Приспособления для закрепления заготовок на токарных станках

 

Характер установки и закрепления заготовки, обрабатываемой на токарном станке, зависит от типа станка, вида обрабатываемой поверхности, характеристики заготовки (отношение длины заготовки к диаметру), требуемой точности обработки.

На токарно-винторезных станках для закрепления заготовок используют трехкулачковые самоцентрирующие патроны (рисунок 2.7, а).На корпусе 1 патрона расположены три радиальных паза, по которым перемещаются кулачки 2. Патроны применяют для закрепления заготовок (отношение их длины к диаметру – l/d <4).

При отношении l/d > 4 заготовку устанавливают в центрах. Для установки заготовки в центрах ее необходимо зацентровать, т. е. сделать центровые отверстия с торцов вала. Центровые отверстия делают специальными центровочными сверлами. Центры бывают упорные (рисунок 2.7, б), срезанные (рисунок 2.7, в),шариковые (рисунок 2.7, г). Срезанные центры применяют при подрезании торцов заготовки, когда подрезной резец должен дойти до оси вращения заготовки. Шариковые центры используют при обтачивании конических поверхностей заготовки способом сдвига задней бабки в поперечном направлении, а обратные (рисунок 2.7, д) – при обработке заготовок небольших диаметров. Вращающиеся центры (рисунок 2.7, е) применяют при резании с большими сечениями срезаемого слоя металла, когда возникают большие силы резания или обработка происходит на больших скоростях резания.

При установке заготовки в центрах для передачи на нее крутящего момента от шпинделя станка используют поводковый патрон (рисунок 2.7, ж) и хомутик (рисунок 2.7, з).Поводковый патрон представляет собой корпус, навинчиваемый на шпиндель станка.

Рисунок 2.7 – Приспособления для закрепления заготовок на токарных станках

 

На торце патрона запрессован цилиндрический палец, передающий момент на хомутик, который закрепляют на заготовке болтом.

При отношении l/d > 10 для уменьшения деформации заготовки от сил резания применяют люнеты.

Подвижный открытый люнет (рисунок 2.7, и) устанавливают на продольном суппорте станка, неподвижный закрытый люнет (рисунок 2.7, к)закрепляют на станине. Силы резания воспринимают опоры люнетов, что повышает точность обработки.

 

Вопросы для самопроверки

 

1 Типы станков токарной группы.

2 Подразделение станков на группы по степени универсальности.

3 Основные части токарно-винторезного станка и их назначение.

4 Основные виды работ, выполняемые на токарных станках.

5 Инструмент, применяемый для обработки внешних цилиндрических поверхностей и плоскостей.

6 Инструмент, применяемый для обработки отверстий.

7 Инструмент, применяемый для нарезания резьбы.

8 Методы обработки конических поверхностей.

9 Методы обработки фасонных поверхностей.

10 Назначение токарно-карусельного станка.

11 Назначение токарно-револьверного станка и его основное отличие от токарно-винторезного станка.

3 Лабораторная работа №3. Обработка деталей на фрезерных станках

Цель: ознакомление с назначением фрезерных станков, устройством и действием их основных узлов.

Оборудование рабочего места:

1) универсальный фрезерный станок модели 676 с тисками;

2) заготовка для фрезерования плоскости;

3) набор необходимого монтажного инструмента;

4) измерительный инструмент.

 

Общие положения

3.1.1 Типы фрезерных станков. После станков токарной группы фрезерные являются наиболее распространенными металлорежущими станками.

Существует много типов фрезерных станков: 1 – консольно-фрезерные; 2 –продольно-фрезерные; 3 – фрезерные станки непрерывного действия; 4 – шпоночно-фрезерные; 5 – резьбофрезерные; 6 – копировально-фрезерные. 7 – специальные и др.

Консольно-фрезерные станки подразделяют на горизонтально-фрезерные, вертикально-фрезерные, универсально-фрезерные и широкоуниверсальные. Для рассмотрения предлагаются основные из них.

