Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
РГР
По предмету «Технология машиностроения»
Тема: Обработка деталей на сверлильных и расточных станках.
2009 год.
Оглавление:
Введение
1. Определение, назначение и сущность процесса сверления и растачивания
2. Оборудование, применяемое при сверлении и растачивании.
2.1 Сверлильные станки, виды, характеристики, область применения
2.2 Расточные станки, виды, характеристики, область применения
3. Инструменты и технологическая оснастка.
3.1 Применяемая при сверлении
3.2 Применяемая при растачивании
4. Экономическое обоснование выбора методов обработки
Заключение
Список используемой литературы
Приложение
Введение
Особая роль машиностроения заключается в том, что оно производит оборудование для всех остальных отраслей промышленности. Поэтому уровень развития машиностроения во многом определяет уровень развития остальных отраслей народного хозяйства.
Уровень прогресса определяется интенсивностью изучения производственных процессов и их научным обобщением с установлением закономерностей в технологии механической обработки и сборки.
Резание конструкционных материалов – это технологические процессы, совершаемые при помощи режущего инструмента на металлорежущих станках с целью получения новых поверхностей деталей заданной формы, размеров и качества. Без глубоких знаний передовых методов, достижений науки и техники невозможно производить обработку материалов с высокой производительностью, необходимой точностью и экономической обоснованностью того или иного метода.
Обработка отверстий занимает в общем объеме механической обработки огромное место, так как большинство деталей и механизмов имеют круглые отверстия, как крепежные, так и посадочные [3, стр. 402].
Сверление и растачивание - наиболее распространенные способы получения отверстия.
1 Определение, назначение и сущность процесса сверления и растачивания
Сверление отверстий — широко распространенная операция в слесарном деле. Отверстия применяются для соединения деталей болтами, винтами, заклепками или другими крепежными деталями; получения и под последующее нарезание резьбы.
Сверлением называется процесс образования отверстий в сплошном материале с помощью инструмента, называемого сверлом [6, стр.267].
Сверление применяется: для получения неответственных отверстий, невысокой степени точности и чистоты, например под крепежные болты, заклепки, шпильки и.т.д.
Для получения отверстий под нарезание резьбы, применяется развертывание и зенкерование [7, стр.301].
Рассверливанием называется процесс увеличения диаметра отверстия при помощи сверла [6.стр. 267].
Точность сверления может быть повышена благодаря тщательному регулированию станка, правильно заточенному сверлу или сверлением при помощи специального приспособления, называемого кондуктором [7,стр. 301].
Рис 1 Рабочие движения при сверлении.
При сверлении различают сквозные, глухие и неполные отверстия. Высококачественное отверстие обеспечивается правильным выбором приемов сверления, правильным расположением сверла относительно обрабатываемой поверхности и совмещением оси сверла с центром (осью) будущего отверстия
Процесс резания при сверлении может быть осуществлен при наличии двух рабочих движений режущего инструмента по отношению к обрабатываемой детали: вращательного движения и подачи (рис 1.).
Для сверления обрабатываемую заготовку (деталь) неподвижно закрепляют в приспособлении, а сверлу сообщают два одновременных движения [7,стр. 330]:
1.вращательное - которое называется главным (рабочим) движением, или движением резания.
2.поступательное направленное вдоль оси сверла, которое называется движением подачи [7,стр. 330].
При сверлении под влиянием силы резания происходит отделение частиц металла и образование элементов стружки.
Скорость резания, подача и глубина составляют режим резания.
Скоростью резания V называется окружная скорость сверла, измеряемая по его наружному диаметру. Скорость резанья рассчитывается по формуле:
где V- скорость резанья, D-диаметр сверла, n- число оборотов в минуту сверла; п-3.14.
Величина скорости резанья зависит от обрабатываемого материала, диаметра и материала сверла и формы его заточки, подачи, глубины резания и охлаждения.
Подача s — величина перемещения сверла вдоль оси за один оборот или за один оборот заготовки (если вращается заготовка, а сверло движется поступательно). Она измеряется в мм/об.
так сверло имеет две режущие кромки, то подача на одну режущую кромку будет:
Плавильный выбор подачи имеет большое значение для стойкости режущего инструмента. Всегда выгоднее работать с большой подачей и меньшей скоростью резания, в этом случае сверло изнашивается медленнее.
Однако при сверлении отверстий малых диаметров величина подачи ограничивается прочностью сверла. С увеличением диаметра сверла прочность его возрастает, позволяя увеличивать подачу; следует учесть, что увеличение подачи ограничивается прочностью станка. Глубина резания t — расстояние от обработанной поверхности до оси сверла (т. е. радиус сверла). Определяется глубина резанья по формуле
t
=
D
/2 мм
При выборе режимов резания в первую очередь подбирают наибольшую подачу в зависимости от качества обрабатываемой поверхности, прочности сверла и станка и других факторов (данные приведены в справочниках); затем устанавливают такую максимальную скорость резания, при которой стойкость инструмента между переточками будет наибольшая [7,стр. 331].
