Обработка материалов резанием. Общая характеристика обработки материалов резанием

ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ 1. Общая характеристика обработки материалов резанием Литейное производство, обработка материалов давлением и сварка в основном обеспечивают получение заготовок, т.е. полуфабрикатов, имеющих форму и размеры, близкие к форме и размерам будущей детали. Для получения самой детали необходимо подвергнуть заготовку дополнительной обработке резанием. В настоящее время резание является преобладающим видом обработки материалов для получения деталей с высокой точностью размеров и чистоты поверхностей. Практически все детали механизмов, машин, приборов и станков приобретают окончательные форму и размеры после обработки резанием. Обработка материалов резанием представляет собой технологические процессы получения изделий высокой точности размеров и чистоты поверхностей посредством отделения режущим инструментом слоя материала с заготовок. Таким образом, срезание с заготовки материала в стружку для получения детали, заданной формы, размеров и шероховатости поверхностей называют процессом резания. В процессе резания, срезая слой за слоем материал с заготовки, добиваются получения у готовой детали заданных чертежом геометрической формы детали, точности размеров, точности взаиморасположения и шероховатости поверхностей. Заготовка – это будущая деталь, с которой в процессе изготовления срезается припуск под обработку. Припуск под обработку – это слой материала, снимаемый режущим инструментом с заготовки в виде стружки. На заготовке различают три вида поверхностей (рис. 1): • обрабатываемая – поверхность, с которой срезается припуск под обработку (снимается стружка); • резания – поверхность непосредственного контакта режущего инструмента с заготовкой; • обработанная – поверхность, которая образуется после срезания припуска под обработку (снятия стружки), чаще всего это поверхность готовой детали. В зависимости от способа осуществления различают две группы методов обработки материалов резанием: слесарную (припуск под обработку срезается вручную) и механическую (припуск под обработку срезается механически, т.е. на металлорежущих станках). В зависимости от типа режущего инструмента способы механической обработки материалов резанием подразделяются на: • лезвийную: характеризуются наличием у режущего инструмента острой режущей кромки определённой геометрической формы; к данной группе обработки материалов резанием относятся точение, сверление, фрезерование, строгание, протягивание и прочие; • абразивную: характеризуется наличием у режущего инструмента различным образом ориентированных режущих зёрен, каждое из которых представляет собой микроклин; к данной группе обработки материалов резанием относятся шлифование, хонингование, суперфиниширование прочие. При осуществлении процесса резания на металлорежущем станке заготовке и режущему инструменту необходимо сообщить согласованные движения относительно друг друга. С этой целью заготовку и режущий инструмент закрепляют на металлорежущем станке, рабочие органы которого сообщают им необходимые движения с установленными скоростью и силой. Движения режущего инструмента и заготовки относительно друг друга подразделяются на три группы: основные (рабочие), установочные и вспомогательные. Рис. 1. Упрощения схема процесса резания и поверхности заготовки: I – обрабатываемая поверхность; II – поверхность резания; III – обработанная поверхность V – скорость резания; n – число оборотов шпинделя; Sпр – продольная подача; t – припуск под обработку; Dз – диаметр заготовки; d – диаметр готовой детали; Sо – подача на оборот Основные (рабочие) – это движения, при которых с заготовки снимается припуск под обработку (срезается стружка) или изменяется состояние обрабатываемой поверхности. Основные движения обеспечивают обработку поверхности заготовки. Основные движения делятся на два вида: главное движение (движение резания) и движение подачи. Главное движение (движение резания), V – это движение заготовки или инструмента, происходящее с наибольшей скоростью в процессе резания. Данное движение непосредственно обеспечивает процесс срезания с заготовки припуска (снятие стружки) и определяет скорость отделения стружки. Главное движение может сообщаться заготовке (точение, продольное строгание и др.) или инструменту (фрезерование, сверление, шлифование и др.) Главное движение может быть вращательным (точение, фрезерование, шлифование и др.) или поступательным (строгание, долбление, протягивание и др.). Движение подачи, S – это движение заготовки или режущего инструмента, которое обеспечивает подачу в зону резания необработанных участков заготовки. Другими словами, движение подачи обеспечивает возможность непрерывного врезания режущего инструмента в новые слои материала и снятие стружки со всей обрабатываемой поверхности заготовки. Скорость движения подачи всегда меньше скорости главного движения. Движение подачи может сообщаться заготовке (фрезерование, шлифование, поперечное строгание и др.) или инструменту (точение, сверление, продольное строгание и др.). Движение подачи может быть вращательным (круглое шлифование и др.) или поступательным (точение, сверление, фрезерование и др.). Установочные – это движения, обеспечивающие необходимое взаиморасположение заготовки и режущего инструмента для эффективного осуществления процесса резания (снятия припуска). Эти движения выполняются перед осуществлением процесса резания. Например, поворот поворотной плиты (верхних) резцовых салазок при обработке конических поверхностей на токарном станке, настройка строгального станка по длине и месту обрабатываемой поверхности и другие. Вспомогательные – это движения заготовки и режущего инструмента, при которых не происходит снятие припуска. Эти движения не связаны непосредственно с процессом резания, т.е. осуществляются при выключенном станке. Например, подвод (отвод) инструмента к заготовке, измерение размеров заготовки (готовой детали), закрепление (раскрепление) инструмента и заготовки на станке, транспортировка заготовки (инструмента) к станку (от станка), удаление стружки и другие. 2. Основы теории резания металлов Процесс снятия стружки обладает следующими особенностями. Режущая часть любого инструмента имеет форму клина. Под действием приложенного усилия передняя поверхность клина (рис. 2) сжимает находящийся перед ней слой металла, и, когда возникающие при этом напряжения превысят предел прочности материала, произойдет сдвиг (скалывание) его частиц. В результате образуется элемент стружки. Плоскость, по которой происходит сдвиг элементов, профессор И.А. Тиме, изучавший этот процесс, назвал плоскостью скалывания 1, а угол между направлением движения клина 3 и плоскостью скалывания – углом скалывания 2. Для вязких материалов угол скалывания обычно равен от 25 до 400. Сочетание последовательно расположенных элементов образует стружку. Различают три вида стружки: сливную, скалывания и надлома (рис. 3). Сливная стружка образуется при обработке мягких, вязких материалов, она имеет вид непрерывно завивающейся в спираль ленты. Стружка скалывания со стороны режущего инструмента имеет гладкую блестящую поверхность, а с противоположной – шероховатую, на ней видны отдельные элементы, слабо связанные между собой. Этот вид стружки образуется при обработке материалов средней твёрдости. Рис. 2. Процесс образования стружки: 1 – плоскость скалывания; 2 – угол скалывания; 3 – клин а б в Рис. 3. Виды стружки: а – сливная; б – скалывания; в – надлома Стружка надлома состоит из отдельных элементов в виде чешуек неправильной формы. Она образуется при резании твердых хрупких материалов. В процессе образования стружка деформируется, укорачивается. Это явление называется усадкой. Наибольшую усадку имеет стружка у мягких вязких материалов. В результате давления инструмента твёрдость обработанного поверхностного слоя металла несколько увеличивается – поверхность получает наклёп. Он будет больше у вязких материалов, у хрупких металлов наклеп почти отсутствует. Из-за трения стружки о резец, усадки, деформации поверхностного слоя металла резание сопровождается образованием теплоты, вызывающей нагрев стружки, обрабатываемой заготовки и инструмента. При повышении температуры инструмент теряет твёрдость и перестает работать. Для сохранения его работоспособности необходимо отводить теплоту из зоны резания. С этой целью применяются смазочно - охлаждающие жидкости (СОЖ). Геометрические параметры режущей части инструментов обладают следующими характеристиками. Мы отмечали, что режущая часть любого инструмента имеет форму клина. Рассмотрим геометрические параметры, характеризующие работу клина. Геометрические параметры режущей части инструмента включают в себя углы, формы передней поверхности и формы режущих кромок (рис. 4). Они зависят от материала обрабатываемой заготовки и режущей части инструмента, а также условий работы. У обрабатываемой детали различают обрабатываемую 1 и обработанную 2 поверхности. Между ними располагается поверхность резания, т.