Методическое руководство (стр. 28 )

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. / Под ред. A. Г.Косиловой и . - 4-е изд., перераб. и доп. М: Машиностроение, 1985. Tс., Тс.

2. Режимы резания металлов. Справочник. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1972.

3. , Осипов задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: учеб. пособие для техникумов. - 5-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 19с.

Лабораторная работа № 11

Устройство токарно-винторезного станка

Цель работы

1. Ознакомиться с устройством токарно - винторезного станка.

2. Определить основные паспортные данные станка

1. Основные теоретические представления

Токарно - винторезный станок предназначен для обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезания наружных и внутренних резьб, обработки плоских торцевых поверхностей, отрезки, сверления, зенкерования и развертывания отверстий.

Станок состоит из следующих основных узлов (рис.1).

9 10 Sп 11 1213 14

Рис 1. Схема токарно - винторезного станка:

1- левая тумба; 2- станина; 3- коробка подач; 4- гитара сменных зубчатых колес; 5- панель управления механизмами коробки скоростей; 6- передняя бабка; 7- продольные салазки; 8- поперечные салазки; 9- четырехпозиционный резцедержатель; 10- поворотные салазки; 11- фартук; 12- ходовой валик; 13- ходовой винт; 14- задняя бабка; 15- правая тумба

Станина 2 с горизонтальными направляющими служит для монтажа узлов станка и установлена на двух тумбах. В левой тумбе 1 смонтирован электродвигатель привода станка, в правой тумбе 15 - бак для смазочно - охлаждающей жидкости и насосная станция для ее подачи в зону резания.

В передней бабке 6, установленной с левой стороны станины, смонтированы коробка скоростей станка и шпиндель. Механизмы и передачи коробки скоростей позволяют получать разные частоты вращения шпинделя станка. На шпинделе закрепляются зажимные приспособления для закрепления заготовки и передачи ей вращения. На лицевой стороне передней бабки расположена панель управления 5 механизмами и передачами коробки скоростей.

Коробку подач 3 крепят к лицевой стороне станины. В ней смонтированы механизмы, позволяющие передавать суппорту с резцами разные скорости перемещения. С левой торцовой стороны станины установлена гитара сменных зубчатых колес 4, необходимых для наладки, станка на нарезание резьбы.

Суппорт, предназначенный для закрепления и перемещения в нужном направлении резцов, состоит из нескольких частей. Продольные салазки 7, установленные на направляющих станины, перемещаются вдоль шпинделя, обеспечивая продольную подачу. Поперечные салазки 8 перемещаются в поперечном направлении по направляющим продольных салазок 7. Поворотные салазки 10, несущие четырехпозиционный резцедержатель 9, могут быть установлены под требуемым углом к оси шпинделя, что требуется при обработке конических поверхностей.

К продольным салазкам 7 крепится фартук станка 11, механизмы которого преобразуют вращательное движение ходового валика 12 или ходового винта 13 в поступательные движения суппорта. Задняя бабка 14 установлена с правой стороны и может перемещаться по ее направляющим. В пиноли задней бабки устанавливаются центры, служащие для поддержания длинных заготовок, а также инструменты для обработки отверстий (сверла, зенкеры, развертки). Корпус задней бабки может смещаться относительно основания в поперечном направлении, что необходимо при точении наружных конических поверхностей.

2.Определение основных паспортных данных станка

Паспортные данные станка заносятся в таблицу 1 на основании его осмотра и измерений.

Высота центров над параллелями определяет наибольший диаметр обрабатываемого изделия, измеряется линейкой от вершины заднего центра до ближайших верхних кромок станины.

Высота центров над суппортом измеряется в вертикальной плоскости линейкой между верхней поверхностью поперечных салазок суппорта и вершиной заднего центра при выдвинутой пиноли.

ОСНОВНЫЕ ПАСПОРТНЫЕ ДАННЫЕ

1. Характеристика станка

Тип ________________________________________________( по классификации ЭНИМСа)

Модель______________________________________________(по табличке на передней бабке)

Завод- изготовитель_______________________________________________________________

Габариты, мм: (с точностью до 10 мм)

Длина____________________________________

Ширина _________________________________

Высота____________________________________

2. Принадлежности

Тип патрона _______________________________________________________________________

Тип люнета_______________________________________________________________________

3. Основные данные стилей

Высоте центров над параллелями, мм__________________________________________________

Высота центров над суппортом, мм__________________________________________________

Наибольшее расстояние между центрами, мм_____________________________________________

Диаметр отверстия в шпинделе, мм____________________________________________________

Конус отверстия пиноли система, № ___________________________________________________