Выбор способа (последовательности) обработки отверстий в зависимости от их размеров, требуемой точности обработки и вида заготовки (сплошной металл, прошитые и литые отверстия) производится по данным таблиц, в которых приведены данные о технологической точности, достигаемой при обработке отверстий 44 вин.
Различают следующие способы и виды сверления [7,стр. 333-335]:
1. Сверление по разметке (для одиночных отверстий)
По разметке сверлятся одиночные отверстия отверстия. Предварительно на деталь наносят осевые риски, затем кернят углубление в центре отверстия. Сверление осуществляют в два приема: сначала выполняют пробное сверление, а затем окончательное.
2. Сверление глухих отверстий на заданную глубину осуществляют по втулочному упору на сверле. Многие сверлильные станки имеют механизмы автоматической подачи с лимбами, которые определяют ход сверла на заданную глубину.
3. Сверление отверстий в плоскостях расположенных под углом производят следующим образом: сначала подготавливают площадку перпендикулярно оси просверливаемого отверстия (фрезеруют или зенкеруют), между плоскостями вставляют вкладыши, и подкладки, а затем сверлят обычным путем.
4. Сверление точных отверстий: в этом случае сверление производят в два приема. Первый проход - сверлом диаметр, которого меньше на 1-3 мм диаметра отверстия. После этого отверстия сверлят в размер хорошо заправленным сверлом.
5. Сверление отверстий небольших диаметров производят на станках повышенной точности соответствующими подачами или ультразвуковым и электроискровым способами.
6. Сверление глубоких отверстий (глубина превышает диаметр сверла 5 и более раз). В зависимость от технологии различают сплошное и кольцевое сверление с применением специальных технологий.
Для обработки точных отверстий со строгими требованиями по размерам прямолинейности осей, межосевым расстоянием, а также для образования отверстий больших диаметров применяют операцию расточки.
Растачивание — процесс механической обработки внутренних поверхностей расточными резцами для увеличения их диаметра. Осуществляется при помощи, расточных металлорежущих станков. Сущность процесса расточки состоит:
- в обработке отверстий больших диаметров.
- в растачивании отверстий с выдержкой высокоточных размеров по величине, сносности, данной координате.
- в сверлении отверстий без предварительной разметки по заданным координатам, обеспечивая большую точность межосевых расстояний и перпендикулярность отверстий.
Растачивание производится расточными резцами. На расточной резец действуют сила резания, которую можно измерить [8].
Это сила включает в себя три составляющие: тангенциальную, осевую и радиальную.
Тангенциальная составляющая силы резания имеет наибольшее значение. Она направлена перпендикулярно передней поверхности пластины и обеспечивает отжим резца в вертикальной плоскости.
Вторым по величине значением обладает осевая составляющая силы резания, но действует она параллельно оси оправки и, следовательно, не вызывает отжима. Радиальная составляющая силы резания направлена перпендикулярно оси оправки и вызывает отжим.
Соотношение между этими в большой степени зависит от обрабатываемого материала, его твердости, условий резания и радиуса при вершине режущей пластины.
Расчет отжима расточного резца важен, так как это определяет точность обработки отверстий [8].
2 Оборудование, применяемое при сверлении и растачивании
2.1 Сверлильные станки, виды, характеристики, область применения
Станки сверлильной группы предназначены для обработки всех типов круглых отверстий и в редких случаях - многогранных отверстий [3, стр. 402].
В зависимости от вида технологических операции, выполняемых на станках, а также степени автоматизации и специализации станка все металлорежущие станки подразделяются на 9 групп 132 вин.
Сверлильные станки согласно классификации относятся ко второй группе (первая цифра в обозначении станка -2) [1,стр. 133].
Сверлильные станки делятся на три группы: универсальные (общего назначения), специализированные и специальные.
Универсальные станки являются самой многочисленной группой в парке сверлильного оборудования. На них можно производить все технологические операции, характерные для обработки отверстий (сверление, нарезание резьбы, зенкерованне, развертывание и т. д.). К универсальным относятся вертикально- и радиально-сверлильные станки.
Все вертикально-сверлильные станки могут быть разделены на три группы:
1. станки легкие
2. настольные с наибольшим диаметром сверления 3, 6 и 12 мм;
3. средних размеров с наибольшим диаметром сверления 18, 25, 35 и 50 мм;
4. тяжелые станки с наибольшим диаметром сверления 75 мм.
Наибольшее распространение имеет одношпиндельные вертикально сверлильные станки.
Характерной особенностью вертикально-сверлильных станков является вертикальное расположение шпинделя. Одной из разновидностей вертикально-сверлильных станков являются настольные станки.
