое точение стальных поковок, штамповок и отливок по корке с раковинами при наличии песка, шлака и др. включений при неравномерном сечении среза и наличии ударов.

ТТ8 Кб
Самая высокая износостойкость среди твердых сплавов, исключая сплав Т30 К4.
Чистовое и получистовое точение, растачивание и сверление серого и ковкого чугуна. Непрерывное точение с небольшим сечением среза стального литья, высоко-ых, нержавеющих сталей в том числе закаленных. Обработка сплавов цветных металлов и некоторых марок титан, сплавов.

ТТ10К8Б
Высокая эксплуатационная прочность
и сопротивляемость ударам и
вибрациям.
Черновая и получи-
стовая обработка неко-
торых марок труд-
необрабатываемых
материалов, включая жаропрочные
сплавы и стали, в
том числе тита-
новые.



Сплавы алюминия.
Наибольшее распространение, которые подвергаются обработке, получили сплавы Д16, Д19, Д20, Д21, АК-4 и литейные алюминиевые сплавы АЛ-2, АЛ-4, АЛ-9.
[4] СТР. 243. Различают сплавы AL с медью, кремнием, магнием, цинком и оловом. Из AL сплавов изготавливают блоки и головки цилиндров, поршни, крышки распределение шестерен, корпуса водяных насосов, картеры сцеплений.
Высокооловянистые алюминиевые сплавы, наносимые на стольную ленту, - основной материал для вкладышей коренных и шатунных подшипников.
Медные сплавы.
Медь применяют в виде сплавов с цинком, оловом, свинцом, алюминием. Медь + олово = бронза. Из бронзы изготовляются втулки поршневой головки шатуна, подшипники вала якоря стартёра.
Вкладыши коренных и шатунных подшипников двигателя ЯМЗ-740 и ЯМЗ-741 изготовляются из стальной ленты, покрытой слоем свинцовистой бронзы. Медь + цинк = латунь

Баббиты.
Это сплав олова и свинца с сурьмой, медью, мышьяком. Баббиты с преобладанием олова каз-ют оловянистые, а с преобладанием свинца - свинцовистые.
Антикоррозийная защита.
Воронение . На поверхности таких металлов, как AL, цинк, магний, образуется окисная пленка, которая защищает металл от разрушения. Поэтому такие металлы стойки к атмосферным явлениям.
Окисные пленки можно создать искусственно. Такой способ называется оксидированием, или воронением, т.к. поверхность принимает цвет воронова крыла. Воронение широко применяется в приборостроении, станкостроении, в оружейном деле. Это процесс несложный: сталированное изделие из малоуглеродистой стали, размещается в муфельной печи на стальном листе, предварительно нагретом до 600-700 С. Изделие выдерживают в печи до нужного цвета побежалости, затем быстро вытаскивают из печи и отпускают в отбеленное льняное масло. В результате поверхность покрывается красивым чёрным слоем окисла.
Окраска и лакировка. Очищают от грязи и ржавчины. Раковины и вмятины шпаклюют. (Шпаклёвка - тальк + лак масляный или нитролак.
Медь + латунь - не красят. Шлифуют, полируют и покрывают прозрачным лаком.
Полировка - после шлифовки. Поверхности придают зеркальный вид.
Никелирование.
Термическая обработка стали.
Сгибанием, резанием, сверлением, отапливанием мы придаём металлу нужную форму, не изменяя при этом свойств металлов. Часто требуется изменить и свойства металла.
Например: изготовить пружину, намотать на стержень упруго проволоку - она размотается. Мягкая проволока не будет работать как пружина. Для этого надо упругую проволоку «смягчить», намотать на стержень, а потом опять сделать упругой. Это изменение свойств металла достигается путём термообработки («термо» - по гречески теплота, жар).
Термообработка заключается в том, что металл нагревают до определенной t , выдерживают некоторое время при этой t , a затем охлаждают. В зависимости от t° нагрева и режима охлаждения термообработка делится на следующие виды: отжиг, нормализация, закалка, отпуск.
Отжиг.
Это процесс смягчения стали, при котором уменьшается её твёрдость и повышается пластичность (вязкость). Сталь нагревается до t 740 -850°С, некоторое время выдерживают при этой t и охлаждают, не доставая из печи (охлаждение вместе с печью).
t нагрева стали зависит от содержания в ней углерода. Если в стали 0,6% углерода, то t° нагрева -1° = 775 - 825°; 0,8% -1 = 760 -785°, 0,9% - 750 - 775°. Поэтому, чем больше углерода, тем ню/се t° отжига.
Если при отжиге нагреть сталь выше > установленной t°, то произойдёт перегрев и отжиг не получится. В этом случае отжиг надо повторить. Если сталь нагреть > 1200°, то произойдёт пережог. Такую сталь восстановить нельзя.
Нормализация.
Это процесс аналогичный отжигу, но охлаждение делают, быстрее: или на воздухе. Нормализация обходится дешевле (быстрее). Для малоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей в место отжига применяют нормализацию.
Закалка стали.
Это процесс нагрева её до определённой t и быстрого охлаждения. Для увеличения твёрдости изделия, t нагрева зависит от содержания в ней углерода, но не ниже 723 , т.к. при меньшей t° сталь не закалится. Стали с малым содержанием углерода закалке не поддаются. При нагреве стали > 723 С или слишком длительной выдержке после нагрева сталь ухудшает свои качества. Таким образом от выбора правильной t° нагрева при закалке зависит качество закалённой стали.
На результат закалки также влияет V охлаждения. Если охлаждение ведётся в Н2О или в масло - твёрдость меньше.
При охлаждении в очень холодной воде или соляном растворе - она становится очень твёрдой, но хрупкой, даже даёт трещины. Для уменьшения хрупкости - проводят отпуск.
Отпуск.
Это нагрев закалённой стали до t° (150 чК58О ). Чаще до 220 ч300°С, последующей выдержки и охлаждения. С повышением t° нагрева уменьшается твёрдость и прочность стали и увеличивается её вязкость.
В заводских условиях изделия при термообработке нагревают в специальных термических печах, ваннах, кузнечных горнах. Термические печи и ванны снабжаются термоэлектрическими пирометрами – приборами для измерения высоких t . Можно использовать муфельные печи
Пример. Закалка бородка. t° нагрева (по табл.) 780 ч830°. Предварительно включают муфельную печь за 1,5 ч 2 часа до загрузки для прогрева. Загружают бородки и нагревают до t 780 ч830 С. Затем выдерживают 2ч3 мин, затем клещами достают из печи, и держа вертикально, быстро погружают рабочую часть до (15ч20 мм) в воду комнатной г. Для лучшего теплообмена проводим бородкой круговые движения в Н2О. Как только Н2О вокруг бородка перестанет кипеть, вынимаем и кладём на лист железе или металлическую опору, быстро зачищаем рабочий конец шкуркой или напильником. Когда на очищенной поверхности появится серый цвет вместо синего (что соответствует t° 325°), бородок снова погружается в воду до полного охлаждения.
Если нечем измерить t° нагрева, то можно воспользоваться таблицами цветов побежалости или цветов каления. Но здесь нужен опыт для более точного определения t°. Погрешность 630 - 50 считается незначительной.
Очищенная после нагрева поверхность стали окрашивается в различные цвета в зависимости от t нагрева. Эти цвета называются цветами побежалости. Если продолжать нагрев > 325 . Сталь некоторое время остаётся тёмной, а затем, начиная с t 500-530, снова меняет свой цвет. Появляются цвета каления. Для отпуска инструмента следует использовать таблицы отпуска. Если например, надо сделать отпуск зубила, предназначенного для мягкой стали, то зубило нагревают до светло-синего цвета побежалости, что соответствует 315° , выдерживают при этой t° 2ч3 мин и охлаждают на воздухе.