е. та поверхность, по которой движется режущее лезвие инструмента. Поверхность 3 режущего инструмента, по которой сходит стружка, называется передней, поверхность 4, обращённая к обработанной детали, называется задней. Когда поверхности 3 и 4 плоские, их называют также передней и задней гранями. Линия пересечения передней и задней поверхностей (или граней) – режущая кромка или режущее лезвие 5. Для облегчения процесса резания необходимо наклонять переднюю и заднюю поверхности под определёнными углами. Угол α между касательными к задней поверхности и к обработанной поверхности называется задним углом. Он даётся для уменьшения трения задней поверхности об обрабатываемую поверхность заготовки. При слишком малых углах α повышается трение, увеличивается сила резания, инструмент сильно нагревается, задняя поверхность быстро изнашивается. При очень больших углах α уменьшается прочность инструмента, ухудшается отвод теплоты. Угол β между касательными к передней и задней поверхностям (передней и задней граням) инструмента называется углом заострения. в Рис. 4. Геометрия режущей части инструмента: а – при точении; б – при сверлении; в – при строгании 1 – обрабатываемая поверхность заготовки; 2 – обработанная поверхность заготовки; 3 – передняя поверхность инструмента; 4 – задняя поверхность инструмента; 5 – режущая кромка инструмента α – задний угол; β – угол заострения; γ – передний угол Угол γ, заключённый между перпендикуляром к поверхности резания и касательной к передней поверхности (или передней грани), называется передним углом. Наличие переднего угла облегчает врезание инструмента, стружка лучше отделяется и получает возможность естественного схода. С увеличением переднего угла улучшаются условия работы инструмента, уменьшается усилие резания, повышается его стойкость. Однако при этом тело режущей части инструмента может легко выкрашиваться, ломаться, ухудшается отвод тепла. Поэтому для каждого инструмента приняты вполне определённые значения угла. Угол наклона передней поверхности к обработанной поверхности называется углом резания δ. Чем меньше угол резания, тем меньше усилие резания, прочность инструмента и тем хуже будет отвод тепла. 3. Режим резания Обработку резанием на металлорежущих станках проводят при определённых параметрах режима резания, которые характеризуют степень загрузки станка и инструмента. Режим резания – это совокупность параметров процесса обработки материалов резанием на металлорежущих станках: скорость резания (главного движения), величина подачи и глубина резания. Скорость резания, V, характеризует главное движение и представляет собой путь, пройденный в единицу времени точкой режущей кромки инструмента относительно главного движения заготовки или инструмента. Скорость резания измеряется в м/мин (для шлифования – в м/cек). Для станков с вращательным главным движением скорость резания – окружная скорость заготовки или инструмента. Она определяется по формуле (2) где D – диаметр обрабатываемой детали или инструмента, мм; n – число оборотов детали или инструмента в минуту, об/мин; π = 3,14. Для станков с возвратно-поступательным главным движением скорость резания – скорость рабочего хода, Vр, (3), где Lр – длина хода рабочего органа станка, мм; Тp – время рабочего хода, мин. Чем больше скорость резания, тем быстрее будет вестись обработка и, значит, тем больше будет производительность. Но это справедливо только до известных пределов. Для каждого вида обработки имеется наивыгоднейшая, или, как её принято называть, оптимальная скорость резания, при превышении которой производительность уже не будет расти и может даже снизиться. Величина оптимальной скорости резания зависит от ряда факторов. Прежде всего, она зависит от материала инструмента. Например, инструменты, оснащенные пластинками твёрдого сплава, допускают скорость резания в (5 ... 8) раз большую, чем инструменты из быстрорежущей стали. Также величина оптимальной скорости резания зависит от требующейся стойкости инструмента, Т, под которой понимается время работы инструмента до затупления в минутах. Стойкость зависит от скорости резания, материала инструмента, его геометрии, материала заготовки и охлаждающе-смазывающей жидкости. Чем сложнее заточка инструмента и установка его, тем больше нужно брать период стойкости. Например, для токарных резцов из быстрорежущей стали Т обычно равно от 30 до 60 минут, для твердосплавных резцов – от 45 до 90 минут, для фрез – от 300 до 400 минут. Чем больше должна быть стойкость инструмента, тем естественно, меньше будет скорость резания. Чем твёрже и прочнее обрабатываемый материал, тем меньше принимается скорость резания. При работе со смазочно-охлаждающей жидкостью скорость резания будет выше, чем при обработке всухую. На величину скорости резания оказывает влияние также геометрия режущего инструмента, величина подачи, глубина резания и другие. Подача наряду со скоростью резанием является одним из основных параметром режима резания. Для того чтобы иметь возможность охватить резанием всю поверхность изделия инструменту или изделию, помимо главного движения, нужно сообщить еще и движение подачи. Скорость этого движения называется величиной подачи или просто подачей. Для станков с вращательным главным движением подача на оборот, Sо – путь, проходимый инструментом или изделием за один оборот шпинделя (рис. 5). Подача на оборот измеряется обычно в мм/об. Для станков с возвратно-поступательным главным движением подача на двойной ход, Sдв. х. – путь перемещения инструмента в мм за один двойной ход изделия (или инструмента). Измеряется в мм/дв.ход. Рис. 5. Подача и глубина резания Различают также минутную подачу, Sм – путь, проходимый инструментом или изделием за одну минуту. Измеряется в мм/мин. Очевидно, что Sм = Sо · n , (4) где Sо – подача на оборот, мм/об; n – число оборотов детали или инструмента в минуту, об/мин. Для снятия припуска под обработку инструмент необходимо углубить в заготовку на определённую глубину. Глубина резания, t, представляет собой толщину материала, срезаемую с заготовки за один проход. Другими словами, глубина резания – это кратчайшее расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное перпендикулярно продольной оси заготовки (рис. 5). Глубина резания задаётся на каждый рабочий ход (проход) относительно размера заготовки после предыдущего прохода. Обычно для уменьшения влияния сил резания срезание величины припуска распределяют следующим образом: 60 % – при черновой обработке, от 20 до 30 % – при получистовой обработке, от 10 до 20 % – при чистовой обработке. В реальных условиях весь припуск на обработку стремятся снять за один проход. Поэтому глубина резания будет равна припуску на обработку. Различают также ширину, а, и толщину, в, срезаемого слоя материала. Из рис. 5 видно, что а = S · sinφ, (5) (6), где φ – главный угол в плане. Номинальная площадь срезаемого слоя, f, f = а · в = s · t. (7). Сила резания и мощность резания имеют большое значение при обработке материалов резанием. Так, обрабатываемый материал оказывает сопротивление резанию, и на инструмент действует сила Р, величина которой зависит от твёрдости, прочности и вязкости материала, сечения стружки, геометрии инструмента, применяемой охлаждающе-смазочной жидкости и других факторов, а направление противоположно направлению давления режущего лезвия инструмента (рис. 6). Поскольку указанная сила направлена в пространстве под углом, её принято разлагать по трём взаимно перпендикулярным осям на составляющие Pz, Py, Px. Рис. 9. Усилия при резании Наибольшее значение имеет сила Pz – сила резания – действующая в направлении скорости резания. Она определяет мощность, потребную для осуществления главного движения. По ней рассчитывается механизм главного движения. Сила Px – сила подачи – действует противоположно направлению подачи. Она определяет мощность, расходуемую на подачу. Исходя из этой силы ведётся расчёт механизма подачи. Сила Py – радиальная сила или усилие отталкивания – действует перпендикулярно к направлению подачи. Существенного влияния на мощность, расходуемую на резание, она не оказывает, но вызывает деформацию инструмента и обрабатываемой заготовки, что сказывается на точности обработки. Силы Рx и Рy меньше Рz. При токарной обработке сила Рx составляет примерно 1/3 Рz, сила Рy – в среднем 0,4 Рz. Мощность, расходуемая на резание, называется эффективной мощностью Nэ, определяется по формуле (8), где Рz – сила резания, Н; V – скорость резания, м/мин. Потребная мощность электродвигателя Nd будет больше эффективной мощности на величину потерь в механизмах станка, определяемых его коэффициентом полезного действия: (9) где Nэ – эффективная мощность, кВт; η – коэффициент полезного действия. Зная потребную мощность и сравнив её с имеющейся мощностью электродвигателя станка, можно судить о возможности использования его для заданной работы. Для этого мощность электродвигателя станка должна быть равна или больше потребной мощности. Износ и стойкость режущих инструментов являются неотъемлемыми характеристиками обработки материалов резанием. Так, в процессе резания возникает трение стружки о переднюю поверхность обрабатываемой заготовки о заднюю поверхность инструмента. В результате инструмент изнашивается. Различают три вида износа: износ по передней поверхности, износ по задней поверхности и износ по передней и задней поверхностям. Износ по передней поверхности имеет место при черновой обработке инструментами из быстрорежущей стали. Износ по задней поверхности наблюдается у инструментов срезающих тонкие стружки, т.е. при чистовой обработке, а также при обработке хрупких и твердых материалов. Наиболее часто встречается одновременный износ по передней и по задней поверхности. Предельно допустимая величина износа называется критерием износа или критерием затупления. Для каждого инструмента и вида обработки критерии износа приводятся в специальных таблицах. Например, допускаемая величина износа при обработке стали для токарных резцов с пластинками твёрдого сплава от 0,8 до 1 мм, для резцов из быстрорежущей стали и при работе с охлаждением от 1,5 до 2 мм. Влияние смазывающе-охлаждающей жидкости на процесс резания характеризует обработку материалов резанием, поскольку СОЖ оказывает значительное и благоприятное влияние на процесс резания и качество обрабатываемой поверхности. СОЖ облегчает стружкообразование, уменьшает явление нароста, коэффициент трения, уменьшает силы резания, увеличивает стойкость режущего инструмента, позволяет получить меньшую шероховатость и повышенную точность обрабатываемого изделия. Выбор режимов резания имеет большое значение для высокопроизводительной работы. С этой целью следует назначать передельные режимы резания, но их величина ограничивается стойкостью и прочностью режущего инструмента. По этой причине необходимо выбирать такие оптимальные значения параметров режима резания, при которых обеспечиваются заданная стойкость инструмента и наибольший экономический эффект. Для каждого вида механической обработки материалов резанием составлены специальные таблицы, в которых приводятся рекомендуемые значения параметров режимов резания, эмпирически определённые. Порядок выбора их следующий. Сначала