Настольные вертикально-сверлильные
(см рисунок 2)станки применяют в единичном и мелкосерийном производстве — в механических, инструментальных и других цехах металлообрабатывающих предприятий для сверления в мелких изделиях отверстий диаметром от 5 до 12 мм. Они устанавливаются на верстаке и крепятся к нему болтами. Эти станки выпускаются различных моделей. Однако почти у всех станков вращение передается шпинделю от электродвигателя клиноременной передачей. Кроме того, режущий инструмент в осевом направлении перемещается не механически, а вручную, рукояткой осевой подачи шпинделя.
1-колонна
2-привод
3- механизм подъема
4- кронштейн
5- стол
6-рукоятка ручной подачи шпинделя
7-шпиндель
8-шпиндельная бабка
Рис. 2.Настольный Сверлильный Станок 2М112.
Ручная подача шпинделя вращением рукоятки ручной подачи 6. Гайка 8 предназначена для снятия с конуса шпинделя сверлильного патрона. В нем крепится режущий инструмент [1,стр. 134].
Вериткально-сверлильные станки
(основной и наиболее распространенный тип) применяются преимущественно для обработки отверстий в изделиях сравнительно небольшого размера в производственных цехах мелко серийного производства Винник 136.
Ручная подача шпинделя осуществляется во всех станках этой группы. Общий вид станка смотри в приложении.
Радиально-сверлильные станки
Раднально-сверлильные станки бывают стационарные ,переносные , передвижные, с поворотной головкой и пр.
На радиально-сверлильных станках выполняют те же технологические операции, что и на вертикально-сверлильных, а именно: сверление отверстий в сплошном материале, рассверливание и зенкерование предварительно просверленных отверстий, зенкерование торцовых поверхностей, развертывание отверстий, нарезание внутренней резьбы метчиками.
С помощью специальных инструментов и приспособлений на радиально-сверлильных станках можно растачивать отверстия, канавки, вырезать отверстия большого диаметра в дисках из листового материала, притирать точные отверстия цилиндров, клапанов и т. д. Согласно перечню технологических операций, радиально-сверлильные станки являются универсальными. Основное назначение их обработка отверстий в крупных деталях в условиях единичного и мелкосерийного производства.[1,стр. 134].
Принципиальное отличие от вертикально-сверлильных станков состоит в том, что при работе на них приходится перемещать обрабатываемую деталь относительно сверла, а в радиально-сверлильных станках, наоборот, сверло перемещают относительно обрабатываемой детали. Это сделано не случайно, так как при обработке тяжелых деталей на их установку, выверку и закрепление требуется больше времени, чем на подвод сверла.
Шпиндель радиалыю-сверлильного станка легко можно перемещать как в радиальном направлении, так и по окружностям различных радиусов. Это дает возможность сверлить отверстия в любой точке участка детали, ограниченного двумя концентрическими секторами окружностей: одна из них образована радиусом наибольшего, а другая — наименьшего вылета шпинделя при круговом вращении рукава относительно колонны станка. Благодаря своей универсальности радиально-сверлильный станки находят широкое применение - от ремонтного до машиностроительных цехов крупно серийного производства.[5,стр. 50]. Общий вид станка смотри в приложении.
Многошпиндельные сверлильные станки
Такие станки применяются главным образом в серийном производстве для обработки изделий в, которых требуется одновременно просверлить, развернуть, нарезать резьбу в большом количестве отверстий на разных плоскостях изделия, так как использование для этих целей одношпиндельных станков было бы не экономично.
Шпиндели в сверлильной головки могут быть установлены в зависимости от расположения отверстий у обрабатываемого изделия[1,стр. 151].Общий вид многошпиндельного станка смотри в приложении.
Специализированные сверлильные станки
К станкам этой группы относят станки для глубокого сверления. Так как условия обработки глубоких изделий разнообразны, на производстве встречается большое число типов этих станков.
Сверлильные станки с ЧПУ
Ручное управление металлорежущими станками требует большого количества времени поэтому на производстве там, где это, возможно, применяют станки с программным управлением. Для таких станков в шифр станка вводят букву Ф. .[5,стр. 126].
По сравнению с обычными автоматами и полуавтоматами такие станки имеют следующие преимущества [1,стр. 127]:
- сокращения времени на переналадку станка для обработки новой детали (смена программоносителя и инструментальной оснастки).
- получение высокой степени точности и стабильности качества.
- небольшая затрата времени на изготовление программы.
- возможность управления скоростями и подачами без участия рабочего.
По технологическому признаку системы ПУ делят на 2 группы:
Позиционная и контурная (непрерывная). Для станков сверлильно-расточной группы применяют позиционную систему. Программа обеспечивает перемещение стола с заготовки или инструмента в нужную точку обработки в заданной последовательности.
Электроискровой и ультразвуковой станки для обработки отверстия
Такие станки применяются для образования отверстий в деталях из твердых сплавов и закаленных сталей так как режущий инструмент для таких работ очень быстро выходит из строя. Электроискровой метод обработки основан на электроэрозии металлов: металл разрушается под воздействием электрических разрядов, посылаемых источником электрического тока 158.
