Технология конструкционных материалов. Способы получения деталей (за

Сверло состоит из двух симметричных относительно оси режущих зубьев, каждый из которых является тем же самым токарным резцом. Поэтому аналогично резцу режущая часть сверла характеризуется передним углом , задним углом , углом при вершине 2 , углом наклона поперечного режущего лезвия и углом наклона винтовой канавки .

Зенкеры, развертки, метчики. Зенкеры имеют все кон-

структивные элементы, подобно сверлу (рис. 82, а).

Рис. 82. Элементы цилиндрического зенкера (а) и цилиндрической развертки (б)

В отличие от сверл зенкер имеет три или шесть режущих зубьев. Наличие большего количества режущих кромок обеспечивает более высокую производительность и точность обработки по сравнению со сверлением (11-йквалитет точности).

Изготавливают зенкеры цельными из быстрорежущей стали, с напаянными пластинками твердых сплавов, и сборными с вставными ножами.

Для обработки цилиндрических углублений при входе в отверстие применяют цилиндрические зенкеры, называемые зенковками, для подрезки торцевых поверхностей приливов (бобышек) используются цековки торцевые, для конических углублений конические зенковки (см. рис. 80, д).

171

Развертки (рис. 82, б) предназначены для получения точных и чистых отверстий, применяются после обработки отверстий сверлом, зенкером или расточным резцом и срезают очень тонкие слои. Точность обработки развертками обепечивается тем, что они имеют 6…12 режущих зубьев.

По конструктивным особенностям развертки, как и зенкеры, разделяются на хвостовые и насадные, цельные и с вставными ножами. Хвостовые развертки изготавливают диаметром 3…50 мм, а насадные до 100 мм. По форме обрабатываемого отверстия различают развертки цилиндрические, конические и ступенчатые. Наряду с развертками из быстрорежущей стали, широко применяют развертки, оснащенные твердыми сплавами.

Метчики. Внутреннюю резьбу нарезают метчиками. По конструкции метчик представляет собой винт с продольными канавками, образующими режущие зубья. Метчик имеет

l1

l2 l3

Рис. 83. Элементы и геометрические параметры метчика

рабочую часть l1, которая делится на режущую (заборную) l2, осуществляющую черновое нарезание, и калибрующую l3 части (рис. 83).

Сверлильные станки

Наиболее часто применяются вертикально-сверлильные, ра- диально-сверлильныестанкиистанкидляглубокогосверления.

Вертикально-сверлильные станки предназначены для обработки отверстий с наибольшим диаметром сверления

172

75 мм в деталях малых и средних размеров, массой до 25 кг, из стали средней прочности.

В отличие от вертикально-сверлильных станков, на которых ось обрабатываемого отверстия совмещается с осью инструмента за счет перемещения заготовки, у радиальносверлильных станков совмещение осей осуществляется перемещением шпинделей с закрепленными в них инструментами. Благодаря этому на радиально-сверлильных станках обрабатываются отверстия массивных, крупногабаритных заготовок.

У универсальных радиально-сверлильных станков траверса и шпиндельная головка делаются поворотными, что дает возможность устанавливать ось шпинделя со сверлом под любым углом в пространстве для сверления наклонных отверстий.

Многошпиндельные сверлильные станки применяются для последовательного сверления отверстий различного диаметра на одной детали, для последовательной обработки одного отверстия несколькими режущими инструментами, а также для одновременной обработки нескольких отверстий.

Отверстия, длина которых превышает пять диаметров, сверлят на горизонтально-сверлильных станках для глубокого сверления сверлами специальной конструкции.

11.3. Обработка заготовок на фрезерных станках

Фрезерование процесс обработки резанием, при котором режущий инструмент фреза совершает главное вращательное движение V, а обрабатываемая заготовка поступательное S или вращательное движение подачи. Фреза представляет собой тело вращения, на поверхности которого размещены режущие зубья. На рис. 84 показаны схемы обработки плоскостей цилиндрической (рис. 84, а) и торцевой (рис. 84, б) фрезами.