t° закалки и отпуска инструментов, изготовленных из углеродистой инструментальной стали.
Наименование

Охлаждающая

инструмента
Закалка
Отпуск
жидкость

Резцы токарные и строгальные, чертилки, метчики, плашки
760-810 760-810
200
210-275
Н2О
Н2О

Свёрла
830
220 - 275
Масло

Зубила и крейцмейсели
810-820
240-300
Н2О

Бородки
780-830
260
Н2О

Молотки
780-830
250
Н2О

Деревообрабатываю -щий инструмент
770 - 790
160-170
Н2О, масло




Цвета побежалости стали
Цвета побежалости
t нагрева

Светло-соломенный
200

Светло-жёлтый
225

Соломенно-жёлтый
240

Коричнево-жёлтый
255

Красно-коричневый
265

Пурпурно-красный
275

Фиолетовый
285

Ярко-синий
295

Светло-синий
310

Серый
325


После нагрева до цветов побежалости 325° сталь не меняет цвет и остаётся некоторое время тёмной.
Затем при нагреве с 500° цвет меняется, появляются цвета
каления.
Цвета каления стали.
Цвета каления
t нагрева
Цвета каления
t нагрева

Тёмно-коричневый
530-580
Оранжевый
900-1050

Коричнево-красный
580-650
Тёмно-жёлтый
1050-1150

Тёмно-красный
650-730
Светло-жёлтый
1150-1250

Тёмно-вишнёво-красный
730-770
Ослепительно-белый
1250-1300

Вишнёво-красный
770-800



Светло-вишнёво-красный
800-830



Светло-красный
830-900




t отпуска для некоторых инструментов из углеродистой стали.

t° нагрева
Цвета побежалости
Инструменты

220°
Светло-жёлтый
Резцы для обработки твёрдого чугуна и стали, чертилки.

250°
Соломенно-жёлтый
Долбеж, резцы, развертки, свёрла для обработки чугуна и стали.

275
Коричневый
Плашки, метчики, резцы, свёрла для обработки мягких металлов.

285
Фиолетовый
Зубила для обработки стали.

300
Синий
Зубила для обработки чугуна.

315
Светло-синий
Зубила для обработки мягкой стали.



Металлорежущие станки.
Классификация.
Станки можно разделить на 2-е большие группы.
I. Станки работающие со снятием стружки, без снятия стружки (прессы, ножницы), и электромеханические (электроискровые, анодно-механические);
II. Работающие давлением, предназначенные для холодной обработки (гибочные, вытяжные) и для горячей обработки металла (ковочные).
Процесс резания.
Среди различных способов изготовления деталей применяют обработку резанием (точение, сверление, фрезирование и т.д.). Обработка резанием заключается в образовании новых поверхностей путём деформирования и последующего отделения поверхностных слоев матер, с образованием стружки.
Процесс резания сопровождается сложными физическими свойствами (упругие и пластические деформации заготовки, текло отделение, образование нароста на режущей поверхности инструмента), которые оказывают большое влияние на работу режущего инструмента, на производительность труда и качество обработки.
Под действием режущего инструмента срезаемый слой подвергается сжатию. Процесс сжатия, как и растяжения сопровождается упругими и пластическим! деформациями.









Краткое содержание диаграммы.

Пластические деформации заключаются в сдвиге слоев по так называемом плоскостям скольжения, которые совпадают в основном с направлением небольших сдвигающих напряжений. Такие сдвиги происходят как между отдельными частицами кристаллов зерна, так и между зернами. В результате сдвига изменяется форма зерна, размер и взаимное расположение. Процесс пластического деформирования сопровождается большим тепловыделением и изменением свойств металла (повышение твёрдости, хрупкости обрабатываемой поверхности). Стружкообразование - процесс упруго пластических деформаций (сжатие срезаемого слоя). В зависимости от условий обработки срезаемый слой (стружка) может быть различных видов.
При обработке пластичных сталей - три вида стружки: элементная, ступенчатая, сливная. При обработке
малопластичных материалов - стружка надлома.
а) Элементная - при обработке твёрдых и маловязких материалов с малой V рез. (6) стр. 6 (твёрдые стали).

б) Ступенчатая - при обработке сталей средней твёрдости (зазубрины с твёрдой стороны AL и его сплавы).

в) Сливная мягкая сталь, медь, свинец, олово, некоторые пластмассы при высокой V рез.










