Загальна характеристика металообробного обладнання

Основну частину обладнання механічних цехів складають металообробні верстати. У групу металообробних входять металорізальні верстати для обробки ріжучим інструментом виробів із металевих матеріалів, а також пластмас, скла, кераміки та ін.

Металорізальним верстатом називається машина, призначена для обробки заготівки шляхом зняття стружки (припуску) для одержання готової деталі визначеної форми і розмірів відповідно до робочого креслення. Власне верстат підрозділяється на декілька найважливіших частин, які зазвичай називаються вузлами.

Головний привод верстата передає рух інструменту або заготівлі для здійснення процесу різання з відповідною швидкістю. У переважної більшості верстатів головний привод передає обертальний рух шпинделю, у якому закріплений ріжучий інструмент або заготівка.

Привод подачі необхідний для переміщення інструмента відносно заготівки для формування оброблюваної поверхні. У переважної більшості верстатів привод подачі передає вузлу верстата прямолінійний рух. Сполученням декількох прямолінійних, а іноді й обертальних рухів можна реалізувати будьяку просторову траєкторію.

Привод позиціонування необхідний у багатьох верстатах для переміщення того або іншого вузла верстата з деякої вихідної позиції в іншу задану позицію, наприклад, при послідовній обробці декількох отворів або декількох паралельних площин на одній і тій самій заготівлі. У багатьох сучасних верстатах із числовим програмним управлінням (ЧПУ) функції приводів подачі і позиціонування виконує один загальний привод.

Несуча система верстата складається з послідовного набо-ру з’єднаних між собою базових деталей. З’єднання можуть бути нерухомими (стики) або рухомими (направляючі). Несуча система забезпечує правильність взаємного розташування ріжучого інструмента і заготівки під впливом силових і температурних чинників.

Маніпулюючі пристрої необхідні для автоматизації різних допоміжних рухів у верстаті для зміни заготівок, їх затиску, переміщення або повороту, зміни ріжучих інструментів, видалення стружки і т.ін. Сучасний багатоопераційний верстат має набір маніпуляторів, транспортерів, поворотних пристроїв, а в деяких випадках обслуговується універсальним маніпулятором із програмним управлінням (промисловим роботом).

Контрольні і вимірювальні пристрої необхідні у верстаті для автоматизації спостереження за правильністю його роботи. За їх допомогою контролюють стан найбільш відповідальних частин верстата, працездатність ріжучого інструмента, вимірюють заготівки і виріб. При досить високому рівні автоматизації результати контролю вимірів поступають у керуючий пристрій, а звідти у вигляді керуючих сигналів коректують положення вузлів верстата.

Класифікація металорізальних верстатів

Верстати класифікують за різними ознаками, основними з яких є: призначення, конструктивні особливості, ступінь універсальності, точність, габарити, ступінь автоматизації.

За призначенням і конструктивними особливостями усі верстати, що серійно випускаються, поділяють на групи, а кожну групу – на типи. Є десять груп (0... 9) і в кожній з них десять типів (0... 9) верстатів. Нульові групи і типи – резервні, вони заповнюються в міру необхідності. Така класифікація була розроблена Експериментальним науково-дослідним інститутом металорізальних верстатів (ЕНДІМВ).

За ступенем універсальності розрізняють верстати універсальні, спеціалізовані і спеціальні. Універсальні верстати, які інакше називаються верстатами загального призначення, застосовуються для виготовлення широкої номенклатури деталей, оброблюваних невеликими партіями в умовах дрібносерійного і серійного виробництва. Універсальні верстати з ручним управлінням вимагають від оператора підготовки і часткової або повної реалізації програми, а також виконання функцій маніпулювання (зміна заготівки й інструмента), контролю і зміни. Універсальні верстати з числовим управлінням вимагають від оператора лише окремих функцій маніпулювання і контролю. При цьому стає можливим обслуговування одним оператором декількох верстатів, так зване багатоверстатне обслуговування.

Спеціалізовані верстати призначені для обробки заготівок порівняно вузької номенклатури. Прикладом можуть служити токарні верстати для обробки колінчатих валів або шліфувальні верстати для обробки кілець кулькових підшипників. Спеціалізовані верстати мають високий ступінь автоматизації, і їх використовують у крупносерійному виробництві при великих партіях, що не вимагають частого переналагодження.

Електрофізичні та електрохімічні методи обробки

Електрофізичні й електрохімічні методи обробки матеріалів засновані на фізичних або хімічних явищах, що виникають при дії на матеріал електричного струму, ультразвука, світлового променя або плазми. Ці методи універсальні і використовуються для обробки матеріалів, що важко оброблюються: твердих сплавів, високолегованих сталей, германія, кремнія та ін.

