Виды инструментальных материалов

      Тонкое (алмазное) обтачивание производится после чистовой обработки с незначительной глубиной резания (t=0,05...0,01 мм), малыми подачами (s=0,1...0,02 мм/об), но большими скоростями резания (v=50...300 мм/мин). После обработки точность до 5-го квалитета и Ra = 0,63...2,5 мкм.

      В зависимости от размеров, конфигурации и материала заготовки применяют  следующие способы обтачивания: в патроне; в патроне с поджатым центром; в центрах; в центрах  с неподвижным и подвижным  люнетом.  
 

      При обтачивании торцовых поверхностей резец перемещается поперечным суппортом. Для обтачивания применяют подрезные  и проходные упорные резцы. Точение  торцовых поверхностей производят как  от наружной боковой поверхности  к центру заготовки, так и наоборот.

      

      Если  заготовки имеют на наружной поверхности  твердую корку, резец подается от центра заготовки к периферии, предупреждая этим преждевременный износ режущей  кромки. Для обработки торцов применяют  проходной упорный резец, позволяющий  производить как продольное, так  и торцовое точение поверхностей. Особое внимание следует уделять  заточке резца по задней поверхности  и его точному закреплению, чтобы  избежать трения резца о заготовку.

      При точении торцовых поверхностей подрезной  резец устанавливают точно по центру, так как в противном  случае поверхность торца не будет  обработана до конца и останется  выступ. 

      Б)  Установка и крепление заготовки  в патроне.

      На  токарных станках применяют два  вида трех- кулачковых само- центрирующих патронов: с фланцевым креплением на шпинделе и с резьбовым креплением на шпинделе. Прежде чем установить патрон на шпиндель, необходимо ветошью, смоченной в керосине, протереть резьбу на конце шпинделя и в отверстии патрона.

      При установке патронов диаметром свыше 320 мм необходимо в отверстие шпинделя вставить оправку. Для этого надо взять патрон двумя руками, надеть его на оправку и, перемещая по оправке к шпинделю, навернуть  патрон на шпиндель до упора. Патрон с  фланцевым креплением закрепить  посредством шпилек и гаек. После  установки патрона вынуть из шпинделя оправку. Съем трех- кулачкового само- центрирующего патрона со шпинделя производят в обратном порядке. Не допускается навертывание и съем патрона при вращении шпинделя.

        Перед установкой заготовки в  патроне развести (вращая против  часовой стрелки) кулачки ключом . Правой рукой вставить заготовку в патрон. Придерживая заготовку правой рукой, левой (вращая ключ по часовой стрелке) зажать заготовку кулачками патрона. Вынуть ключ из патрона и включить шпиндель. Проверить правильность зажима заготовки (при прикосновении мела к детали на ней должна образоваться сплошная линия). После этого окончательно закрепить заготовку и вынуть ключ из патрона.

      Большое влияние на качество детали при обработке  в центрах оказывают центровые отверстия в торцах детали. Центровое отверстие состоит из цилиндрической и конической частей. Цилиндрическая часть отверстия служит для размещения смазки и разгрузки острия центра. Диаметр цилиндрической части отверстия должен быть в 4-6 раз меньше диаметра заготовки. Коническая часть центрового отверстия служит для опоры заготовки. Она делается под углом в деталях, которые не подвергают многократной обработке в центрах.

      

      

      Центровые отверстия с предохранительным  конусом с углом -120 град. делают в  деталях длительного цикла обработки  и подвергающихся дополнительной обработке  при эксплуатации.

      Цанговые  патроны. Их применяют главным образом для закрепления материала в виде прутков или для повторного зажима заготовок деталей по предварительно обработанной поверхности. По конструкции различают цанговые патроны с втягиваемой выдвижной и неподвижной цангами. По назначению цанги делят на подающие и зажимные.

      Подающая  цанга представляет собой стальную закаленную втулку, имеющую три неполных разреза, образующих пружинящие лепестки, концы которых поджаты друг к  другу. Форма и размеры отверстия  должны соответствовать профилю  прутка.

      Зажимная  цельная цанга может быть выполнена  в виде втулки с 3-6 пружинящими лепестками. Цанга с тремя лепестками применяется  при обработке заготовок до 3 мм, с четырьмя - до 80 мм и с шестью - свыше 80 мм. Угол при вершине конуса цанги обычно 30 град.. 