а)элементная б)ступенчатая в) сливная спиральная





д) надлома. г) сливная ленточная

Под давлением силы Pz приложены к резцу он вдавливается в заготовку (в массу металла) сжимает его своей передней поверхностью, и вызывает сначала упругие, затем пластические деформации. По мере углубления резца растёт напряжение в срезаемом слое, а когда они достигнут предела прочности (см. диаграмму), произойдёт сдвиг (скалывание) частиц металла, элемента по плоскости сдвига, составляющей с поправления перемещения резца > В1 - угол сдвига (скалывания). После скалывания первого элемента стружки процесс повторяется. Так образуется элементная стружка.
При образовании элементной стружки сила, действующая на резец со стороны заготовки, постоянно меняется. Она max, когда нагрузка достигает предела прочности, затем уменьшается. Это неблагоприятно сказывается на резец и все части станка, что при недостаточной жёсткости станка приводит к вибрациям и ухудшению качества обрабатываемой поверхности.
При ступенчатой стружки изменение силы резания будет меньше. Ещё меньше при сливной стружке
Выводы.
1. По типу стружки можно судить о качестве обработанной
поверхности.
2.Не правильно заточенным резцом, тупым, неправильным
выбранным режимом резания невозможно получить хорошего
качества поверхности и быстро изготовленные детали.
3. В процессе резания обрабатываемая поверхность получает
упрочнение (наклёп). Это может оказать вредное влияние на
процесс резания.
4. На величину и глубину упрочнения влияет ряд факторов: главные из которых - это свойства обрабатывает поверхности, угол резания, радиус округления режущей кромки, толщина среза (подача), износ инструмента, геометрия резца, скорость резания смазывающая жидкость, матер, резца.
5. Чем мягче обрабатывается материал, тем большее упрочнение он получает в процессе резания.
Исследования показали:
Чем > угол резания, радиус округления режущей кромки инструмента и толщина среза, тем выше упрочнение получает деталь.
При увеличении Урез, упрочнение уменьшается.
При увеличении износа инструмента по его задней поверхности - упрочнение сначала возрастает, а затем
' уменьшается.
Смазывающие жидкости уменьшают глубину и степень упрочнения, причём при увеличении Урез, упрочнение уменьшается.
Отжиг и нормализация обработанной поверхности снимают упрочнение.
Основные сведения о токарной обработке.
Обработка резанием заключается в образовании новых поверхностей путём деформирования и последующего отделения поверхностных слоев материала с образованием стружки. Валы, шкивы, зубчатые колёса и другое называется телами вращения, и изготовляются на токарных станках.
Токарной обработкой получают цилиндрические, конические, фасонные и плоские поверхности, а также резьбы, фаски, галтели (радиусные переходы).
Инструменты для токарной обработки: резцы, свёрла, зенкеры, разверти, лотчики, плашки.
Материал рабочей части резцов.
Требования. Рабочая часть режущего инструмента должна обладать высокой поверхностью, теплостойкостью (способность не терять твёрдости при нагреве), высокой износостойкостью (способность сопротивляться истиранию), а также высокой вязкостью (сопротивлением удар, нагрузку).
Для изготовления режущих инструментов широкое распространение получили быстрорежущие стали - легированные инструментальные стали, содержащие от 6% до 18% вольфрама, от 3% до 4% хрома, а также другие легирующие электролиты, (см. стр.8). Широко применяемые марки: Р9 (9% вольфрама) Р12; Р6 М5 (5% молибден), 1% молибдена заменяют 2% вольфрама. Теплостойкость этих сталей = 650С.
Для инструментов, работающих на высоких скоростях резания, применяют металлокерамические твёрдые сплавы (в виде пластин). Теплостойкость твёрдого сплава ;=1000С.
Чугун и цветные металлы обрабатываются твердосплавным инструментом вольфрамокобальтовой группы: ВК 8(8% кобальт карбид вольфрама 92%) - для обдирочной работы, ВК -6 - для получистовой и чистовой обработки.
Вязкие материалы и стали обрабатывают сплавами титановолфрамокобальтовой группы ТК: Т5К10; (кобальта 10%), карбид титана 5%, карбид вольфрама 85% - для черновой обработки и прерывистом резании, Т15К6 - для получистовой и чистовой обработки.
Износ и заточка резцов.
В результате трения стружки о переднюю поверхность резца, а главной задней поверхности о заготовку рабочая часть резца изнашивается. При этом снижается производительность, снижается точность и качество обработки.
Для заточки резцов, используют точильно- шлифовальный станок (точило).
Основная сборочная единица (узел) - шпиндельная головка, представляет собой встроенный электрический двигатель. На обоих концах вала (шпинделя) установлены шлифовальные круги.
Шлифовальные круги из электрокорунда - для заточки резцов из быстрорежущей стали, круги из зелёного карбида кремния - для заточки твердосплавных резцов.
Станина,
Резервуар для Н2О
Шлифов, круг
Шпиндельная головка
Щиток (экран)
Защит. Кожух
Регулируемый подручник
Поворотный сегмент
Поворотный столик
10- Пульт управления




При заточке резец укладывают подошвой на подручник. Сегментом (8) и поворот, столиком (9) регулируют
положение резца по отношению центру шлифовального круга и под определённым углом к рабочей поверхности круга.
Сначала затачивают головную и вспомогательную задние поверхности, затем переднюю поверхность.
На пересечении главной и вспомогательной режущих кромок делают фаску или скругление.
После заточки делают доводку (притирку) задних и передних поверхностей на узких участках вдоль режущей кромки, что обеспечивает спрямление кромки и повышение стойкости резца.
Доводку резца осуществляют на эльборовых (для быстрорежущих сталей) или алмазных (для твёрдого сплава) кругах.
Геометрию резца контролируют специальными шаблонами, универсальными или специальными угломерами.
На машиностроительных заводах инструменты затачивают централизовано в заточных отделениях. А так сам токарь. Т/Б
1) Перед работой - убедиться в исправности всех механизмов станка, в наличии исправного ограждения круга, закрепление круга, правильности направления вращения (на резец). Проверить правильность установки подручника не > Змм. Перестановка подручника только при полной остановки круга. Запрещается работа без подручника и без ограждения. Перед заточкой опустить экран или надеть очки. Перед включением отводить резец от круга. Посторонние предметы, не отвлекаться.

Режимы резания.
Понятие о режиме резания.
Процесс резания характеризуется определённым режимом, к элементам режима резания относятся: глубина резания, подача, скорость резания.
Глубина резания (tMM) - толщина слоя металла снимаемого за один рабочий ход (проход) резца, t измеряется в направлении перпендикулярно обрабатываемой поверхности. При наружно продольном точении:
t = HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15


При растачивании - это полуразность между dотв. После обработки и Dotb. до обработки
t = HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15; d- после обработки, D- до обработки


При подрезании t = размеру срезаемого слоя, измеренному перпендикулярно



подрезание
При прорезании и вытачивании канавок

t - ширине канавки, образуемой резцом.
Подача - величина подачи Smm (об- путь перемещения режущей
кромки в направлении движения подачи за один оборот
заготовки.
Или величина перемещения резца за один оборот заготовки.
Различают: продольную, поперечную и наклонную подачи в
зависимости от перемещения резца: параллельно,
перпендикулярно, или под углом к линии центров.
Скорость резания это скорость перемещения режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности.
Скорость резания складывается из окружной скорости вращения заготовки и скорости подачи. Но скоростью подачи пренебрегают, т.к. она мала.


