Курсовая работа: Металорізальні верстати

Кулачкові механізми, що перетворюють обертовий рух у зворотно-поступовий при певній строго заданій траєкторії, використовуються у верстатах-автоматах. Бувають кулачкові механізми з плоскими, циліндричними і торцьовими кулачками (рис.2.15).

Для здійснення періодичних переривистих рухів на металорізальних верстатах застосовуються храпові і мальтійські механізми (рис.2.16). Храпові механізми використовуються в механізмах подачі на шліфувальних і стругальних верстатах. Регулювання здійснюється зміною числа зубів, через які проскакує храповик. Мальтійські механізми використовуються для періодично повертання робочого органа верстата (шпиндельного блока, револьверної головки, стола...)

Реверсивні механізми служать для зміни напрямку руху окремих елементів верстата при незмінному напрямку руху ведучої ланки. Часто реверсування здійснюється за допомогою циліндричних, або конічних зубчастих коліс. На рис.2.16 показано основні схеми реверсивних механізмів, що використовуються на металорізаних верстатах. Всі вони при незмінному напрямку руху вала І забезпечують обертання вала ІІ у двох напрямках. Зміна напрямку обертання вала ІІ відбувається завдяки включенню в роботу паразитного кола а, або за допомогою конічних коліс, які з різних сторін підключаються до ведучого колеса. Переключення здійснюється муфтою М, або пересуванням коліс на шпонці по валу.

В деяких верстатах для забезпечення точно заданого відносного руху інструмента і заготовки (зубофрезерні верстати) необхідно здійснити додавання двох рухів. Для цього використовуються сумуючі механізми ( планетарні і диференціальні). На рис.2.17а подана схема планетарного механізма. На валах І і ІІІ закріплені зубчасті колеса 1 і 4. Полий вал ІІ з колесом 5 має водило 6, в якому вмонтований сателітарний вал 7 з колесами 2 і 3. Рухи від валів І і ІІ сумуються на валі ІІІ. Цей рух можна уявити собі як суму рухів, що складаються з руху вала І при нерухомому валі ІІ і руху вала ІІ при нерухому волу І. На рис.2.19б показано аналогічний механізм, який відрізняється тільки формою водила 6 і наявністю проміжного вколеса 2 і видовженого колеса 3.

Диференціальні механізми показані на рис.2.17в,г. У випадку нерухомого зубчастого кола 3 (рис.2.17в) і провертанні кола 1 сателіти 2 будуть обкочуватись навколо кола 3 і обертати Т-подібний вал. У випадку нерухомого кола 1 і обертання кола 3 від черв ячної передачі 4-5 Т-подібний вал також одержить рух. Надаючи одночасно рух колесам 1 і 3 Т-подібний вал одержить сумарний рух. В диференціалі на рис 2.17г водилом є корпус диференціала 6 на якому змонтовані сателіти 2.

У тому випадку коли валу, що має повільний (робочий) рух необхідно надати прискорене (холосте) переміщення застосовують обгінну муфту , або храпові колеса. Обгінна муфта працює за принципом муфти заднього кола дорожнього велосипеда. Коли крутити педалі рух передається на коло (повільний робочий рух в верстаті). А коли їхати велосипедом з гірки, то можна педалів не крутити (прискорене переміщення на верстаті). Тільки на верстатах муфта надійніша і, відповідно, складніша (з підпружиненими роликами). Використовуються такі муфти на токарних верстатах у механізмах прискореного переміщення стола.

5. Токарні верстати

5.1 Призначення і основні види точіння

Точіння – широко розповсюджений вид обробки тіл обертання різанням. Розрізняють слідуючи види точіння:

1Чорнове точіння («обдирка») – знімання дефектних шарів заготовок, розрізання, підрізання торців. Знімається 70% припуску на обробку.

2.Півчистове точіння – знімається 2025% припуску на обробку, позволяє одержати шорсткість поверхні 40...20 Rz. І точність 10-11 квалітети. Заготовка одержує форму близьку до деталі.

3. Чистове точіння – забезпечує шорсткість поверхні 20Rz– 1,25Ra і точність обробки 7-9 квалітети. Деталь одержує остаточні розміри.

4. Тонке точіння – позволяє при зрізанні дуже тонких стружок одержувати поверхні деталей шорсткістю 0.65-0.32Ra і точність обробки 5-7 квалітети.

При точінні труднооброблюваних матеріалів інколи використовують штучне нагрівання або глибоке охолодження заготовок; віброточіння – з накладанням на різець високочастотних коливань; точіння у вакуумі...

Процес точіння здійснюється токарними різцями на різних токарних верстатах. Заготовка кріпиться в шпинделі і одержує головний рух – обертовий, а різець кріпиться у різцетримачі супорта і здійснює поздовжний або поперечний рух подачі. Основні види токарних робіт: обточування, відрізання, підрізання торців,розточування внутрішних поверхонь, проточування канавок, знімання фасок, нарізання різцем зовнішньої і внутрішньої різі, обточування фасонних поверхонь. Точіння може проводитись відкритим різанням, косокутним закритим різанням і закритим різанням. При точінні найбільше навантаження сприймає та частина леза інструменту, яка утворює головну різальну кромку, яка на протязі всього часу роботи сприймає основні динамічні і теплові навантаження.