      Торцы и уступы обрабатывают подрезным, проходным, отогнутым или проходным упорным  резцами.

      При подрезании торцов и уступов поперечную и продольную подачи определяют так  же, как и при обтачивании цилиндрических поверхностей.

      Скорость  резания для этого вида обычно на 20 % выше, чем для обработки  цилиндрических поверхностей, так как  время участия резца в процессе резания незначительно и он не успевает нагреваться до критической температуры. 

      Узкие канавки обрабатывают прорезными резцами. Форма режущей кромки резца соответствует  форме вытачиваемой канавки. Прорезные  резцы бывают прямыми и отогнутыми, которые в свою очередь делят  на правые и левые. Чаще применяют  прорезные резцы правые прямые и  левые отогнутые. Жесткость детали не всегда позволяет прорезать канавки  заданной ширины за один рабочий ход  резца.

      Заготовки и детали отрезают отрезными резцами. Ширина режущей кромки отрезного  резца зависит от диаметра отрезаемой заготовки и принимается равной 3, 4, 5, 6, 8 и 10 мм..  Длина головки отрезного резца делается несколько больше половины диаметра прутка, от которого отрезают заготовку.

      Скорость  резания канавок и отрезки  заготовок определяют по исходному  их диаметру в пределах 25-30 м/мин (для  резцов из быстрорежущих сталей) и 125-150 м/мин (для твердо- сплавленных резцов).

      Если  цилиндрическая часть детали имеет  ось, параллельную главной оси детали, но не совпадающую с ней, то говорят, что поверхность этой детали в  этом случае называют эксцентричной  (рис. 9 А).  К эксцентричным деталям  относятся также коленчатые валы  (рис.  9 Б), так 

      

      

      как их ось ББ кривошипной шейки В смещена относительно главной оси АА коренной шейки.

      Чтобы обточить коренные и кривошипные  шейки у детали, показанной на рис. 9 В, нужно просверлить центровые отверстия по осям АА, Б1Б1 и Б2Б2 эксцентричных поверхностей.

      Если  эксцентричная деталь имеет отверстие, то для обтачивания ее надевают на основу с полой конической поверхностью (рис. 9 Г). Оправка имеет подва центровых отверстия на каждом торце.

      Если  расстояние между осями настолько  велико, что центровые отверстия  не размещаются на торцах детали, то на концах детали закрепляют специальные  фланцы, предварительно зацентрованные так, чтобы их оси совпадали с осью эксцентричной поверхности.

      Таким образом обтачивают шатунные шейки длинных коленчатых валов (рис. 10).

      Погрешностью  обработки при работе на токарных станках называется отклонение действительных размеров обработки и форм от заданных чертежом. Основные причины погрешностей следующие: низкая точность станка; деформация технологической системы; низкое качество инструмента; погрешности при базировании и закреплении заготовки (табл. 1). 

      Наиболее  распространенным инструментом для  измерения размеров деталей после  черновой и получистовой обработки  является штангенциркуль типа ШЦ-1.

      В условиях серийного производства детали измеряют предельными скобами. Особенностью скоб различных конструкций является то, что с их помощью оценивают  два размера, один из которых соответствует  большему отклонению размера детали и обозначается ПР (проходной), а другой - меньшему и обозначается НЕ (непроходной). 
 

      В)  Обработка отверстий. Отверстия бывают сквозные и глухие, нормальные и глубокие (длиной свыше пяти диаметров). В зависимости от вида отверстий, их  размеров и точности для обработки отверстия применяют:

1. сверление;
2. растачивание;
3. зенкерование;
4. развертывание;
5. притирку (доводку);
6. раскатывание (развальцовывание).

      При сверлении и рассверливании в  зависимости от вида заготовки, ее материала, типа и разные сверла. Наибольшее распространение  при сверлении отверстий в  обычных материалах нашли спиральные сверла с цилиндрическим и коническим хвостовиками. При сверлении отверстий  в  

      трудно- обрабатываемых материалах применяют твердосплавные цельные сверла или сверла, оснащенные твердосплавными пластинами с прямыми и винтовыми канавками. Сверла с прямыми канавками применяют при сверлении отверстий глубиной не более 2-3 диаметров сверла.