Ультразвуковой метод основан на использовании упругих колебаний среды со сверх звуковой частотой(свыше 20 кГц).
С помощью этого метода можно изготовлять отверстия любой формы и глубины в заготовках из твердых сплавов, жаропрочных и нержавеющих сталей, фарфора, стекла и.др. .[1,стр. 160].
2.2 Расточные станки, виды, характеристики, область применения
Сверлильные станки позволяют производить обработку отверстий сравнительно небольшого диаметра-до 100мм. В то же время при изготовлений крупных машин часто встречается необходимость в обработке отверстий в больших диаметров (до нескольких метров).
Сверлильные станки не приспособлены также для обработки точных отверстий, к которым предъявляются строгие требования в отношении прямолинейности оси и расположения относительно других поверхностей деталей. Для решения этих задач наиболее приспособленными являются расточные станки [3 ,стр. 413].
Расточные станки применяют главным образом для обработки в заготовках корпусных деталей отверстий с точно координированными осями.
Координатное растачивание повышает точность межцентровых расстояний и их сносность, упрощает обработку и увеличивает производительность.
Горизонтальнорасточные станки
(см приложение) являются наиболее универсальными из всей группы сверлильных станков. На них, кроме операций, для которых приспособлены обычные сверлильные станки, можно также производить расточку отверстий, обточку бобышек, подрезку резцом наружных и внутренних торнов, расточку внутренних канавок, нарезку резцом внутренних резьб, а также все фрезерные операции.
Движение резания получает шпиндель или планшайба. Движение подачи может сообщаться шпинделю вдоль его оси, летучему суппорту по радиусу планшайбы, шпиндельной бабке в вертикальном направлении и столу в продольном и поперечном направлениях. Кроме того, верхняя часть стола может поворачиваться на 360° вокруг своей оси.
Некоторые модели расточных станков строятся без планшайбы и летучего суппорта, который служит для расточки канавок, подрезки торцов и тому подобных работ.[3, стр. 414].
Координатнорасточные станки
(см приложение) отличаются в первую очередь высокой точностью изготовления и наличием специальных отсчетных устройств (механических, оптических или электрических), позволяющих производить установку стола с обрабатываемой деталью относительно оси шпинделя по двум координатам с точностью до 0,01—0,005 мм.
Благодаря этому на координатнорасточных станках можно обрабатывать отверстия до 1-го класса точности включительно и выдерживать заданные расстояния между осями отверстия с точностью до ± 0,01 мм
. [3,стр. 414].
Координатно-расточные станки делят по компоновке, типу измерительных устройств и степени автоматизации.
По компоновке делят на одно и двухстоечных. Одностоечные - имеют один шпиндель и стол, который перемещается в продольном и поперечном направлениях. В двухстоячных- стол имеет продольное перемещение, а шпиндельная бабка может перемещаться по траверсе в поперечном направлении перпендикулярно направлению перемещения стола.
Для повышения точности обработки координатно- расточные станки устанавливают в помещении где поддерживается температура 20+0,2 С и тщательно выполняются требования по частоте помещения и особенно воздуха. Также осуществляется тщательный уход за станком .[5,стр. 89].
Точность координатно- расточного станка определяется его отсчетно-измерительной системой.
Существует 4 системы измерительных устройств [5,стр. 90]:
1 Точных ходовых винтов с лимбами, нониусами и коррекционной линейкой, точность измерения координаты этим способом недостаточно высокая и квалификация рабочего может быть не высокая.
2 Жестких и регулируемых концевых мер в сочетании с индикаторными устройствами. Точность измерения координаты по этой системе зависит от точности эталонов длины индикатора и чувствительности упоров. Этот метод требует высокой квалификации рабочего.
3 Точность масштабов с оптико-механическими системами. В станках, оборудованной этой системой, точную установку станка осуществляют с помощью оптико-механического устройства.
4 Индуктивных проходных винтовых датчиков для измерения координат.
Эти станки особенно необходимы в инструментальных цехах для производства кондукторов, приспособлений и штампов, а также в экспериментальных цехах для изготовления первых образцов деталей без кондукторов и приспособлений.
Алмазно-расточные станки
принадлежат к группе отделочных станков. Они предназначаются для обработки особо точных отверстии с весьма чистой поверхностью. Высокая точность и чистота при работе на алмазно-расточных станках достигается за счет использования в качестве режущего инструмента алмазов или их заменителей (металлокерамические сплавы и сверхпрочна
Алмазный инструмент применяют главным образом для растачивания деталей из цветных сплавов, эбонита, текстолита и других синтетических материалов, а обработку черных металлов производят твердосплавным режущим инструментом.
К Алмазно-расточным станкам предъявляются высокие требования: высокая частота вращения шпинделя (больше 6000 об/мин), устойчивые малые величины подачи (менее 0,004мм/об), бесступенчатое регулирование подачи, высокая скорость ускоренных ходов (4-7 м/мин).
