Универсальное приспособление для обработки заготовок из металла

Универсально-Сборные Приспособления (УСП)
с пазами 8 мм

Универсально-сборные приспособления (УСП) являются системой стандартных средств технологического оснащения металлорежущего оборудования.

Особенность технологической подготовки производства с применением УСП заключается в том, что вместо специальных приспособлений заводу достаточно иметь универсальный набор взаимозаменяемых деталей и узлов. При необходимости из них собирают разнообразные приспособления для выполнения конкретных операций. По окончании обработки требуемого количества деталей приспособление разбирают на составляющие его элементы, которые используют для компоновки других приспособлений, предназначенных для выполнения иных операций.

Приспособления собирают без чертежей и схем, не затрачивая времени на проектирование и изготовление специальных приспособлений. Стоимость комплекта деталей УСП окупается в течение короткого периода за счет незначительных затрат времени на сборку и возможности многократной оборачиваемости элементов УСП.

ГОСТ 31.111.41-93 – Детали и сборочные единицы универсально-сборных приспособлений к металлорежущим станкам. Основные параметры. Конструктивные элементы. Нормы точности

ГОСТ 31.111.42-83 – Детали и сборочные единицы универсально-сборочных приспособлений к металлорежущим станкам. Технические требования. Методы контроля. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

Детали и сборочные единицы, в совокупности, именуемые элементами универсально-сборных приспособлений, с пазами 8 мм (УСП-8) предназначены для сборки приспособлений (компоновок), используемых при различных видах механической обработки и контроля деталей машин.

Время сборки приспособления средней группы сложности – 2 часа.

Быстрота сборки обеспечивается универсальностью конструкций, высокой точностью и взаимозаменяемостью элементов УСП-8.

После обработки заданной партии деталей компоновка разбирается, а составляющие ее элементы могут быть использованы для сборки новых компоновок, предназначенных для обработки других деталей.

Соединение деталей и сборочных единиц между собой производится с помощью болтов, шпилек и винтов; фиксация (друг относительно друга) – с помощью шпонок. Конструкция элементов, габаритные и присоединительные размеры, допуски и чистота поверхности даны с учетом взаимозаменяемости и собираемости элементов в различных комбинациях без натягов и пригонки. Возможность сборки проверена на многих заводах страны длительной практикой создания приспособлений из элементов УСП-8 для различных видов обработки.

Универсально-сборные приспособления широко используются на заводах с опытным, мелкосерийным и единичным типом производства и в серийном производстве при освоении новой продукции.

Такой вид оснащения значительно сокращает сроки подготовки производства, так как сборка приспособлений из готовых элементов занимает гораздо меньше времени, чем проектирование и изготовление специальных приспособлений. Многократное использование в течение длительного времени одних и тех же элементов для сборки различных приспособлений позволяет уменьшить расход металла на специальную оснастку, сократить объем работ в инструментальных цехах, высвободить часть оборудования и т.д.

Из элементов УСП-8 могут быть собраны приспособления для обработки деталей (различных как по форме, так и по размерам) на сверлильных, расточных, шлифовальных, токарных и других станках.

В компоновках УСП-8 можно устанавливать обрабатываемые детали с максимальными габаритами: ширина 120, длина 200, высота 100 мм. Максимальная масса обрабатываемых деталей 5 кг.

Такие детали, как полосы, балки, уголки и им подобные, можно обрабатывать в компоновках, Состоящих из нескольких не состыкованных между собой секций, закрепленных на столе станка. Их можно обрабатывать также в одной компоновке по участкам, за несколько установок. В этих случаях длина обрабатываемых деталей может значительно превышать длину основания приспособления.

Элементы УСП-8 рассчитаны на длительный срок службы (12-15 лет), стоимость их высока, поэтому не рекомендуется использовать их для сборки следующих компоновок:

  1. в которых масса заготовки или усилие зажима создают контактные напряжения, вызывающие выкрашиванне или продавливание элементов;
  2. в которых возможно взаимодействие элементов;
  3. которые могут подвергаться действию ударных нагрузок (например, компоновки для правки деталей с помощью удара, для обработки деталей песком, дробью и т. п.);
  4. которые могут нагреваться до температуры выше 100°С;
  5. на которые могут попасть брызги жидкого металла;
  6. в которых возможно взаимодействие элементов с химически активными веществами.

На детали и сборочные единицы универсально сборных приспособлений разработано 244 стандарта (ГОСТ 14364-69 – ГОСТ 14607-69). Эти стандарты охватывают 1204 типоразмеров элементов.

Вся номенклатура элементов УСП-8 делится по назначению на группы: базовые, корпусные, установочные, направляющие, прижимные, крепежные, разные детали и сборочные единицы.

Перечисленные группы весьма различны по сложности и точности обработки входящих в них элементов: элементы разных групп изготовляются из разных материалов и проходят разную термическую обработку.

К этой группе относятся квадратные, прямоугольные и круглые плиты, базовые и токарные угольники, т. е. наиболее крупные детали, которые обычно служат основанием приспособления.

Базовые детали изготовляются из сталей 12ХНЗА, 20Х, цементируются на глубину 0,6-1,0 мм и закаливаются до твердости НRС 58-62.

В эту группу входят прокладки, подкладки, опоры, проставки, призмы, угловые опоры и подкладки, угольники (ребристые, монтажные, установочные) и плашки, т. е. все детали, которые служат для образования корпуса приспособления.

Корпусные детали изготовляются из стали 40Х, азотируются па глубину 0,15 – 0,25 мм, твердость поверхности НV 550 – 600, а также из сталей 12ХН3А, 20Х, цементируются на глубину 0,6-1,0 мм и закаливаются до твердости HRC 58-62.

К этой группе относятся переходные и кондукторные втулки, валики и колонки; они служат для направления режущего инструмента и настройки размеров приспособления.

Направляющие детали изготовляются из сталей 9ХС, У8А, 20Х и закаливаются до твердости HRC 56-64.

Переходные и кондукторные втулки для сборки компоновок УСП-8 следует применять из ГОСТ 15361-70 – ГОСТ 15363-70, входящих в перечень стандартов на элементы УСП-12.

В эту группу входят шпонки привёртные, штыри установочные пальцы и диски, передвижные пальцы, переходники, цилиндрические центры, т. е. детали, служащие для установки и фиксации корпусных элементов приспособления или установки обрабатываемых деталей.

Установочные детали изготовляются из стали У8А, закаливаются до твердости HRC 48-56, а также из стали 12ХНЗА, цементируются на глубину 0,6-1,0 мм и закаливаются до твердости HRC 58 – 62.

Эту группу составляют прихваты и планки, которые служат для закрепления обрабатываемой детали в приспособлении.

Прижимные детали изготовляются из стали 20, цементируются на глубину 0,6-1,0 мм и закаливаются до твердости HRC 52 – 56.

В эту группу включены болты, винты, шпильки, гайки и шайбы; они служат для соединения между собой элементов приспособления и закрепления обрабатываемой детали.

Крепежные детали изготовляются, из сталей З8ХА, 40Х, 45, 20 и закаливаются до твердости HRC 36 – 52.

Разные детали (ГОСТ 14556-69 – ГОСТ 14581-69)
Количество типоразмеров деталей 124.

К этой группе относятся ушки, вилки, хомутики, оси, опоры постоянные и колпачковые наконечники, кольца пружинные, шайбы упорные, рукоятки, ножки, пружины и т. д.; они имеют самое различное назначение.

Разные детали изготовляются из сталей 20, 45, 8А, 20Х и закаливаются до твердости HRC 38 – 56.

Сборочные единицы (ГОСТ 14582-69 – ГОСТ 14607-69)
Количество типоразмеров сборочных единиц 71.

В эту группу входят поворотные головки, опоры поворотные, фиксаторы, кронштейны поворотные, бабки центровые, кулачковые и тисочные зажимы и т. п., служащие для ускорения сборки компоновок УСП.

Основные элементы сборочных единиц изготовляются из стали 20Х, цементируются на глубину 0,6-1,0 мм и закаливаются до твердости HRC 58 – 62.

Для внедрения в производство универсально-сборных приспособлений каждому предприятию нет необходимости приобретать детали и сборочные единицы всех типоразмеров, предусмотренных стандартами.