Існують такі методи обробки матеріалів: електроерозійний, електрохімічний, ультразвуковий, світлопроменевий, плазмений та ін.

Електроерозійний метод. Робота електроерозійних верстатів заснована руйнуванні матеріалу оброблюваної заготовки під дією електричних зарядів. Залежно від способу подачі енергії розрізняють електроіскровий, електроімпульсний і електроконтактний режими.

При електроіскровій обробці між двома електродами, розміщеними в діелектричній рідині (нафтове масло або його суміш із гасом), виникає іскровий розряд, джерелом якого є спеціальний імпульсний генератор. Один з електродів (анод) – оброблювана заготівка, інший (катод) – інструмент. Процес обробки полягає в послідовному збудженні дугових розрядів малої тривалості (соті частки секунди) між електродами; при цьому на поверхні анода виникає висока температура, що викликає миттєве розплавлення і внаслідок випаровування невеликого об’єму металу утворення на його поверхні лунки. Цей процес називається ерозією. Він відбувається при визначеному зазорі між електродами.

Електрохімічний метод заснований на явищі анодного розчинення, що відбувається при електролізі. Цим методом здійснюються полірування і розмірна обробка. В усіх випадках заготівка, що є анодом, знаходиться в електроліті, через який пропускається електричний струм; у результаті на її поверхні утворюються хімічні сполуки металу заготівки. Продукти електролізу переходять у розчин або видаляються механічним шляхом. Переваги цієї обробки – відсутність нагрівання, деформованого шару, дзеркальний блиск поверхні.

Ультразвукова обробка матеріалів відбувається в результаті зняття припуску абразивними зернами, на які впливає інструмент, що коливається з ультразвуковою частотою. Коливання інструмента виникають завдяки явищу магнітострикції. Це явище полягає в зміні форми, наприклад подовженні зразків із деяких металів і з їх сплавів у магнітному полі. В ультразвукових установках до сердечника з магнітострикційного матеріалу певним чином приєднується інструмент. У змінному магнітному полі, створюваному замазкою-генератором, довжина сердечника змінюється з частотою, рівною частоті струму; ці коливання передаються інструменту. Коливальний інструмент ударяє по зернах абразиву, що сколюють частки на поверхні заготівки. На таких верстатах обробляють деталі з твердих і крихких матеріалів, таких, як скло, кераміка, кварц, діаманти та ін. В основному їх використовують для прорізання щілин, круглих і фасонних отворів або заглиблень, а також для гравірування і маркірування.

Електронно-променева і світлопроменева (лазерна) обробка заснована на тепловому впливі пучка електронів і світлового променя високої енергії на поверхню заготівки. Джерело пучка електронів – електронна гармата. Джерело світлового випромінювання – оптичний квантовий генератор (лазер). Електронні і світлові потоки спеціальними фокусуючими системами концентруються у вузькі спрямовані пучки, під дією яких відбуваються розплавлення і випаровування матеріалу заготовки. Таким чином, одержують отвори дуже малих розмірів (0,02...0,50 мм) у алмазах, рубінах, кераміці, твердих сплавах, виготовляють дрібні сита, прорізають пази складної форми і т.д.

Плазменна обробка. Сутність обробки полягає в тому, що плазму (повністю іонізований газ), що має температуру 10 000...30 000 °С, направляють на оброблювану поверхню заготовки. Цим способом можна обробляти заготовки із будь-яких матеріалів, виконуючи прошивання отворів, вирізання заготовок з листового матеріалу, стругання, гостріння. При прошиванні отворів, розрізуванні і вирізанні заготовок плазменну голівку ставлять перпендикулярно до поверхні заготовки, при струганні і гострінні – під кутом 40-60°С. Плазменні голівки застосовують також для зварювання, пайки і нанесення захисних покрить на деталях.

Деревообробні верстати

Деревообробні верстати призначені для механічної обробки деревини, із якої виробляють численні напівфабрикати і вироби: пиломатеріали, фанеру, деревинно-стружкові і деревинноволокнисті плити, будівельні деталі, меблі, музичні інструменти, спортивний інвентар, деталі транспортних засобів та ін.

Деревообробні верстати мають цілий ряд спільних ознак із металорізальними. їх також класифікують за ступенем універсальності – універсальні, спеціальні і спеціалізовані; ступенем автоматизації – ручні, напівавтомати й автомати. У них подібні основні вузли: станина, шпиндель, робочий стіл та ін. У той же час ці верстати специфічні, що пов’язано з їх призначенням і властивостями оброблюваного матеріалу. Відрізняється і система умовних позначень моделей. Вона включає перші літери найменування верстата і цифри, що позначають один із найваж-ливіших параметрів верстата або оброблюваної деталі, а також номер моделі.

