Основные сведения о токарной обработке (стр. 4 из 9)
Скоростью резания v называется путь, проходимый наиболее удаленной от оси вращения точкой режущей кромки фрезы в минуту.
В технике скорость резания принято измерять в метрах в минуту (м/мин).
Формула для расчета скорости резания в данных условиях работы фрезы может быть выведена из следующих рассуждений.
За каждый оборот точка режущей кромки фрезы диаметром D (мм) совершит путь, равный длине окружности πD (мм). За n оборотов в минуту этот путь будет равен πDn (мм/мин). Для перевода размерности скорости резания в метры в минуту полученное выражение делится на 1000. После этого формула скорости резания примет окончательный вид:
πDn
V = ------------.
1000
где π — число, равное 3,14.
Сокращая постоянные числа π и 1000, можно получить упрощенную формулу, вполне достаточную для практических, целей:
πDn
V = ------------.
320
если по известной скорости резания требуется определить частоту вращения фрезы, пользуются зависимостями, полученными из формул:
1000
n = -----------.
D
3. Шлифовальная обработка металла: эскиз детали, какой станок, инструмент, режимы шлифования
Шлифование — один из прогрессивных видов обработки металлов резанием. Шлифованием можно обработать простые цилиндрические валики и сложные коленчатые валы двигателей, шлицевые валики и направляющие станины, кольца и длинные трубы, червяки и зубчатые колеса, поверхности которых имеют сложную пространственную форму.
Шлифовальный круг – режущий инструмент. При шлифовании припуск на обработку снимают абразивным инструментом — шлифовальными кругами. Чтобы осуществить резание, необходимо заготовке и режущему инструменту сообщить определенные движения (рис. 2). Шлифовальный круг 1 представляет собой пористое тело, состоящее из большого количества абразивных зерен 7, соединенных между собой особым веществом, которое называют связкой. Между зернами круга и связкой 6 расположены поры 5. Твердые материалы, из которых образованы зерна шлифовального круга, называют абразивными.
Процесс шлифования состоит в том, что шлифовальный круг 1, вращаясь по стрелке 2, при перемещении детали 8 в направлении стрелки 4 снимает тонкий слой металла (стружку) вершинами абразивных зерен, расположенных на режущей поверхности круга 3 (периферия круга).
Количество абразивных зерен, расположенных на периферии шлифовального круга, очень велико; оно измеряется на кругах средних размеров десятками и сотнями тысяч штук. Следовательно, при шлифовании стружка снимается огромным числом беспорядочно расположенных режущих зерен неправильной формы, что приводит к очень сильному размельчению стружки и тем самым вызывает большой расход энергии.
Рис. 13. Схема плоского шлифования
Рис. 14. Типовые детали
Металлорежущим станком называют рабочую машину, предназначенную для обработки деталей резанием с целью придания им сданных геометрических форм, размеров необходимой шероховатости поверхности. Металлорежущие станки, у которых в качестве режущего инструмента применяют абразивы, называют шлифовальными станками.
В зависимости от формы поверхности шлифуемой детали и вида шлифования шлифовальные станки делят на:
а) станки для круглого наружного шлифования как центровые, так и бесцентровые;
б) станки для внутреннего шлифования;
в) проскошлифовальные;
г) станки для профильного шлифования;
д) станки для отделочных операций и специальные станки.
Круглошлифовальный станок для наружного шлифования рис. 15, а) имеет следующие узлы и детали: а) станину станка 1, которая служит основанием для установки на ней узлов станка; б) рабочий стол 5, который перемещается по направляющим ее и обеспечивает продольную подачу детали; в) переднюю бабку 2, которая расположена на столе станка и предназначена для установки и передачи вращения шлифуемой детали; г) заднюю бабку 5, которая служит для поддержания правого конца детали при шлифовании ее в центрах; д) шлифовальную бабку 4, несущую на шпинделе шлифовальный круг 3, получающий вращательное движение от электродвигателя; е) панель управления 7, где собраны механизмы управления станком.
На рассмотренном круглошлифовальном станке можно шлифовать деталь как в центрах, так и в патроне.
Внутришлифовальный станок (рис. 15, 6) предназначен: для шлифования цилиндрических и конических отверстий. Ставок имеет следующие основные узлы я детали: а) станину 1, которая предназначена для установки на ней всех узлов станка; б) стол 5, сообщающий шлифовальному кругу 3 возвратно-поступательное движение по направляющим станины; в) переднюю бабку 2, на шпинделе которой крепят патрон или приспособление для закрепления шлифуемой детали; передняя бабка сообщает деталям круговую подачу; г) шлифовальную бабку, на шпинделе которой устанавливают шлифовальный круг 3; д) панель управления 6.
Плоскошлифовальный станок (рис. 15, в) предназначен для шлифования поверхности периферией круга. Основные узлы и детали: а) станина станка 1, на которой размещают все узлы станка; 6) стол 2, который совершает возвратно- поступательное движение вместе со шлифуемыми деталями. Детали закрепляют на поверхности стола 5 прихватами или на магнитной плите; в) шлифовальная или шпиндельная бабка 4, несущая на шпинделе шлифовальный круг 5; она может перемещаться по стойке 3; г) панель управления 7.