Номенклатурный и количественный состав комплекта УСП-8 зависит от характера и объема выпускаемой заводом продукции и колеблется в больших пределах (4-50 и более тысяч элементов).

От правильности подбора комплекта зависит экономическая эффективность его применения.

Практикой установлено, что в комплекте должны быть распределены по группам в следующих пропорциях:

  1. базовые 0,5 – 1%
  2. корпусные 14 – 15%
  3. установочные 20 – 22%
  4. направляющие 3 – 4%
  5. прижимные 4 – 5%
  6. крепежные 51 – 53%
  7. разные 4 – 5%
  8. сборочные единицы 0,5 – 1%

Вместе с тем необходимо, чтобы в комплекте шпонки привертные составляли примерно 20%, винты с цилиндрической головкой 20%, болты пазовые 10%, гайки 10-13% всего количества элементов.

Насыщенность комплекта базовыми деталями УСП определяет его мощность, т. е. количество приспособлений, которое можно собрать в течение года.

ОРГАНИЗАЦИЯ ЗАВОДСКОЙ СЛУЖБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСПО

Все вопросы, связанные с организацией заводской службы УСПО и эксплуатацией универсально-сборных приспособлений, освещены в “Методических рекомендациях по организации заводской службы эксплуатации универсально-сборной переналаживаемой оснастки”.

Организация заводского участка сборки УСП должна проводиться в соответствии с типовыми проектами участков УСПО и руководящей эксплуатационной документацией, разработанным МГКТБ объединения “Союзтехоснастка”, отраслевыми институтами и межрегиональными центрами внедрения УСПО и Российским центром УСПТО.

Точность изготовления элементов, квалитет6
Точность обработки, квалитет7
Количество одновременно собираемых приспособлений средней сложности, шт30
Количество приспособлений, собираемых за год при эксплуатации каждого до 10 дней, штдо 1000

Предлагаем специальную литературу, в том числе каталоги. Каталоги охватывают всю номенклатуру деталей и сборочных единиц УСП с пазами 8 мм (ГОСТ 14364 – ГОСТ 14607). Перечень элементов, изготовляемых на предприятиях, ежегодно определяется спецификациями.

Предлагаемый каталог позволит машиностроительным предприятиям подбирать номенклатуру деталей сборочных единиц УСП для нужд своего производства. Вместе с тем составленные на основании каталога заявки предприятий позволят нам расширять номенклатуру изготовляемых элементов УСП, включая в производство те из них, которые наиболее часто используются в универсально-сборных приспособлениях.

Пример обозначения каталога деталей и сборочных единиц УСПиТО с пазами 8 мм: Каталог УСП-8

Самодельный универсальный токарный станок по металлу

Одним из наиболее распространенных приспособлений обработки заготовок из металла является токарный станок. С его помощью можно выполнить такие элементы, как втулка, муфта, болт, гайка, фланец и другие. Оборудование можно приобрести уже готовым в специализированных магазинах, но есть возможность изготовить самодельный токарный станок по металлу в домашних условиях.

Особенность станков

Существует немало видов токарных станков для обработки металла. Каждый из них имеет свои особенности конструкции, от которых зависят их функциональные возможности. Кроме этого, каждый вид обладает возможностью выполнения дополнительных операций, например, фрезерования или сверления.

Независимо от вида агрегата, их конструкция может состоять из таких узлов:

  1. Станина. На ней располагаются все части станка.
  2. Бабка передняя. Приспособление, на котором монтируется коробка выбора скорости, а также шпиндель.
  3. Коробка передач. От нее движение передается к суппорту от шпинделя, проходя через валик или винт хода.
  4. Фартук. Узел, который участвует в преобразовании движения в поступательное.
  5. Суппорт. Представляет собой каретку, которая перемещается в перпендикулярной или параллельной плоскости относительно станины станка. Его функция заключается в обеспечении поступательного передвижения режущего механизма.
  6. Бабка задняя. Она отвечает за надежное крепление всех движущихся частей станка.

В зависимости от вида и модели устройства, его можно укомплектовать дополнительными насадками, которые увеличат показатель функциональности оборудования.

Виды универсальных аппаратов

Современные производители предлагают пользователям обширный перечень токарных станков. Среди наиболее популярных можно выделить следующие их виды: токарно-винторезный, токарно-фрезерный, токарно-карусельный, токарно-револьверный.

Винторезный станок

Особенностью этого вида оборудования является наличие хода пиноли задней бабки. Благодаря этому, есть возможность оборудовать его патроном для сверления. Это позволяет использовать станок не только для выполнения токарных операций, но и для вытачивания заготовок с разным профилем, выравнивания, проделывания в заготовках канавок и углублений, подрезания размеров до необходимых показателей, высверливания отверстий. Для этого могут быть использованы плашки, резцы или метчики.

Посредством использования токарно-винторезных агрегатов можно работать с заготовками, выполненными из черных или цветных металлов. Этот вид устройств чаще всего применяется на инструментальных производствах, в области приборостроения или часовом производстве.

Если выбор пал на токарно-винтовой станок, рекомендуется учитывать такие его свойства:

  • Размер (диаметр) заготовки, который можно рассчитать посредством измерения расстояния от станины до оси устройства.
  • Максимальная длина детали. Этот показатель в большинстве моделях не превышает 2033 мм.
  • Масса станка. С увеличением веса увеличивается уровень жесткости устройства, что имеет непосредственное влияние на точность выполняемой операции. Можно приобрести агрегаты, масса которых колеблется в пределах 600 — 4250 кг. Такие станки пользуются большой популярностью как на предприятиях, так и в домашних мастерских.

Фрезерное устройство

При помощи этого вида оборудования можно выточить заготовки не только из черных и цветных металлов, но и из пластика, и дерева. Конструкция устройства сочетает в себе два вида станков (фрезерный и токарный).

Универсальный токарно-фрезерный станок можно использовать для выполнения таких видов операций, как точение проходное, нарезание резьбы, накладывание фаски, выборка галтелей, вырезание прямых и криволинейных пазов, сверление отверстий. Это стало возможным благодаря наличию фрезерной части, расположенной в вертикальной плоскости станины. Такие станки нередко устанавливаются в школьных мастерских.

Популярность токарно-фрезерного оборудования обусловлена наличием присущих ему достоинств:

  • Доступность. Комбинация двух видов станков приводит к экономии средств.
  • Компактный размер. Его можно устанавливать в мастерской с небольшой площадью.
  • Возможность монтажа разнообразных дополнительных элементов (резец, сверло, метчик, развертка, фреза, стамеска).

При выборе этого вида оборудования необходимо учитывать такие его характеристики:

  • расстояние между центрами;
  • размер заготовки;
  • диаметр торцовочной и концевой фрез.

Наличие этих качеств обуславливает популярность токарно-фрезерного оборудования у пользователей.

Карусельный аппарат

Станки этого вида в основном применяются для обработки большого диаметра (больше 2000 мм) и размеров на больших предприятиях.

Револьверный агрегат

Основное предназначение этого вида устройств заключается в обработке заготовок, выполненных из калиброванного прутка. Особенность станков заключается в креплении режущего механизма, которое осуществляется на барабане вращающегося типа.

Станки с числовым программным обеспечением

В процессе работы с этим видом станков требуется минимальное участие оператора. Стоит также отметить возможность выполнения всех типов операций с высокой точностью.

Каждый из вышеперечисленных видов токарных станков по металлу имеет особенности конструкции и предназначение.

Самостоятельное изготовление

Если говорить о том, что можно сделать из дрели своими руками, следует обратить внимание на токарный станок, который можно изготовить в домашних условиях. Это поможет не только сэкономить средства, но и даст возможность выполнения довольно большого перечня операций с разными материалами.

Для того чтобы выполнить токарный станок по металлу своими руками, чертежи которого можно найти в специализированной литературе, необходимо в первую очередь определиться со станиной. Она считается одним из наиболее значимых узлов оборудования. Именно на станине монтируется токарная приставка для дрели.

Для изготовления станины можно использовать плиту, выполненную из такого материала, как дерево, толщиной до 21 мм. Дрель фиксируется за шейку ее корпуса, на которой впоследствии будет смонтирована вспомогательная рукоятка.