в зависимости от припуска, прочности и жёсткости станка, инструментов и приспособления выбирают глубину резания. Далее по таблицам в зависимости от требуемой чистоты обработки подбирают подачу. И, наконец, в соответствии с заданной стойкостью по формулам и соответствующим таблицам находят скорость резания. Зная скорость резания, определяют число оборотов n, об/мин, по формуле (10) где V – скорость резания, м/мин D – диаметр обрабатываемой детали или инструмента, мм; π =3 ,14, устанавливают ближайшее, меньшее значение из чисел оборотов станка. Производительность труда тем выше, чем меньше время на обработку одной детали (штучное время). Оно складывается из основного и вспомогательного времени, времени на обслуживание, а также на отдых и естественные надобности. Вспомогательное или ручное время затрачивается на установку и снятие детали, подвод и отвод инструмента, управление станком. Время на обслуживание включает затраты времени, отнесенные к одной детали, на смену инструмента, подготовку и уборку станка и др. Основное или машинное время – это продолжительность работы (в минутах) механизмов станка при выполнении данной операции (11) где L – длина пути, проходимого инструментом, состоящая из длины обрабатываемой поверхности, величины врезания и выхода инструмента, мм; n – число оборотов детали или инструмента в минуту, об/мин; S – подача, мм/об. Снижение машинного времени, а значит, и повышение производительности можно получить за счет применения более качественных инструментальных материалов, подачи, а также за счет улучшения геометрических параметров режущей части инструмента. 4. Методы механической обработки материалов резанием В зависимости от применяемых инструментов и способа выполнения основных движений в процессе резания различают разные методы обработки материалов резанием на металлорежущих станках. Схематичное изображение наиболее широко применяемых в промышленном производстве методов представлено на рис. 7. Точение представляет собой обработку режущим инструментом внутренних и наружных поверхностей заготовок, имеющих форму тела вращения: цилиндрических, конических, фасонных (сложной геометрической формы) (рис. 7, а). Движения резания при обработке на токарных станках: • главное движение – вращательное движение заготовки, получаемое от шпинделя станка; • подача (продольная, поперечная, под углом к оси заготовки) – прямолинейное поступательное перемещение суппорта станка с закреплённым на нём инструментом; продольная и поперечная подачи могут быть как автоматическими, так и ручными, а подача под углом может осуществляться только вручную. а б в г д е ж Рис. 7. Методы механической обработки материалов резанием: а – точение; б – сверление; в – поперечное строгание; г – продольное строгание; д – плоское шлифование; е – круглое шлифование; ж – фрезерование V – скорость резания; S – подача Основные операции, выполняемые при обработке на токарных станках (рис. 8): • обтачивание – это обработка наружных поверхностей заготовок, имеющих форму тел вращения, выполняемая проходными резцами; • растачивание (глухое, сквозное) – это обработка внутренних полостей (отверстий), имеющих форму тела вращения, выполняемая расточными резцами; • подрезание – это обработка заготовки с торца при поперечной подачи инструмента с целью уменьшения длины заготовки, получения и обработки выступов с торца заготовки, выполняемая подрезными, упорными или торцовыми резцами; • резка – это обработка с целью разделения заготовки на части, нарезания пазов, канавок, выемок или отделения готовой детали от заготовки-прутка; • нарезание резьбы (наружной и внутренней) – получение и обработка разнообразной резьбы на наружных и внутренних поверхностях заготовки, выполняемые резьбовыми резцами, а также лерками или плашками (наружная резьба) и метчиками (внутренняя резьба); на токарных станках можно нарезать метрические (шаг резьбы измеряется в миллиметрах, а угол при вершине резца ε = 600), дюймовые (шаг резьбы характеризуется числом ниток, приходящихся на один дюйм), модульные (шаг резьбы выражается через модуль) и питчевые (шаг резьбы выражается через питч) резьбы; • обработка фасонных поверхностей – получение и обработка криволинейных поверхностей заготовок, имеющих форму тела вращения, выполняемые фасонными резцами; • сверление, зенкерование, развёртывание – получение и обработка отверстий с торца заготовки, выполняемая свёрлами, зенкерами, развёртками, которые устанавливается в пиноль задней бабки; • нанесение рифлений (хонингование) – нанесение рисок (царапин) на поверхностях заготовки, выполняемое с помощью хонинговальной головки. Обработка конических поверхностей на токарных станках может быть произведена следующими способами: • широким резцом – используется при обработке конуса с образующей, не превышающей по длине примерно 20 мм; • поворотом верхних салазок суппорта – длина образующей конуса ограничена длиной хода верхних поворотных салазок, а угол поворота верхних салазок суппорта α можно устанавливать от 0 до 600; • смещением корпуса задней бабки – используется при обработке длинных и пологих конусов, при этом смещение центра задней бабки не рекомендуется принимать больше 10 мм; • с помощью конусной линейки – используется при изготовлении конусов с углом уклона до (10 … 12) 0; этот способ более удобен по сравнению со смещением центра задней бабки и обеспечивает более высокую точность обработки, однако занимает больше времени при настройке и наладке станка, поэтому его применение целесообразно при массовом изготовлении конусов. Токарный резец – наиболее распространённый лезвийный металлорежущий инструмент. Наиболее полной системой классификации токарных резцов является классификация по нижеперечисленным признакам (рис. 9, 11, 12). По направлению подачи токарные резцы делятся на правые (работают при подаче справа налево) и левые (работают при подаче слева направо). Для того чтобы определить направленность резца, необходимо воспользоваться правилом правой руки: сверху на резец положить ладонь правой руки, если направление главной режущей кромки совпадает с направлением отогнутого большого пальца, следовательно, резец правый, если не совпадает – левый. а б в г д е ж з и Рис. 8. Операции, выполняемые при обработке на токарных станках: а – обтачивание; б – глухое растачивание; в – сквозное растачивание; г – подрезание подрезным резцом; д – подрезание упорным резцом; е – нарезание наружной резьбы; ж – нарезание внутренней резьбы; и – хонингование По технологическому признаку (по назначению) различают резцы: • проходные – для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей; • подрезные – для обтачивания плоских торцевых поверхностей; • расточные – для растачивания сквозных или глухих отверстий; • отрезные – для отрезания заготовок; • резьбовые – для нарезания наружных и внутренних резьб; • лопаточные (горловые, получистовые, чистовые) – • для обработки канавок, уступов; • фасонные – для изготовления фасонного профиля; • и другие, определенные видом работ. По форме расположения головки относительно державки резцы бывают: • прямые – головка резца является продолжением его тела; • изогнутые – головка и тело резца имеют параллельные оси симметрии и соединены между собой изогнутой частью; • оттянутые – головка резца много уже его тела и «вытянута» из него; ширина главной режущей кромки шире основания головки (оттянута симметрично вправо или влево). 1 2 3 4 5 6 7 а 8 9 10 11 Правый Левый б в г д Рис. 9. Токарные резцы: а – с одним лезвием; б – с фасонным лезвием; в, г и д – с дополнительными лезвиями 1, 2, 3 – проходные; 4 – подрезной; 5, 6 – расточные; 7 – отрезной; 8 – резьбовой; 9 – лопаточные; 10, 11 – круглые Высотой головки резца h называется расстояние до вершины резца от опорной поверхности резцедержателя, измеренное перпендикулярно к ней (рис. 10). Высота головки резца считается положительной, если вершина резца выше опорной поверхности, отрицательной – ниже опорной поверхности. По роду выполняемой работы токарные резцы бывакют черновые (для предварительной (черновой) обработки) и чистовые (для окончательной (чистовой) обработки). По роду материала токарные резцы изготавливают из инструментальной углеродистой стали, инструментальной легированной стали, быстрорежущей стали, твёрдого сплава и т.д. в зависимости от материала режущей части резца. По сечению стержня (В × Н) различают прямоугольные, квадратные и круглые токарные резцы. а б Рис. 10. Высота головки резца: а – положительная высота головки; б – отрицательная высота головки По способу изготовления токарные резцы бывают: ◦ цельные – тело (державка) и режущая часть резца выполнены из одного материала; ◦ составные – головка или режущая часть резца выполнены из инструментального материала, державка – из конструкционной углеродистой стали; ◦ с приваренной или припаянной пластинкой инструментального материала – тело и головка резца цельные, выполнены из углеродистой конструкционной стали, а на головку резца приваривается или припаивается пластинка из инструментального материала; ◦ со съёмными пластинками – головка и тело резца цельные, выполнены из углеродистой конструкционной стали, а режущая пластинка из инструментального материала и крепится к головке резца механически. По длине резцы изготавливаются от 32 до 500 мм. Для высокопроизводительного точения с большими подачами используют резцы с дополнительным режущим лезвием (рис. 12, в). Его длина равна 1,1 Sпр. Резец устанавливают так, чтобы это лезвие было параллельно линии центров станка, тогда шероховатость будет незначительной.