; D- диаметр заготовки; n- об/мин
Элементы срезаемого слоя.
в. Ширина срезаемого слоя (среза) - расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по поверхности резания. в(мм).
а. Толщина среза - расстояние между 2-мя последовательными положениями режущей кромки за один оборот заготовки, измеренное по перпендикуляру к ширине среза, а (мм).
Площадь поперечного сечения среза равна произведению (f=t*S) или (f=b*a).

S- подача
t - глубина резания
а - толщина среза (за 1 оборот)
в - ширина среза

Назначение элементов режима резания при
точении.
стр. 157 (2). Назначить основные элементы режимов резания это значит определить глубину резания, подачу и скорость резания (число оборотов), при этом оптимальными будут те из них, которые обеспечат максимальную производительность на данном станке.
Такой порядок, когда сначала выбирается максимальная возможная (глубина резания t), затем максимальная, возможная подача S, а потом определяется Урез., объясняется тем, что для обычных резцов (ф1, > 0 при t > S), на t° резания, а следовательно, на износ и стойкость резца наименьшее влияние оказывает глубина резания (t), большая - подача и ещё большая скорость резания.
Для назначения элементов режима резания необходимо знать материал заготовки и его физико-механические свойства; размеры заготовки; размеры детали и технические условия на её обработанные поверхности; материал и геометрические элементы режущей части инструмента, его размеры, максимально допустимый износ и стойкость, кинематические и динамические данные станка.


Методика назначения режимов резания.
1. Глубина резания определяется в основном величиной припуска на обработку.
Припуск - это слой металла, который необходимо срезать с заготовки, чтобы получить готовую деталь. Пример. Если надо получить валик диаметром 100мм, а диаметр заготовки 104 мм, то величина припуска

=2мм


...Припуск на обработку выгодно удалять за один проход, что и делается при черновой грубой обработке (1-Зкл. обработки). В этом случае глубина резания = припуску t = п
На маломощных станках или при срезании повышенных припусков припуск приходится разбивать на части, делая не один проход, а более.
При получистовой (4-5 кл) обработке глубина резания назначается 0,5-^2мм; при чистовой (6-7кл. - ОД -4-0,4 мм. Если припуск больше указанных величин, то эти величины (0,1-Ю,4мм) относятся к окончательному (второму) проходу.
Подача. Для увеличения поверхности труда целесообразно работать с максимальной, возможной подачей.
При грубой обработке, когда к обрабатываемой поверхности не предъявляются большие требования, подачу
могут ограничить прочность __и жёсткость режущего
инструмента (материал резца), жёсткость заготовки, прочность деталей механизма подачи и деталей механизма главного движения станка. На практике подача назначается по таблицам справочников, по режимам резания.
Пример: при черновом наружном точении чугуна обычным (9i>0) резцом с пластиной из твёрдого сплава (сечение "державки 20х32мм) Ф заготовки = 100мм, глубина резания до 5мм, рекомендуемая подача Smax ~ 1.2мм/об.
После выбора подачи по справочникам она корректируется к данному станку (ближайшее меньше число и большее, тоже меньше 5%)

Выводы
Поперечная подача (t – глубина):
Для чернового рабочего хода t=4ч6мм
Для получистового рабочего хода t=2ч4мм
Для чистового рабочего хода t=0,5ч2мм
t резания зависит от допускаемой шероховатости

продольная подача:

для черновых рабочих ходов S=0,5ч1,2 мм/об
для чистовых S=0,2ч0,4 мм/об

скорость резания.
После определения t и S определяем допустимую скорость резания. Основной фактор при назначении Vрез – это стойкость резца – способная выдержать высокую tє С и сопротивляться истиранию, что зависит от материала режущей части резца. Скорость выбираем по таблицам.







Среднее значение Vрез для наружного точения м/мин.
Материал резца
Обрабатываемый материал
Вид обработки



черновая
чистовая

Быстрорежущая сталь Р12, Р6М5
Сталь
20ч30
35ч45

Твердые сплавы ВК8
Чугун
60ч70
80ч100

Твердые сплавы Т15К6
сталь
100ч140
150ч220


Способы простановки размеров на чертежах.
1) Цепочка; 2) Координатный - а) от одной базы, б) от 2-х баз 3) Комбинированный
Обработка наружных цилиндрических поверхностей.
Многие детали машин: валы, оси, зубчатые колёса и т.д. имеют наружные цилиндрические поверхности. К цилиндрическим поверхностям предъявляются следующие требования.
1. Прямолинейность образующей
2. Цилиндричность: в любом сечении, перпендикуляр оси, окружности должен быть одинакового диаметра (не должен быть конусообразности, бочкообразности, седлообразности.
Круглость - любое сечение должно иметь форму правильной окружности (не должно быть овальности и огранки).
Соостность: расположение осей всех ступеней ступенчатых деталей должны быть на общей прямой (параллельными).
Однако практически невозможно выдержать абсолютно точно все требования, предъявляемые к обрабатываемым поверхностям. Даже при самом тщательном изготовлении будут возникать погрешности формы цилиндрических поверхностей.
Допускаемые отклонения формы деталей указываются на чертежах в соответствии с ГОСТом ЕСКД или указываются текстом в соответствии с ЕСКД.

Погрешности формы цилиндрических поверхностей.



Конусообразность

Бочкообразность

Седлообразность



Для контроля точности следовательно инструмент. Контроль с точностью 0,1 - штангенциркуль ШЩ - I.

С точностью 0,05мм - ШЦ - II
С точностью 0,01мм - микрометры с пределами измерения 0ч25;
25ч50; 50ч75; 75ч100; 100ч150; 150ч200.
Точные измерения также производят индикаторной скобой с
индикатором часового типа 0,01мм. Индикаторную скобу
предварительно настраивают на номинальный размер по мерным
плиткам. При замерах стрелка индикатора показывает по шкале
отклонение от номинального размера.
При изготовлении больших партий деталей наружных
поверхностей контролируют предельными калибрами -
скобами. Размер считается правильным, если проходная сторона
скобы «ПР» свободно находит на измеряемую поверхность, а не

проходная сторона «НЕ» не проходит. Иногда при измерении наружных поверхностей, если не требуется большой точности -измеряют кронциркулем (по линейке ц. д. 1мм).


Индикаторная скоба
калибр


/




Установка и закрепление заготовки в 3-х кулачковом патроне.