Горизонтально-фрезерный станок (рисунок 3.1, а) состоит из таких основных частей, как станина с фундаментной плитой 1, консоль 7, поперечные салазки 6 со столом 4, хобот 3, подвеска (одна или две) 5. Внутри станины размещена коробка скоростей 2, а внутри консоли – коробка подач 8.

Главным движением служит вращение шпинделя. По вертикальным направляющим станины может перемещаться консоль, осуществляя вертикальную подачу S_в, а по направляющим консоли – поперечные салазки, осуществляя поперечную подачу S_п. Заготовку с помощью какого-либо устройства устанавливают на столе станка, который, перемещаясь по направляющим поперечных салазок, осуществляет продольную подачу S_пр. Подвеска с подшипником служит для поддержания конца установленной в шпинделе станка длиной оправки с фрезой. В зависимости от длины оправки подвеска может перемещаться по направляющим хобота.

Вертикально-фрезерный станок устроен аналогично горизонтально-фрезерному, но ось шпинделя у него расположена вертикально (рисунок 3.1, б). Фрезерование на этих станках осуществляют торцевыми и концевыми фрезами.

Универсально – фрезерный станок отличается от горизонтально-фрезерного только тем, что между поперечными салазками и столом расположена поворотная часть, благодаря которой стол может быть повернут в горизонтальной плоскости на необходимый угол. Это дает возможность нарезать на таком станке зубчатые колеса с винтовыми зубьями, винтовые зубья в зенкерах, развертках, фрезах и т.п.

а-горизонтально-фрезерный; б-вертикально-фрезерный

Рисунок 3.1 – Общий вид фрезерных станков

3.1.2 Основные типы фрез. В зависимости от способа крепления фрез на станке различают фрезы концевые (рисунок 3.2, д, и-н) с коническим или цилиндрическим хвостовиком и фрезы насадные (рисунок 3.2, а–з, о-с), имеющие отверстие и закрепляемые на оправке.

Концевые фрезы (рисунок 3.2, д, и-н) применяют для обработки пазов, плоскостей, фасонных поверхностей.

Цилиндрические фрезы имеют зубья только на цилиндрической поверхности и используются для обработки поверхностей. На рисунке 3.2, а изображена цилиндрическаясплошная фреза с винтовыми зубьями. Крупные цилиндрические фрезы изготавливают со вставными зубьями из быстрорежущей стали (рисунок 3.2, б, в, ж). Для фрезерования широких плоскостей применяют фрезы с разнонаправленнымивинтовыми зубьями (рисунок 3.2, с).

Торцевые фрезы имеют зубья на торце и боковой поверхности (рисунок 3.2, г, з, с) и только на торце (рисунок 3.2, б, в, ж). Их изготавливают цельными (рисунок 3.2, г, з, с) и со вставными зубьями и применяют для обработки поверхностей.

Дисковые фрезы (рисунок 3.2, е, з, о-р) применяют при фрезеровании прямолинейных пазов, канавок и плоскостей.

Отрезные и шлицевые фрезы – дисковые фрезы малой толщины, предназначенные для разрезания материалов и прорезания узких канавок.

Угловые фрезы (рисунок 3.2, е, л) с зубьями, расположенными на конической и торцевой поверхностях, используют для прорезания канавок углового профиля.

Фасонные фрезы (рисунок 3.2, п, р) находят применение при обработке деталей сложного, чаще криволинейного профиля.

Пальцевой фрезой нарезают зубья крупномодульных зубчатых колес.

3.1.3 Работы, выполняемые на фрезерных станках. Горизонтальные плоскости обрабатывают цилиндрическими фрезами (рисунок 3.2, а) на горизонтально-фрезерных станках либо торцевыми фрезами (рисунок 3.2, б) на вертикально-фрезерных станках.