В промышленности широко применяют резцы с многогранными неперетачиваемыми твердосплавными пластинками (рис. 4.12, г). Когда одно из режущих лезвий достигает предела износа, пластинку открепляют механическим прижимом и устанавливают в рабочее положение следующее лезвие пластинки. Геометрия режущей части и элементы резца имеют важное значение для обеспечения наилучших условий процесса резания с наибольшей производительностью, при которых стойкость инструмента будет наибольшей (рис. 13). Головка резца – рабочая часть токарного резца. Тело резца – державка, стержень. Передняя поверхность резца – поверхность, по которой сходит (скользит) стружка. Задние поверхности резца – поверхности, обращённые к заготовке. Различают главную заднюю поверхность резца, обращённую к поверхности резания заготовки, и вспомогательную заднюю поверхность резца, обращённую к обработанной поверхности заготовки. Головка резца имеет режущие кромки, образующиеся при пересечении передней и задних поверхностей. Главная режущая кромка образуется при пересечении передней и главной задней поверхности (она снимает стружку с заготовки). Вспомогательная режущая кромка образуется при пересечении передней и вспомогательной задней поверхности. г) д) е) ж) з) и) к) Рис. 11. Деление резцов по форме расположения головки относительно державки: а – проходной прямой; б – проходной отогнутый; в – проходной упорный; г – подрезной; д – отрезной; е – прорезной; ж – фасонный; з – резьбовой; и – расточной проходной; к – расточной упорный Вершина резца место сопряжения (пересечения) главной и вспомогательной режущих кромок. Радиус закругления при вершине резца r повышает стойкость резца и улучшает качество обработанной поверхности заготовки. Вместе с тем увеличение радиуса ведет к вибрации, поэтому не рекомендуется делать r более 5 0. а б в г Рис. 12. Разделение резцов по способу изготовления: а – цельный; б – сварной; в – с напаянной пластинкой; г – с механическим креплением пластинки Рис. 13. Токарный резец: I – головка резца: 1 – передняя поверхность; 2 – главная режущая кромка; 3 – главная задняя поверхность; 4 – вспомогательная задняя поверхность; 5 – вспомогательная режущая кромка; II – тело резца Режущая часть резца имеет форму клина, заточенного под определённым углом. Поскольку резец имеет две режущие кромки, то у него следует рассматривать также главные и вспомогательные углы. Исходные плоскости для определения углов резца (рис. 14 и 15): • плоскость резания – плоскость касательная к поверхности резания, проходящая через главную режущую кромку и перпендикулярная основной плоскости; • основная плоскость – плоскость параллельная продольной и поперечной подаче станка (за основную плоскость можно принять нижнюю опорную поверхность резца; плоскость, на которой лежит резец); • главная секущая плоскость – плоскость, перпендикулярная проекции главной режущей кромки на основную плоскость, проведенная через любую точку главной режущей кромки (она перпендикулярна основной плоскости и плоскости резания); • вспомогательная секущая плоскость – плоскость перпендикулярная проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость. Рис. 14. Плоскости и углы токарного резца Главные углы токарного резца измеряются в главной секущей плоскости (рис. 14 и 15). Главный задний угол α – угол между главной задней поверхностью резца и плоскость резания. Практически у резца главный задний угол α берется в пределах от 6 до 12 0. Главный передний угол γ – угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания. Практически у резца главный передний угол γ берётся в пределах от + 25 до – 10 0. Т.е. угол γ может быть положительным – при обработке мягких вязких материалов, отрицательным – при обработке твёрдых хрупких материалов, равным нулю – у резьбовых резцов. Это имеет положительное значение при обработке мягких материалов, а для твёрдых материалов данный угол уменьшают. Причём, для твёрдых сплавов вследствие их хрупкости передний угол берётся меньшим, чем для быстрорежущих сталей. При работе в тяжёлых условиях вдоль лезвия затачивается фаска под углом γf от 0 до 5 0. Угол заострения β – угол между передней и главной задней поверхностями. Угол резания δ – угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания. Между выше перечисленными углами существует соответствие: α + β + γ = 90о; α + β = δ; δ + γ = 90 0. (1) Рис. 15. Плоскости и углы токарного резца Вспомогательные углы токарного резца рассматриваются во вспомогательной секущей плоскости: вспомогательный передний угол γ1, вспомогательный задний угол α1 (обычно берётся равным главному заднему углу α) и вспомогательный угол заострения β1 (рис. 14 и 15). Так как режущие кромки составляют с направлением перемещения резца определённый угол, у резца различают также углы в плане, которые рассматриваются в основной плоскости (рис. 15). Главный угол в плане φ – угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Обычно угол φ берётся от 30 до 900, чаще он равен 450. Вспомогательный угол в плане φ1 – угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. В зависимости от условий обработки φ1 берут от 0 до 30 0. Угол при вершине резца ε – угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость (рис. 15). Чем меньше этот угол, тем выше стойкость резца, допускаемая скорость резания, чистота обрабатываемой поверхности заготовки. Но при этом увеличиваются силы, отжимающие резец от заготовки. При недостаточной жесткости системы СПИД (станок – приспособление – инструмент – деталь) возникают вибрации, ухудшается точность и чистота поверхности заготовки. Угол наклона главной режущей кромки λ – угол между главной режущей кромкой и линией, проведённой через вершину резца параллельной основной плоскости (рис. 14 и 15). Угол λ измеряется в плоскости, проходящей через главную режущую кромку и перпендикулярной к основной плоскости. Угол λ – положительный, если вершина резца является низшей точкой режущей кромки. Угол λ – отрицательный, если вершина резца является наивысшей точкой режущей кромки. Угол λ равен нулю, когда режущая кромка параллельна основной плоскости. Данный угол влияет на направление схода стружки. При положительном значении угла λ стружка сходит на обрабатываемую поверхность, при этом наматывается на неё, царапает, мешает следить за процессом обработки. Но в то же время положительный угол λ делает головку резца более массивной и стойкой, особенно при обточке прерывистых поверхностей, так как при этом удар приходится не на более чувствительную вершину резца, а на среднюю часть режущей кромки. Отрицательное значение угла λ рекомендуется при чистовой обработке. Сверление представляет собой наиболее распространённый метод получения и обработки цилиндрических, конических, фасонных отверстий (глухих или сквозных) в теле заготовки (рис. 7, б). Движения резания при обработке на сверлильных станках: • главное движение – вращательное движение инструмента, получаемое от шпинделя станка; • подача – прямолинейное поступательное перемещение (в осевом направлении) инструмента, получаемое от шпинделя станка. Основные операции, выполняемые при обработке на сверлильных станках (рис. 16): • сверление – получение сквозных или глухих отверстий в сплошном теле заготовки, обычно диаметром до 25 мм (реже до 70 мм) с точностью до (4 … 5) квалитета, шероховатостью до (2 … 3) класса; • рассверливание – увеличение диаметра полученных ранее отверстий (литьём, штамповкой, сверлением), выполняемое с помощью свёрл большого диаметра; • зенкерование – изменение диаметра и формы полученного ранее отверстия (литьём, штамповкой, сверлением) с одновременным повышением точности размеров и чистоты его поверхности, выполняемое с помощью зенкеров; различают зенкование – местное расширение размеров отверстия под цилиндрические или конические головки винтов и заклёпок и торцевание (цекование) – обработка торцовых поверхностей; зенкерование назначается при обработке ранее полученного отверстия болта и обеспечивает 4-й квалитет точности, чистоту поверхности в пределах от 4 до 5 класса, также назначается для подготовки отверстия или поверхности для головки винта (болта); припуск на обработку 2zо = (0,5 … 3,5) мм. • развёртывание – окончательная операция по обработке отверстия с целью изменения его диаметра и формы, а также повышения точности размеров и чистоты поверхности, выполняемое с помощью развёрток; при использовании чистовых развёрток может быть достигнута высокая точность и чистота обработанных поверхностей – точность порядка 2-го квалитета и чистота поверхности в пределах от 7 до 9 классов; развертывание разделяется на черновое (достигается 3-й квалитет точности) и чистовое (достигается 2-й квалитет точности); припуск на обработку 2zо = (0,15 … 0,5) мм – черновое и 2zо = (0,05 … 0,2) мм – чистовое; • нарезание резьбы – получение и обработка разнообразной резьбы в отверстиях, выполняемые с помощью метчиков, установленных в шпинделе станка; • притирка – доводочная операция (окончательная чистовая обработка) внутренних поверхностей разнообразной геометрической формы (конической, эллиптической), обеспечивающая получение высокой точности и минимальной шероховатости поверхностей, выполняемая с помощью шарошек, которые могут иметь как гладкую, так и шероховатую (рельефную, как у напильника) поверхность из твёрдого сплава или быстрорежущей стали. Помимо общих работ, на сверлильных станках можно вырезать отверстия большого диаметра в листовом материале, притирать точные отверстия. а б в г д Рис. 16. Операции, выполняемые при обработке на сверлильных станках: а – сверление; б – рассверливание; в – зенкование; г – торцевание; д – развёртывание При обработке отверстий различают нормальную длину обработки – нормальное сверление, зенкерование, глубокое сверление, глубокое зенкерование и т.