Для закрепления заготовок можно использовать 3-х
кулачковые самоцентрирующие патроны и 4-х кулачковые
несамоцентрирующие патроны. Для деталей не большого диаметра и длины.
3-х кулачковый патрон.
Патрон имеет три кулачка, которые одновременно сходятся к центру или расходятся о него. Кулачки обеспечивают точное центрирование заготовки (совпадение оси заготовки с осью вращения шпинделя).
Кулачки движутся в радиальных пазах корпуса 2 патрона. Выступами на подошве кулачки входят в канавки спиральной резьбы большого конического зубчатого колеса, которое приводиться в движение от руки ключом.
Рабочие поверхности кулачков самоцентрирующего патрона изнашиваются неравномерно, поэтому их переодически растачивают или шлифуют. Рекомендуется токарю иметь 2 патрона: - для обдирочных работ; старой – для чистовой обработки.
Незакаленные кулачки перед обработкой партии деталей повышенной точности растачивают на диаметр, соответствующий диаметру зажимаемой поверхности.
Заготовки больших диаметров зажимают в обратных кулачках. В этом случае уступы кулачков создают надежный упор заготовки.

На пазах корпуса патрона и на кулачках нанесены цифры 1, 2, 3, (или накерисны соответствующие точки ), чтобы не перепутать последовательность установки кулачков при сборки. При сборке кулачки вставляют в порядке возрастания цифр.
На некоторых станках патроны закрепляются на резьбовом конце шпинделя при помощи с резьбой
При навинчивании и свинчивании патрона под него подкладывается деревянный брус, высота которого обеспечивает совпадение патрона с резьбой шпинделя.
Резьбовой конец шпинделя перед навинчиванием на него патрона протирают и смазывают, а резьбу в центральном отверстии планшайбы патрона очищают проволочным очистителем и протирают

- проволочный очиститель

Иногда используют самоцентрирующий цанговый патрон.
Он служит для закрепления заготовок по предварительно
обработанной наружной поверхности
Цанга (3) тонкостенная, стальная закаленная втулка с прорезями, сжимается при навертыванием на неё гайки (4) на резьбу цилиндрического участка корпуса (2) патрона, т.к. входит в коническую расточку корпуса, при этом внутренняя рабочая поверхность цанги зажимает заготовку.
Если при закреплении в 3-х кулачковом патроне или в цанговом патроне заготовка «бьёт», то биение устраняют поворотом и перезакреплением в патроне.


Цанговый патрон
регулируемой упор
корпус
цанги
нажимная гайка
винт


Установка и закрепление заготовок в центрах.

Центры. Заготовки валов, длина которых превышает диаметр в 5 раз и более обрабатывают в центрах станка. Передний центр закрепляют в шпинделе, а задний в пиноли задней бабки. Передний центр вращается вместе с заготовкой, а задний центр может быть надвижным или неподвижным.
Когда используют неподвижный задний центр, то для уменьшения трения в цилиндрическую часть центрового отверстия заготовки (со стороны задней бабки) вводят густую смазку (технический вазелин), которая от нагрева размягчается попадает на рабочий конус центра и смазывает его.
Центровые отверстия, которые выполняют на заготовках стандартизированы и бывают 3-х типов А,Б,В рис. 28 стр. 19(6). Обычный (жёсткий) центр состоит из рабочего корпуса с углом 60° (для тяжел, станков 70° или 90 ) и хвостика выполненного по стандартному конус__„Морзе (№2,3,4,5,61. Угол уклона корпуса 1є26№.
Для тяжёлых станков хвостик конуса имеет метрический "корпус с углом 1є30№.М6О: М100 или М120.
Жёсткий задний центр используют при Невысокой частоте вращения шпинделем (до 150 об/мин).

При работе с высокой частотой вращения используют вращающийся центр (задний), шпиндель которого установлен в подшипниках: радиально-упорных шариковых для лёгких
работ и, радиально-упорных рашковых - для повышенных
нагрузок.
Осевую нагрузку воспринимает упорный подшипник (3) и
задний игольчатый подшипник (4). Радиальную нагрузку -
подшипник (2).






4 3
Конус Морзе
- крышка
- рад. подшипник
- упорный подшипник
~ корпус с хвостовиком
- центр
- игольчатый подшипник
фетровое уплотнение - от загрязнения
Также для обтачивания наружных поверхностей используют следующие устройства (большая партия деталей не сложной формы).

Поводковые устройства. Простейшее из них токарный хомутик. Вращаясь вместе со шпинделем планшайба (1) поводком (3) увлекает за собой хомутик (2), а вместе с ним и установленную в центрах заготовку. Роль поводка выполняет палец или планка. Работа с хомутиком представляет определённую опасность: возможны случаи захвата хвостовиком хомутика одежды. Поэтому планшайбы применяют с защитными кожухами (безопасные планшайбы).






Передача вращения на заготовку при помощи
хомутика.




1-поводковая планшайба 2-хомутик
2-хомутик
3-поводок (палец или пластина)


1 – планшайба
2 – хомутик с отогнутым хвостовиком
3 – задний центр
4 – передний центр

Закрепление заготовки в обратных центрах (поводках трения).
а ) установка по фаскам б ) установка по торцевым конусам

1 – передний центр 2 – задний вращающийся центр

Валики небольшого диаметра зажимают в обратных центрах типа «рюмка» на ходу стайка. Заготовка поджимается к «рюмке» задним вращающимся центром и увлекается во вращение» благодаря трению между 2рюмкой» и фаской заготовки. Это поводок трения (а).
Заготовки можно устанавливать и по типу (б). Для этого на заготовки делаются конуса под углом 60° (диаметр до 15мм).
Поводком для получистовой обработки валиков до 30 мм в диаметре может служить рифлёный поводковый центр «ерш».
Длинные заготовки (l>5d) из проката при черновом обтачивании крепят в 3-х кулачковом патроне с поддержкой задним центром.

Закрепление 3-ки при помощи поводкового центра
XJ
«ерш».


Поводковый центр
Вращающий центр










Резцы для обработки наружных цилиндрических
поверхностей.





Отогнутыми - обтачивать наружную поверхность, подрезать торец детали
проходной отогнутый.



Меньше углы в плане - для обработки жёстких заготовок при I/d 5.
Часто используют проходные упорные с ср = 90
Удобно обрабатывать наружной поверхности и подрезать уступы.
Удобно обрабатывать наружное поверхности и подрезать уступы. Применяют для обработки нежестких валов при I/d>12, т.к. они вызывают меньший прогиб заготовки. но у резцов с у=90 в работе участвует меньшая длина режущей кромки, чем у резцов с у=30-60, поэтому стойкость их нижу.

Для черновых проходов радиус закрепления при вершине R= 0,5мм, для получистых 1,5ч2мм. Чем >R при вершине, тем меньше шероховатость.