Види деревообробних верстатів і їх буквеної індексації

♦ Лісопильні вертикальні рами: одноповерхова - Р; двопо-верхова - 2Р.

♦ Лісопильні горизонтальні рами - РГ.

♦ Стрічковопильні верстати: столярні - ЛС; ділильні - ЛД;

♦ Для поздовжньої розпиловки колод - ЛБ.

♦ Круглопильні верстати для поздовжньої розпиловки ко-лод (із подачею на візку) - ЦДТ; пиломатеріалів - ПД; прирізні - ЦДК.

♦ Круглопильні верстати для поперечної розпиловки: ба-лансирні - ЦКБ; маятникові - ЦМЕ.

♦ Супортні (із прямолінійним переміщенням пилки) - ЦПА.

♦ Фугувальні - СФ.

♦ Рейсмусові верстати - СР.

♦ Фугувально-рейсмусові верстати - ФР.

♦ Чотирибічні поздовжньо-фрезерні станки - С.

♦ Шипорізні верстати: для рамного шипа - односторонні -ШО, двосторонні - ШД; для обробки ящикового прямо-го шипа - ШП, для шипа типу «ластівковий хвіст» - шлх.

♦ Фрезерні верстати - Ф.

♦ Свердлильні станки - СВ.

♦ Свердлильно-фрезерні (пазовальні) верстати - СВП.

♦ Ланцюговодовбальні верстати - ДЦ.

♦ Токарні верстати - Т.

♦ Круглопалочні верстати - КП.

♦ Шліфувальні верстати - ШЛ.

Питання до самоконтролю:

1. Наведіть загальну характеристику металообробного обладнання.

2. Наведіть класифікацію металорізальних верстатів.

3. Розкрийте сутність електрофізичних та електрохімічних методів обробки.

4. Наведіть класифікацію деревообробних верстатів.

7. Інструменти і підшипники кочення

До інструментів відносять знаряддя для роботи і деякі види пристосувань. Найбільш широко застосовується металорізальний, ковальський, слюсарний, деревообробний, спеціальний, контрольно-вимірювальний інструмент. Інструмент різного призначення буває ручний (слюсарний, столярний, малярський і т. ін.), верстатний, механізований.

Тема 7.1. Види металообробного інструменту

План: 1. Інструментальні сталі

2. Металорізальний інструмент

3. Зуборізний інструмент

4. Різьбонарізний інструмент

5. Різьбонакатний інструмент

6. Ковальський інструмент

7. Слюсарний інструмент

8. Електроінструмент

9. Деревообробний інструмент

Інструментальні сталі

Для виготовлення інструментів застосовують інструментальні сталі, тверді сплави, мінералокерамічні пластинки і алмази. Матеріали для ріжучого інструмента повинні мати високу міцність, твердість, зносостійкість, теплостійкість.

Інструментальні якісні і високоякісні вуглецеві сталі призначені для виготовлення ріжучого, міряльного і штампового інструмента.

Леговані інструментальні сталі підрозділяються на дві групи: сталі для ріжучого і вимірювального інструмента і сталі для штампового інструмента. Ріжучі властивості інструментів із легованих сталей майже не відрізняються від ріжучих властивостей інструментів з вуглецевої сталі, тому що леговані сталі теж характеризуються невисокою теплостійкістю (200–250°С). Вони мають підвищену в’язкість у загартованому стані, більш глибоку, чим вуглецеві сталі, дещо більшу твердість і зносостійкість і меншу схильність до деформацій і тріщин при загартуванні.

Швидкорізальні інструментальні сталі мають високу твердість, міцність і зносостійкість після термообробки. Ріжучі властивості інструментів із швидкорізальної сталі зберігаються при нагріванні під час роботи до 600 – 650 °С. Переваги швидкорізальних сталей виявляються найбільше при обробці міцних і твердих сталевих заготовок і при різанні з підвищеними швидкостями.

Для виготовлення ріжучих елементів різних інструментів застосовують три групи твердих металокерамічних сплавів: вольфрамові, титановольфрамові, титанотанталовольфрамові.

Металорізальний інструмент

До металорізального інструмента відносять різці, фрези, свердла, зенкери, зенківки, розгортки, протяжки, зуборізній, різьбонарізний і різьбонакатний інструмент.