д. Под нормальной длиной обработки понимается длина отверстия, не превышающая пяти диаметров; при этом применяют нормальные инструменты и нормальные режимы резания. Если длина отверстия больше пяти диаметров, то считается глубокое сверление: увеличивается трение о стенки отверстия, увеличивается образование тепла, затрудняется подвод СОЖ к месту резания. Свёрла для глубокого сверления имеют внутренний подвод СОЖ. При глубоком сверлении может наблюдаться увод сверла от оси отверстия и искажение формы отверстия. Это объясняется наличием перемычки у режущего инструмента. Процесс резания при сверлении отличается: 1) переменной скоростью резания по длине режущей кромки от 0 до Vmax; 2) меняющимся передним γ и задним α углами по длине режущей кромки; 3) наличием перемычки, затрудняющей процесс резания; 4) затрудненным удалением стружки; 5) низкой жёсткостью инструмента и системы СПИД в целом. Свёрла изготавливают из инструментальных сталей, быстрорежущих сталей и с напайками (коронками) из твёрдого сплава. Спиральные свёрла имеют наибольшее распространение. Они состоят из режущей и рабочей частей (рис. 17). Рис. 17. Части и элементы спирального сверла Рабочую часть составляют режущая и направляющая части. Направляющая часть предохраняет сверло от увода в сторону и позволяет осуществлять многократную переточку. По всей длине этой части сверла имеются узкие направляющие ленточки. Благодаря наличию ленточек трение сверла об обработанную поверхность снижается. С этой же целью на направляющей части сверла делается обратный конус (от 0,04 до 0,09 мм на 100 мм длины). Главные функции в процессе резания выполняет режущая часть сверла, на которой расположены все его режущие элементы: главные режущие кромки, поперечная режущая кромка, передние и задние поверхности. Главные режущие кромки образуются пересечением передних и задних поверхностей. Геометрическая форма винтовых канавок подбирается с таким расчетом, чтобы главные режущие кромки были прямолинейными. Сверло имеет передний угол γ и задний угол α. Задний угол α – между касательной к задней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и касательной в той же точке к окружности ее вращения вокруг оси сверла. Угол α у сверла переменный - увеличивается от периферии к центру до (25 … 30) 0. Передний угол γ наоборот уменьшается от периферии к центру. Передний угол γ – это угол между касательной к передней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и нормалью той же точки к окружности ее вращения вокруг оси сверла. Вспомогательными режущими кромками сверла являются винтовые кромки направляющих ленточек. Все режущие инструменты имеют главные и вспомогательные режущие кромки, и только сверло имеет еще одну режущую кромку, называемую поперечной. Она образуется пересечением двух задних поверхностей сверла. Угол 2φ между режущими кромками колеблется от 900 (для хрупких материалов, например, мрамор) до 1200 (для мягких, например, баббит, медь, алюминий). Для сверления стали и чугуна угол 2φ принимается равным от 116 до 118 0. Сверло работает в тяжёлых условиях, так как сверление производится в сплошном металле. Отверстие после сверления получается неточным (от 4 до 5 квалитета точности) и имеет грубо обработанную поверхность (от 3 до 4 класса чистоты). Неточность объясняется уводом сверла вследствие наличия поперечной кромки и неправильной заточки главных режущих кромок. Поперечная кромка или перемычка определяет жёсткость и прочность сверла. Условия резания на перемычке неблагоприятные, т.к. передний угол отрицательный, а угол резания тупой. Учитывая это, для сверл более 12 мм делают подточку перемычки. Поперечная кромка при работе не режет, а давит металл заготовки. Установлено, что около 65 % усилий подачи приходится на поперечную кромку. Для облегчения усилий работы сверла применяют подточку поперечной кромки. Критерием правильной заточки является соблюдение угла 2φ. Кроме того, нужно, чтобы ось сверла проходила через середину перемычки и делила угол при вершине 2φ на равные части, длины главных режущих лезвий должны быть равны. Для увеличения стойкости сверла проводят двойную заточку, при сверлении стали и чугуна, особенно на проход. Угол 2φ = (116 … 118) 0, а второй угол 2φ1 = (75 … 80) 0. Существуют следующие типы сверлильных станков: настольные сверлильные; вертикально-сверлильные; радиально-сверлильные; многошпиндельные сверлильные станки; горизонтально-сверлильные станки; специальные сверлильные станки. Наиболее распространенными являются вертикальные и радиально-сверлильные станки. На наиболее крупных моделях станков сверлят отверстия диаметром до 75 мм, на радиальных станках сверлят отверстия диаметром до 100 мм нестандартными сверлами. Строгание представляет собой обработку режущим инструментом, главным образом плоских и фасонных поверхностей, а так же поверхностей, имеющих форму ласточкиного хвоста, канавок, пазов, выемок различного профиля в условиях единичного и мелкосерийного производства, особенно в станкостроении и тяжелом машиностроении (рис. 7, в и г). Строгание – сравнительно малопроизводительный процесс, т.к. работа ведётся однолезвийным инструментом, а наличие холостого хода значительно увеличивает время обработки. Различают следующие виды строгания: • поперечное строгание – обработка на поперечно-строгальных станках, как правило, мелких и средних по размеру заготовок, длина строгания которых не превышает одного метра; главное движение – прямолинейное возвратно-поступательное перемещение ползуна с инструментом в горизонтальной плоскости, а подача – прерывистое перемещение стола с заготовкой перпендикулярно направлению движения ползуна (главному движению); • продольное строгание – обработка на продольно-строгальных станках преимущественно плоскостей, пазов, уступов и линейных фасонных поверхностей крупных заготовок или нескольких одновременно обрабатываемых заготовок меньших размеров, а также заготовок деталей, имеющих большую длину, как например, станины, корпусные детали и т.д.; главное движение – прямолинейное возвратно-поступательное перемещение стола с заготовкой, а подача – прерывистое перемещение ползуна с инструментом перпендикулярно направлению движения стола (главному движению). Долбление представляет собой разновидность строгания, в отличие от которого инструмент совершает возвратно-поступательное движение только в вертикальной плоскости. Долбёжная обработка применяется в условиях единичного и мелкосерийного производства плоских и фасонных, наружных и внутренних поверхностей, вырезов, канавок в конических и цилиндрических отверстиях, а также штампов. Движения резания при обработке на долбёжных станках: • главное движение – прямолинейное возвратно-поступательное перемещение ползуна с инструментом в вертикальной плоскости; • подача – прямолинейное перемещение стола с заготовкой в горизонтальной плоскости в продольном, поперечном или круговом направлениях. Важное свойство строгальных станков – их простота. Настройка на обработку строганием не требует сложных устройств и приспособлений. Кроме того, производительность их при обработке длинных, но узких поверхностей иногда даже выше, чем фрезерных станков. В зависимости от компоновки и характера работы строгальные станки подразделяются на поперечно-строгальные, продольно-строгальные и вертикально-долбёжные. Для увеличение производительности продольно-строгальные станки обеспечиваются 2-я или 4-я суппортами. Также применяются приспособления, в которых одновременно можно закрепить до 4-х режущих инструментов, что позволяет при тех же режимах резания увеличить производительность примерно в 4 раза. Вертикально-долбёжные станки с ходом долбяка 100, 200 и 320 мм имеют механический привод, с ходом 320 и 500 мм имеют гидравлический привод, с ходом 1000 и 1400 мм имеют привод от электродвигателя постоянного тока с возможностью бесступенчатого регулирования скорости. При применении соответствующей оснастки на станках обрабатывают фасонные поверхности с использованием копировального устройства и плоского шаблона (при этом возможна обработка по замкнутому контуру при наружном и внутреннем долблении). Режущий инструмент (строгальные и долбёжные резцы) аналогичен резцам токарной группы с геометрическими параметрами α, γ, ε, φ, φ1, β, δ, λ. При строгании применяются изогнутые резцы, чтобы устранить внедрение режущей кромки в поверхность резания заготовки. Фрезерование представляет собой высокопроизводительный и широко распространённый способ обработки пазов, канавок, плоских и фасонных поверхностей (наружных и внутренних), резки многолезвийным режущим инструментом – фрезой (рис. 4.7, ж). Особенность фрезерования – периодичность и прерывистость процесса резания, обусловленные конструкцией режущего инструмента: каждый режущий зуб фрезы находится в контакте с заготовкой только в пределах определённого угла поворота фрезы, а затем вращается в холостую. Причём, врезание зуба фрезы в тело заготовки сопровождается ударом. Движения резания при обработке на фрезерных станках: • главное движение – вращательное движение режущего инструмента (фрезы) в горизонтальной или вертикальной плоскости, получаемое от шпинделя станка; • подача (продольная, поперечная, вертикальная) – прямолинейное поступательное перемещение стола с закреплённой на нём заготовкой. Основные операции, выполняемые при обработке на фрезерных станках: • обработка горизонтальных поверхностей осуществляется на горизонтально-фрезерных станках цилиндрическими фрезами, на вертикально-фрезерных станках торцовыми фрезами; • обработка вертикальных поверхностей осуществляется на горизонтально-фрезерных станках торцовыми фрезами, установленными на концевой оправке, или дисковыми двух- и трёхсторонние фрезы на центровой оправке, на вертикально-фрезерных станках концевыми и торцовыми фрезами (вертикально-фрезерные станки); • обработка наклонных поверхностей осуществляется на горизонтально-фрезерных станках одноугловыми и двуугловыми фрезами, установленными на оправке, на вертикально-фрезерных станках торцовыми или угловыми фрезами с поворотом шпиндельной головки, а также одноугловыми или двуугловыми фрезами; • обработка фасонных поверхностей осуществляется на горизонтально-фрезерных станках фасонными фрезами или набором фрез на цилиндрической оправке, на вертикально-фрезерных станках пальцевыми фрезами (криволинейные канавки и детали криволинейного очертания); • обработка пазов и канавок осуществляется на горизонтально-фрезерных станках дисковыми трёхсторонними фрезами (прямоугольные пазы) и угловыми фрезами (пазы с наклонными плоскостями), на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами (прямоугольные пазы) и Т-образными фрезами (Т-образные пазы); • нарезание зубьев зубчатых колёс осуществляется на горизонтально-фрезерном станке дисковыми фрезами. Фреза представляет собой режущий инструмент, имеющий несколько зубьев. Другими словами, фреза является многолезвийным режущим инструментом, имеющим много общего с резцом, по геометрическим параметрам режущей части и режимам резания. Имеются фрезы для обработки тел вращения, резьб и зубьев зубчатых колёс. Таким образом, для каждой операции необходимо иметь соответствующий профиль режущего инструмента. По конструкции фрезы бывают: 1) цельные, изготовленные полностью из высококачественного инструментального материала. 