Способы установки и закрепления заготовок при обработке.

Токарная обработка.

Виды работ на токарных станках:

1. Обработка цилиндрической поверхности;

2. Обработка конической поверхности;

3. Сверление, зенкерование, развертывание;

4. Нарезание наружной и внутренней резьбы;

5. Подрезание торца;

6. Точение канавок;

7. Отрезка заготовок;

8. Растачивание отверстия;

9. Обработка фасонных поверхностей;

10. Накатка рефлений.

Классы:

1.Валы (характеристика) D (диаметр) < l (длина);

2. Фланцы: D > l;

3. Втулки:

Влияние смазочно – охлаждающей жидкости (СОЖ) на процесс резания.

Применение СОЖ благоприятно воздействует на процесс резания металлов: значительно уменьшается износ режущего инструмента, повышается качество обработанной поверхности и снижаются затраты энергии на резание. При этом уменьшается наростообразование на режущей кромке инструмента, и улучшаются условия для удаления стружки и абразивных частиц из зоны резания. Наименьший эффект дает применение СОЖ при обработке чугуна и других хрупких материалов. При работе твердосплавным инструментом на высоких скоростях резания рекомендуется обильная и непрерывная подача СОЖ, т.к. при прерывистом охлаждении в пластинах твердого сплава могут образоваться трещины, приводящие к выходу инструмента из строя. Наиболее эффективно применение СОЖ при обработке вязких и пластичных металлов, при этом с увеличением толщины среза и скорости резания положительное воздействие СОЖ на процесс стружкообразования уменьшается. Выбор СОЖ зависит от обрабатываемого материала и вида обработки. СОЖ должна обладать высокими охлаждающими, смазывающими, антикоррозийными свойствами и быть безвредной для обслуживающего персонала. Все СОЖ можно разделить на две основные группы: охлаждающие и смазочные.

К первой группе относятся водные растворы и эмульсии, обладающие большой теплоемкостью и теплопроводностью. Широкое распространение получили водные эмульсии, содержащие поверхностно – активные вещества. Они применяются при обдирочных работах, когда к шероховатости обработанной поверхности не предъявляют высоких требований.

Ко второй группе относятся минеральные масла, керосин, а также растворы поверхностно – активных веществ в масле или керосине. Жидкости этой группы применяются при чистовых и отделочных работах.

Основные понятия и элементы резания.

Резание металлов представляет собой такой вид формообразования, при осуществлении которого поверхности детали формируются методом удаления с заготовки припуска путем пластического деформирования и последующего срезания его в результате движений режущей кромки инструмента и заготовки относительно друг друга. Стружка – это слой металла, деформированный и отделенный в результате обработки резанием. Различают следующие типы стружки: скалывания; сливная и надлома. Стружка скалывания, состоящая из отдельных элементов, образуется при обработке твердых металлов с низкой скоростью резания «v» при большой толщине срезаемого слоя и малом переднем угле лезвия резца. Увеличение вязкости обрабатываемого материала, уменьшение толщины срезаемого слоя, увеличение скорости резания и увеличение переднего угла лезвия резца приводят к постепенному переходу стружки скалывания в сливную стружку. При таких условиях резание происходит с меньшими усилиями, а обрабатываемая заготовка имеет более чистую поверхность. Сливная стружка отделяется в виде длинной винтообразной ленты. Стружка надлома образуется при обработке твердых и хрупких металлов (например, чугун и бронза). Срезаемая стружка в виде отдельных кусочков, совершенно не связанных между собой, легко рассыпается. Процесс резания сопровождается выделением теплоты; более всего нагревается стружка, которая воспринимает около 75% выделяющейся теплоты, до 20% теплоты воспринимает резец, около 4% - обрабатываемая заготовка и около 1% расходуется на нагревание окружающей атмосферы; постепенно вся теплота переходит в окружающую среду. При затуплении резца распределение теплоты, выделяющейся в процессе резания, резко меняется: в большей степени нагреваются резец и заготовка. Режущий инструмент деформирует не только срезаемый слой, но и поверхностный слой обрабатываемой заготовки: увеличивается его твердость и уменьшается пластичность, т.е. происходит наклеп обрабатываемой поверхности. Чем мягче и пластичнее обрабатываемый металл, тем интенсивнее происходит образование наклепа. Глубина и степень упрочнения при наклепе увеличиваются с увеличением подачи и глубины резания; при затуплении резца глубина наклепа увеличивается в 2- 3 раза. Применение смазочно – охлаждающей жидкости значительно уменьшает глубину и степень упрочнения поверхностного слоя обрабатываемой заготовки. При обработке заготовок (особенно из пластичных металлов) на передней поверхности резца, вблизи режущей кромки, образуется нарост, причем наиболее интенсивно в диапазоне скоростей резания 10…20 м/ мин. При малых скоростях резания (v < 5 м/мин) температура в зоне резания недостаточна для образования нароста, а при больших скоростях (свыше 50 м/мин) нарост не успевает привариваться к передней поверхности резца. В условиях наростообразования невозможно получить обработанную поверхность высокого качества, поэтому при повышенных требованиях к ее качеству нежелательно работать в диапазоне скоростей 7….50 м/мин. Снятие стружки на станках осуществляется сочетанием главного движения и движения подачи. Главное движение резания, обозначаемое Dr, обеспечивает отделение стружки от заготовки с наибольшей скоростью в процессе резания. Движение подачи, обозначаемое Ds, позволяет подвести под режущую кромку инструмента новые участки заготовки и тем самым обеспечить снятие стружки со всей обрабатываемой поверхности. Различают скорость резания «v» (скорость главного движения резания) и скорость движения подачи «vs». При лезвийной обработке скорость резания задается в метрах в минуту (м/мин), а скорость подачи в миллиметрах в минуту (мм/мин). скорость резания определяется по формуле:

v = πdn

Износ резцов. В процессе резания металлов происходит износ режущего инструмента. Причиной износа резцов является трение сбегающей стружки о переднюю поверхность лезвия и задних поверхностей – о заготовку. Интенсивность износа зависит от многих причин: механических свойств заготовки, усилия и скорости резания, наличия СОЖ. Следы износа наблюдаются на передних и задних поверхностях, но за критерий износа принимается наибольшая высота изношенной контактной площадки на задней поверхности h1 [1].

Период стойкости резца «Т» определяется временем непосредственной работы инструмента (исключая время перерывов), измеряется в минутах и может быть различным для разных случаев обработки. Период стойкости резца повышается при уменьшении скорости резания, подачи и глубины резания, однако при этом снижается производительность станка. Существует понятие экономичного периода стойкости Тэк, при котором себестоимость изготовления деталей является минимальной. При этом скорости резания называются экономичными скоростями резания.

Способы установки и закрепления заготовок при обработке.

Установка заготовок в патронах производится при обработке деталей небольшой длины. Наиболее часто используются трехкулачковые патроны и цанговые патроны. Трехкулачковый патрон имеет три кулачка, которые одновременно сходятся к центру или расходятся от него. Кулачки обеспечивают точное центрирование заготовки (совпадение оси заготовки с осью вращения шпинделя). Незакаленные кулачки перед обработкой партии деталей повышенной точности растачивают на диаметр, соответствующий диаметру зажимаемой поверхности. Заготовки больших диаметров закрепляют в обратных кулачках, в этом случае уступы кулачков создают надежный упор заготовке. На пазах корпуса патрона и на кулачках нанесены цифры 1, 2, 3 (или накернено соответствующее количество точек).

Недостатком крепления заготовок в патроне является потеря точности центрирования при перезакреплении заготовки для обработки другой стороны. Самоцентрирующий цанговый патрон служит для закрепления заготовок по предварительно обработанной наружной поверхности и для закрепления прутковых материалов.Если после закрепления в трехкулачковом или цанговом патроне заготовка «бьет», то биение устраняют поворотом и перезакреплением заготовки.

Установка и закрепление заготовок в центрах используется, если необходимо обработать деталь с высокой степенью соосности левой и правой сторон, т.к. при этом способе закрепления при перезакреплении заготовки точность центрирования не теряется. Особенно это важно при обработке валов, которые устанавливаются в подшипники, чтобы исключить в процессе работы биение. Недостатком является невысокая жесткость системы. Заготовки валов обычно сначала центруют, а затем обрабатывают с установкой коническими поверхностями торцовых центровых отверстий на центры станка. Передний центр закрепляется в шпинделе, а задний – в пиноли задней бабки.

Поводковые устройства служат для передачи вращения от шпинделя к заготовке, установленной в центрах. Простейшее из них – токарный хомутик. Вращаясь вместе со шпинделем, планшайба увлекает за собой хомутик, а вместе с ним установленную в центрах заготовку.

Установка заготовок в патронах с поджимом задним центром – самый жесткий способ установки, обычно используется при обработке заготовок, у которых отношение длины к диаметру больше 2..3 при черновом точении. При перезакреплении заготовки для обработки ее с другой стороны точность центрирования теряется.

Установка резца в резцедержателе производится таким образом, чтобы вершина его лезвия была расположена на уровне оси центров. Вылет резца из резцедержателя не должен превышать полторы высоты державки, т.е. 1≤ 1,5Н.

Дата добавления: 2015-08-21