      

      При растачивании отверстий применяют  сборные сверла с твердосплавными  многочисленными неперетачиваемыми  пластинами. Эти сверла отличаются большой жесткостью, что позволяет  увеличить режим обработки при  рассверливании. При сверлении длинных  отверстий применяют сверла одностороннего резания, ружейные и эжекторные. Сверла одностороннего резания с подводом СОЖ применяют для получения точного отверстия высокого качества поверхности. При сверлении в сплошной заготовке больших отверстий применяют кольцевые сверла.

      Установка сверл.  Сверла с цилиндрическим хвостовиком устанавливают на станке посредством трех- кулачкового сверлильного патрона. Далее патрон с закрепленным в ней сверлом устанавливают в пиноль задней бабки.

      Сверла  с коническим хвостовиком устанавливают  посредством переходных втулок с  конусом Морзе. Если конус сверла меньше конического отверстия пиноли задней бабки, то на хвостовик сверла надевают втулку вместе со сверлом вставляют в отверстие пиноли задней бабки.

      Центрование. Подготовительную операцию выполняют для образования центровых отверстий на торцах заготовки для ее обработки в центрах,. Затем центрование производят специальными центровочными сверлами.

      Зенкерование  цилиндрических отверстий  производят зенкерами. Зенкерование отличается от рассверливания тем, что зенкеры, обладая большей прочностью, чем сверла, допускают большие подачи. Кроме того, зенкеры обладают большей само- направленностью, чем сверла, в результате чего зенкерованные отверстия получаются более точными, чем рассверливание.

      Конструкция зенкера зависит от назначения  и диаметра обрабатываемого отверстия. Для отверстий диаметром 35 мм применяют  зенкеры с тремя режущими кромками  (трех- перовые)   и коническим хвостовиком. Для отверстий диаметром до 100 мм применяют насадные и твердосплавные зенкеры. Последние допускают более высокие скорости резания, чем зенкеры из быстрорежущей стали.

      Диаметр зенкера должен соответствовать  окончательному диаметру отверстия. Если отверстие подлежит дополнительной обработке разверткой, то диаметр  зенкера подбирается на 0,2-0,5 мм меньше диаметра отверстия. Обработка зенкерами  производительнее, чем сверлами. Подача в 2-2,5 раза больше, чем при сверлении. 

      

      

      Растачиванием называется увеличение диаметра отверстия в заготовке. Растачивание осуществляется снятием металла с поверхности отверстия расточным резцом. Растачивание производят для исправления соосности отверстия к нарушенной поверхности и обработки отверстий больших размеров.

      Углы  заточки расточных резцов выбирают в основном такими же как у резцов для наружного точения (за исключением заднего угла, который для расточных резцов имеющих большую величину). Величина заднего угла зависит от диаметра растачиваемого отверстия (чем меньше диаметр отверстия, тем больше должен быть задний угол резца).

        При растачивании поперечное  сечение резца должно быть  меньше диаметра отверстия, а  вылет резца из резцедержателя  больше глубины растачиваемого  отверстия на 5-10 мм, поэтому при  растачивании глубокого отверстия  возможны пружинение и изгиб резца, а при высоких скоростях резания - сильные вибрации.

      При черновом растачивании стали глубина  резания достигает 3 мм, продольная подача 0,08-0,2 мм/об., а скорость резания 25 м/мин для быстро- режущих резцов и 50-100 м/мин для твердосплавных резцов. При чистовом растачивании стали глубина резания не превышает 1 мм, продольная подача - 0,05-0,1 мм/об., а скорость резания - 40-80 м/мин для быстрорежущих резцов и 150-200 м/мин для твердосплавных резцов.

      Развертывание  применяют в тех случаях, когда необходимо получить точность и качество поверхности выше, чем это может быть достигнуть зенкером. Развертка имеет больше режущих кромок, чем зенкер, поэтому при развертывании уменьшается сечение стружки и повышается точность отверстия. Отверстия диаметром до 10 мм развертывают после сверления, отверстия большего диаметра перед развертыванием обрабатывают, а торец подрезают. Припуск под развертывание равен 0,15-0,5 мм для черновых разверток и 0,05-0,25 мм для чистовых разверток.