Аламазно-расточные станки по расположению оси шпинделя делят на 2 основные группы: горизонтальные и вертикальные .[5,стр. 116].
Расточные станки с ЧПУ
Для автоматического управления перемещениями рабочих органов станка применяют системы ЧПУ. Для кординатно-расточных станков это особенно актуально так как это позволяет значительно увеличить производительность труда и точность обработки деталей [5,стр. 127].
3 Инструменты и технологическая оснастка
3.1 Инструменты и технологическая оснастка, применяемая при сверлении
Инструменты:
Отверстие на сверлильных станках обрабатываются различными режущими инструментами: сверлами, зенкерами, развертками, резцами и метчиками.
Сверла
Изготавливаются из быстрорежущих углеродистых и легированных сталей, также они могут быть оснащены пластинками из твердых сплавов.
Наибольшее распространение в промышленности получили спиральные сверла. Они изготавливаются диаметром от 0,1 до 80мм. Спиральные сверла состоят из рабочей части, хвостовика (конусного или цилиндрического ), служащего для крепления сверла в шпинделе станка или патроне, и лапки которые являются упором для удаления сверла из шпинделя [1,стр. 62].
Форма хвостовой части сверла выбирается в зависимости от способа его крепления (для патрона - квадратный хвостовик, для конуса шпинделя-конусный). Рабочая часть сверла представляет собой цилиндрический стержень с двумя спиральными канавками, направленными под углом 60 к оси сверла и предназначенными для образования режущей части и отвода стружки [6,стр. 269].
На рисунке 3 изображены спиральные сверла.
Кроме спиральных сверл применяют также перовые сверла, сверла для глубокого сверления, центровочные сверла и.т.д.
Зенкеры
Служит для дальнейшей обработки ранее просверленных отверстий. В отличии от спиральных сверл зенкеры имеют 3 или 4 режущие кромки и у них отсутствует перемычка [1,стр. 70].
Зенкеры бывают двух типов: цельные с коническим хвостовиком и насадные (цельные и со вставными ножами).
Рабочая часть цельного зенкеры выполняется из быстрорежущей стали, и приваривается к коническому хвостовики из конструкционной стали. Они как сверла закрепляются в коническом отверстии шпинделя станка. Их изготавливают трехзубыми. Ими обрабатывают отверстия диаметром до 35мм.
У насадных зенкеров ножи изготавливают из быстрорежущей стали или твердого сплавов. Их насаживают на специальную оправку с коническим хвостовиком для крепления в шпинделе станка. Они имеют 4 зуба и служат для обработки отверстий диаметром до 100мм [1,стр. 71]. Есть также ряд конструкции зенкеров, у которых в качестве режущей части используются многогранные твердосплавные пластинки.
Развертки
Применяют для окончательной обработки отверстий с целью получения высокой точность и меньших параметров шероховатости поверхности. По своей конструкции и назначению развертки делятся: на ручные и машинные, цилиндрические и конические, насадные и цельные.
Ручные – изготавливают с цилиндрическим хвостовиком, ими вручную обрабатывают отверстия диаметром от 3 до 50 мм.
Машинные - выпускают с цилиндрическими и коническими хвостовиками, обрабатывают отверстия на сверлильном или токарном станке диаметром от 3 до 100 мм.
Насадные развертки-изготавливают из быстрорежущей стали или оснащаются пластинками из твердых сплавов. Их крепят на станке через специальную оправку. Они служат для развертывания отверстия диаметром от 25 до 300мм [1,стр. 72].
Конические - применяют для развертывания конических отверстий.
Цельные – изготавливают из инструментальной углеродистой легированной или быстрорежущей стали.
Для работы в твердых металлах развертки оснащают пластинками из твердого сплава [1,стр. 73].
Метчики
Применяют для нарезания внутренних резьб. По своей конструкции и назначению они делятся на следующие виды:
- ручные - для нарезания дюймовых, метрических и трубных резьб вручную (в комплекте 2-3 метчика).
- гаечные - для нарезания метрических и дюймовых резьб в гайках и различных деталях на сверлильных станках.
- машинные- для нарезания метрических, дюймовых и трубных резьб в сквозных или глухих отверстиях на сверлильных или токарных станках.
Метчики изготавливаются из инструментальных углеродистых, легированных и быстрорежущих сталей [1,стр. 74].
В процессе резания все выше рассмотренные инструменты изнашиваются.
Виды износа, причины поломок и способы их устранения определяется по специальным таблицам. Для повышения износостойкости инструмента применяют следующие методы упрочения: электроэрозионный, плазменный, лазерный, и.т.д.
Режущие инструменты подвергаются заточке по мере их затупления. Правильная заточка увеличивает, стойкость инструмента и производительность, обеспечивает получение требуемого параметра шероховатости поверхности и точности обработки отверстий. Рекомендуемые формы заточек и размеров режущих элементов выбираются из специальных таблиц в зависимости от обрабатываемого материала и назначения [1,стр. 85].