Рис. 15. Типы шлифовальных станков
Инструменты и материалы для алмазно-абразивной обработки имеют весьма широкую номенклатуру, поскольку применяются для различных видов шлифования, для обработки поверхностей разных размеров, различных материалов и т. п. Все они разделяются на круги, головки, сегменты, бруски, ленты, листы, свободные зерна и пасты.
Особенно широкое применение в современном машиностроении получили круги. В табл. 15 приведены некоторые формы и размеры шлифовальных кругов из синтетических абразивных материалов — электрокорунда и карбида кремния по ГОСТ 2424 — 75, синтетических алмазов по ГОСТ 16167-70, 16172-70 и др., а также из эльбора по ГОСТ 17123-71. Для отличия кругов из эльбора и алмаза от абразивных перед условным обозначением типа ставится еще одна буква. Так, круг абразивный плоский прямого профиля обозначается буквами ПП, алмазный — АПП, а эльборовый — ЛПП и т.п. Круги выпускают в виде различных тарелок, чашек, колец и т.д. Форма и размеры круга определяются видом шлифования и размерами обрабатываемой поверхности и станка.
Шлифовальные головки используются на станках и ручных шлифовальных машинах для обработки и зачистки различных поверхностей. Особенно широко они применяются при работах, исключающих использование шлифовального станка. Материалом их режущей поверхности являются синтетические алмазы и абразивы. Примеры некоторых типов головок по ГОСТ 2447-76 (абразивных) и ГОСТ 17116-71, 17122-71 и др. (алмазных) приведены в табл. 16.
Шлифовальные сегменты различной формы (СП, 1С, 2С, ЗС и др.) выпускаются по ГОСТ 2464-75 и используются для изготовления сборных кругов, имеющих металлический корпус и элементы для закрепления этих сегментов. Так, сегмент типа СП (плоский) имеет форму параллелепипеда со сторонами от 45 х 60 х 20 до 150 х 250 х 55 мм, а выпукло-плоский (типа ЗП) имеет размеры от ПО х 100 х 40 до 380 х 300 х 250 мм. Сборные круги из сегментов имеют прерывистую режущую поверхность, что повышает стойкость круга, производительность и качество обработки.
Бруски круглого, прямоугольного и других сечений применяют при слесарно-лекальных и отделочных станочных работах: хонинговании, суперфинише и др. Ленты используют для шлифования заготовок со сложными профилями (например, лопаток турбин), снятия заусенцев и других работ. Бесконечная лента при обработке прижимается в нужном месте заготовки стороной, на которую нанесен слой абразивного порошка.
Обработку свободными, незакрепленными зернами ведут обычно в жидкой среде, часто с наложением вибраций, для очистки поверхностей, снятия заусенцев и других работ.
Элементами режима резания при круглом наружном шлифовании являются окружная скорость шлифовального круга, глубина резания (поперечная подача), продольная подача и скорость вращения детали.
Окружная скорость шлифовального круга. Скорость вращения шлифовального круга измеряется в метрах в секунду (м/с). На практике применяют скорости круга от 20-до 60 м/с. Окружную скорость можно определить по формуле:
πDn
Vк = ------------.
60 * 1000
где D—диаметр круга, мм; п — частота вращения круга, об/мин.
Окружная скорость детали обычно измеряется в метрах в минуту (м/мин), так как она значительно меньше (обычно в 60-100 раз) окружной скорости круга. Скорость детали может быть подсчитана по формуле:
Πd nд
Vд = ------------.
60 * 1000
где d — диаметр детали, мм; nд -- частота вращения детали, об/мин.
Скорость вращения детали иногда называют круговой подачей.
Глубина шлифования.
Величина поперечного перемещения шлифовального круга, в направлении, перпендикулярном к обработанной поверхности, за время одного продольного хода называется глубиной резания, или поперечной подачей. Глубина резания представляет собой толщину слоя металла, снимаемого за один рабочий ход. При круглом чистовом шлифовании она колеблется от 0,005 до 0,015 мм, при черновом шлифовании — от 0,010 до 0,025 мм; иногда глубина шлифования может быть и больше.
Продольная подача.
Продольной подачей при круглом шлифовании называется путь, пройденный деталью (или кругом) в направлении, параллельном оси вращения круга, за одну минуту или за время одного оборота шлифуемой детали. Поэтому продольную подачу можно измерять в следующих единицах: в долях высоты (ширины) круга за один оборот детали; в миллиметрах за один оборот детали (мм/об); в миллиметрах за одну минуту (мм/мин). Величина продольной подачи при круглом шлифовании зависит от вида шлифования: при черновом шлифовании деталей, изготовленных из любых материалов, диаметром меньше 20 мм подачу принимают от 0,3 до 0,5 Н (где Я — высота шлифовального круга); при черновом шлифовании деталей большого диаметра из закаленной стали — до 0,7 Я; для деталей из незакаленной стали — до 0,75 Я и для деталей из чугуна — до 0,85 Я; при чистовом шлифовании подача составляет (0,2-0,3) Н независимо от материала и диаметра детали.