4. Суппорт

Число резцов в резцедержателе______ _______________________________________________

Наиболынне размеры лержаикн резца, мм:

Высота_______________________________________

Ширина ______________________________________

Высота от опорной поверхности

резца до линии центров, мм _____________________________________________________________

Шаг ходового пинта, мм _____________________________________________________________

Шаг винта поперечных салазок, мм __________________________________________________

Цена деления лимба продольной подачи, мм_____________________________________________

5. Механизмы главного движения

Частота вращения шпинделя без перебора:

_____________________________________________________________________________________

Частота вращения шпинделя с перебором:

_____________________________________________________________________________________

6. Механизмы движения подачи

Продольная подача, мм/об:

наименьшая_______________ ________, наибольшая_____________________________________

Поперечная подача, мм/об:

наименьшая_______________ ________, наибольшая_____________________________________

Шаг нарезаемой метрической резьбы, мм:

наименьший______________ ________, наибольший_____________________________________

Наибольшее расстояние между центрами определяет максимальную длину обрабатываемого изделия. Перед определением устанавливают передний центр в шпиндель и задний центр в пиноль, отодвигают заднюю бабку в крайнее правое положение (без свешивания над станиной) и вдвигают пиноль до отказа. Измерение производится рулеткой между вершинами центров.

Диаметр отверстия в шпинделе определяет максимальный диаметр обрабатываемого прутка, измеряется со стороны, противоположной патрону.

Конус отверстия пиноли, система, номер определяются при помощи набора нормальных конусов.

Число резцов в резцедержателе определяется по количеству фиксированных позиций при повороте резцедержателя.

Наибольшие размеры державки резца. (высота и ширина) определяются размерами В и Н резцедержателя (рнс.2).

Шагом винта называется расстояние между ближайшими одноименными точками винтовой линии.

Шаг ходового винта. Линейкой измеряют длину десяти шагов резьбы и полученный результат делят на десять,

Шаг винта поперечных салазок. Для определения шага винта поперечных салазок 1 поворачивают рукоятку 2 (рис. З) по часовой стрелке до совмещения нулевого деления лимба с неподвижной риской и карандашом проводят линию а1 , прижимая при этом карандаш к торцу поперечных салазок. Затем поворачивают рукоятку на десять оборотов, проводят карандашом линию а2 , измеряют расстояние между линиями а1 и а2 и определяют шаг винта как 1 :10.

Цена деления лимба продольной подачи указана у риски на неподвижном конце лимба.

Цена деления лимба поперечной подачи определяется шагом винта поперечной подачи, поделенным на, общее число делений лнмба.

Частота вращения шпинделя без перебора и с перебором, величины продольной и поперечной подач, шаг нарезаемой резьбы указаны на табличках передней бабки и коробки подач.

Рис.2. Схема измерения высоты от опорной

поверхности резца до линии центров:

1- резцедержатель; 2- пиноль

Рнс. З. Схема измерения шага винта поперечных салазок

3. Контрольные вопросы

1. Назовите основные узлы токарно - винторезного станка.

2. Из каких частей состоит механизм подачи?

3. Как осуществляется движение от коробки подач к суппорту?

4. Какие механизмы находятся в фартуке суппорта?

5. Как определить расстояние между центрами?

6. Как определить наибольший диаметр обрабатываемого изделия?

7. Как установить резец на глубину резания?

Лабораторная работа № 12

Геометрия режущего инструмента

Цель работы

Разнообразные металлорежущие инструменты, несмотря на различия конструктивных форм, имеют много общего. Элементы режущей части строятся исходя из общих принципов, которые остаются верными для различных видов обработки. Геометрия режущей части инструмента должна обеспечивать удаление стружки с минимальными затратами энергии при достаточной стойкости инструмента, необходимую шероховатость по­верхности и точность обработки.

Целью настоящих лабораторных работ является знакомство с основ­ными металлорежущими инструментами и определение геометрических параметров их режущей части.

Оборудование: угломеры различных типов, штангенциркуль, токар­ные проходные резцы, спиральные сверла, цилиндрические фрезы.

Основные теоретические представления

1.1. Токарный проходной резец

1.1.1. Поверхности резания

В процессе обработки заготовки различают (рис. 1): обрабатывае­мую поверхность 1, с которой срезается слой материала; обработанную поверхность 3, с которой срезан слой материала и превращен в стружку, и поверхность резания 2, образованную главным режущим лезвием инстру­мента и являющуюся переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями.