Читайте также:  Делаем листогибочный станок своими руками

Для того чтобы иметь возможность распиловки таких материалов, как фанера или оргалит, на станине необходимо в патрон дрели нужно установить дисковую пилу, диаметр которой не превышает 2 мм. Для обеспечения удобства работы со станком можно также смонтировать дополнительную рукоятку.

Есть возможность заменить диск плоской фрезой. Благодаря этому, у оператора появится возможность выполнения пазов небольшой глубины.

Теперь можно приступать к выполнению упора, который призван выполнять функцию задней бабки. Таким образом, самодельный суппорт для токарного станка своими руками можно выполнить из двух деревянных брусков и одного винта для регулировки с заточенным наконечником. Это даст возможность использовать станок для обработки небольших деревянных заготовок.

Если говорить о том, как из дрели сделать токарный станок, следует учитывать то, что есть несколько вариантов устройств, изготовить которые можно самостоятельно, главное, иметь готовый шаблон.

Суппорт в процессе эксплуатации станка имеет свойство изнашиваться. При этом не исключена возможность возникновения люфта, что отрицательное скажется на качестве выполняемой операции. Во избежание такой ситуации рекомендуется периодически выполнять регулировку и подстройку суппорта.

Деревообрабатывающий столярный станок имеет раму. Для ее изготовления можно использовать балки или швеллера из металла. Их толщина и размеры имеют непосредственную зависимость от нагрузки, с которой будет эксплуатироваться оборудование.

На балки монтируются валы с направляющими, расположенными продольно. Для их крепления можно использовать сварочный аппарат, болты или шуруповерт.

Передняя бабка может быть выполнена из гидроцилиндра, в полость которого монтируются два подшипника. Толщина стенок цилиндра может изменяться от 5 мм и более. Полость гидроцилиндра заполняется специальной смазывающей жидкостью. Затем монтируется электрический привод.

Электромотор отвечает за движение режущей части станка. Мощность двигателя имеет непосредственную зависимость на мощность устройства. При его выборе необходимо учитывать размер заготовок, которые будут обрабатываться на стенке:

  • для работы с небольшими заготовками можно использовать привод мощностью не больше 1 кВт;
  • при необходимости обработки крупногабаритных заготовок необходимо выбрать двигатель, мощность которого колеблется в пределах 1, 5 — 2, 5 кВт.

Ручной станок для обработки металла или дерева следует собирать с учетом того, что все его узлы необходимо обязательно изолировать. Это обеспечит безопасность оператора при работе со станком, а также прочность конструкции.

Возможные варианты режущего механизма

Станковый механизм в обязательном порядке оборудуется режущей частью. Существует несколько вариантов этого узла. Среди наиболее надежных можно выделить следующие:

  1. Резец. Он состоит из таких частей, как рабочая часть и держатель. Резцы классифицируются по направлению подачи (правые и левые), а также по предназначению (подрезные, проходные, отрезные, расточные, резьбовые, фасочные). При выборе резцов важно учитывать материал их изготовления.
  2. Метчик. Представлен в виде винта с канавками, которые используются для нарезания резьбы. По назначению метчики можно условно подразделить на гаечные и плашечные.
  3. Зенкер. Применяется для предварительной или завершающей обработки отверстий разного диаметра. Его применение обеспечивает сглаживание поверхности внутренней части отверстия. Для изготовления зенкеров используется углеродистая сталь, способная выдерживать температуру до 250 градусов.
  4. Сверло. Специальное приспособление, посредством которого можно высверливать отверстия разного диаметра в заготовках из разных материалов. В токарных станках в основном применяются спиральные или твердосплавные сверла. Для повышения прочности сверл используются напайки из твердосплавного металла.

Правильный выбор оснастки обеспечит возможность выполнения обширного перечня операций при обработке заготовок, повысит точность выполнения работы, а также сократит время на ее выполнение. А самостоятельное изготовление токарного станка для обработки металла поможет сократить средства, необходимые на приобретение уже готового оборудования.

Дополнительное оборудование и приспособления для токарного станка

Как оказывается для изготовления различных деталей не достаточного только токарного станка, а необходимы всевозможные приспособы и дополнительное оборудование.

Приспособления для токарных станков предназначены для закрепления инструмента на станке или заготовки.

Разновидности приспособлений для станка

Существуют различные разновидности приспособлений для токарного станка. Приспособления для токарных станков производятся в широком ассортименте. Это даёт возможность подобрать мастеру наиболее лучший вариант в соответствии с поставленной задачей.

Виброопоры

Виброопоры (они же виброизоляторы) предназначены для активной или пассивной виброизоляции разных типов станков: малых, средних или больших. Применение виброопор поможет увеличить качество обработки деталей.

Центры

Токарные центры применяются для того, чтобы зафиксировать заготовку, которая имеет тело вращения на задней бабке токарного станка. Центр позволяет обрабатывать детали с высокой скоростью и при минимальном биении.

Патроны

Это приспособления для точного закрепления заготовки на станке. Благодаря использованию токарных патронов, значительно увеличивается функциональность самого станка, а также появляется возможность обрабатывать сложно профильные детали. В основном используется, чтобы закрепить заготовки для проведения металлорежущих операций.

Кулачки

Токарные кулачки могут быть:

  • Прямые — нужны, чтобы зажимать заготовку с внешней стороны для вала.
  • Обратные — необходимы для зажима заготовки только изнутри.
  • Накладные — необходимы для крепления длинных или коротких заготовок крупных диаметров.

Обычно, токарные кулачки изготавливаются из цветных металлов и стали без термообработки.

Кулачковые патроны

Специализируются для зажима прямоугольных и цилиндрических заготовок.

  1. Двухкулачковые — необходимы для закрепления сложных заготовок с фасонной деталью. Двухкулачковые приспособления могут закреплять в сменных губах различные поверхности.
  2. Трёхкулачковые — одни из самых распространённых патронов. Они устанавливаются практически на любые токарные станки. В свою очередь, делятся на три типа:
  • Спиральные.
  • Реечные.
  • Эксцентриковые.

Трёхкулачковые патроны оснащаются специальным приводом. Особое широкое распространение получили трёхкулачковые патроны с пневматическим приводом. Еще существует и гидропривод, но редко используется.

  • Четырёхкулачковые — применяются для зажима некруглых и несимметричных заготовок. Кулачки регулируются самостоятельно и их необходимо устанавливать так, чтобы их ось совпадала с осью шпинделя. Эти патроны применяются в основном в ремонтных цехах.

Дополнительные детали

Помимо основных приспособлений для токарного станка, также стоит обратить внимание и на дополнительные детали, которые тоже могут быть необходимы мастеру.

Люнеты

Дополнительное оборудование, которое является главной опорой при обработке на токарном станке. Чаще всего нужны, чтобы не повредить заготовку и инструмент, а также, чтобы не получить травмы, вызванные биением из-за высоких оборотов станка.

Люнеты бывают с опорой качения (роликовые) и скольжения (кулачковые). Башмаки — специальные люнеты для шлифования колец подшипников.

Резцедержатели

Резцедержатель применяется для закрепления режущего инструмента. Он гораздо упрощает работу и позволяет как можно больше расточить отверстия.

  • Горизонтальные (вдоль шпинделя).
  • Вертикальные (под прямым углом к шпинделю).
  • Механические.
  • Электромеханические.
  • Гидравлические.
  • С сервоприводом.
  • Двухпозиционные — позволяют зафиксировать двое резцов.
  • Четырёхпозиционные — позволяют зафиксировать сразу четыре резца на станке.
  • Посредством клинового блока.
  • VDI.
  • ВМТ – закрепление в отверстии на удаленном диаметре диска.
  • Простые — обладают специальной прокладкой сферической формы, которая позволяет быстро сменить резец на необходимый. Минус — крепление только на один болт. Нужно постоянно проверять степень закрепления болта и при необходимости, закручивать болт до конца.
  • Поворотные — позволяют поставить сразу четыре резца. Максимально эффективен при обработке деталей сложных геометрических форм. Также существуют поворотные резцедержатели, которые несут в себе сразу 12 резцов.
  • Быстросменные — нужны для минимальных временных потерь при замене резцов.
  • Универсальные переходники — позволяют установить большие инструменты.