Основною формою ріжучого інструмента є клин. Форма і розмір ріжучих кромок інструмента залежать від властивостей оброблюваного матеріалу й умов, у яких відбувається процес різання. Самим простим ріжучим інструментом у формі клина є різець. Всі інші інструменти – свердла, розгортки, фрези являють собою видозмінену форму клина.

Різець. Представляє собою однолезовий металорізальний інструмент і складається з голівки, тобто ріжучої частини різця і стрижня, який служить для його закріплення. Виготовляють різці (або ріжучі пластини для різців) із матеріалів високої твердості, що перевищують твердість оброблюваного матеріалу: з вуглецевої, легованої, швидкорізальної інструментальної сталі, твердих сплавів, мінералокераміки.

Фреза. Представляє собою багатолезовий ріжучий інструмент для обробки матеріалів на фрезерних верстатах. Виготов-ляють фрези з легованих і швидкорізальних інструментальних сталей і з вставними ножами, оснащеними твердосплавними пластинками.

Свердло. Представляє собою стержень, робоча частина якого має ріжучі елементи, а хвостова частина служить для закріплення свердла в патроні або шпинделі верстата. Використовують свердла для утворення отворів у матеріалі, а також для розсвердлювання попередньо підготовлених отворів. Основним робочим рухом свердел є обертання при осьовій подачі.

Зенкер. Це багатолезовий ріжучий інструмент для зенкерування – чистової обробки отворів після свердлення. За конструкцією розрізняють зенкери гладкі (для обробки наскрізних отворів), зенкери для східчастих отворів (із конічним і циліндричним хвостовиком), насадні (суцільні й оснащені пластинками твердого сплаву), зенкери-равлики.

Зенківка. Багатолезовий ріжучий інструмент, який використовується для зенкування (роззенковки) – обробки з метою одержання циліндричних або конічних заглиблень отворів, зняття фасок центрових отворів. За конструкцією розрізняють зенківки і зенківки-підрізки, які можуть бути суцільними із швидкорізальної сталі, а також із припаяними коронками із швидкорізальної сталі або пластинами твердого сплаву.

Розгортка. Це багатолезовий ріжучий інструмент для точної обробки попередньо оброблених отворів круглого розрізу. Складається з ріжучої, калібруючої частин, шейки і хвостовика. Розгортки розрізняють за конструкцією і призначенням: ручні циліндричні, розтискувальні, регульовані, машинні з циліндричним, конічним хвостовиком, для глухих і наскрізних отворів (суцільні, хвостові і нерегульовані по діаметру, із вставними зубами, насадні, регульовані по діаметру). За видом оброблюваного отвору розрізняють циліндричні і конічні розгортки, за видом оброблюваного матеріалу – розгортки для звичайних сталей, для нержавіючих сталей, легких сплавів.

Протяжка. Це багатолезовий металорізальний інструмент для обробки переважно наскрізних отворів і зовнішніх поверхонь способом протягування на протягувальних верстатах. Протяжка для отворів являє собою стрижень із зубами, розташованими рядами, профіль ріжучої кромки яких поступово змінюється від вихідної до остаточної форми оброблюваної поверхні. Протяжка складається з хвостовика, направляючої, ріжучої і калібруючої частин. За конструкцією і призначенням розрізняють протяжки круглі з профільною схемою різання, круглі змінного різання, протяжки для квадратних отворів, шліцеві і шпоночні.

Зуборізний інструмент

Зуборізний інструмент призначений для виготовлення й обробки зубцюватих і черв’ячних коліс, зубцюватих рейок та інших виробів. У якості зуборізного інструмента застосовують фасонні фрези дискові, черв’ячні, довбяки зуборізні, зубостругальні різці, голівки для конічних коліс, гребінки зуборізні прямозубі і косозубі, шевери дискові.

Фрези дискові призначені для нарізування зубцюватих коліс, тихохідних зубцюватих передач, фрези пальцьові модульні – для нарізування прямозубих і косозубих коліс.

Фрези черв’ячні призначені для нарізування циліндричних прямозубих і косозубих коліс, нарізування зубів на валах зубцюватих евольвентних з’єднань, нарізування зубцюватих коліс із зачепленням Новикова 6...9-го ступенів точності.

Довбяки служать для нарізування на зубодовбальних верстатах прямозубих і косозубих зубцюватих коліс зовнішнього і внутрішнього зачеплення, а також для нарізування зубів на зубцюватих з’єднаннях із евольвентним профілем. Розрізняють довбяки дискові прямозубі, косозубі, чашкові прямозубі, хвостові прямозубі, косозубі, дискові. Зубостругальні різці призначені для нарізування конічних прямозубих коліс.