173

Различают встречное фрезерование при подаче заготовки навстречу вращению фрезы (рис. 84, в) и попутное при совпадении направлений вращения фрезы и подачи (рис. 84, г).

Рис. 84. Схемы фрезерования

При встречном фрезеровании зуб постепенно врезается в металл и нагрузка увеличивается от нуля до максимального значения. Такой метод применяют при черновой обработке деталей, имеющих твердую поверхностную корку, так как зуб работает из-под корки. При этом усилия резания стремятся оторвать заготовку от поверхности стола, что при больших сечениях стружки приводит к вибрациям, ухудшению качества обработки.

При попутном фрезеровании зуб фрезы сразу подвергается максимальной нагрузке, заготовка прижимается к поверхности стола, что обеспечивает более высокое качество обработанной поверхности, повышаетстойкостьрежущегоинструмента.

Основные работы, выполняемые на фрезерных станках, и применяемый инструмент

Горизонтальные плоскости обрабатывают цилиндриче-

скими фрезами (рис. 85, а) на горизонтально-фрезерных станках либо торцевыми фрезами (рис. 85, б, в) на вертикаль- но-фрезерных и продольно-фрезерных станках.

Вертикальные плоскости обрабатывают на горизон-

тально-фрезерных станках торцевыми или дисковыми фрезами, на продольно-фрезерных торцевыми и на вертикальнофрезерных концевыми фрезами (рис. 85, в, г, д).

174

Пазы Т-образные и типа «ласточкин хвост» фрезеруют на вертикально-фрезерном станке в два прохода. Ранее прорезают прямоугольный паз цилиндрической концевой фрезой, а затем окончательно обрабатывают паз фрезой соответствующего профиля (рис. 85, к, л).

Шпоночные пазы открытые обрабатывают на горизон-

тально-фрезерных станках дисковыми фрезами (рис. 85, о), а закрытые на вертикально-фрезерных станках концевыми (рис. 85, м) илиспециальными(рис. 85, н) шпоночнымифрезами.

Фасонные поверхности обрабатывают фасонными фрезами соответствующего профиля (рис. 85, п, р), преимущественно на горизонтально-фрезерных станках, а сложные пространственные фасонные поверхности на специальных ко- пировально-фрезерных станках.

Сложные поверхности, представляющие собой сочетания горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей, а иногда и криволинейных поверхностей, часто фрезеруют набором фрез 1, 2, 3, 4 на горизонтально- и продольнофрезерных станках (рис. 85, с).

Фрезерные станки

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

Консольно-фрезерные станки имеют стол, на котором устанавливается приспособление с заготовкой, размещенный на консольной балке (консоли). Консоль может перемещаться по вертикальным направляющим станины. На этих станках можно выполнять разнообразные фрезерные работы.

176

Консольно-фрезерные станки подразделяют на горизон- тально-фрезерные, универсально-фрезерные, вертикальнофрезерные, универсальные. У горизонтально-фрезерного станка ось шпинделя расположена горизонтально, поэтому на нем могут быть закреплены только дисковые или цилиндрические фрезы.

Вертикально-фрезерный станок устроен аналогично го-

ризонтально-фрезерному, но ось шпинделя у него расположена вертикально. Фрезерование на этих станках осуществляется торцевыми и концевыми фрезами.

На продольно-фрезерных станках чаще всего обрабаты-

вают плоскости. Заготовку можно обрабатывать одновременно с трех сторон несколькими фрезами, что значительно повышает производительность станка.

Универсальный консольно-фрезерный станок отличается от горизонтально-фрезерного тем, что с помощью промежуточных устройств стол с заготовкой может быть повернут в горизонтальной плоскости на угол 45 . Это дает возможность нарезать на таком станке зубчатые колеса с винтовыми зубьями, винтовые зубья в зенкерах, развертках, фрезах.