Револьверная головка

Представляет собой поворотный узел станка, в который вставляются несколько инструментов. Как правило, в револьверной головке есть индексирующий механизм, который осуществляет точную фиксацию каждого установленного инструмента при повороте.

Поворот револьверной головки и её фиксация могут производиться как автоматически, так и вручную. Одновременно с поворотом, меняются скорости главного движения и подачи.

Конусная линейка

Конусная линейка устанавливается на каретке и предназначена для обработки конических поверхностей. На каретке станка установлен специальный кронштейн, который при помощи направляющих в виде ласточкина хвоста соединен с данной линейкой. Линейку можно поворачивать вокруг пальца под необходимым углом к оси обрабатываемой детали. Для закрепления линейки используются два болта.

Как подобрать нужное оборудование?

Сначала необходимо разобраться, для каких целей нужно оборудование. Подбор оборудования должен происходить только после изучения всех плюсов и минусов оборудования.

В паспорте к оборудованию всегда есть указания на характеристики, а также особые требования по эксплуатации. Несоблюдение требований может привести к травмам персонала или порче заготовок.

Правила использования оправок

Существует список правил для использования токарных оправок:

  • Точность посадочного отверстия должна быть не ниже седьмого квалитета, а чистота поверхности не хуже Ra 1,0.
  • Располагать инструмент необходимо по оси центров станка.
  • Поверхность контакта токарной оправки должна быть максимальной.
  • Чтобы не было деформаций и отжима инструмента в процессе резания, твёрдость материала цанги держателя не должна быть менее 44 HRС.
  • Чем больше вылет оправки, тем надежнее необходимо закреплять. Категорически запрещено крепить длинные оправки с помощью поджатия винтов к цилиндрической или другой поверхности. Для установки длинномерных оправок, необходимо использовать дополнительное оборудование.

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК РАЗЛИЧНОЙ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ

Схема установки корпусной заготовки в приспособлении оказывает существенное влияние на производительность и точность обработки ее плоскостей. Многоместные и многопозиционные приспособления позволяют значительно сократить время обработки одной заготовки. В процессе установки и обработки заготовки возможны изменения ее расчетных параметров, зависящих от усилий закрепления и обработки, жесткости заготовки, ее формы и расположения.

При обработке корпусных деталей широкое распространение получили машинные тиски. Тиски позволяют закреплять заготовку с усилием до 35 кН (рис. 3.11).

При обработке корпусных заготовок на фрезерных и долбежных станках кроме универсальных широко используются специальные тиски с ручным или пневматическим приводом.

Градусная шкала обеспечивает поворот тисков на нужный угол. Подвижная часть тисков обычно позволяет зажимать одну или несколько заготовок.

Конструкции тисков весьма разнообразны, что позволяет использовать их в различных типах производства. Пневматические цилиндры двухстороннего действия используются, в частности, в машинных тисках, применяемых в условиях среднего и крупносерийного производства.

Вместо пневмоцилиндра может использоваться пневматическая камера (рис. 3.12).

В корпусе пневматических машинных тисков размещены цилиндр 7, поршень 2, шток 3, разноплечный рычаг 4, подвижная 5 и неподвижная 6 губки тисков. При повороте рукоятки 7 воздух из сети через обратный клапан 8 поступает в пневмоцилиндр 7 перемещает поршень 2 со штоком 3 вниз, поворачивая рычаг 4, сме-

Рис. 3.11. Схема базирования (о) и закрепления заготовки (б) в машинных тисках

Рис. 3.12. Схема пневматических машинных тисков с пневмоцилиндром двухстороннего действия

щающий подвижную губку 5 и закрепляющий заготовку с заданным усилием. При повороте рукоятки 7 в другую сторону поршень возвращается в исходное положение.

Следует учитывать, что при закреплении заготовки в тисках возможен ее отрыв от установочной базы.

В условиях производства при фрезеровании плоскостей используются не только стандартные станочные тиски, но и их усовершенствованные конструкции, обеспечивающие дополнительный поджим заготовки к нижней базовой поверхности тисков в процессе ее обработки (рис. 3.13).

Такие тиски обеспечивают высокую точность параллельных и перпендикулярных поверхностей заготовки.

В корпусе 7, имеющем опорную (нижнюю) базовую поверхность 7 и боковую 6, расположен плавающий кулачок 3, поджимаемый пружиной 2. Прижимная губка 10 соединена через резьбовую втулку 9 с силовым приводом 13. Шток 11 силового привода (гидроцилиндра) соединен тягой 8 с конусом тисков. Плавающий кулачок 3 имеет возможность качаться на оси 5, на которой также установлен эксцентрик 4 (с насеченной рабочей поверхностью), находящийся под действием пружины 12.

Рис. 3.13. Схема конструкции станочных тисков, обеспечивающих дополнительный поджим заготовки к базовой поверхности

В исходном положении кулачок 3 под действием пружины 2 находится в крайнем правом положении (рабочая поверхность кулачка выступает за боковую базовую поверхность тисков).

При зажиме заготовки 14 прижимная губка 10 перемещается вместе с конусом силового привода относительно корпуса 1 тисков по штоку 77 и тяге 8, вводя эксцентрик 4 в соприкосновение с заготовкой 14. Эксцентрик 4, поворачиваясь вокруг оси и врезаясь в заготовку 14, прижимает ее к опорной поверхности 7. При дальнейшем перемещении губка 10 (преодолевая силу трения между заготовкой 14 и опорной поверхностью 7 и усилие пружины 2 перемещает заготовку 14 с кулачком 3, прижимая ее к боковой базовой поверхности 6.

Установочные элементы (опоры) делят на основные и вспомогательные. Обычно к основным опорам относятся постоянные опоры, лишающие заготовку шести степеней свободы. Вспомогательные опоры не лишают заготовку ни одной из степеней свободы, но позволяют уменьшить деформацию заготовки, например регулируемые опоры. Вспомогательные опоры обычно подводятся после установки заготовки на основные опоры. Лишь когда конфигурация заготовки не позволяет установить заготовку только на постоянные опоры, используются самоустанавливающиеся и регулируемые опоры.

Заготовки могут закрепляться прихватами различной конструкции с ручным или механизированным приводом, с постоянными или сменными зажимными элементами (рис. 3.14, а, б).

Для закрепления заготовок прямоугольной формы (в виде брусков) часто используются различные схемы рычажных приспособлений с ручным приводом. При значительной номенклатуре обра-

Рис. 3.14. Схемы применения сменных кулачков автоматизированных прихватов:

1 — заготовка; 2 — кулачок

батываемых заготовок становится необходимым использование легкопереналаживаемых приспособлений.

Переналаживаемые устройства эффективно используются для закрепления корпусных заготовок особенно в условиях мелкосерийного производства. Пример такого устройства представлен на рис. 3.15.

В пазу прихвата 1 установлен винт 8, завинченный в плиту 4 стола станка. В пазу прихвата выполнены отверстие для установки на опору 5 и паз под фиксатор 2 с пружиной 3. Опора установлена на колонке 6 и плите 7. На опоре со смещением на один шаг выполнены в два ряда совместные пазы и продольная лыска.

При смене заготовок 9 на заготовки другого размера опора поворачивается относительно колонки (на 120°). Новая позиция определяется шариком 10, фиксатор 2 выходит из пазов, поднимается к лыске, и прихват может быть поднят или опущен на заданную величину (под новую заготовку 9). Прихват фиксируется (на установленную высоту) после возврата опоры в исходное положение.

Комплект переналаживаемых установочно-зажимных приспособлений из унифицированных деталей для закрепления корпусных заготовок представлен на рис. 3.16, а.

Рис. 3.15. Схема переналаживаемого приспособления для закрепления корпусных заготовок в условиях мелкосерийного производства

В комплект входит прихват 2 со сменными зажимными элементами 3, устанавливаемый во втулку 1. Опора состоит из трубы 9, резьбовых втулок 8 и 10, шпильки 11, основания 5 с резьбовыми втулками 6, быстроразъемного болта 4 (собирается из секций), состоящего из пазовых замков и втулок 12, втулки 6 (с Т-образным пазом) и шпонок 7(рис. 3.16, б).