Качество заточки сверла проверяют по специальным шаблонам и прибором для измерения углов заточки.
Технологическая оснастка
Для правильной установки и закрепления обрабатываемых заготовок на столе сверлильного станка применяют различные приспособления: тиски машинные (винтовые, эксцентриковые и пневматические), призмы, упоры, угольники, кондукторы, специальные приспособления и др.
Машинные тиски.
Машинные винтовые тиски (см. рисунок 4) широко используют в единичном производстве. Они состоят из основания 4,
закрепляемого на столе станка болтами, подвижной губки 2,
неподвижной губки 3,
винта 1 и рукоятки 5. Заготовка крепится между губками поворотом рукоятки, сообщающей вращение винту.
Кроме того применяются быстродействующие машинные тиски с рычажно- кулачковым механизмом; в серийном и массовом производстве применяются пневматические машинные тиски и пневмогидравлические тиски [1,стр. 100].
Кондукторы для закрепления заготовок
Обеспечивают правильное положение инструмента относительно оси обрабатываемого отверстия на сверлильных станках.
Для направления режущего инструмента в корпусе кондуктора имеются кондукторные втулки, которые обеспечивают точную обработку отверстий в соответствии с чертежом. Они бывают постоянные (мелкосерийное производство обработка одни инструментом) и быстросменные (для массового и крупносерийного производства). Правильное положение обрабатываемых заготовок относительно инструмента обеспечивается установочными опорами[1,стр. 103].
Применение кондукторов устраняет необходимость в разметке, нанесении центровых отверстий, и других операций, связанных со сверлением по разметке. Поэтому их широко используют в серийном и массовом производстве.
Поворотные и пердвижные приспособления
К числу поворотных и передвижных приспособлений, используемых сверлильных станках, относятся нормализованные стойки, поворотные и передвижные столы, применяемые для обработки отверстий обычно вместе со съемными рабочими приспособлениями — поворотным кондукторами для установки и закрепления обрабатываемой заготовки и направления режущего инструмента. Поворотные приспособления, имеющие горизонтальную ось вращения делительной планшайбы, называют поворотными стойками, а приспособления с вертикальной осью вращения — поворотными столами[1,стр. 110].
Патроны
Для закрепления сверл, а также разверток, зенкеров и зенковок применяются специальные приспособления — патроны и переходные втулки. Патроны укрепляются в шпинделе сверлильного станка или дрели и от шпинделя передают вращение и подачу сверлу [6,стр. 271].
Патроны бывают различной конструкции:
Двухкулачковый патрон состоит из корпуса, в пазах которого перемешаются навстречу друг другу или раздвигаются два стальных закаленных кулачка.
Кулачки перемещаются при вращении винта,
имеющего на одном конце правую, а на другом — левую резьбу. Такая же резьба имеется и на кулачках.
Трехкулачковый патрон, представляющий собой хвостовик , на который навинчена втулка, с резьбой на наружной поверхности. На эту резьбу навертывается корпус с внутренним конусом. При навертывании корпуса три кулачка, прижатые к нему пружиной, сходятся и зажимают сверло.
Более точным является трехкулачковый патрон с наклонно расположенными кулачками.
Цанговый патрон представляет собой приспособление, служащее для зажима сверл небольшого диаметра с цилиндрическим хвостовиком в сверлильных станках. Цанговые патроны обеспечивают сильное и точное закрепление легкого и среднего инструмента. При больших нагрузках цанги работают плохо [6,стр. 272].
Переходные втулки
Применяется для инструмента имеющий конический хвостовик. Наиболее прост, удобен и точен метод установки режущего инструмента непосредственно в конус шпинделя сверлильного станка. Но не всегда внутренние конические гнезда шпинделя могут быть использованы для непосредственного крепления инструмента. Если размеры хвостовика не подходит к шпинделю применяют переходные короткие и длинные втулки. Их наружные и внутренние поверхности представляют собой стандартные конусы. Номера переходных втулок выбираются по размерам конусов режущего инструмента [6,стр. 247].
3.2 Инструменты и технологическая оснастка, применяемая при растачивании
Инструменты
При работе на расточных станках также как при сверлении используют сверла.
Расточные резцы
Расточные резцы применяются для растачивания предварительно просверленных отверстий.
Державка резцов делается массивной, чтобы предать ее необходимую жесткость.
Резцы применяются двух типов: для глухого растачивания и для сквозного. Отличаются они друг от друга формой головки. Державка расточных резцов имеет конусную форму с постепенно увеличивающимся диаметром от головки резца к зажимной части. Зажимной часть резца предается квадратная ил прямоугольная форма. Длина державки резца делается больше длины обрабатываемого отверстия.