11.4. Обработка заготовок на шлифовальных станках

Шлифование процесс обработки поверхностей абразивными (шлифующими) инструментами, чаще всего шлифовальными кругами, иногда брусками, шкурками и др. Абразивный инструмент состоит из зерен абразивного материала, связанных между собой специальной связкой. Применяется шлифование в большинстве случаев для окончательной чистовой обработки и является основным методом получения высокой точности и незначительной шероховатости поверхностей. Оно дает возможность достичь точности IT6 и даже IT5, шероховатости 0,8…0,2. Шлифованием можно обрабатывать как

177

При шлифовании методом поперечной подачи (врезания) (рис. 86, б) шлифовальный круг совершает вращательное движение (Vкр) и поперечное перемещение (Sп), а заготовка только вращательное движение Vв. Применяется метод при шлифовании цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, ширина которых меньше ширины круга. Схема внешнего бесцентрового шлифования с продольной подачей показана на рис. 86, в.

Заготовку 3, опирающуюся на нож (упор) 1, пропускают между двумя установленными на определенном расстоянии один от другого шлифовальными кругами. Круг 2, вращающийся с большой скоростью Vкр, называется шлифующим. Круг 4, называемый ведущим, вращается со скоростью Vв, во много раз меньшей. Благодаря скосу ножа заготовка прижимается к ведущему кругу и вращается со скоростью, близкой к его скорости. Ввиду того, что ведущий круг повернут на угол , скорость его вращения Vв разлагается на две составляющих Vs и V2 и заготовка получает продольное перемещение (продольную подачу) вдоль оси со скоростью Vs (Sпр). При вращении и продольном перемещении заготовки шлифующий круг срезает с нее определенный слой металла. Бесцентровое шлифование обеспечивает высокую производительность.

На рис. 86, г показана схема внутреннего шлифования. Рабочим движением является вращение шлифовального круга со скоростью Vкр, который совершает и возвратнопоступательное движение со скоростью продольной подачи Sпр, а также периодически в конце хода поперечную подачу Sп на глубину резания t. Заготовка вращается в направлении, противоположном направлению вращения шлифовального круга со скоростью Vз, во много раз меньшей, чем скорость вращения шлифовального круга.

179

В зависимости от метода работы различают плоское шлифование периферией (рис. 86, д) или торцом круга (рис. 86, е). Закрепленная на столе заготовка совершает воз- вратно-поступательное движение продольной подачи Sпр, шлифовальный круг, помимо главного движения со скоростью Vкр, совершает в конце продольного хода поперечную подачу Sп, а после шлифования всей плоскости вертикальное перемещение Sв на глубину резания t.

Абразивный инструмент

Абразивные материалы в зависимости от размеров отдельных частиц делят на зерна и порошки. Наиболее мелкие частицы, размер которых измеряют в микрометрах, образуют микропорошки.

Материал, скрепляющий между собой зерна абразива, называют связкой. Применяются связки керамическая, бакелитовая и вулканитовая. Керамическая связка отличается высокой стойкостью к теплу, воде и агрессивным средам, но является хрупкой. Бакелитовая (на основе фенолоформальдегидной смолы) и вулканитовая (на основе каучука, превращенного при вулканизации в эбонит) связки обладают эластичностью, но боятся высоких температур и менее стойки к агрессивным средам.

Под твердостью шлифовального круга понимают спо-

собность связки удерживать зерно от вырывающей внешней силы. Предусматривается семь классов твердости: мягкие (М), среднемягкие (СМ), средние (С), среднетвердые (СТ), твердые (Т), весьма твердые (ВТ) и чрезвычайно твердые (ЧТ).

Структура круга определяется соотношением объемов зерен, связки и пор. Она характеризуется номером, с увеличением которого плотность круга уменьшается.

180