Твердосплавные резцы: для обработки чугуна имеют острую кромку, а для стали - на кромке делают узкую фаску. Для чистого точения лучше используют резцы с R = 3 ч 5.

Широкое применение получили резцы с механическим креплением много кромочных неперетачиваемых пластинок из твёрдого сплава,

После износа одной режущей кромки - пластину переставляют и т.д. После износа всех кромок пластину меняют, а предыдущую сдают в кладовую. Фаска - ленточка на кромке
Чистовые резцы.

а )с радиусной б ) широкий в ) геометрия широкого резца
вершиной

Установка резца.
Резец устанавливают вершиной на уровне оси центров (по задней бабки-конусу). Под подошву подкладывают подкладки из мягкой стали. Подошва должна впираться всей поверхностью. Вылет резца из резцедержателя не > 1,5Н, и не менее чем 2-мя болтами.

Прав. Неправ.

Обработка наружных поверхностей
(метод пробных рабочих ходов).
Перед началом обтачивания: 1) изучить чертёж и сделать обмеры заготовки. 2) Определить толщину срезаемого слоя и прикинуть - за сколько рабочих ходов это можно сделать на данном станке. 3) Установить заготовку, резец установить по шкале «лимба» на требуемую глубину. Цена деления лимба - это величина поперечного перемещения резца при повороте лимба на одно деление.

Метод пробных ходов.
Резец подводят к вращающейся заготовке до соприкосновения с обрабатываемой поверхностью, момент соприкосновения замечают по появлению риски на заготовке. Затем резец отводят вправо от заготовки. Устанавливают лимбовое кольцо на «О», а затем поворотом рукоятки подают поперечные салазки суппорта вперёд на величину несколько меньшую, чем требуется. Величину подачи считают по лимбу.
После этого ручной подачей обтачивают участок поверхности
на длину 3ч5мм, затем отводят резец, измеряют размер обточенного участка и уточняют на сколько мм нужно увеличить подачу. Этот размер устанавливают по лимбу и вновь обтачивают пробный участок, делают дополнительно замер. После того, как вышли на наружный переходят к
обработке. Это число по лимбу записывают или запоминают. Остальные детали, после обмера деталей (если все одинаковые) начинают обтачивать без пробных ходов.
Примечание. Между винтом поперечных салазок и гайкой всегда имеется некоторый люфт. Поэтому, чтобы избежать погрешности при установки резца по лимбу, рукоятку винта вращают только по часовой стрелке вправо, предварительно сделав один оборот против часовой стрелки.

Обработка торцов и уступов

Основное требование к торцевым поверхностям - плоскость
т.е. отсутствие выпуклости или вогнутости.
Перпендикулярность к оси, параллельность плоскостей уступов
или торцов между собой.
Для подрезания торцов используют резцы: проходной прямой,
проходной отогнутый, проходной упорный, подрезкой
(торцовый).
а ) проходной прямой





б ) проходной отогнутый

Проходной упорный

невысокие уступы подрезают проходным упорным резцом при продольной подаче. Причем подрезание уступа совмещают с обтачиванием наружней поверхности. Режущая кромка резца при этом должна быть перпендикулярна оси заготовки


контроль установки проходного упорного резца



д ) подрезной (торцовый)






При установке заготовки в патроне -вылет ее должен быть минимально возможным, чтобы обеспечить жёсткость. Торец можно подрезать упорным резцом при поперечной подаче с установкой главной режущей кромки под большим

углом (5ч10°) к торцевой поверхности. Работу резания в этом случае выполняет вспомогательная режущая кромка.

Если при подрезании торца приходится сжимать большой припуск (Зч4мм), то подача в направлении к центру вызовет отжимающую силу со стороны заготовки (красная стрелка), углубляющая резец в торец. В результате торец получается не плоским, а вогнутым. Чтобы этого избежать, чистовой ход выполняют поперечной подачей от центра.


а ) подача к центру при б ) подача от центра при
большом припуске ( 3-4мм) пуске.
Работу резания выполняет Работу резания выполняет
Вспомогательная часть основной режущей
Кромка. Кромки.

Обработка ступенчатых валов.
Валы, имеющие несколько участков разного диаметра, называют ступенчатыми.
Для их обработки станок налаживают с помощью пробных ходов отдельно для каждой ступени.
Деления лимба, соответствующие диаметрам каждой ступени, записывают или запоминают. По этим данным ведут обработку всей партии деталей
Длины ступеней контролируют глубомером
штангенциркуля (типа ЩЦ - I), штангенглубомером, линейкой или шаблоном.

Некоторые станки имеют изгиб продольной подачи. Поэтому продольную подачу можно контролировать по лимбу.


Высокая производительность при обработке ступенчатых валов достигается правильным выбором технологической схемы обработки.

Наиболее производительной является следующая
схема.
Весь путь расчленяют на участки, все участки вала проходят за один проход, предварительно настроив станок по школе лимба сначала большой диаметр, затем меньше и т.д.


а) За один рабочий ход с расчленением припуска по длине и глубине на участки.
Если жёсткость заготовки не позволяет обтачивать деталь по такой схеме (т.е. с большой глубиной резания), то применяется схема расчленения припуска по глубине резания на рабочие ходы, при этом общий путь перемещения резца 1сум: 1сум. = (I1+I2+I3) +( I1+I2)+ I1=3 I1+2 I 2+ I l3 При изготовлении большой партии ступенчатых деталей целесообразно пользоваться упорами. Упор закрепляют на направляющей станины, он ограничивает перемещение
суппорта. Проточить первую заготовку (пробную) на нужную длину, токарь выключает станок и не отводя суппорта, закрепляет упор так, чтобы он прикоснулся к левой боковой грани каретки суппорта. Теперь, при изготовлении партии заготовок, токарь выключает механическую подачу при подходе суппорта к упору на расстоянии приблизительно 2-Змм и доводит его до упора ручной подачей. Заготовки с несколькими ступенями изготовляют по упору с мерным длиноограничителями, в качестве которых можно использовать наборы мерных плиток или специальные шаблоны. Но здесь своя специфика работы. Коротко: глубина сверления для центров у заготовок разная. Из-за этого при установки в центрах заготовки смещаются к переднему или заднему центру. Поэтому при использовании упоров длины получатся разные. Чтобы этого избежать используют плавающий (подпружиненный) центр.