2) напайные, изготавливаются из конструкционных сталей, где на рабочей части зубьев напаиваются пластинки твердого сплава или быстрорежущей стали. 3) наборные, состоящие из корпуса, изготовленного из легированной конструкционной стали и вставных быстрорежущих или твердосплавных зубьев, закреплённых в корпусе фрезы механическими средствами (клинья, штифты и др.); наборными изготавливаются крупные фрезы. Существуют две схемы фрезерования: встречное и попутное (рис. 18). а б Рис. 18. Способы фрезерования: а – встречное; б – попутное Встречное фрезерование, когда подача заготовки направлена навстречу вращения фрезы. Резание зубцом начинается при толщине срезаемого слоя равного нулю и заканчивается с наибольшей толщиной срезаемого слоя. При встречном фрезеровании происходит постепенное возрастание нагрузки на зуб фрезы, это обеспечивает плавную работу. Зубья режут под корку, что снижает износ и увеличивает стойкость. Фреза стремится оторвать заготовку от стола, поэтому крепление должно быть особо надежным; зубу фрезы трудно врезаться в металл, происходит его скольжение, благодаря наличию упругой деформации, что увеличивает теплообразование при обработке. Попутное фрезерование, когда направление подачи совпадает с направлением вращения фрезы. Резание зубом начинается с наибольшей толщины срезаемого слоя и заканчивается с нулевой толщиной срезаемого слоя. При попутном фрезеровании зуб фрезы работает с ударом, сразу снимает максимальную толщину срезаемого слоя. При этом зуб фрезы встречает на поверхности заготовки корку и сильнее от этого изнашивается, что снижает стойкость фрезы. После врезания с ударом резание продолжается спокойно и толщина срезаемого слоя сходит на нет, чем обеспечивается более чистая обработка поверхности заготовки. Фреза стремится прижать заготовку к столу. В этом случае жёсткость системы СПИД должна быть высокой. В целом попутное фрезерование более выгодно применять при чистовой обработке, когда уже снята корка, а глубина резания небольшая и требуется хорошая чистота обработки. При фрезеровании, так же как и при других видах обработки, режимы резания характеризуются такими параметрами, как: скорость резания, V, подача, S, глубина фрезерования, t, и ширина фрезерования, В. Скоростью резания V [м/мин] при фрезеровании называется окружная скорость наиболее удалённых точек режущих зубьев фрезы. (12) где D – диаметр фрезы, мм; n – число оборотов фрезы в минуту, об/мин; π = 3,14. Слой материала, снимаемый за 1 проход называется глубиной фрезерования (резания) t. При фрезеровании различают три значения подачи: 1) подача на зуб (Sz, мм/зуб) – величина перемещения заготовки относительно фрезы за время ее поворота на один зуб. 2) подача на оборот So, мм/об – величина перемещения заготовки относительно фрезы за один ее оборот. 3) минутная подача Sм, мм/мин – скорость перемещения заготовки относительно фрезы (в мм/мин). Подачи связаны между собой: Sм= Sо · n = Sz · Z · n, (13) где n – число оборотов фрезы, об/мин; Z – число зубьев фрезы. S принимаем из нормативов резания. Основное время, То (в минутах), при фрезеровании определяется из выражения (14) где L – общая длина прохода фрезы в направлении подачи, мм; l1 – длина фрезеруемой поверхности, мм; l2 – путь врезания фрезы, мм; l3 – перебег фрезы, мм; Sм – минутная подача, мм/мин; Sz – подача на зуб, мм/зуб; n – число оборотов фрезы, об/мин; Z – число зубьев фрезы Фрезерование проводят на станках общего назначения: консольно-фрезерных, бесконсольно-фрезерных, продольно-фрезерных, карусельно-фрезерных. К специализированным станкам относят: фрезерно-отрезные, фрезерные для целевых деталей, фрезерные с программным управлением. Имеются несколько способов закрепления деталей при фрезеровании. При закреплении деталей непосредственно на столе станка применяются прихваты с болтами, накладками, прижимами, домкратами. Круглые детали закрепляют в призмах. При работе на консольно-фрезерных станках широко используются универсальные приспособления: машинные тисы, круглый поворотный стол и другие. Широко применяются специальные приспособления. Универсальная делительная головка (УДГ) применяется для деления заготовок на требуемое количество частей, нарезание винтовых канавок. УДГ-160 состоит из корпуса 1, поворотной части 2, лимба непосредственного деления 3, шпинделя 4, лимба простого и дифференциального деления 5 и рукоятки 6 с фиксирующим штифтом 7 (рис. 19). г Рис. 19. УДГ-160 и схемы её настройки: а – непосредственное деление: 1 корпус; 2 – поворотная часть; 3 – лимб непосредственного деления; 4 – шпиндель; 5 – лимб простого и дифференциального деления; 6 – рукоятка; 7 – фиксирующий штифт; 8 – задняя бабка ; б – простое деление: 1 – рукоятка; 2 – лимб; в – дифференциальное деление: 1 –рукоятка; 2 – лимб; 3 и 4 – конические колёса; г – нарезание спиральной винтовой канавки: 1 – фиксатор; 2 – лимбовый диск; 3 и 4 – конические колёса; 5 – ходовой винт продольной подачи; 6 – стол фрезерного станка На переднем конце шпинделя неподвижно закреплён лимб непосредственного деления с градуировкой на 360 0. При обработке длинной детали второй её конец поддерживается задней бабкой 8. В комплект универсальной делительной головки входит один или два сменных лимбовых диска и сменные зубчатые колёса. На лимбовом диске с обеих сторон имеются окружности с глухими отверстиями, разделённые на равные промежутки: на первой стороне – 16, 17, 19, 21, 23, 29, 30, 31; на второй стороне: 33, 37, 39, 41, 43, 47, 49, 54. В зависимости от числа делений, на которые необходимо разделить заготовку, используются три способа деления: непосредственное, простое и дифференциальное. Непосредственное деление применяется при делении на малое число частей (2, 3, 4 и т.д.). В этом случае отсчёт угла поворота производится по шкале, нанесенной на лимбе, непосредственного деления 3 (рис. 19, а). При простом делении поворот шпинделя с заготовкой осуществляется вращением рукоятки 1 относительно неподвижного лимба диска 2 (рис. 19, б). Вращение от рукоятки передается валу 1 и далее червяком червячному колесу Z4 , закреплённому на шпинделе. Дифференциальное деление применяется в том случае, когда нельзя применить приспособление, т.е. нельзя подобрать на лимбовом диске числа делений, обеспечивающие простое деление (рис. 19, в). При дифференциальном делении вместо заданного числа делений Z выбирается достаточно близкое к нему приближенное число Zпр, удовлетворяющее условию простого деления. Получающаяся при этом погрешность в повороте шпинделя будет компенсироваться соответствующим поворотом лимба 2, происходящим автоматически в период поворота рукоятки 1. Лимб, получает вращение от шпинделя через гитару сменных колёс (iсм = ас/вd) и конические колёса 4, 3 с передаточным отношением i = 1 (рис. 19, в). Таким образом, необходимый поворот шпинделя осуществляется одновременно двумя движениями: поворотом рукоятки относительно лимба и дополнительным поворотом лимба относительно рукоятки. Алгебраическая сумма этих двух движений должна дать необходимую величину поворота рукоятки, при котором шпиндель повернется на необходимый угол 1/z. Для нарезания спиральной винтовой канавки заготовка должна получать одновременно два движения – вращательное и поступательное вдоль оси. Оба движения должны быть согласованы так, чтобы при перемещении заготовки вдоль оси на величину шага нарезаемой канавки она повернулась вокруг оси на один оборот. Для этого заготовка устанавливается в центрах делительной головки и задней бабки (рис. 19, г). Ходовой винт продольной подачи стола фрезерного станка 5, с шагом tхв с помощью гитары сменных колёс а´, в´, с´, d´ связывается с валиком Ш универсальной делительной головки, который через конические колёса 3, 4, лимбовый диск 2, фиксатор 1, вал I и червячную пару передаёт вращение заготовке. Одновременно ходовой винт tхв сообщает столу фрезерного станка 6 с установленной на нём делительной головкой продольное перемещение. Фрезерование винтовых канавок может производиться концевыми и дисковыми фрезами. При работе дисковыми фрезами стол станка должен быть повернут относительно оси фрезы на угол подъёма спирали β: β = arctq (πD / Tнв), (15) где D – диаметр заготовки, мм; Тнв – шаг нарезаемой винтовой канавки, мм; π = 3,14. Шлифование в большинстве случаев является отделочно-чистовой (заключительной) операцией при обработке материалов резанием, выполняемый с помощью абразивного инструмента и обеспечивающий очень высокую точность размеров и минимальную шероховатость поверхностей детали (при этом достигается 2 … 3 квалитет точности и шероховатость поверхности 2,5 … 0,63 мкм) (рис. 7, д и е). Шлифование производится с помощью шлифовальных кругов, изготовленных из абразивных материалов. Таким образом, при шлифовании процесс резания осуществляется абразивными зёрнами, каждое из которых является «небольшим резцом», снимающим тонкий слой материала заготовки. Глубина шлифования составляет от 0,02 до 0,001 мм. При шлифовании выделяется тепло (1000 … 1500) 0С, поэтому, чтобы сохранить закалочный мартенсит и избежать пережога поверхностного слоя детали необходимо обильное применение СОЖ от 10 до 60 л/мин. Движения резания при обработке на круглошлифовальных станках: • главное движение – вращение инструмента, получаемое от шпинделя станка; • подача – одновременные поступательное перемещение и вращение заготовки (продольная и круговая) с поступательным перемещением инструмента в тело заготовки в конце каждого прохода (вертикальная). Движения резания при обработке на плоскошлифовальных станках: • главное движение – вращение инструмента, получаемое от шпинделя станка; • подача – прямолинейное поступательное перемещение стола с закреплённой на нём заготовкой с поступательным перемещением инструмента в тело заготовки в конце каждого прохода (вертикальная). Различают наружное круглое, бесцентровое, внутреннее и плоское шлифование, выполняемое на