Голівки служать для нарізування конічних зубцюватих коліс із криволінійними (круговими) зубами на спеціальних зуборізних верстатах. Голівки, суцільні і складені з закріпленими на них різцями, застосовують для чорнової і чистової обробки.

Для нарізування методом обкатування на зубостругальних верстатах зубцюватих циліндричних коліс зовнішнього зачеплення служать гребінки – багатолезовий ріжучий інструмент у вигляді зубцюватої рейки.

Шевери – зубцюваті колеса або рейки, зуби яких мають вузькі канавки, що утворюють ріжучі кромки – використовуються для остаточної обробки.

Різьбонарізний інструмент

Різьбонарізний інструмент застосовується для нарізування різьб: мітчики ручні, машинні, машинноручні, голівки, гребінки, фрези різьбові гребінчасті і дискові, плашки, патрони муфто- і трубонарізні, а також різці для нарізування зовнішньої і внутрішньої різьби на токарських верстатах. До різьбонакатного інструмента відносять плашки різьбонакатні, ролики і голівки.

Мітчик представляє собою гвинт, у якому вирізані поздовжні канавки, для утворення ріжучих кромок. Мітчики ручні призначені для нарізування або калібрування різьб при слюсарноскладальних і ремонтних роботах, мітчики машинні – для нарізування на верстатах різьби в наскрізних і глухих отворах за один прохід, мітчики машинноручні – для нарізування різьби в отворах на різних верстатах при кріпленні їх у різьбонарізних патронах, а також при слюсарних роботах вручну або використанням пневматичних і електричних свердлилок.

Голівки різьбонарізні представляють собою пристосування для нарізування внутрішньої і зовнішньої різьби із використанням різьбонарізних гребінок. Голівки встановлюють на револьверних, токарських, свердлильних, різьбонарізних верстатах і автоматах.

Гребінка представляє собою різець із зубцюватою ріжучою кромкою, виготовлений із швидкорізальної сталі.

Фрези різьбові гребінчасті і дискові застосовують для нарізування зовнішньої і внутрішньої різьби на спеціальних різьбофрезерних верстатах.

Плашка різьбонарізна представляє собою пластинку з напівкруглим вирізом з різьбою (для ручного нарізування різьби за допомогою клупа, призматичну або круглу різьбову гребінку (для машинного нарізування).

Патрони муфто- і трубонарізні призначені для нарізування внутрішньої і зовнішньої конічної різьби в сполучних муфтах і на трубах із застосуванням спеціальних плашок.

Різьбонакатний інструмент

Різьбонакатний інструмент призначений для утворення зовнішньої різьби методом пластичної деформації в холодному стані. Накочування різьби здійснюється за допомогою різьбонакатних плашок на різьбонакатних верстатах. Накатана різьба має перевагу перед нарізаною – високу чистоту і точність деталей при більшій продуктивності. На деталь або виріб безпосередньо впливають три накатних ролика, що обертаються навколо осей, закріплених нерухомо на тілі плашки.

Різьбонакатна голівка призначається для накочування правої, найбільш поширеної, метричної різьби довжиною до 140 мм.

Ковальський інструмент

Ковальський інструмент призначений для ручного і машинного кування. Для ручного кування використовуються такі інструменти як: ковадла, кувалди, ручники, кліщі, борідки для пробивання отворів, зубила, підсічки для відрізки металу, продбойники, гладилки у вигляді молотка з плоскою або фасонною поверхнею для додання плоскій поверхні поковки максимально більш правильної форми, обжимки для обробки поковок круглого перетину.

Для машинного управління використовуються: плоскі, вирізні, закруглені бойки, що закріплюються в бабі і шаботі і деформують безпосередньо оброблюваний метал, обжимки для обробки циліндричних і призматичних поковок або відповідних частин складних поковок, розкатки і пережимки для прискорення витяжки і виконання заглиблень. Для утримання і переміщення великих поковок застосовують патрони, кантувачі (механізми для повороту поковок при їх обробці) і маніпулятори (машини для виконання, допоміжних операцій), а для середніх і дрібних поковок – кліщі.

Слюсарний інструмент

Слюсарний інструмент призначений для виконання слюсарних і збиральних (монтажних) робіт і може бути ручним і механізованим.

Викрутки, гайкові ключі, розсувні ключі, торцеві шпильковерти застосовують для збирання – розбирання гвинтових з’єднань.

Непаралельні і паралельні тиски, струбцини, плити, домкрати, плоскогубці і круглогубці служать для утримання оброблюваних виробів у робочому положенні, гострогубці, кусачки – для «відкушування» дроту.