Прорезание и отрезание (вытачивание наружных канавок).
Назначение канавок: на наружных поверхностях деталей
канавки вытачивают: в конце резьбового участка для выхода
резьбонарезного инструмента; для установки стопоров; для
размещения колец.
Канавки контролируют глубомером ш.циркуля ЩД - 1,
штангенглубомером, шаблоном.
Особенности геометрии к конструкции прорезанных и
отрезных резцов.
Канавки вытачивают прорезными ( канавочными ) резцами, а
отрезание - отрезными резцами, которые отличаются от
прорезных большей длиной оттянутой головки. На рабочей
части прорезного и отрезного резца имеются режущая кромка и
2-е вспомогательные кромки, причём каждая вспомогательная
уменьшает трение вспомогательных задних поверхностей резца и стенки прорезаемой канавки.
Для повышения прочности головки резца применяют усиленные конструкции отрезных резцов: в увеличенной высотой головки («петушок») и с расположением режущей кромки на уровне оси державки.
Ширина режущей кромки отрезного резца зависит от диаметра заготовки и составления (3-И5мм).
При вытачивании канавок и отрезании необходимо соблюдать следующие правила:
- резец устанавливать строго по оси центров (если ниже, на отрезаемой детали образуется стерженёк, выше - приближаясь к центру резец задней поверхностью может упереться в оставшийся стерженёк.








Применение откидных упоров при отрезании.
а) б)
а) упор закреплён в пиноли б) упор закреплён в резцедержателе задней бабки
- упор (в положении при установки заготовки)
- шарнир, 3 - основание, 4 - упор в положении при отрезании

Отрезной резец, работающий при обратном вращении шпинделя






Рис. 2 - отрез заготовок небольшого диаметра, когда к торцу изготовляемой детали не предъявляется высоких требований (резец со скошенной режущей кромкой).
Рис. 5 - тяжёлые отрезные работы (большой диаметр, твёрдый материал) целесообразно выполнять резцом с режущей
кромкой расположенной внизу при обратном вращении шпинделя, что предохраняет резец от поломки. При отрезании большой партии деталей рекомендуется использовать упоры (рис. 3 и рис. 4).
Режим резания при отрезании.
Подача при отрезании применяется меньше, чем при наружном обтачивании или подрезании торца. Так при отрезании заготовки диаметр до 60 мм рекомендуемая подача 0,1- 0,15мм/об, при больших диаметрах до 0,3мм/об, скорость Урез, на 15 -20% меньше, чем при наружном точении. Для уменьшения трения между поверхностью резца и деталью применяют минеральное масло или жидкость «Аквол» - 2».






Отрезной твердосплавный резец.



Технологический процесс токарной обработки.
При изготовлении деталей многие операции: обтачивание, подрезание торцов и уступов, прорезание канавок и отрезание выполняют комплекс, в определённой последовательности. Последовательность выполнения различных видов обработки при изготовлении детали, называется технологическим процессом.
Пример. Изготовить деталь из прутковой стали диаметром 34мм





1. Проходным отогнутым резцом
подрезают торец 2. Проходным упорным - обтачивают наружные поверхности диаметр 32 и 25 3. Канавочным резцом
вытачивают канавку 3 мм
Резцом I снимают фаску 2x45 справа
Отрезают отрезным резцом IV
6. Затем отрезанную деталь вновь зажимают в патроне за поверхность диаметром 25 мм подрезают второй конец резцом I и этим же резцом снимают фаску.

Подсчёт вылета прутка L.

65мм - длина детали; 1мм - припуск на подрезание правого
торца, 1мм - на подрезание левого торца, Змм - ширина
отрезного резца, Змм - расстояние отрезного резца, Змм -
расстояние отрезного резца до патрона.
Итого: 65+1+1+3+3 = 73мм
Резцы в резцедержателе закреплены последовательно (по
очередности их применения).
Заключённая часть технологического процесса, выполняемая на
одном рабочем месте, называется операцией. После снятия со
станка детали и установки новой заготовки начинается
следующая операция.
В приведённом примере выполнялось два закрепления детали:
за наружную поверхность прутка диаметром 34 и за
обработанную до диаметра 25мм), т.е. деталь изготовлена за
два установа.
Установ - часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки.
Технологический переход законченная часть
технологической операции, выполняемая одним
установленным инструментом и на одной заготовке.
При серийном производстве технологический процесс расчленяют на несколько операций которые могут выполняться последовательно на одном или нескольких станках.

Технологические базы.
Установочная база - поверхность по которой заготовка или деталь устанавливается в станок и ориентируется относительно станка и режущего инструмента (диаметр 34 и диаметр 25) диаметр 34 - диаметр прутка смотрите пример выше).
При токарной обработке в качестве установочных баз могут использовать: наружные поверхности, внутренние поверхности, торцовые поверхности, центровые отверстия. Возможны сочетания двух поверхностей в качестве базовых (пример - зажимание в центрах и в патроне - базами является: наружная поверхность и коническая поверхность фаски центрового отверстия со стороны задней бабки.

Черновая база - это установочная база, используется для первой операции. Пример - наружная поверхность заготовки является черновой базой. А поверхность, полученная после черновой обработки и используется для закрепления заготовки при дальнейшей обработки чистовая база.
Основная база - установочная база является основной, если её поверхность важна для работы детали в сборочном узле (диаметр 25 см пример).
Вспомогательные базы - это поверхности, служащие в качестве установочных баз и не играющие роли в работе детали (чертежом обработка их не предусмотрена). (Пример - центровые отверстия на торцах валов для установки в центрах.
Измерительные базы - это поверхности заготовки от которых
производится отсчёт размера. (Чаще - торцы детали).
Установочные и измерительные базы называются
технологическими.
Установочные - черновая - основная - вспомогательная
Технологические базы - установочные, черновые, основные,
вспомогательные. Измерительные.
При выборе баз руководствуются правилом единства баз: установочная и измерительная базы должны по возможности быть одними и теми же поверхностями.
Соблюдение этого правила обеспечивает высокую точность обработки.
При выборе технологических баз надо придерживаться следующих правил:
1. За черновую установочную базу принимают ту поверхность, которая в дальнейшем не подлежит обработке или размер
"которой задан максимальным допуском.
2. В качестве черновой базы принимают поверхность, не имеющую неровностей, уступов и других дефектов, что важно для закрепления заготовки.
3. При выборе чистовой базы необходимо соблюдать правило постоянства баз: от одной чистовой базы следует обрабатывать по возможности большее число поверхностей.




