Читайте также:  Самодельные съемные «насадки» для зажимных клещей

Быстропереналаживаемое зажимное приспособления для корпусных заготовок представлено на рис. 3.17.

Для длинных заготовок количество сблокированных прихватов следует увеличить (рис. 3.18).

Рис. 3.16. Схема комплекта переналаживаемых установочнозажимных приспособлений из унифицированных деталей

Рис. 3.17. Схема быстропереналаживаемого зажимного приспособления:

  • 1,5 — стойки; 2 — кронштейн; 3 — прихват; 4 — ось; 6 — винт;
  • 7 — стопорная (поворотная) вилка; 8 — основание; 9 — заготовка

При этом в зависимости от формы обрабатываемых заготовок изменяется форма установленных элементов и прихватов. Например, приспособление для призматических заготовок состоит из базовой части / со встроенными гидроцилиндрами одностороннего действия 2 и сменных наладок 3. Промежуточная плита 4 используется для сохранения высоты наладок. Закрепление заготовок в двух позициях осуществляется сблокированными прихватами 5 и 6 (рис. 3.19).

Приспособления могут быть выполнены в комплексе в целях создания условий трехсторонней обработки заготовок на продольнофрезерном станке. При необходимости обработки поверхностей

Рис. 3.18. Схема приспособлений для обработки плоских длинных заготовок

Рис. 3.19. Схема приспособления для обработки призматических заготовок (на вертикально-фрезерном станке):

1 — базовая часть приспособления; 2 — гидроцилиндры одностороннего действия; 3 — сменная наладка; 4 — промежуточные плиты; 5,6 — сблокированные прихваты; 7 — заготовка

заготовок, находящихся под углом к базовым поверхностям, используются различные схемы приспособлений, обеспечивающие параллельность обрабатываемой поверхности столу станка.

Использование приспособлений с пневматическим и гидравлическим приводом обеспечивает наиболее равномерное усилие закрепления заготовок. Привод для закрепления заготовок выполняется автономным или встроенным в приспособление.

Фрезерные приспособления со встроенным и автономным силовым гидроприводом имеют ряд преимуществ и недостатков. Конструкция приспособления должна иметь высокую жесткость. Поэтому приспособление должно быть невысоким, что возможно при наличии автономного силового привода. Однако встроенный привод позволяет компактно разместить разжимные элементы, но опасность возникновения вибраций возрастает. Установка приспособления на виброизолирующие опоры позволяет частично решить эту проблему, но требует дополнительных затрат.

На рис. 3.20, а представлено механизированное универсальное быстродействующее гидравлическое устройство для подъема прихвата. Силовой гидравлический привод подает рабочую жидкость по поршню 3, который поднимает прихват 2, зажимающий заготовку 1. Гайкой 4 поджимают (фиксируют) поршень в рабочем положении, что обеспечивает заданное усилие закрепления заготовки и после снятия давления в гидросистеме.

Пример закрепления заготовки одним центральным прихватом при сверлении отверстия представлен на рис. 3.20, б. Корпусная

Рис. 3.20. Схемы универсального механизированного зажимного устройства (о) и сверления отверстия заготовки, закрепленной одним центральным прихватом (б):

7 — заготовка; 2 — прихват; 3 — поршень; 4 — фиксирующая гайка; 5 — сверло

заготовка прижимается к опорам под действием силы Q. При этом необходимо учитывать создаваемые инструментом силы резания и их направление, в данном случае создаваемый сверлом крутящий момент сил.

Например, при сверлении отверстия в заготовке, закрепленной одним центральным зажимом, момент силы трения, создаваемый им, должен быть больше крутящего момента, возникающего при сверлении.

Силу подачи сверла можно не учитывать, тогда сила зажима заготовки может быть определена по формуле

где К — коэффициент запаса; М — крутящий момент сверла; / — коэффициент трения; h — расстояние от сверла до точки приложения силы закрепления.

Универсально-сборные приспособления эффективно используются в роботизированных технологических комплексах. Их собирают на гидрофицированных базовых плитах, в корпусе которых выполнены разводные каналы для подачи масла в различные участки плиты и отверстия (закрытые заглушками) для крепления

Рис. 3.21. Схема гидравлического автоматического прижима бесшлангового приспособления

гидравлических (бесшланговых) зажимов. При установке зажимов заглушки с этих отверстий снимают.

На рис. 3.21 представлена схема автоматического зажима, обеспечивающего не только закрепление заготовки (по вертикальной оси), но и значительное горизонтальное перемещение планки 75 прихвата, необходимое для смещения заготовки и съема ее промышленным роботом.

Масло подается через дроссель 7 в нижнюю полость корпуса 3 прижима. Поршень 2 поднимается и снимает пружину 4. На штоке поршня установлена втулка 6 (ее верхний торец имеет пружину, а нижний упирается в пружину 5). В крышке 19 втулка 6 может свободно перемещаться вдоль штока. Поднимаясь, поршень увлекает за собой втулку 6, при этом ось 14 рычага 12 поворачивает рычаг вокруг полуосей 77. При повороте рычаг толкает прихват 8 до тех пор, пока планка 75 не упрется в сферическую шайбу 10.

Прихват, рычаг и втулка останавливаются, а поршень, продолжая движение подъема, упирается опорой 16 в прихват и поворачивает его вокруг болта 13 до касания опоры 7 с заготовкой. Вылет опоры относительно прихвата 8 фиксируется винтом 9. При сбросе давления масла пружина 4 возвращает поршень, втулку и прихват в исходное положение. В схеме использованы крепежные детали 77, 18, 20-23.

Рис. 3.22. Схема силового привода, применяемого на станках с ЧПУ:

/ — заготовка; 2 — прихват; 3 — гидроцилиндр; 4 — резервуар;

5 — тарельчатые пружины; б — поршень; 7 — муфта с обратным клапаном

При небольших усилиях закрепления на станках с ЧПУ часто используются пневмоцилиндры и пневмокамеры. При необходимости, чтобы обеспечить большие силы зажима, целесообразно использовать гидроприводы (рис. 3.22).

В таких приводах усилие зажима обеспечивается с помощью тарельчатых пружин и поршня, которые передают давление в гидроцилиндр одностороннего действия, который через шток и прихват обеспечивает закрепление заготовки. Дополнительный резервуар с маслом характеризует безотказные работы приспособления.

Станочные приспособления состоят из корпуса (является основной частью приспособления), опор, зажимных и вспомогательных механизмов, а также привода. Они сопрягаются с технологическими базами заготовки. Зажимные механизмы (зажимы) предназначены для закрепления заготовки. К вспомогательным механизмам относятся те, что облегчают работу приспособлений (выталкиватели, фиксаторы и т.д.). Привод является составной частью приспособления, обеспечивающей его работу.

Гидрофицированные базовые плиты с быстросменными гидроцилиндрами можно отнести к универсально-сборочной переналаживаемой оснастке (рис. 3.23, а).

В базовой плите 2 выполнены продольный канал 4 и несколько рядов поперечных каналов 5 для подачи масла к зажимным устройствам. В отверстиях плиты установлены быстросменные гидроцилиндры. Отверстия, которые не используются для закрепления данной (конкретной) заготовки, закрываются пробками 3 с уплотнительными резиновыми кольцами. Масло подается в каналы плиты через штуцер 1.

Быстросменные гидроцилиндры присоединяются к базовой плите с помощью патрубка (рис. 3.23, б), а для его уста-

Рис. 3.23. Схемы гидрофицированной базовой плиты (а), быстросменных гидроцилиндров (б, в) и переходника (г) к базовой плите

новки на определенную высоту используются переходные втулки (рис. 3.23, в, г), соединяющие плиту с гидроцилиндрами.

Гидроцилиндры можно размещать с шагом t, руководствуясь формулой

t = (1,034 — 1,068) Д

где D — диаметр быстросменного цилиндра.

У гидроцилиндра с переходником, у которого ось патрубка смещена на величину е относительно оси гидроцилиндра, шаг t

Высота плиты определяется в основном высотой сменных гидроцилиндров.