круглошлифовальных, бесцентровошлифовальных, внутришлифовальных и плоскошлифовальных станках (рис. 20). При наружном круглом шлифовании шлифовальный круг вращается с окружной скоростью Vк = (30 … 60) м/сек. Обрабатываемая деталь, имеющая цилиндрическую, коническую или фасонную форму, закреплённая в центрах или в патроне, получает медленное вращение – круговую подачу Vп и поступательное перемещение вдоль оси – продольную подачу Sпр. В конце каждого прохода шлифовальный круг получает подачу на глубину Sр. Заготовки небольшой длины обрабатываются методом поперечной подачи: шлифовальный круг, имеющий ширину b, большую, чем длина обрабатываемой поверхности l. Обрабатываемая деталь получает вращательное движение. Шлифовальный круг получает поперечное перемещение. Рис. 20. Основные виды шлифования: а – наружное круглое; б – метод поперечной подачи; в – бесцентровое: 1 – опорный нож; 2 – шлифовальный круг; 3 – деталь; 4 – ведущий шлифовальный круг; г – внутреннее круглое; д – плоское периферией круга; е – плоское торцом круга При бесцентровом шлифовании обрабатываемая деталь 3 помещается между двумя шлифовальными кругами. Она не закрепляется, а только поддерживается опорным ножом 1. Один круг – шлифовальный 2 – выполняет резание, второй – ведущий 4 – вращает заготовку и сообщает ей поступательное перемещение, для этого он повернут на небольшой угол. Проходя между кругами, деталь шлифуется. Этот способ применяется при массовом изготовлении деталей. Основные движения при круглом внутреннем шлифовании такие же, как и при наружном, но продольная подача вдоль оси отверстия сообщается шлифовальному кругу. Шлифуемая деталь и круг вращаются в разные стороны. Для обработки плоскостей применяют плоское шлифование периферией или торцом круга. При обоих способах обрабатываемая деталь устанавливается на магнитный стол и получает возвратно-поступательное перемещение – продольную подачу Sпр. Главное вращательное движение со скоростью Vк сообщается шлифовальному кругу. При работе периферией круга круг вращается относительно горизонтальной оси. Для обработки всей ширины плоскости сообщается периодически поперечная подача Sп. У шлифовальных станков, работающих торцом круга, шпиндель располагается вертикально. Процесс шлифования более производительный, поскольку обработка ведётся сразу на ширину, равную диаметру круга. 5. Отделочные (финишные) операции при обработке резанием Увеличение нагрузки на детали машин, увеличение скорости движения, уменьшение массы конструкции можно достичь при особом качестве поверхности, которое не может быть достигнуто обычными методами обработки резанием. В этой связи возникает необходимость применения специальных – отделочных (финишных) – методов обработки резанием. В результате применения отделочных (финишных) операций при обработке резанием кардинально изменяются (в сторону увеличения) износостойкость, коррозионная стойкость, контактная жесткость, плотность соединения и т.п. Для этих операций характерны малые силы резания, малая глубина резания, незначительное тепловыделение, поэтому заготовка практически не деформируется. Все эти технологические особенности делают методы отделочной обработки все более широко применяемыми. Тонкое шлифование выделяется в качестве финишной операции. Сущность шлифования заключается в резании материала заготовки абразивными зернами (абразивным инструментом). Каждое зерно шлифовального инструмента является «небольшим режущим клином», снимающим тонкий слой материала заготовки. При этом достигается высокая чистота поверхности (малая шероховатость). Тонкое шлифование выполняют мелкозернистым абразивным инструментом, изготовленным из белого электрокорунда или зеленого карбида кремния. Инструмент правят алмазами или алмазным карандашом и тщательно балансируют. Скорость резания при тонком шлифовании составляет ≈ 40 м/с, а глубина резания весьма малая. Кроме того, данный вид шлифования сопровождается обильной подачей в зону резания высокоочищенной охлаждающей жидкости. Для тонкого шлифования особую роль играет жёсткость станков, которая обеспечивает безвибрационную работу. Также для данного вида шлифования характерен процесс «выхаживания». По окончании обработки, например, вала движение подачи на глубину резания отключается, а движение продольной подачи не выключается. Таким образом, процесс обработки продолжается за счет упругих сил, возникающих в станке и заготовке. Тонким шлифованием обрабатывают направленные поверхности, размеры которых восстанавливают (при надобности) наплавкой после изнашивания. В этой связи сначала проводят обычное шлифование, а затем тонкое. Также тонким шлифованием обрабатывают ступенчатые и сферические поверхности. Полирование, выполняемое на токарном станке, позволяет получить шероховатость поверхности Ra от 0,05 до 0,032 мкм. При полировании станок включают на средние или максимальные обороты (в зависимости от диаметра изделия). Полирование осуществляют несколькими способами. Первый способ – полирование абразивной шкуркой, которая представляет собой полотно с наклеенным на него слоем абразивных зёрен. В зависимости от размера зёрен различают шкурки: грубые – № 6, 5, 4; средние – № 3, 2; мелкие – № 1, 0;отделочные – № 00, 000. Шкурку при обработке удерживают двумя способами (рис. 21): • руками, когда шкурка тремя пальцами прижимается к обрабатываемой поверхности и медленно перемещается вперед и назад вдоль изделия; полоску шкурки можно удерживать в натянутом состоянии за концы и, прижимая ее к изделию, производить полирование; • с помощью резцедержателя, когда шкурка закрепляется в резцедержатель при помощи деревянной колодки с обхватом ею детали; с прижимом шкурки к заготовке. б Рис. 21. Полирование абразивной шкуркой на токарном станке: а – с охватом заготовки шкуркой; б – с прижиманием шкурки к заготовке 1 – державка; 2 – шкурка; 3 – прижимная планка При внутреннем полировании шкурку наматывают на деревянную оправку, закрепив конец шкурки в прорези оправки. Не допускается полирование отверстия с прижимом шкурки рукой или пальцем. Окружная скорость при полировании шкуркой от 60 до 70 м/мин. Второй способ – полирование жимками, которые используют при обработке изделий небольшого диаметра. Жимки состоят из двух деревянных брусков (колодок), шарнирно связанных между собой. Бруски имеют впадины, соответствующие диаметру обрабатываемого изделия. В углубление жимка вкладывается абразивная шкурка или наносится абразивный порошок, смешанный с маслом. Рабочий удерживает жимок левой рукой за ручки, создавая необходимый прижим, а правой рукой поддерживает шарнир и осуществляет продольную подачу. Окончательное полирование выполняют шкуркой, натёртой мелом (рис. 22). Абразивно-жидкостное полирование применяется для отделки фасонных поверхностей (рис. 23). Водно-абразивная суспензия подается на обрабатываемую поверхность под давлением. Деталь 3, подвергаемая шлифованию, помещается в камеру 4. Из бака 2 водно-абразивная суспензия 1 насосом 6 подаётся через сопло 5 в камеру 4 на обрабатываемую деталь 3. Отработанная суспензия возвращается в бак 2 для дальнейшего использования. Шероховатость обработанной поверхности зависит от зернистости абразива. В массовом производстве при полировании для предохранения от попадания абразивной пыли, отверстие в патроне закрывают заглушкой из пенопласта, а направляющие станины прикрывают брезентовой тканью. Рис. 22. Полирование наружной поверхности при помощи жимка Рис. 23. Схемы абразивно-жидкостного полирования: 1 – абразивная суспензия; 2 – бак; 3 – деталь; 4 – камера; 5 – сопло; 6 – насос Тонкое обтачивание иногда заменяет шлифование. Процесс ведётся при высоких скоростях резания и малых величинах глубины резания и подачи. Применяются резцы с широкими режущими кромками, которые располагаются строго параллельно оси обрабатываемой заготовки. Подача на оборот заготовки составляет не более 0,8 ширины режущего лезвия, а глубина резания – не более 0,5 мм. Это дает возможность получения малой шероховатости поверхности. При тонком точении обработка ведется алмазными резцами, обеспечивающими высокую точность обработки. Данный вид обработки применяют для обтачивания заготовок из цветных металлов и сплавов, пластмасс и других неметаллических материалов. Тонкое обтачивание требует использования быстроходных станков высокой степени жесткости и точности и обязательной качественной предварительной обработки заготовок. По аналогии с тонким обтачиванием применяют тонкое строгание и тонкое фрезерование. Тонкое растачивание также может заменить шлифование, особенно в тех случаях, когда заготовки из стали или вязких цветных сплавов выполнены тонкостенными. Данный метод резания целесообразно также применять для обработки глухих отверстий или, когда по предъявляемым условиям деталь не должна иметь на поверхности внедренных в ее поры остатков абразивного инструмента. Доводка (притирка) является окончательной чистовой обработкой поверхностей, выполняемой с целью получения шероховатости Ra от 100 до 16 мкм после тонкой обточки, расточки, шлифования или развертывания. Рабочим инструментом является притир-втулка с одной или несколькими прорезями (рис. 24). а б в Рис. 24. Притиры для доводки отверстий: а – в сборе с оправкой: 1 – оправка; 2, 4 – гайки; 3 – притир; б – для предварительной доводки; в – для окончательной доводки Притир-втулка изготавливается из чугуна – для обработки закаленной стали; меди, бронзы, латуни – для остальных металлов и сплавов. Различают следующие виды притирки. Притирка шаржирующимся (внедряющимся в поверхность притира) абразивом применяется при обработке стальных изделий и твёрдых сплавов. Для притирки сталей используются микропорошки: электрокорунд белый, электрокорунд нормальный, естественный корунд (наждак); для притирки твёрдых сплавов – карбид бора и карбид кремния зеленый. Смазочной средой служит керосин, машинное масло и бензин (при особо тонкой притирке). Притирка нешаржирующимся абразивом применяется при обработке цветных металлов и сплавов, а также изделий из стали, если надо достичь высшего класса точности поверхности. Применяются абразивы: окись хрома, крокус (окись железа). Смазочные