Зубила застосовують для зняття порівняно великих шарів металу і рубки листового металу, крейцмейселі (зубила з вузькою ріжучою частиною) – для рубки твердих металів і вирубки вузьких канавок, кернери – для розмітки.

Напилки, терпуги, тобто напилки невеликого розміру з дрібною насічкою, рашпілі застосовують для зняття малих шарів металу, припасування, шабери – для точного припасування.

Для припасування застосовують і абразивні бруски.

Для нарізування різьби – клупи з плашками і лерками і мітчики з воротками.

Ножівки – це ручні пилки для слюсарних робіт, у яких робочою частиною є ножовочне полотно.

Електроінструмент

До електроінструменту відносять ручні машини з приводом від електродвигуна: електродрилі, електрошліфувальні машини, електропилки, ножиці, електрогайковерти, електролобзики, шуруповерти, довбальники, перфоратори, відбійні молотки, електрорубанки, електротрамбовки, електроточила. Електроінструмент дозволяє виконувати найпростіші операції монтажу, слюсарної обробки із значно меншою витратою зусиль та при високій продуктивності.

Деревообробний інструмент

Деревообробний інструмент призначений для механічної обробки деревини. Зокрема, пилки ручні двосторонні й односторонні, механізовані з електроприводом, машинні рамні, дискові, стрічкові застосовують у деревообробній промисловості, у столярній справі.

Сокири, стамески, рубанки, фуганки, електрорубанки і електрофрези застосовують для обробки поверхонь; долота, бурави, свердла ручні і машинні, коловороти, електросвердлилки – для утворення отворів прямокутного і круглого перетину; ланцюгові установки – для довбання пазів.

Спеціальні різці, фрези, свердла, ножі використовують у якості ріжучих органів деревообробних верстатів.

До свердлильного деревообробного інструмента відносяться: коловорот, спіральне свердло, спіральний бурав, ложечкове свердло, бурав російського фасону, центрове свердло.

До стругального деревообробного інструмента відносяться: використовуються залізка шерхебельна, рубаночна, фуганкова, рубаночна подвійна, цинубельна, зензубельна, фальцгобельна.

Пилки по дереву можуть бути наступних видів: поперечна, подовжня, лучкова, вузька ножівка, широка ножівка.

Питання до самоконтролю:

1. Назвіть та охарактеризуйте інструментальні сталі.

2. Який інструмент відноситься до металорізального і в чому його особливість? 3. Що застосовують у якості зуборізного інструменту?

4. Який інструмент відноситься до різьбонарізного?

5. Охарактеризуйте різьбонакатний інструмент.

6. Охарактеризуйте ковальський інструмент

7. Охарактеризуйте та наведіть приклади слюсарного інструменту.

8. Що відноситься до електроінструменту у виробництві?

9. Назвіть деревообробний інструмент.

Тема 7.2. Види вимірювального та слюсарно-монтажного інструменту

План: 1. Шкальний контрольно-вимірювальний інструмент

2. Безшкальний контрольно-вимірювальний інструмент

3. Підшипники ковзання.

4. Підшипники кочення.

Шкальний контрольно-вимірювальний інструмент

Контрольно-вимірювальний інструмент призначений для визначення геометричних параметрів деталей машин і виробів, у тому числі різьб, зубцюватих коліс і т. ін. При вимірі довжин на практиці визначають, скільки разів міститься певна одиниця довжини (або її частина) в невідомій ще вимірюваній довжині. Відома одиниця, яка використовується для порівняння, а також її частки або кратні їй величини, реалізуються у вигляді жорсткого вимірювального інструмента, що має тільки один розмір, або розміри наносяться на вимірювальний інструмент, наприклад, у вигляді шкали.

Основною одиницею виміру лінійних розмірів у країнах з метричною системою є метр або тисячна частка метра – міліметр, а при точних вимірах довжини – тисячна частка міліметра – мікрон (мк). У країнах з дюймовою системою основною одиницею є дюйм.

Для грубих вимірів зазвичай використовують складні метри – металічні або дерев’яні складні лінійки довжиною 1 або 2 метри. Можлива погрішність виміру складає 1мм на довжині 1м. Для виміру довжин до 2 м застосовуються також стальні пружні стрічки – рулетки, що приміщують до футлярів різної форми.

Для більш точних вимірів призначені штангенциркулі. Ними вимірюють довжини або діаметри як зовнішні, так і внутрішні.

Мікрометри – універсальні вимірювальні інструменти з точним мікрометричним гвинтом і ціною розподілу 0,001... 0,1 мм. За призначенням мікрометри бувають: гладкі – для визначення зовнішніх розмірів деталей; аркушеві з циферблатом – для виміру товщини аркушевих матеріалів; трубні — для виміру довжин, висот, глибин.