Одновременное использование гидроцилиндров разных типов и диаметров в одной плите позволяет обеспечить рациональную схему закрепления корпусной заготовки.

Заготовка на гидрофицированной базовой плите может закрепляться гидроцилиндром, рабочий ход штока которого может происходить вверх (см. рис. 3.23, а) или вниз (см. рис. 3.23, б).

Особенностью плиты (см. рис. 3.23, б) является возможность досылки на ней заготовки к боковым установочным элементам, что упрощает процесс загрузки приспособления.

На базовую плиту устанавливают заготовку 2 на ножевые опоры с помощью промышленного робота (рис. 3.24). Первым срабатывает гидроцилиндр, досылающий заготовку к вертикальным базам. Затем прихваты 4 бесшлангового гидравлического автоматического прижима осуществляют зажим заготовки.

Например, при закреплении блока цилиндров ДВС на протяжном станке (рис. 3.25) используется множество гидроцилиндров, штоки которых обеспечивают непосредственный контакт с заготовкой (прямого действия) или работают через усилители (рис. 3.26). Важное значение при различных условиях закрепления заготовки

Рис. 3.24. Схема автоматического бесшлангового приспособления для обработки корпусных заготовок:

7 — гидроцилиндр; 2 — заготовка; 3 — корпус; 4 — прихват

Рис. 3.25. Схема приспособления блока цилиндров ДВС на протяжном станке:

  • 1—9 — гидроцилиндры; 10, 11 — штанги; 12 — коромысло;
  • 13, 14 — зубчатые колеса; 15 — заготовка (блок цилиндров DBC)

имеет наличие систем самоторможения, таких как клиновые усилители (рис. 3.27).

Закрепление заготовки осуществляется за счет передачи движения от штока гидроцилиндра через рычажные и клиновые механизмы на поверхности заготовки. Причем время, затрачиваемое на зажим и разжим механической оснастки, составляет по 2 с, а гидравлической — по 4 с. При этом механическая оснастка обеспечивает блокировку оснастки в заданном положении, что способствует безопасности ее работы.

Особенностью корпусных деталей, таких как блок цилиндров ДВС, является наличие большого количества глубоких отверстий, обработка которых осуществляется с помощью кондукторов.

Приспособления для обработки заготовок на токарных станках

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

При обработке на токарно-винторезных станках широко применяют закрепление заготовки в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне (рисунок 11,а). Патрон состоит их корпуса 1 с тремя радиальными пазами, по которым перемещаются кулачки 2. Кулачки приводятся во вращение от конической зубчатой передачи, смонтированной в корпусе патрона. Одно из конических колес на торце имеет торцовую резьбу (спираль Архимеда). Вращение конического зубчатого колеса преобразуется в поступательное равномерное движение кулачков, которые перемещаются к центру или о центра, что обеспечивает установку заготовки по оси патрона и ее одновременное закрепление тремя кулачками.

Рисунок 11 – Приспособления для закрепления заготовок на токарных станках

Трехкулачковые патроны применяют для закрепления заготовок при отношении их длины к диаметру . При отношении заготовку устанавливают в центрах, а для передачи крутящего момента от шпинделя к заготовке используют поводковый патрон и хомутик.

Для установки в центрах заготовку необходимо зацентрировать, т.е. сделать центровые отверстия с ее торцов. Центровые отверстия выполняют специальными центровочными сверлами; их форма и размер установлены ГОСТом. Заготовку с центрами устанавливают в передний и задний центры.

Центры бывают опорные (рис.11,б), срезанные (рис.11,в), шариковые (рис.11, г), обратные (рис.11,д) и вращающиеся (рис.11,е). Опорные центры делаются с твердосплавным наконечниками, повышающими их долговечность. Срезанные центры применяют при подрезании торцов заготовки; шариковые центры – при обтачивании конических поверхностей заготовок способом сдвига задней бабки в поперечном направлении; обратные центры – при обработке заготовок небольших диаметров. В этом случае заготовку по краям обтачивают на конус, а центровые отверстия выполняют в обратном центре. Вращающиеся центры применяют при срезании слоя металла большого сечения или при обработке на больших скоростях резания.

При установке заготовки в центрах для передачи на нее крутящего момента от шпинделя станка используют поводковый патрон (рис.11,ж) и хомутик (рис.11,з). Поводковый патрон представляет собой корпус 3, навинчиваемый на шпиндель станка, с торца которого запрессован цилиндрический палец 4. Хомутик закрепляют на заготовке болтом.

При отношении заготовку устанавливают в центах; для передачи на нее крутящего момента от шпинделя станка используют поводковый патрон и хомутик, а для уменьшения деформации заготовки от сил резания дополнительно применяют люнеты. Подвижный (открытый) люнет (рис.11,и) устанавливают на продольном суппорте станка, неподвижный (закрытый) (рис.11, к) закрепляют на станине. Усилия резания воспринимаются опорами люнетов, что уменьшает деформацию заготовки.

Для обработки заготовок типа втулок, колец и стаканов применяют: конические оправки (рис.11,л), когда заготовка удерживается на оправке за счет силы трения на сопряженных поверхностях; цанговые оправки (рис.5,м) с разжимными упругими элементами – цангами; упругие оправки с гидропластмассой, гофрированными втулками (рис.11,н) и т.д.

На токарно-револьверных станках, полуавтоматах и автоматах для закрепления заготовок часто используют цанговые патроны, так как на этих станках обрабатывают детали, заготовками которых является прутковый прокат.

На токарно-револьверных станках обрабатывают детали типа штуцеров, ступенчатых валиков, фланце, колец, гаек, болтов и т.д. На станках обтачивают наружные цилиндрические поверхности, подрезают торцы, сверлят, зенкеруют и развертывают отверстия, растачивают внутренние цилиндрические поверхности, обтачивают фасонные поверхности, протачивают канавки, фаски, галтели, накатывают рифления, нарезают наружные (плашками) и внутренние (метчиками) резьбы. Конические поверхности обтачивают широкими резцами или с помощью специальных копировальных приспособлений.

Рисунок 12 – Схемы обработки заготовки на токарно-револьверном станке: 1 – подача прутка до упора; 2 – подрезание правого торца; 3 – обтачивание двух цилиндрических поверхностей, снятие фаски и сверление отверстия; 4 – зенкерование отверстия и протачивание кольцевой канавки; 5 – зенкование; 6 – нарезание резьбы; 7 – отрезание детали

На рисунке 12 показана наладка револьверного станка на изготовление резьбовой пробки. Обработку всех поверхностей выполняют за семь переходов.

Поверхности заготовки в позициях 2,4 (протачивание кольцевой канавки) и 7 обрабатывают с подачей револьверного суппорта, а в позициях 3 (обтачивание), 4 (зенкерование отверстия), 5 и 6 – с продольной подачей револьверной головки.

7 Обработка заготовок на расточных станках

Расточные станки применяют в основном для обработки отверстий с точно координированными осями в крупно- и среднегабаритных заготовках корпусных деталей.

Обработка поверхностей заготовок резцами является наиболее характерной для расточных станков.

Расточные резцы работают в менее благоприятных условиях, чем токарные. Они имеют меньшие размеры, зависящие от размера оправок, в которых их закрепляют, и диаметра обрабатываемого отверстия. Оправка с резцом под действием силы резания может изгибаться. Нежесткость инструмента является причиной вибраций в процессе резания и снижения качества обработанной поверхности. Поэтому для обеспечения высокой точности обрабатываемых поверхностей расточные станки имеют повышенную жесткость.

Горизонтально-расточные станки относятся к числу наиболее распространенных, на их базе выполнены конструкции других универсальных и специальных расточных станков.

На расточных станках обрабатывают отверстия, наружные цилиндрические и плоские поверхности, уступы, канавки, реже конические отверстия и нарезают внутреннюю и наружную резьбы резцами. Наиболее распространенным видом обработки на расточных станках является растачивание отверстий.

Растачивание цилиндрических поверхностей.Растачивание отверстий резцами исправляют форму и расположение оси предварительно обработанных или отлитых отверстий.

Резцы закрепляют в консольной или двухопорной оправке. Использование консольной оправки целесообразно в тех случаях, когда длина обрабатываемого отверстия l ≤ 5d, так как с увеличением длины оправки снижается ее жесткость, что приводит к необходимости уменьшения глубины резания.