среды: для стали – керосин, машинное масло; для медных сплавов – смесь свиного сала с машинным маслом. Наиболее распространены готовые смеси абразива со смазкой – пасты ГОИ. Перед употреблением их растворяют в керосине. Выделяют следующие методы притирки: ручной; машинно-ручной – станок сообщает одно движение притиру или детали; машинный или механический – станок осуществляет все необходимые движения; монтажный – взаимно притираются две сопряженные детали в присутствии абразива. Рабочей поверхностью притира для обработки наружной поверхности детали является внутренняя поверхность притира, и наоборот. Внутренний диаметр притира должен быть больше диаметра изделия на 0,15 мм при черновой обработке и на 0,05 мм – при чистовой. Толщина стенок притира должна быть от 1/6 до 1/8 его диаметра. Припуск на притирку оставляют в пределах от 0,01 до 0,02 мм на сторону. Относительная скорость притира составляет: при ручной притирке от 2 до 6 м/мин; при машинно-ручной притирке от 10 до 30 м/мин; при машинной притирке от 100 до 120 м/мин. Основные схемы доводочных операций плоскости, сферы, цилиндра приведены в табл.1. Примеры работ притирки наружной и внутренней цилиндрической детали представлены на рис.25. Притир-втулка 2 шаржируется изнутри мелким абразивным порошком, смешанным с маслом, или покрывается доводочной пастой ГОИ. Притир вставляется в металлический жимок 3 и надевается на деталь 1. Болтом 4 обеспечивается небольшое равномерное прижатие притира к детали (рис. 25, а). Схема притирки отверстия выглядит следующим образом: притир–втулка 2 надевается на конусную оправку 1, закрепленную в патроне. Конусность оправки принимается равной 1/30 (рис. 25, б). Наружная поверхность притира покрывается абразивным порошком, смешанным с маслом, или пастой ГОИ. Деталь 3 надевается на притир с легким усилием. Для обеспечения правильной формы отверстия длина притира должна быть больше длины отверстия. Хонингование – метод окончательной обработки с помощью мелкозернистых абразивных брусков, которые вставлены в специальное приспособление (хонинговальную головку) и совершают вместе с ней вращательное главное движение и поступательное перемещение вдоль оси движение подачи (рис. 26). Хонинговальная головка раздвижная. В пазы ее корпуса вставлены специальные держатели, в которых помещены и закреплены абразивные бруски. Под действием пружин бруски в процессе работы прижимаются к обрабатываемой поверхности. Таблица 1 Виды доводочных операций Обрабатываемая поверхность Схемы обработки односторонней одним притиром двусторонней двумя притирами односторонней трубчатым притиром Плоскость Сфера Цилиндр 1. Обозначения на схемах: 1 – обрабатываемые детали; 2 – притиры; 3 – сепаратор; е – эксцентрицитет; α – угол пересечения осей вращения детали и притира. 2. При условии самоустановки притира относитель­но детали (или наоборот), силового замыкания системы притир – деталь и наличии нескольких простых движений доводку ведут по способу «свободного притира». 3. При условии строгой ориентации притира относительно детали доводку ведут по способу «жёстких осей». а б Рис. 25. Схемы притирки: а – наружной поверхности: 1 – деталь; 2 – втулка-притир; 3 – жимок; 4 – болт б – внутренней поверхности: 1 – оправка; 2 – втулка-притир; 3 – деталь Данный метод используется при обработке точных отверстий, например, гильз цилиндров. Применение хонингования можно получить точность размеров отверстий по (7 … 6) квалитетам точности и шероховатость до Ra = 0,04 мкм, уменьшить овальность и конусность до 5 мкм. Суперфинишная обработка (суперфиниширование) – метод очень тонкой окончательной обработки с целью получения очень гладкой поверхности (рис. 27). Осуществляется он с помощью установленных в специальной головке мелкозернистых абразивных брусков при сочетании вращательного и поступательного вдоль оси движений обрабатываемой детали и колебательного (осциллирующего) движения брусков. Работу ведут при интенсивной смазке. В начале процесса, когда на поверхности имеются острые гребешки, масляная пленка под давлением абразивных брусков прорывается и гребешки срезаются. Когда же они сглаживаются, смазка образует беспрерывную пленку, давление бруска недостаточно, чтобы ее прорвать, тогда процесс прекращается. Назначение суперфиниширования – получение шероховатости поверхности от Rz = 6,3 мкм до Rz = 0,025 мкм. Отделка зубьев зубчатых колёс производится после зубонарезания или термической обработки тех зубчатых колёс, к которым предъявляются повышенные требования в отношении точности размеров и шероховатости рабочих поверхностей, Наиболее распространёнными способами являются зубошевингование, зубошлифование, зубохонингование и притирка. Зубошевингование используют при изготовлении незакаленных зубчатых колес. Режущим инструментом – шевером – срезается очень тонкая стружка (рис. 28, а, б, в). Чаще всего используется обработка дисковым шевером на специальных шевинговальных станках. Рис. 26. Схема хонингования: V – главное движение; S – движение подачи Рис. 27. Схема суперфиниша: 1 – инструмент; 2 – деталь V – главное движение; S – движение подачи Шевер 1 представляет собой косозубое колесо, на боковых поверхностях которого нанесены узкие канавки, образующие режущие кромки. Колесо 2 и шевер 1 обкатываются как цилиндрическая винтовая пара со скрещивающимися осями (рис. 28, а). Угол 1 между их осями выбирают в пределах от 10 до 15 0. Благодаря этому на боковой поверхности зубьев возникает большое проскальзывание, обеспечивающее срезание тончайшей стружки. Принципиальная схема работы шевинговального станка показана на рис. 28, в. Шевер 1 получает вращательное движение и вращает обрабатываемое колесо 2, установленное в центрах станка. Для равномерной обработки обеих сторон зубьев вращение шевера и колеса реверсируется. Для снятия стружки по всей длине зуба, столу станка, вместе с установленным на нем колесом, сообщается возвратно – поступательное перемещение (продольная подача). После каждого прохода оси шевера и колеса сближаются за счет вертикальной подачи обрабатываемого колеса. а б в г д е ж з Рис. 28. Отделочная обработка зубьев зубчатых колёс: а, б, в) зубошевингование; г, д) зубошлифование; е, ж) притирка; з) зубохонингование 1 – шевер; 2 – колесо; 3 – вспомогательное колесо; 4 – притир V − главное движение; S − движение подачи Зубошлифование используется для окончательной обработки зубьев закаленных шестерён и может быть осуществлено методом копирования и методом обкатки. Схема зубошлифования по методу копирования аналогична схеме фрезерования зубьев модульной фрезой (рис. 28, г). Шлифовальный круг, совершающий главное вращательное движение, имеет профиль рабочей части, отвечающей профилю зуба. Круг совершает так же возвратно–поступательное движение на длину, несколько превышающую длину шлифуемых зубьев, и периодическую вертикальную подачу. После обработки зуба колесо выводится из контакта с кругом и поворачивается на 1/z часть окружности для шлифования следующего зуба. При зубошлифовании по методу обкатки (рис. 28, г, д) производится зацепление рейки и зубчатого колеса, причем шлифовальные круги очерчивают в пространстве контур зуба производящей. Тарельчатые шлифовальные круги совершают главное вращательное и возвратно – поступательное движения вдоль оси. Шлифуемое колесо совершает вращательное движение обкатки и прямолинейное перемещение в поперечном направлении, соответствующее перекатыванию колеса на неподвижной рейке. После шлифования одного зуба осуществляется поворот заготовки на 1/z часть окружности (деление), шлифуется следующий зуб и т.д. Из-за сложности устройства и наладки зубошлифовальных станков, а также сравнительно низкой производительности обработки этот метод используется при обработке особо точных и ответственных зубчатых колес. Зубохонингование является отделочной операцией зубьев закалённых зубчатых колёс. Обработка сходна с шевингованием (рис. 28, з). Хон представляет собой зубчатое колесо, изготовленное из эпоксидной смолы с добавлением абразива. Оси колеса и хона скрепляются под углом от 15 до 18 0 и благодаря скольжению боковых поверхностей зубьев осуществляется их обработка. Притирка используется для обработки точных термически обработанных колёс. Применяют два метода притирки цилиндрических колёс: на параллельных осях одним притиром (рис. 28, е); на скрещивающихся осях тремя притирами (рис. 28, ж). Притиры изготавливаются из серого чугуна, и на их поверхность наносится смесь абразивного порошка с маслом или абразивные пасты. В станках, работающих по первому методу, колесо 2 получает медленное реверсируемое вращательное движение и передает его притиру 3. Колесо совершает также быстрое возвратно–поступательное движение вдоль оси. Притир совершает быстрые, но незначительные перемещения в направлении перпендикулярном к оси. В станках, работающих по второму методу, колесо 1 зацепляется с тремя притирами: двумя косозубыми 4 и одним прямозубым 3. Ось прямозубого притира параллельна оси колеса, а ось косозубого – скрещивается с ней под углом от 3 до 10 0. Обрабатываемое колесо 1 совершает реверсируемое вращательное движение, и от него получают движение притиры 2 и 3, которые притормаживаются гидравлическим тормозом. Обрабатываемое колесо совершает возвратно–поступательное движение вдоль своей оси. Притиркой снимается слой от 0,02 до 0,05 мм. Контрольные вопросы 1. В чём заключается сущность обработки металлов резание? 2. Какие виды стружки образуются в процессе резания? 3. Какими геометрическими параметрами обладает режущий инструмент? 4. От каких параметров зависит режим резания? 5. Каким образом реализуется способы обработки конических поверхностей на токарных станках? 6. Какими способами осуществляется нарезание резьбы на токарных станках? 7. Какие особенности имеют способы обработки на сверлильных и расточных станках? 8. В чём состоит сущность процессов обработки на строгальных и долбёжных станках? 9. Какими особенностями обладает процесс обработка на фрезерных станках? 10. В чём заключается сущность основных способов шлифования? 11. Какими особенностями обладают отделочные (финишные) операции при обработке резанием?