Для виміру конусів і конічних втулок застосовують калібри (пробки, втулки різьбових і шліцевих з’єднань і складних профілів), шаблони, що також використовують для вимірів взаємного розташування, отворів, відстані між отворами, площинами.

Нутроміри (штихмаси) – інструменти для виміру внутрішніх розмірів виробів і деталей. Вимірювання ними більш складне, ніж вимірювання мікрометрами, так як потрібно ретельно встановити цей інструмент: строго перпендикулярно до осі отвору та по центру.

Глибиноміри застосовують для вимірів глибини отворів, порожнин, пазів, висоти уступів. Штангенглибиномір предсталяє собою по суті той же самий штангенциркуль, але вимір здійснюється не від нерухомої губки, а безпосередньо від кінця вимірювального стрижня.

Для вимірювання лінійних розмірів використовують також вимірювальні прилади та пристрої, основним елементом яких є індикатори різного роду. Вони дозволяють визначити відхилення від певного номінального розміру. Широко розповсюджено використання індикаторів при визначенні внутрішніх діаметрів.

Безшкальний вимірювальний інструмент

При контролі взаємозамінних деталей немає необхідності знати точний розмір виробу, достатньо встановити, що розміри виробу знаходяться в межах встановлених допусків. Відповідність розмірів виробу встановленим допускам перевіряється граничними калібрами. Існують два види граничних калібрів: а) для виміру отворів (пробки циліндрічні, плоскі калібри, штихмаси), б) для виміру валів (скоби двосторонні або односторонні).

Граничні калібри мають прохідну і непрохідну сторони. Прохідна сторона повинна находити на вал або входити в отвір без зусилля, лише під дією власної ваги калібра або під дією ваги, встановленої стандартом. Непрохідна сторона не повинна находити на вал або не повинна входити в отвір, в крайньому випадку вона може лише “закушувати” вал. Номінальний розмір калібра – це номінальний розмір виробу, тобто розмір, до якого віднесені допуски на виготовлення виробу. Номінальний розмір прохідної та непрохідної сторін калібра – це розмір, до якого відносяться допуски на виготовлення калібру і який визначається за стандартом.

Плоскопаралельні концеві міри довжини – це закалені і відшліфовані стальні бруски перетином 9х30 мм для розмірів до 10,5 мм і 9х35 мм для розмірів більше 10,5мм. Протилежні вимірювальні поверхні цих брусків плоскі та паралельні та оброблені настільки точно, що якщо прикласти дві плитки ретельно очищеними вимірювальними поверхнями один до одного, то вони міцно злипаються (“притираються”). Плоскопаралельні концеві міри знаходять широке застосування особливо в сполученні з різними допоміжними пристроями. Ними можна контролювати вимірювальні інструменти різних типів, розміри внутрішніх та зовнішніх діаметрів, лінійні розміри та ін.

При вимірюванні площинності визначають, наскільки відхиляється поверхня обробленої деталі від ідеальної площини. Основним засобом для вимірювань цього роду є перевірочні плити, перевірочні лінійки з широкою робочою поверхнею та кутові лінійки, перевірочна площина яких використовується для безпосереднього порівняння з поверхнею виробу, яку необхідно перевірити, або є базою для вимірювання іншими засобами.

Для контролю площинності шляхом спостереження “на просвіт” використовують лекальні лінійки.

Площинність та нахил двох поверхонь контролюють кутовими лінійками. Це тригранні бруски, одна грань яких оброблена грубо, а дві інші грані, що утворюють двогранний кут певного розміру, є перевірочними. Стандартні кутові лінійки мають кут при вершині 45, 50, 55 та 60°. Площинність та прямий кут взаємно перпендикулярних поверхонь контролюються косинцями.

Вертикальність та горизонтальність поверхні зазвичай вимірюють схилом або рівнем. Принцип роботи цих інструментів базується на вимірюванні напрямку прискорення сили тяжіння. При вимірюванні схилом або рівнем необхідно, щоб вимірювані деталі та засоби вимірювання знаходились у спокої.

При вимірюванні кутів у виробничій практиці зазвичай використовують універсальний кутомір з довжиною вимірювальної лінійки 200 або 300 мм. Точний відлік вимірюваних кутів здійснюється оптичним кутоміром. Ці кутомірні інструменти дають показання безпосередньо в кутових одиницях.