Рис. 1 Координатные плоскости

1.1.2. Элементы токарного проходного резца

Токарный проходной резец (рис. 1.2) состоит из двух частей: рабочей I и стержня II. Стержень служит для закрепления инструмента в резцедержатель станка. Рабочая часть резца выполняет работу резания и состоит из нескольких элементов.

Передняя поверхность 1 - поверхность по которой сходит стружка в процессе резания. Главная задняя поверхность 2 - поверхность, обращенная к поверхности резания заготовки. Вспомогательная задняя поверхность 3 – поверхность, обращенная к обратной поверхности. Главное режущее лезвие 4 – линия пересечения передней и главной задней поверхностей. Вспомогательное режущее лезвие 5 - линия пересечения передней и вспомогательной задней поверхностей. Вершина резца 6 – точка пересечения главного и вспомогательного режущих лезвий.

Перечисленные элементы имеют не только резцы, но и другие режущие инструменты.

Рис.2. Элементы токарного прямого проходного резца

1.1.3. Координатные плоскости для определения углов

Для выполнения работы резания рабочей части режущего инструмента придают форму клина, затачивая по передним и задним поверностям.

Для определения углов, под которыми располагаются поверхности рабочей части инструмента относительно друг друга, вводят координатные плоскости. Рассмотрим координатные плоскости применительно к токарной обработке (рис. 1).

Основная плоскость (ОП) плоскость, параллельная направлениям продольной и поперечной подач. У токарных резцов за ОП можно принимать плоскость, проходящую через основание стержня. Плоскость резания (ПР) проходит через главное режущее лезвие резца, касательно к поверхности резания заготовки. Главная секущая плоскость (NN) - плоскость, перпендикулярная к проекции главного режущего лезвия на ОП. Вспомогательная секущая плоскость (NiNi) – плоскость, перпендикулярная к проекции вспомогательного режущего лезвия на ОП.

1.1.4. Углы токарного резца

Главными углами резца

Углы резца в статике

Угол наклона главного режущего лезвия

Рис. 1.3.

Оказывает влияние на высоту остаточных гребешков и, следовательно, на шероховатость.

Угол при вершине резца в плане ε - угол между проекциями главного и вспомогательного режущего лезвий на основную плоскость.

λ - угол наклона главного режущего лезвия, измеряется в плоскости резания между главным режущим лезвием и основной плоскостью. Может быть положительным, отрицательным и равным нулю, что влияет на на­правление схода стружки.

1.1.5. Измерение углов токарного резца

Измерение углов резца производится с помощью универсального уг­ломера (рис. 1.5). На секторе (основании) 1 нанесена основная градусная шкала 2. По сектору перемещается пластина 3 с нониусом, на которой с помощью державки 4 закрепляется угольник 5, связанный со съёмной ле­кальной линейкой 6. Точность отсчёта по нониусу составляет 2 –5′, а по градусной шкале 10-80′.

Метод измерения сводится к установке измеряемых поверхностей между подвижной линейкой сектора 1 и подвижной лекальной линейкой 6 таким образом, чтобы образовался необходимый контакт, т. е. невидимый или видимый равномерный просвет.

Рис 1.5 иллюстрирует метод и последовательность измерения углов γ, α, φ, φ1 токарного проходного резца.

Измерение указанных выше углов, а также угла γ можно произво­дить, используя маятниковые угломеры. В основу конструкции угломера положен принцип отвеса, требующий, чтобы измеряемые резцы устанав­ливались на строгой горизонтальной поверхности (рис 1.4). Следует отме­тить, что точность маятниковых угломеров ниже, чем универсальных, осо­бенно при измерении малых углов.

Рис.1.4. Инклинометрический (маятниковый) угломер ВНИИ, применяемый для измерения: а - угла γ; б - угла α; в - угла λ; г - φ, φ1.

а - переднего угла; б - заднего угла; в и г - главного и вспомогательного углов в плане; 1- сектор (основание); 2 - основная градусная шкала; 3 - пластина с нониусом; 4 - державка; 5 - угольник; 6 - лекальная съем­ная линейка

Рис. 1.5. Универсальный угломер Семенова, применяемый для измерений

2.1. Спиральное сверло

2.1.1. Элементы и углы спирального сверла

Наиболее распространённым инструментом для сверления и рассверливания является спиральное сверло (рис.2.1), которое состоит из четырех частей: рабочей 6, шейки 2, хвостовика 4 и лапки 3. В рабочей части различают режущую 1 и направляющую 5 части с винтовыми канавками для отвода стружки. Хвостовик 4 служит для установки сверла в шпиндель станка.