Расточной резец состоит из трех основных частей: сменной неперетачиваемой пластины, тела расточной оправки и хвостовика. Хвостовик – это часть расточной оправки, по которой ведется ее базирование и закрепление. Обычно длина закрепления равна четырем диаметрам оправки. Расстояние от хвостовика до пластины, т.е. незакрепленная часть резца, называется вылетом [2.стр. 56].
Вылет определяет максимальную глубину растачивания и является самым важным размером расточного резца. Слишком большой вылет вызывает избыточные упругие деформации расточной оправки, способствует появлению вибраций, которые ухудшают качество поверхности, и может привести к преждевременному износу пластины.
Для большинства операций необходимо выбирать расточную оправку с максимальной статической и динамической жесткостью. Статической жесткостью оправки называют ее способность противостоять упругим деформациям (отжиму) под действием силы резания. Динамическая жесткость оправки определяется ее способностью гасить вибрации.
Расточный резец для обработки сквозных отверстий изображен на рис. 5, а, а для растачивания глухих (несквозных) — на рис. 5,б. Часть В каждого из этих резцов круглого, а часть С — квадратного сечения. Задние углы делаются не меньше 12°, а при малых диаметрах отверстия и больше 12°. Цилиндрическая часть резца должна быть возможно большего диаметра и меньшей длины, так как резец с тонким и длинным стержнем во время работы пружинит [8].
Применение расточных головок позволяет обрабатывать отверстия разных диаметров одним и тем же резцом, благодаря возможности радиального перемещения резца [7, стр. 52].
Расточные резцы изготавливаются из быстрорежущей стали; оснащаются пластинками из твердого сплава; для чистовой обработки металлов и их сплавов применяют расточные резцы с механическим креплением алмаза [4, стр. 33].
Оснастка
Координатное - расточные станки снабжают многочисленными приспособлениями, измерительным и специальным режущим инструментом для выполнения работ высокой точности. К их числу относят центроискатель с индикатором, оптический центроискатель, оправку - центроискатель, установочный центр, патроны, повортно-делительные столы и др. [5,стр. 100].
Центроискатель с индикатором
Предназначен для совмещения отверстий обрабатываемой детали, закрепленной на столе станка с осью шпинделя для выверки перпендикулярности торца детали к оси шпинделя для установки вертикальной плоскости или образующей цилиндрической поверхности обрабатываемой детали параллельно ходу стола или салазкам.
На рисунке 6 приведены схемы выверки: формы и расположения различных поверхностей внутренних цилиндрических (а), наружных цилиндрических (б), горизонтальных (в) и вертикальных (г).
Рис. 6 Схемы выверки с помощью центроискателя.
Микроскоп-ценгроискатель
Предназначен для совмещения кромки обрабатываемой детали или какой-либо ёе точки с осью шпинделя и для установки вертикальной плоскости детали параллельно ходу стола или салазок (см рисунок).
Корпус 1 микроскопа имеет хвостовик 2,
которым он крепится в конусном отверстии шпинделя станка. В корпусе смонтирована оптическая часть микроскопа, состоящая из объектива 6,
призмы (зеркала) 3, сетки 4 с перекрестием и окуляра 5.
К координатно-расточным станкам прикладывают большой набор различных приспособлений, таких, как резцедержатель с ни ной подачей, универсальный резцедержатель, борштанги и др.
Универсальный резцедержатель предназначен дл расточки отверстий и подрезки торцов во время вращения шпинделя и при автоматической радиальной подаче резца [5,стр. 101].
Вспомогательный инструмент
В комплект вспомогательного инструмента входят девять сменных цанг с диаметрами 4,5,6,8,
10, 12, 14, 16 и 18 мм для крепления инструмента цилиндрическим хвостовиком и сверлильный патрон для сверл диаметром до 10 мм .Со станком поставляют два комплекта переходных втулок для крепления инструмента с
конусным хвостовиком в приемном конусе шпинделя. Со станком поставляют пружинный керн для разметки на станке и коробчатый стол для крепления обрабатываемых деталей небольшой высоты или требующих крепление на вертикальную плоскость (он снабжен Т- образными плоскостями на двух перпендикулярных плоскостях). К станку, как правило, прилагается два делительных стола. Делительный механизм и конструкция планшайбы обоих столов одинаковы, но отличаются наличием устройства для наклона планшайбы [5,стр. 102].
Горизонтальный поворотно-делительный стол
Шпиндель стола может вращаться с планшайбой относительно вертикальной оси. Установку деталей на поворотно-делительном столе применяют для работы в прямоугольной и полярной системах координат. Основное назначение горизонтальных поворотных делительных столов состоит в точном отсчете угловых величин поворота.
Поворотно-делительный стол закрепляют на столе станка после тщательной выверки относительно положения плоскостей планшайбы поворотно-делительного стола и плоскости стола [5,стр. 103].