На рисунке 13,а показана схема растачивания отверстия небольшой длины двухлезвийным пластинчатым резцом, закрепленным в консольной оправке. Заготовке сообщают продольную подачу. При небольшой длине отверстия, когда возможна работа с короткой жесткой оправкой, растачивают при осевой подаче осевого шпинделя. Растачивание с продольной подачей заготовки получают более правильное отверстие вследствие постоянного вылета шпинделя.

Отверстия с отношением l/d >5 и соосные отверстия растачивают резцами, закрепленные в двухопорной оправке. При ее установке необходимо точно совместить ось шпинделя с осью втулки подшипника задней стойки.

Читайте также:  Какие бывают гайки для болгарки (УШМ)

Рисунок 13 – Схемы обработки поверхностей заготовок на

На рисунке 13,б показано одновременное растачивание двух соосных отверстий. Оправка с резцами получает главное вращательное движение, а заготовка – продольную подачу в направлении от задней стойки к шпиндельной бабке.

Одновременное растачивание резцами нескольких отверстий повышает производительность, но не обеспечивает точности, поэтому таким способом обычно производят черновую обработку. При чистовом растачивании для обеспечения высокого качества обработки каждое отверстие рекомендуется растачивать отдельно.

Отверстие большого диметра, но малой длины растачивают резцом, закрепленным в радиальном суппорте планшайбы (рис.13,в). Планшайбе с резцом сообщают главное вращательное движение, а столу с заготовкой – продольную подачу.

Растачивание конических отверстий.Конические отверстия обрабатывают расточными головками, закрепленными в расточном шпинделе, которому сообщают осевую подачу. Конические отверстия диаметром более 80 мм растачивают резцом с использованием универсального приспособления, смонтированного на радиальном суппорте планшайбы (рис.13,г). В процессе обработки резец перемещается по наклонным направляющим приспособления.

Сверление, зенкерование, развертывание, цекование, зенкование и нарезание резбы метчиком.На расточных станках эти операции выполняются так же, как и на вертикально-сверлильных. Инструмент закрепляют в расточном шпинделе и сообщают ему главное вращательное движениеи осевую подачу. Заготовка, установленная на столе станка, остается неподвижной.

Обтачивание наружных цилиндрических поверхностей.Резец закрепляют на радиальном суппорте планшайбы (рис.13,д) и сообщают ему главное вращательное движение, а столу с заготовкой – продольную подачу.

Подрезание торцов.Торцы подрезают двумя способами: с подачей резца в направлении, перпендикулярном или параллельном оси шпинделя.

На рисунке 13,е показано подрезание торца проходным резцом, закрепленным на радиальном суппорте планшайбы. Резцу сообщают радиальную подачу (в направлении, перпендикулярном оси шпинделя) перемещением суппорта планшайбы. Небольшие плоскости подрезают пластинчатым резцом (рис.13,ж), которому сообщают осевую подачу (в направлении, параллельном оси шпинделя) перемещением расточного шпинделя. Обработка поверхностей с радиальной подачей обеспечивает большую точность.

Фрезерование поверхностей. На рисунке 13,з приведен пример фрезерования вертикальной плоскости торцовой фрезерной головкой, закрепленной в расточном шпинделе. Фрезе сообщают главное вращательное движение и вертикальную подачу перемещением шпиндельной бабки.

8 Схемы фрезерования поверхностей на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках

Горизонтальные плоскости фрезеруют на горизонтально-фрезерных станках цилиндрическими фрезами (рис.14,а) и на вертикально-фрезерных

станках – торцовыми фрезами (рис.14,б). Цилиндрическими фрезами целесообразно обрабатывать горизонтальные плоскости шириной до 120 мм. При этом длина фрезы должна быть немного больше ширины обрабатываемой заготовки. В большинстве случаев плоскости удобнее обрабатывать торцовыми фрезами вследствие большей жесткости их крепления в шпинделе и более плавной работы. Это связано с тем, что число одновременно работающих зубьев торцовой фрезы больше числа зубьев цилиндрической фрезы.

Рисунок 14 – Схемы обработки поверхностей заготовок на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках

Вертикальные плоскости фрезеруют на горизонтально-фрезерных станках торцовыми фрезами (рис. 14,е), а на вертикально-фрезерных станках – концевыми фрезами (рис. 14,г).

Наклонные плоскости и скосы фрезеруют торцовыми (рис. 14,д) и концевыми (рис. 14,е) фрезами на вертикально-фрезерных станках, у которых фрезерная головка со шпинделем поворачивается в вертикальной плоскости. Скосы фрезеруют на горизонтально-фрезерных станках одноугловой фрезой (рис. 14,ж).

Комбинированные поверхности фрезеруют набором фрез (рис. 14,з) на горизонтально-фрезерных станках. Точность взаимного расположения обработанных поверхностей зависит от жесткости по длине оправки. С этой целью применяют дополнительные опоры, избегают использования несоразмерных диаметров фрез (рекомендуемой отношение диаметров фрез не более 1,5).

Уступы и прямоугольные пазы фрезеруют дисковыми (рис. 14,и) и концевыми (рис. 14,к) фрезами на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках.

Уступы и пазы целесообразно фрезеровать дисковыми фрезами, так как они имеют большее число зубьев и допускают работу с большими скоростями резания.

Фасонные пазы фрезеруют фасонной дисковой фрезой (рис. 14,л), угловые пазы – одноугловой и двухугловой (рис. 14,м) фрезами на горизонтально-фрезерных станках.

Паз типа «ласточкин хвост» фрезеруют на вертикально-фрезерном станке за два прохода: прямоугольный паз – концевой фрезой, затем скосы паза – концевой одноугловой фрезой (рис. 14,н). Т-образные пазы (рис. 14,о), которые широко применяют в машиностроении как станочные пазы, например, на столах фрезерных станков, фрезеруют обычно за два прохода: вначале паз прямоугольного профиля концевой фрезой, затем нижнюю часть паза – фрезой для Т-образных пазов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась – это был конец пары: “Что-то тут концом пахнет”. 8612 – | 8178 – или читать все.

194.79.20.244 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Обработка металла

Металлы и их сплавы издавна используются человеком для изготовления инструментов и оружия, украшений и ритуальных предметов, домашней утвари и деталей механизмов.

Чтобы превратить металлические слитки в деталь или изделие, их требуется обработать, или изменить их форму, размеры и физико-химические свойства. За несколько тысячелетий было разработано и отлажено множество способов обработки металлов.

Особенности обработки металла

Многочисленные виды металлообработки можно отнести к одной из больших групп:

  • механическая (обработка резанием);
  • литье;
  • термическая;
  • давлением;
  • сварка;
  • электрическая;
  • химическая.

Литье — один из самых древних способов. Он заключается в расплавлении металла и розливе его в подготовленную форму, повторяющую конфигурацию будущего изделия. Этим способом получают прочные отливки самых разных размеров и форм.

Про другие виды обработки будет рассказано ниже.

Сварка

Сварка также известна человеку издревле, но большинство методов были разработаны в последнее столетие. Сущность сварки заключается в соединении нагретых до температуры пластичности или до температуры плавления кромок двух деталей в единое неразъемное целое.

В зависимости от способа нагрева металла различают несколько групп сварочных технологий:

  • Химическая. Металл нагревают выделяемым в ходе химической реакции теплом. Термитную сварку широко применяют в труднодоступных местах, где невозможно подвести электричество или подтащить газовые баллоны, в том числе под водой.
  • Газовая. Металл в зоне сварки нагревается пламенем газовой горелки. Меняя форму факела, можно осуществлять не только сварку, но и резку металлов.
  • Электросварка. Самый распространенный способ:
    • Дуговая сварка использует для нагрева и расплавления рабочей зоны тепло электрической дуги. Для розжига и поддержание дуги применяют специальные сварочные аппараты. Сварка ведется обсыпными электродами или специальной сварочной проволокой в атмосфере инертных газов.
    • При контактной сварке нагрев осуществляется проходящим через точку соприкосновения соединяемых заготовок сильным электротоком. Различают точечную сварку, при которой детали соединяются в отдельных точках, и роликовую, при которой проводящий ролик катится по поверхности деталей и соединяет их непрерывным швом.