Вертикальные плоскости обрабатывают на горизонтально-фрезерных станках торцевыми или дисковыми фрезами и на вертикально-фрезерных концевыми фрезами (рисунок 3.2, в-д).

Наклонные плоскости и скосы обрабатывают на горизонтально-фрезерных станках угловыми фрезами (рисунок 3.2, е) или на вертикально-фрезерных станках с поворотной головкой торцевыми фрезами (рисунок 3.2, ж).

Прямоугольные пазы и уступы фрезеруют дисковыми фрезами на горизонтально-фрезерных станках или концевыми на вертикально-фрезерных станках (рисунок 3.2, з, и).

Пазы Т-образные и типа «ласточкин хвост» фрезеруют на вертикально-фрезерном станке в два прохода. Сначала прорезают прямоугольный паз цилиндрической концевой фрезой, а затем фрезой соответствующего профиля (рисунок 3.2, к, л).

Шпоночные пазы открытые обрабатывают на горизонтально-фрезерных станках дисковыми фрезами (рисунок 3.2, о), а закрытые – на вертикально-фрезерных станках концевыми (рисунок 3.2 м) или специальными шпоночными фрезами.

Фасонные поверхности обрабатывают фасонными фрезами соответствующего профиля (рисунок 3.2 п, р).

Сложные поверхности часто фрезеруют набором фрез на горизонтально- и продольно-фрезерных станках (рисунок 3.2 с).

Рисунок 3.2 – Примеры работ, выполняемых на фрезерных станках

Описание станка модели 676

3.2.1 Назначение и устройство станка. Широкоуниверсальный фрезерный станок 676 предназначен как для горизонтального фрезерования изделий цилиндрическими, дисковыми, фасонными фрезами, так и для вертикального фрезерования торцевыми, концевыми и шпоночными фрезами.

Наличие поворотной шпиндельной головки, и ряд прилагаемых к станку принадлежностей (универсальный стол, круглый стол, делительная головка и др.) делают станок широкоуниверсальным и удобным для работы в инструментальных цехах при изготовлении приспособлений, инструментов, рельефных штампов, пресс-форм и других изделий.

Станок 676 состоит из чугунного основания 1 с установленной на нем станиной 2, на верхней части которой на горизонтальных направляющих размещена шпиндельная бабка 5, перемещающаяся по ним вручную с помощью маховика 6.

На торце бабки 5 крепится шпиндельная головка 7, которая может при наладке поворачиваться относительно вертикальной оси на 90º в каждую сторону.

Режущий инструмент – фреза 8 крепится в шпинделе головки 7, а необходимая частота вращения обеспечивается коробкой скоростей 3, расположенной в станине 2.

На вертикальных направляющих станины 2 установлен суппорт 9, снабженный горизонтальными направляющими, на которых размещен стол 10 с установленной на нем заготовкой 11. Вертикальное перемещение суппорта 9 вместе со столом 10 и горизонтальное перемещение стола вдоль направляющих суппорта могут выполняться механически с помощью коробки подач 4, расположенной в станине 2, а также вручную с помощью маховиков.

Рисунок 3.3 – Общий вид фрезерного станка модели 676

 

3.2.2 Движения в станке. Главное движение – вращение шпинделя с фрезой.

Движение подач – продольное и вертикальное перемещение стола с заготовкой и горизонтальное перемещение шпиндельной бабки.

Вспомогательное движение – перемещения стола, шпиндельной бабки и вращение шпиндельной головки.

 

Назначение режимов резания

 

Режим резания (глубина резания, подача и скорость резания) назначаются в зависимости от условий обработки. Назначение режимов резания производится в следующей последовательности:

1 Назначается глубина резани я, исходя из припуска на обработку (в данном случаеt задается преподавателем).

2 Назначается подача на зуб фрезы S_z (по таблице 3.1).