Универсальный поворотно-делительный стол
Стол имеет два делительных устройства: первое отсчитывает угол поворота плоскости планшайбы вокруг вертикальной оси (0-360 ), а второе – угол наклона от 0 до 90 . На универсальных поворотно-делительных столах размечают и обрабатывают детали, оси отверстий и плоскости которых расположены под заданными углами относительно их установочной и измерительной баз. При одной установке детали можно расточить и разметить отверстия, заданные как в прямоугольной, так и в полярной системе координат [5,стр. 104].
4 Экономическое обоснование выбора методов обработки
При выборе метода обработки отверстий технологом рассматриваются следующие вопросы [2, стр. 396]:
- размеры и допуски на обрабатываемые отверстия;
- условие наибольшей экономичности всего технологического процесса изготовления деталей или отдельной его операции;
- выполнение условий наибольшей производительности операций.
Вопрос выбора станков по размерам и допускам был рассмотрен в пункте 2.2 работы.
Условие наименьшей себестоимости детали является основным критерием оценки целесообразность технологического процесса или отдельной операции. Экономичность той или иной операции определяется путем составления сравнительных вариантов изготовления детали и сравнения себестоимости детали, получаемой при осуществлении этих вариантов. Сравнивать экономических вариантов экономического процесса или операции можно различными способами, начиная от простых и приближенных подсчетов и кончая полной и подробной калькуляцией себестоимости вариантов. Технологическую себестоимость операции можно рассчитать, пользуясь специальными таблицами и формулами399. При экономическом сравнении операций учитываются и затраты труда, требующегося для изготовления специального оборудования и приспособлений; анализируются условия осложняющие осуществления вариантов обработки.
Выполнение условий наибольшей производительности операции иногда приводит к повышению себестоимость операции и повышенному расходу инструмента. Но если при этом понижается общая себестоимость обработки заготовки, повышается производительность всей линии станков, то такое решение будет и более экономичным.
В качестве примера сравнение вариантов обработки отверстий можно привести такой: В плате нужно просверлить большое количество отверстий одинакового диаметра с жестко выдержанными межосевыми расстояниями. Эту операцию можно выполнить на координатнорасточном станке, который позволяет выдержать необходимую точность. А можно изготовить кондуктор для сверлильного станка и точность тоже будет выдержанна. Производится экономическое обоснование выбора того или иного варианта при этом рассматривается стоимость станков той и другой группы (а значит и стоимость работ произведенных на этих станках и стоимость изготовления кондуктора). Как правило для единичного производства эту работу выгоднее производить на координатнорасточном станке. А для серийного и массового производства целесообразнее изготавливать кондуктор и выполнять эту работу на сверлильном станке.
Заключение
Из всего вышеизложенного можно сделать следующие выводы:
1 Большинство деталей машин и механизмов имеют круглые отверстия.
В зависимости от назначения отверстия могут быть: крепежными, ступенчатыми или гладкими, цилиндрическими и коническими и.т.д. К ним могут, предъявляются разные требования по точности изготовления: выдерживания размеров отверстий по диаметру, прямолинейность оси отверстия и образующий его поверхности, выдерживание размеров по межосевым расстояниям от базы перпендикулярно к торцевым поверхностям деталей и.т.д.
3. При обработке отверстий применяется следующий инструмент:
- сверла
- зенкеры
- зенковки
- развертки
- расточные резцы
Почти все режущие инструменты изготавливаются составными, т. е, нерабочая часть (державка, корпус) состоит из углеродистых конструкционных сталей, а режущая часть инструмента изготавливается из инструментальных сталей и сплавов: легированные стали, быстро режущие стали, металлокерамические твердые сплавы, минеральная керамика, эльборовые и алмазные вставки. Применение того или иного вида материала режущей части зависит от требований к точности размеров и обрабатываемого материала.
2 Обработка отверстий производится на станках сверлильной группы, в работе рассмотрены некоторые виды сверлильных станков.
Для обработки отверстий диаметром больше 100мм, а также точных отверстий со строго координированными осями применяются расточные станки в работе рассмотрены применяемые в производстве некоторые виды координатнорасточных станков.
4.Рассмотрены вопросы экономического обоснования выбора того или иного метода обработки в зависимости от конкретных требований производства.
Список используемой литературы
1) Винников И.З. Сверлильные станки и работа на них. М.: Высшая школа, 1988.- 255с.
2) Данилевский В.В. Технология машиностроения. М.: Высшая школа, 1972.-537с.
3) Кучер А.М. Технология металлов. М.: Машиностроение, 1964- 499с.
4) Космачев И.Г. Справочник инструментальщика. Ленинград: Лениздат, 1963.-356с.
5) Лоскутов В.В. Сверлильные и расточные станки М.: Машиностроение, 1981.- 150с.
6) Макеенко Н.И. Слесарное дело. М.: Профтехиздат, 1963-378с
7) Макеенко Н.И. Слесарное дело с основами материаловедения. М.: Высшая школа, 1973-458с
8) http://www.mirstan.ru/index.php?page=art11
Приложение