5.2 Типи токарних різців

Значна кількість робіт, що виконуються на токарних верстатах вимагає різної конструкції різців. Токарні різці поділяються в залежності від призначення, від напрямку руху, від форми різальної чистини іц за конструкцією. В залежності від призначення (виконуваної роботи) вони бувають (рис.2.18): прохідні 6,8, прохідні упорні 4, підрізні 1, прорізні 5. розточні 8,10, фасонні 2, для нарізання різі зовнішньої 7 і внутрішньої, для чистової обробки 3 і інші. В залежності від напряму подачі різці бувають праві і ліві. В залежності від форми головки вони обувають прямі 6,3, відігнуті 1, 4, 8, 9, 10, відтягнуті 5, 7 і зігнуті З а конструкцією різці бувають цільні (з одного куска металу) і збірні. Цільні різці виготовляють з швидкорізальних сталей. У збірних різців корпус виготовлено з конструкційної сталі на якому кріпиться різальна пластинка з швидкорізальної сталі, твердого сплаву, мінералокераміки або надтвердих матеріалів. Типи конструкції різців вибирають в залежності від комплексу економічних і технологічних показників. Сучасні конструкції токарних різців повинні мати добру працездатність, значну довговічність, надійність, економічність...В більшості випадків токарні різці збірні і розрізняються способом кріплення різальної пластинки і конструктивним оформленням різальної частини. Різці з напаяними, привареними і приклеєними пластинками прості у виготовлені, але мають ряд недоліків: в пластинках виникають остаточні напруження і мікротріщини, труно замінити зношені пластинки на нові, великих розхід інструментальних матеріалів...

В останній час широкого розповсюдження набули токарні різці з механічним кріпленням багатогранних пластинок, що не переточуються (рис.2.19). Пластинки розрізняються за формою, типом кріплення і вибираються в залежності від умов роботи. Такі різці широко використовуються на верстатах з числовим програмним управлінням.

Форма заточки передньої і задньої поверхонь токарних різців в значній мірі визначає їх працездатність і стійкість. Передня поверхня може бути плоскою (рис.2.20 а), плоскою із зміцнючою фаскою (рис.2.20 б) f=(0,8-1) iγf= -5о...-10о, з фаскою і криволінійною виїмкою (рис.2.20в), що має R=(10-60)s. Задня поверхня переважно укорочена з подвійною заточкою (α= 6о-8о; α1=10о-12о). Різці з плоскою передньою поверхнею (а) використовуються для обробки чавуну, бронзи і інших крихких матеріалів. Різці з плоскою поверхнею і відємною фаскою застосовуються для обробки ковкого чавуну і сталевих заготовок з σв 800 мПа а також при недостатній жорсткості технологічної системи. Для відведення і ламання стружки необхідно застосувати стружко ломи. Різці з передньою поверхнею виконаною по формі в (рис.2.20) застосовуються при обробці трудно оброблюваних матеріалів з σв 800 мПа. І корозостійких сталей.

Фасонні різці застосовують для обробки складних поверхонь тіл обертання. Вони використовуються на токарно-револьверних верстатах, автоматах і напівавтоматах. Такі різці спеціально проектуються і виготовляються для обробки конкретного профілю, забезпечують високопродуктивну обробку складних фасонних деталей в великосерійному і масовому виробництві. Вони можуть бути круглими і призматичними з радіальною і тангенціальною подачею.

В останні роки у зв’язку з розвитком технології одержання надтвердих синтетичних матеріалів були розроблені спеціальні конструкції різців. Такі конструкції повинні бути жорсткими, вібростійкими і вимагають обладнання підвищеної жорсткості.

5.4 Порядок розрахунку і вибору режиму різання при точінні

Вихідними даними при розрахунку (виборі) режиму різання при точінні є розміри і стан заготовки, матеріал з якого вона виготовлена, його твердість, стан поверхонь, розміри і допуски на готову деталь, вимоги до якості оброблених поверхонь. Крім того необхідно мати інформацію про наявне технологічне обладнання, його характеристики, наявні пристрої і їх характеристики, наявний інструмент (вид, тип, форма різальної частини) і реальні можливості виробництва (можливість використання ЗОР). Якщо такої інформації нема, то нею необхідно задатись. Розрахунок вимагає значних затрат часу, вибір простіший, але менш точний.

Як правило режим різання прир обробці конструкційних матеріалів (сталей) назначають в слідкуючому порядку:t

1.При назначенні глибини різання бажано забезпечити знімання припуску за один прохід. При чорновій обробці визначаючими є силові і міцності фактори, а при чистовій обробці визначаючою є точність обробленої поверхні.

2. Подача Sмм/об. При чорновій обробці подача обмежується міцністю державки інструменту, його пластинки, можливостями механізму подачі верстата і жорсткістю деталі. При чистовій обробці визначними є точність і шорсткість обробленої поверхні . Конкретні рекомендації по вибору подачі проведені у /4;8/. Орієнтовно подачу можна назначати в долях від глибини різання. S=(0,15-0,25)t при чорновій обробці і S=(0,05-0,15)tпри чистовій обробці. Вибране значення подачі корегується з врахуванням можливостей верстата (приймається ближче менше значення).

3. Стійкість різця Т хв. Залежить від умов роботи, властивостей інструментального матеріалу і приймається з довідників /4;8/. Орієнтовно для твердосплавних різців Т=45-60 хв. А для фасонних різців Т=120хв.

4. Швидкість різання V м/хв визначається по емпіричних формулах ( п.1.4) Вибір швидкості різання можна зробити на основі рекомендацій /4/. На основі прийнятої швидкості різання визначають необхідне число обертів шпинделя і коригують його по можливостях верстата.

5.Сила різання Pz (тангенціальна складова) визначається по емпіричній формулі, приведеній в п.1.5 стор 34.

6. Ефективна потужність різання Ne=кВт. Тут Vф – фактична шв