Для контролю різьби використовують різьбові калібри. Контролювати різьбу можно шляхом вимірювання її окремих елементів, наприклад, середнього, зовнішнього та внутрішньо діаметрів різьби, кроку та кута профілю.

Підшипники ковзання

Підшипники – частини опор осей і валів, що сприймають радіальні, осьові і радіальноосьові навантаження і допускають їх обертання. Підшипники є поширеною деталлю машин, механізмів, приладів та інших пристроїв. За принципом роботи розрізняють підшипники ковзання, у яких опорна поверхня осі або вала сковзає по робочій поверхні підшипника, і підшипники кочення, у яких між поверхнею обертової деталі і поверхнею опори розташовані кульки або ролики.

Розрізняють два основних типи підшипників ковзання: нероз’ємні (глухі) – у найпростіших конструкціях виливають як одне ціле зі станиною тихохідної машини, що працює з великими перервами, і роз’ємні. Роз’ємні підшипники складаються із корпуса, двох вкладишів, кришки і стяжних болтів. Підшипники ковзання використовують у тих випадках, коли вони мають незаперечну перевагу в порівнянні з підшипниками кочення: для дуже швидкохідних валів, у режимі роботи яких довговічність роботи підшипників кочення мала; для осей і валів, що вимагають дуже точної установки; для валів дуже великого діаметра, для яких не виготовляють стандартних підшипників кочення; коли підшипники за умовами складання повинні бути рознімними (наприклад, для колінчатого вала); коли в зв’язку зі сприйняттям підшипником ударних і вібраційних навантажень використовують демпфіруючу дію масляного шару підшип-ника ковзання; при роботі підшипників у воді, агресивному середовищі, коли підшипники кочення непрацездатні. Підшипники ковзання працюють в умовах рідинного, сухого і змішаного тертя. Застосування підшипників ковзання дуже обмежене, їх виготовляють підприємства машино- і приладобудування для комплектації продукції, що випускається.

Підшипники кочення

Підшипники кочення випускаються спеціалізованими підприємствами підшипниковими заводами. Вони характеризуються тим, що на їх робочих поверхнях має місце тертя кочення. В порівнянні з підшипниками ковзання вони мають ту перевагу, що працюють з меншими втратами на тертя, які майже не змінюються при зміні навантаження або швидкості. Вони менш чутливі до нагрівання, вимагають меншої витрати змащення, не потребують особливої уваги та догляду. Крім того, їх конструкція простіша, ніж конструкція підшипників ковзання.

Підшипники кочення зазвичай складаються із двох кілець: внутрішнього, призначеного для насадки на вал, і зовнішнього, закріпленого в корпусі підшипника, тіл кочення кульок або роликів, що перекочуються по бігових доріжках кілець на деякій відстані один від одного, і сепаратора – деталі, що розділяє тіла кочення. Тіла кочення виготовляють із спеціальної хромистої та хромонікелевої сталі високої твердості та в’язкості, загартовують, шліфують та полірують. Підшипники кочення застосовують у різних галузях промисловості, особливо в машино- і приладобудуванні.

Підшипники кочення мають різні конструктивні різновиди, що визначають їх класифікацію:

♦ за напрямком діг сприйманого навантаження – радіальні, що сприймають навантаження, що діє перпендикулярно осі обертання підшипника; упорні, розраховані на навантаження, що діє уздовж осі обертання підшипника; радіально-упорні – під комбіноване навантаження, що одночасно діє на підшипник у радіальному й осьовому напрямках, причому переважним може бути як осьове, так і радіальне навантаження; упорно-радіальні – в основному під осьове навантаження; конусні.

♦ за формою тіл кочення – кулькові і роликові. Роликопід-шипникі залежно від форми роликів розділяють на наступні групи: із короткими циліндричними роликами; із довгими циліндричними роликами; із витими роликами; із голчастими роликами; із конічними роликами; із сферичними роликами;

♦ за числом рядів тіл кочення – одно-, двох-, чотирьох- і багаторядні;

♦ за основними конструктивними ознаками – такі, що самоустановлюються, і такі, що не самоустановлюються; із циліндричним або конусним отвором внутрішнього кільця; одинарні або подвійні; здвоєні, зтроєні і т.ін.

Вибір типа підшипника залежить від його призначення та умов роботи.

Питання до самокнтролю:

1. Охарактеризуйте та наведіть приклади шкального контрольно-вимірювального інструменту.

2. Охарактеризуйте та наведіть приклади безшкального контрольно-вимірювального інструменту.

3. Дайте визначення та опишіть типи підшипників ковзання.

4. Охарактеризуйте підшипники кочення та наведіть їх класифікацію.

Дата добавления: 2015-09-03