С помощью сварки соединяют детали механизмов, строительные конструкции, трубопроводы, корпуса судов и автомобилей и многое другое. Сварка хорошо сочетается с другими видами обработки металлов.

Электрическая обработка

Метод основан на частичном разрушении металлических деталей под воздействием электрических разрядов высокой интенсивности.

Его применяют для прожигания отверстий в тонколистовом металле, при заточке инструмента и обработке заготовок из твердых сплавов. Он также помогает достать из отверстия обломившийся и застрявший кончик сверла или резьбового метчика.

Графитовый или латунный электрод, на который подано высокое напряжение, подводят к месту обработки. Проскакивает искра, металл частично оплавляется и разбрызгивается. Для улавливания частиц металла промежуток между электродом и деталью заполняют специальным маслом.

Ультразвуковая обработка металла

К электрическим способам обработки металлов относят и ультразвуковой. В детали возбуждаются колебания высокой интенсивности с частотой свыше 20 кгц. Они вызывают локальный резонанс и точечные разрушения поверхностного слоя, метод применяют для обработки прочных сплавов, нержавейки и драгоценностей.

Особенности художественной обработки металлов

К художественным видам обработки металлов относят литье, ковку и чеканку. В средине XX века к ним добавилась сварка. Каждый способ требует своих инструментов и приспособлений. С их помощью мастер либо создает отдельное художественное произведение, либо дополнительно украшает утилитарное изделие, придавая ему эстетическое наполнение.

Чеканка — это создание рельефного изображения на поверхности металлического листа или самого готового изделия, например, кувшина. Чеканку выполняют и по нагретому металлу.

Способы механической обработки металлов

Большую группу способов механической обработки металлов объединяет одно: в каждом из них применяется острый и твердый по отношению к заготовке инструмент, к которому прикладывают механическое усилие. В результате взаимодействия от детали отделяется слой металла, и форма ее изменяется. Заготовка превышает размерами конечное изделие на величину, называемую «припуск»

Разделяют такие виды механической обработки металлов, как:

  • Точение. Заготовка закрепляется во вращающейся оснастке, и к ней подводится резец, снимающий слой металла до тех пор, пока не будут достигнуты заданные конструктором размеры. Применяется для производства деталей, имеющих форму тела вращения.
  • Сверление. В неподвижную деталь погружают сверло, которое быстро вращается вокруг своей оси и медленно подается к заготовке в продольном направлении. Применяется для проделывания отверстий круглой формы.
  • Фрезерование. В отличие от сверления, где обработка проводится только передним концом сверла, у фрезы рабочей является и боковая поверхность, и кроме вертикального направления, вращающаяся фреза перемещается и вправо-влево и вперед-назад. Это позволяет создавать детали практически любой требуемой формы.
  • Строгание. Резец движется относительно неподвижно закрепленной детали взад- вперед, каждый раз снимая продольную полоску металла. В некоторых моделях станков закреплен резец, а двигается деталью. Применяется для создания продольных пазов.
  • Шлифование. Обработка производится вращающимся или совершающим продольные возвратно- поступательные движения абразивным материалом, который снимает тонкие слои с поверхности металла. Применяется для обработки поверхностей и подготовки их к нанесению покрытий.

Каждая операция требует своего специального оборудования. В технологическом процессе изготовления детали эти операции группируются, чередуются и комбинируются для достижения оптимальной производительности и сокращения внутрицеховых расходов.

Обработка давлением

Обработка металла давлением применяется для изменения формы детали без нарушения ее целостности. Существуют следующие виды:

Перед ковкой заготовку нагревают, опирают на твердую поверхность и наносят серию ударов тяжелым молотом так, чтобы заготовка приняла нужную форму.

Исторически ковка была ручной, кузнец разогревал деталь в пламени горна, выхватывал ее клещами и клал на наковальню, а потом стучал по ней кузнечным молотом, пока не получался меч или подкова. Современный кузнец воздействует на заготовку молотом кузнечного пресса с усилием до нескольких тысяч тонн. Заготовки длиной до десятков метров разогреваются в газовых или индукционных печах и подаются на ковочную плиту транспортными системами. Вместо ручного молота применяются кузнечные штампы из высокопрочной стали.

Для штамповки требуется две зеркальные по отношению друг к другу формы — матрица и пуансон. Тонкий лист металла помещают между ними, а потом с большим усилием сдвигают. Металл, изгибаясь, принимает форму матрицы. При больших толщинах листа металл нагревают до точки пластичности. Такой процесс называют горячая штамповка.

Во время штамповки могут выполняться такие операции, как:

С помощью штамповки выпускают широчайший ассортимент изделий — от корпусов бытовой техники до колесных дисков и бензобаков.

Обработка с помощью резки

Металл поступает на предприятие в виде проката — листов или профилей стандартных размеров и толщин. Чтобы разъединить лист или профиль на изделия или заготовки нужных размеров, применяют обработку резкой.

Для профиля чаще всего используют резку абразивным кругом или дисковой пилой.

Для раскроя листов металла применяют несколько видов резки:

  • Ручная. Газосварщик с газовой горелкой вырезает куски металла нужного размера и формы. Применяется в небольших мастерских и на опытных производствах.
  • Газовая. Установка газовой резки режет пламенем автоматизированной газовой горелки и позволяет не только быстро произвести раскрой листа, но и разложить вырезанные заготовки по контейнерам для доставки их на сборочные участки
  • Лазерная. Режет металл лазерным лучом. Отличается высокой точностью и малым коэффициентом отходов. Кроме резки, может выполнять операции сварки и гравировки — нанесения на металл не удаляемых надписей.
  • Плазменная. Режет металл факелом высокоионизированного газа — плазмы. Применяется для раскроя листов из твердых и специальных сплавов.

В условиях промышленного производства и средних или крупных серий на первый план выходит такое понятие, как коэффициент использования металла. Он повышается как за счет более плотной раскладки деталей по площади, так и за счет прогрессивных технологий резки, дающих меньше отходов

Химическая обработка металлов для повышения защитных свойств материала

Химическая обработка металла — это воздействие на него специальными веществами с целью вызвать управляемую химическую реакцию.

Выполняются как подготовительные операции для очистки поверхности перед сваркой или покраской, так и как финишные отделочные операции для улучшения внешнего вида изделия и защиты его от коррозии.

С помощью электрохимической обработки гальваническим методом наносят защитные покрытия.

Термические виды обработки металлов

Термическая обработка металлов применяется для улучшения их физико-механических свойств. К ней относя такие операции, как:

Термическая обработка стали

Термическая обработка заключается в нагревании детали до определенной температуры и ее последующем охлаждении по специальной программе.

Отжиг

Заготовку нагревают до температуры пластичности и медленно охлаждают прямо в печи.

Отжиг снижает твердость стали, но существенно повышает пластичность и ковкость.

Применяется перед штамповкой или раскаткой. Во время отжига снимаются внутренние напряжения, возникшие при отливке или механической обработке.

Закалка

При закалке заготовку прогревают до температуры пластичности и держат в таком состоянии в течение определенного времени, за которое стабилизируются внутренние структуры металла. Далее изделие быстро охлаждают в большом количестве воды или масла. Закалка существенно повышает твердость материала и снижает его ударную вязкость, повышая, таким образом, и хрупкость. Применяют для элементов конструкций, подверженных большим статическим и малым динамическим нагрузкам.

Отпуск

Проводится после закалки. Образец нагревают до температуры, несколько меньшей температуры закалки, и охлаждают медленно. Это позволяет компенсировать излишнюю хрупкость, появившуюся после закалки. Применяется в инструментальном производстве

Старение

Искусственное старение заключается в стимуляции фазовых превращений в массе металла. Его проводят при умеренном нагреве для придания материалу свойств, возникающих при естественном старении за долгое время.

Нормализация

Нормализация проводится для повышения ковкости без заметного снижения твердости за счет приобретения сталью мелкозернистой структуры.

Ее применяют перед закалкой и для повышения обрабатываемости резанием. Проводят так же, как и отжиг, но остывает заготовка на открытом воздухе.

Ссылка на основную публикацию