Элементы рабочей части и углы сверла показаны на (рис. 2.1). Сверло имеет два главных режущих лезвия 11, образованных пересечением перед­них 10 и задних 7 поверхностей и выполняющих основную работу резания; поперечное режущее лезвие 12 (перемычку) и два вспомогательных режущих лезвия 9. На цилиндрической части сверла вдоль винтовой канавки расположены две узкие ленточки 8, обеспечивающие направление сверла при резании.

Передний угол γ измеряют в главной режущей плоскости II-II, перпендикулярной к главному режущему лезвию. В разных точках режущего лезвия передний угол различен. Угол γ уменьшается от наружной поверх­ности сверла к центру. На поперечном лезвии γ=0.

Задний угол α измеряют в плоскости I-I, параллельной оси сверла. У наружной поверхности сверла α=8-12°; по мере приближения к оси свер­ла задний угол возрастает до 20-25°.

Угол при вершине сверла 2φ измеряется между главными режущи­ми кромками 2φ=90-120° в зависимости от обрабатываемого материала.

Угол наклона поперечного режущего лезвия ψ измеряется между проекциями главного и поперечного режущего лезвий на плоскость, перпендикулярную к оси сверла ψ=50-55°.

ω - угол наклона винтовой канавки. Обычно ω=18-30°.

2.2.1.Определение углов спирального сверла

Величина угла наклона винтовой канавки определяется из отноше­ния:

где:

D - диаметр сверла в мм;

S - шаг винтовой канавки в мм, измеряется штангенциркулем между двумя одноимёнными точками одной и той же ленточки; при измерении расстояния между соседними винтовыми линиями получим половину шага, т. е. S/2.

Измерение угла при вершине сверла 2φ и угла наклона поперечного режущего лезвия ψ производят универсальными угломерами или шабло­нами (рис.2.2).

Значение переднего угла, как известно, переменно вдоль главного режущего лезвия сверла и может быть определено расчётным путём после замера углов ω и 2φ по следующей зависимости:

где:

D - диаметр сверла в мм;

di - диаметр, на котором производится определение переднего угла γi, в мм;

ω - угол наклона винтовой канавки,

φ - половина угла при вершине сверла.

Задний угол сверла может быть измерен на специальном приспособ­лении.

Рис.2.1. Части (а), элементы и углы (б) спирального сверла

а, б, в, - шаблоны для измерения углов и длины режущих элементов при вершине сверла (2φ, φ, φ1); г - специальный шаблон-штангенциркуль для измерения угла 2φ; д - шаблон для контроля угла наклона поперечной кромки сверла ψ.

Рис.2.2. Шаблоны (с линейными шкалами) для измерения геометрических элементов режущей части быстрорежущих и твердосплавных сверл

3.1. Цилиндрическая фреза

3.1.1. Элементы и геометрия цилиндрической фрезы

Цилиндрическая фреза используется для обработки плоских поверх­ностей и является наиболее распространённым типом фрез. Цилиндриче­ская фреза с наклонным зубом показана на рис.3.1. Она состоит из корпуса 1 и режущих зубьев 2. Зуб фрезы имеет следующие элементы: переднюю поверхность 3, заднюю поверхность 6, спинку зуба 7, ленточку 5 и режу­щее лезвие 4.

У цилиндрических фрез различают следующие углы.

Передний угол γ, измеренный в плоскости А-А, перпендикулярной к режущему лезвию. Угол γ облегчает образование и сход стружки.

Главный задний угол α, измеренный в плоскости перпендикулярной к оси фрезы. Угол α уменьшает трение задней поверхности зуба относительно поверхности резания.

Угол наклона зубьев ω обеспечивает более плавные условия резания и предает направление сходящей стружки.

3.2.1. Измерение углов цилиндрической фрезы.

Углы γ и α цилиндрической фрезы удобно определять с помощью угломера, предназначенного для измерения переднего и заднего углов многолезвийного инструмента. Для практического измерения углов γ и α пользуются схемой, приведенной на рис.3.2. При измерении угла α прибор устанавливается таким образом, чтобы плоскость пластины3 измерительной линейки совместилась (касалась) с задней поверхностью зуба, а подвижная линейка касалась вершины соседнего зуба фрезы. Для измерения переднего угла γ в отличие от предыдущей схемы измерительная линейка устанавливается касательно к передней поверхности зуба фрезы.

Угол наклона зубьев ω удобно определить с помощью маятникового угломера (рис.3.3.). Этот же угломер может быть использован и для измерения углов γ и α.

Рис.3.2

Рис.3.3

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблицы к отчётам по лабораторным работам «Геометрия режущего инструмента»

1. Резец

Наименование резца	Углы резца, град.
α	γ	β	δ	φ	φ1	ε	λ

2. Сверло