Таблица 3.1 – Подача на зуб фрезы при обработке серого чугуна концевыми фрезами из быстрорежущей стали

Глубина резания t, мм	при диаметре фрезы D, мм
		>30
до 5	0,01 – 0,02	0,02 – 0,04	0,07 – 0,1
	0,006 – 0,01	0,05 – 0,1	0,05 – 0,1

 

3 По глубине резания и подаче на зуб выбирается скорость резания по таблице 3.2.

 

 

Таблица 3.2 – Скорость резания при обработке серого чугуна концевыми фрезами из быстрорежущей стали

Глубина резания t, мм	V, м/мин при подаче Sz, мм/зуб
до 0,02	0,04	0,06	0,1
до 5

 

4 По скорости V рассчитывается число оборотов фрезы n, об/мин, (шпинделя) по формуле

 

n = , (3.1)

где D - диаметр фрезы, мм;

V - табличная скорость резания, м/мин.

 

5 По найденному (расчетному) числу оборотов принимается число оборотов, имеющееся на станке, которое называется действительным, или фактическим (см. коробку скоростей на станке). Принято выбирать ближайшее меньшее к расчетному числу оборотов n или ближайшее большее, если расчетное число оборотов n отличается от него не более чем на 10 %.

7 По действительному числу оборотов n_д определяется действительная скорость резания V_д, м/мин:

V_д = . (3.2)

 

7 Определяется минутная подачаS_м, мм/мин, по формуле

 

S_м = S_z z n, (3.3)

где z – число зубьев фрезы;

– подача на зуб, мм;

n – число оборотов фрезы.

8 По рассчитанной минутной подаче S_м выбирается действительная минутная подача S_мд (см. коробку подач на станке). Эта подача выбирается так, как и число оборотов.

9 Определяется машинное время Т_м по формуле

 

T_м = (3.4)

где L – длина перемещения заготовки с учетом врезания и перебега,

мм;

i– число проходов (в данном случае число проходов равно 1).

Длина перемещения заготовки определяется по формуле

 

L = l + l₁+ l₂ (3.5)

где l – длина обрабатываемой плоскости, мм

l₁ – длина врезания, принимаем ее равной половине диаметра фрезы, мм

l₂ – длина перебега (выхода) фрезы, l₂=2–3 мм.

 

Содержание отчета по лабораторной работе № 3

 

1 Цель работы.

2 Оборудование рабочего места (станок).

3 Характеристика детали:

марка материала __________________СЧ18

твердость ________________________НВ180

длина обрабатываемой плоскости, мм _______

ширина обрабатываемой плоскости, мм ______

4 Характеристика режущего инструмента:

тип фрезы _______________________концевая

материал фрезы__________________ Р6М5

диаметр фрезы, мм _______________

число зубьев _____________________

5 Схема станка (рисунок 3.3)

6 Расчет режимов резания: n, n_д, V, V_д, S_м, S_zд.

7 Расчет машинного времени T_м.

 

Вопросы для самопроверки

 

1 Назначение фрезерных станков и их виды.

2 Основное отличие универсальных фрезерных станков (горизонтальных и вертикальных) от неуниверсальных станков.

3 Основные типы фрез.

4 Главное движение резания при фрезеровании.

5 Виды работ, выполняемых на фрезерных станках.

6 Основные узлы и принцип работы фрезерного станка модели 676.

7 Выбор режимов резания.

8 Величины, из которых складывается длина рабочего хода.

4 Лабораторная работа №4. Обработка цилиндрических зубчатых колес

 

Цель: изучение методов нарезания зубчатых колес и ознакомление с устройством и принципом работы зубофрезерного станка 5310.

 

Оборудование рабочего места

1) зубофрезерный станок модели 5310 с набором сменных колес для гитар;

2) червячная модульная фреза;

3) оправка на столе станка для крепления заготовки и оправка в шпинделе для крепления червячной фрезы;

4) набор монтажного и измерительного инструмента;

5) заготовка нарезаемого колеса.