Нарезание резьбы.
Диаметры стержней под нарезание метрической резьбы плашкой

Диаметры
Допуск на диаметр ст-ня
Диаметры
Допуск на диаметр ст-ня



резьбы
стержня


резьбы
стержня



Резьба с
крупным шагом
Резьба
с мелким
шагом

3
2,94
-0,06
4
3,96
-0,08

3,5
3,42
-0,08
4,5
4,46
-0,08

4
3,92
-0,08
5
4,96
-0,08

5
4,92
-0,08
6
5,96
-0,08

6
5,92
-0,08
7
6,95
-0,10

7
6,90
-0,10
8
7,95
-0,10

8
7,90
-0,10
9
8,95
-0,10

9
8,90
-0,10
10
9,95
-0,10

10
9,90
-0,10
11
10,94
-0,12

11
10,88
-0,12
12
11,94
-0,12

12
11,88
-0,12
14
13,94
-0,12

16
15,88
-0,12
15
14,94
-0,12

18
17.88
-0,12
16
15,94
-0,12

20
19,86
-0,14
17
16,94
-0,12

22
21,86
-0,14
18
17,94
-0,12

24
23,86
-0,14
20
19,93
-0,14

27
26,86
-0,14
22
21,93
-0,14

30
29,86
-0,14
24
23,93
-0,14

33
32,83
-0,17
25
24,93
-0,14

36
35,83
-0,17
26
25,93
-0,14

39
38,83
-0,17






Диаметры отверстия под резьбу.

Крупный шаг.
Диаметр резьбы мм
Шаг
мм
Диаметр сверла мм (сталь, латунь)
Диаметр резьбы мм
Шаг
мм
Диаметр сверла мм (сталь, латунь)

2
0,4
1,6
о
о
1,25
6,7

3
0,5
2,5
10
1,5
8,4

4
0,7
3,3
12
1,75
10,1

5
0,8
4,2
14
2,0
11,8

6
1,0
5,0
16
2,0
13,8




18
2,5
15,3




20

17,4




22

19,4




24

20,9


Примечание: диаметр отверстия под резьбу должен быть на величину 1ч1,5 шага резьбы меньше наружного диаметра резьбы.
Пример. Выбрать сверло под резьбу №8. Шаг этой резьбы 125;8-1,25 = 6,75
Обработка цилиндрических отверстий.
1. Общие сведения о деталях с отверстиями.
К отверстиям предъявляются следующие требования: по точности, прямолинейности, правильности геометрической формы, шероховатости поверхности.
Цилиндрические отверстия могут быть гладкие, ступенчатые, с канавкой (выточкой).
Отверстия могут быть сквозными или глухими. Диаметры отверстий контролируют штангелем с точностью до 0,1мм или до 0,25мм. Отверстия диаметром 120мм и выше - измеряют нутромером с точностью до 0,01мм. Глубокие отверстия большого диаметра контролируют индикаторным нутромером




Формы цилиндрических отверстий
Сквозные

В крупносерийном и массовом производстве отверстия контролируют предельными калибрами - пробками. Если проходная пробка ПР без усилия проходит в отверстия, а непроходная НЕ - не проходит, то размер отверстия находится в пределах допуска.
Для контроля отверстий диаметра 80 мм и более применяют срезанные и пластинчатые пробки. Такие пробки легче, кроме того, ими можно выявлять овальность отверстия, производя контроль в 2-х взаимно перпендикулярных плоскостях. Перед контролем отверстие протирают, прочищают от стружки.




I'


Калибры пробки хранят в вертикальном положении или укладывают1 на панель из пенопласта

Спиральное сверло.
Сверление обеспечивает точность размера отверстия до 12-го квалитета и шероховатость до 3-4 класса.
Наибольшее распространение при сверлении получило спиральное сверло.



Части и элементы спирального сверла





















Сверла со специальной заточкой для обработки:


На рабочей части сверла - 2-а спиральных пера, которые связаны между собой перемычкой. По наружной поверхности перьев прошлифованы ленточки. Между лентами расположены 2-е спиральные канавки. Одна из стенок канавки образует переднюю поверхность режущего клина сверла. По канавкам подается охлаждающая жидкость к режущим кромкам и выводиться из отверстия стружка. Угол наклона винтовых канавок к оси сверла W= 20 ч 30є. Торцы перьев, входящие на режущую часть, называется затылками. На пересечении затылков с переменной образуется поперечная кромка, которая расположена под углом
·= 55є к режущим кромкам.
Хвостовик сверла для закрепления сверла. Может иметь цилиндрическую или конусную поверхности. Конусы Морзе №1,2,3,4,5 с углом конуса 1є26№. Конус сверла обеспечивает надежное центрование сверла.
Если конус сверла отличается от конуса пиноли, то применяют конусные переходные втулки. Цилиндрические свёрла зажимают в патроне

Отверстия в твёрдых материалах сверлят твердосплавными свёрлами. Свёрла могут быть с впаянными пластинами, припаянной стиральной коронки, и цельная рабочая часть из -твёрдого сплава впаяна в стальной хвостовик. Высокую стойкость имеют свёрла конструкции Овчинникова с внутренним подводом охлаждающей жидкости (каналы внутри сверла). Иногда используют перовые свёрла дерево.

Заточка и рациональная подточка свёрл.
При заточке затылком перьев придают криволинейную форму, что обеспечивает получение задних углов на режущих клиньях.
Для этого при заточке сверло прижимают к шлифовальному кругу и одновременно вращают. Необходимо обеспечить:
-равенство 2-х кромок по длине
-равенство углов ср.
-постоянство заднего угла L = 60° по всей длине режущего клина.
- угол наклона поперечной кромки 55
Для быстрой и правильной заточки применяют специальные станки в заточных отделениях.
Контроль геометрии сверла комплексным шаблонам



Литерату
В.А. Аршинов, Г.А. Алексеев. «Резание металлов и режущий инструмент». М. 1964г.
Справочник молодого токаря» М. 1979г.
М.А. Рунец. «Справочник автомобильного механика». М. 1976г.
К. Е. Трондик «Металлорежущие станки». М. 1975г.
П.М. Денежный «Токарное дело». М. 1976г.














HYPER13PAGE HYPER15


HYPER13PAGE HYPER1486HYPER15



Инструмен-
тальные

Конструк-
ционные

Специальные легированные

Углеродистые

Классификация сталей

Конструк-
ционные


Инструмен-
тальные


Стали с особыми физ.
Св-вами

обыкновенного кач-ва


качественные


среднеуглеродистые


цементируемые


улучшаемые

азотируемые

быстрорежущие

нержавеющие

жаропрочные

Немагнитные и др.

высокоуглеродистые

Диаметр ПР58А НЕ + 0,30
а) двусторонняя пробка



 "*,
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·‘Рисунок 1

Приложенные файлы

  • doc metod
    Гаврилов С.В.
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий