Обработка валов на токарном станке реферат

Обновлено: 05.07.2024

Токарная обработка (точение) – наиболее распространенный метод изготовления деталей типа тел вращения (валов, дисков, осей, пальцев, цапф, фланцев, колец, втулок, гаек, муфт и др.) на токарных станках. На них можно производить обтачивание и растачивание цилиндрических, конических, шаровых и профильных поверхностей этих деталей, подрезание торцов, вытачивание канавок, нарезание наружных и внутренних резьб, накатывание рифлений, сверление, зенкерование, развертывание отверстий и другие виды токарных работ. Иными словами обработка на токарных станках представляет собой изменение формы и размеров заготовки путем снятия припуска. Станок сообщает заготовке вращение, а режущему инструменту – движение относительно нее. Благодаря различным движениям заготовки и резца происходит процесс резания.

Обрабатываемость материалов резанием зависит от их химического состава, структуры, механических и физических свойств. При черновом точении обрабатываемость оценивают скоростью инструмента при соответствующей скорости и силе резания, а при чистовой – шероховатостью поверхности, точностью обработки и стойкостью инструмента.

Обрабатываемость металлов определяют методами, основанными на оценке изменений стойкости режущего инструмента при различных скоростях резания. Допустимую скорость резания как критерий оценки обрабатываемости применяют наиболее часто, так как скорость резания оказывает весьма существенное влияние на производительность, а следовательно, и на себестоимость обработки. Считается, что лучшую обрабатываемость имеет тот металл, который при прочих равных условиях, допускает более высокую скорость резания. На токарных станках обрабатывают такие конструкционные материалы, как чугун, сталь, цветные металлы и их сплавы, пластмассы.

2. Классификация токарных станков

В зависимости от вида выполняемых работ, степени автоматизации и специализации металлорежущие станки подразделяют на девять групп. Каждая группа, в свою очередь, подразделяется на девять подгрупп (типов станков).

Металлорежущие станки подразделяют: 1 группа – токарные станки; 2 – сверлильные и расточные; 3 – шлифовальные, заточные, полировальные и доводочные; 4 – комбинированные; 5 – зубообрабатывающие; 6 – фрезерные; 7 – строгальные, долбежные и протяжные; 8 – разрезные; 9 – разные.

Технология машиностроения – наука о производстве машин – изучает технологические процессы, применяемые на машиностроительных предприятиях при изготовлении машин требуемого качества, в установленном программой количестве и при наименьшей себестоимости.

Технология машиностроения рассматривает методы разработки и построения рациональных технологических процессов, выбор способа получения заготовки, технологического оборудования, инструмента и приспособлений, назначение режимов резания и установление технически обоснованных норм времени.

Задачи, решаемые для достижения поставленной цели:

1) Описать в общем виде процесс обработки данного изделия.

2) Дать характеристику обрабатываемому материалу.

3) Дать характеристику токарным резцам.

4) Изучить особенности современных металлообрабатывающих станков.

5). Выбрать металлообрабатывающий инструмент.

1. Процесс обработки изделия в общем виде

1.1 Область применения точения

Тело вращения может обрабатываться следующими методами обработки:

Точение (токарная обработка) - обработка резанием при помощи резцов наружных (обтачивание) и внутренних (растачивание) поверхностей тел вращения (цилиндрических, конических и фасонных), а также спиральных и винтовых поверхностей. Характеризуется вращательным движением заготовки (главное движение) и поступательным движением режущего инструмента (движение подачи) (рис.1).

Для точения цилиндрических поверхностей и поверхностей, прилегающих к ним и ограничивающих их длину (торцы, уступы, канавки, радиусы и т.п.), применяют проходные, подрезные (прямые и отогнутые), отрезные, канавочные и другие резцы с напайными пластинами из быстрорежущей стали или твердых сплавов и композиционных материалов.

Рис.1 Схема обработки заготовки методом точения: 1 – обрабатываемая поверхность; 2 – поверхность резания; 3 – обработанная поверхность (V - скорость резания, S_пр - подача продольная; t - глубина резания).

Токарной обработкой металлических деталей называется процесс удаления припуска с поверхности заготовки за счет стружкообразования. При этом возникают механические деформации, сопровождаемые трением и, как следствие, нагреванием изделия и рабочего инструмента. Одним из видов токарной обработки является точение валов.

Вал — это круглая цилиндрическая деталь, длина которой намного больше ее диаметра. Форма валов подразделяется на гладкую и ступенчатую. При обработке гладких валов должны выдерживаться заданные размеры и показатели шероховатости. К ступенчатым валам предъявляются дополнительные требования: соосность отдельных цилиндрических участков и соблюдение перпендикулярности уступов к оси вращения.

Общие сведения

Для изготовления валов используются заготовки с большим припуском, которые зажимаются в патроне и поджимаются задним центром. При черновой обработке необходимо максимально снять припуск, используя наибольшую глубину резания, определяемую мощностью станка. Оставшиеся припуски для окончательной обработки высчитываются исходя из конфигурации и размеров детали, методов последующей обработки.

При соотношении диаметра вала к его длине более чем 1:15 применяются подвижные и неподвижные люнеты. Эти поддерживающие устройства принимают на себя реакцию сил резания, не допуская деформаций заготовки. Этим повышается жесткость режущей системы и уменьшается вероятность возникновения нежелательных вибраций.

Чистовая обработка валов проводится в центрах, при этом конец вала закрепляется в поводковом патроне или используется хомутик. При обработке единичных изделий одна сторона вала проходится за одну установку с использованием всех необходимых инструментов. Крупные партии изделий изготавливаются на различных станках с использованием минимального набора инструментов.

Чистовая обработка проводится на высокоточном оборудовании. При этом обработка начинается с наибольшего диаметра, последовательно переходя на следующий меньший размер.

Обработка гладких валов

Изготовление гладкого вала заключается в обтачивании наружной цилиндрической поверхности. Работа выполняется проходным резцом с использованием продольной подачи. При этом заготовка устанавливается в центрах.

Центровые отверстия выполняются на различных станках: токарных, сверлильных, револьверных. На специальных двухсторонних центровальных станках проводится одновременное протачивание противоположных центров. В любом случае для этой операции применяются спиральные сверла, зенковки или комбинированный центровочный инструмент.

От точности выполнения центровочных отверстий, называемых установочными базами, зависит качество изготовления всей детали.

При изготовлении гладкого вала выполняются следующие операции:

Отрезание заготовки от общего прутка.
Обработка торцовой поверхности с последующим центрованием
Изготовление противоположной торцовой плоскости и ее центрование.
Черновая обработка одной половины заготовки, находящейся в центрах.
Черновая обработка второй части заготовки.
Последовательная чистовая обработка первой и второй части заготовки.

Надо сказать, что самым экономичным способом изготовления гладкого вала является применение калиброванной стали. При этом отпадает необходимость в обработке внешней цилиндрической поверхности. Но в большинстве случаев применяется сортовой прокат. Поэтому, выбирая заготовку, нужно брать наружный размер прутка с диаметром, наиболее близким к максимальному сечению будущего вала.

Изготовление ступенчатых валов

Ступенчатые валы изготавливают по двум схемам:

Деление припуска на части.
Деление длины заготовки на несколько отрезков.

Первая схема предполагает обработку заготовки с небольшой глубиной резания. При этом общее расстояние проходимое резцом получается больше. Во втором случае снятие припуска происходит за один проход с большой глубиной резания. При таком подходе необходим более мощный электропривод станка.

Перед обработкой цилиндрической поверхности подрезаются торцы. Операция проводится подрезным резцом с подачей в двух направлениях. Подрезание от центра к поверхности вала отличается менее шероховатым качеством плоскости.

Галтели (скругления между ступенями) выполняют проходным резцом с одновременной поперечной и продольной подачей. Радиус галтели зависит от диаметра ступени.

Канавки проходятся поперечной подачей фасонного резца с режущей частью равной ширине канавки. Широкие канавки выполняют в два приема: поперечной и продольной подачей.

Сверлят отверстия закрепленным в пиноли инструментом. Расточные резцы, закрепленные в резцедержателе, служат для прохода внутренних цилиндрических поверхностей.

Проходные резцы

Для гладких сквозных отверстий применяются проходные резцы. Упорные расточные резцы используются для изготовления глухих и ступенчатых отверстий.

Для отрезки готовой детали устанавливают отрезной резец и применяют поперечную подачу. При этом, для получения чистого среза лучше использовать резец с наклонной режущей кромкой. Прямая кромка разрушает срез и требуется дальнейшая подрезка торца.

Массовое производство ступенчатых валов организуется следующими методами:

Обработка на обычных станках без использования специальной оснастки.
Обработка с применением дополнительных приспособлений на специально настроенных станках.
Работа на станках с копировальными устройствами.

Для изготовления валов обычной точности необходимо не более двух установок заготовки. Токарная обработка за три-четыре установки требуется для изготовления валов высокой точности и в случаях, когда заготовка имеет неравномерные припуски.

Черновые и чистовые операции должны быть разделены по времени. Это необходимо для снятия внутренних механических напряжений металла, возникших при первичной обработке.

Пример отработки технологии на вал:

Дробление у заказчика

Станок с ЧПУ - РМЦ 3000 мм, максимальный диаметр обработки - 800мм. При обработке в центрах заготовки типа вал длиной 1916 мм и диаметром 200 мм выявлено сильное дробление при выполнении чернового и чистового проходов. При перевороте вала его диаметр в самом тонком месте - 159 мм, дробление увеличивается.

Диагностика проблемы

1. Проверка фундамента станка
2. Проверка жесткости станка
3. Проверка геометрической точности станка по контрольным оправкам
4. Проверка станка на точность прибором Renishaw ballbar QC20W

В ходе анализа проблемы было выявлено:
- станок установлен на фундамент с нарушением технологии (не держат анкера)
- центровка отверстия под вращающий центр не соответствует нормам (очень маленькое)
- кулачки не проточены и установлены на несоответствующий вылет
- несоответствующий режущий инструмент и режимы обработки

Решение
- проработка технологии
- расчет времени изготовления

Результат

На финальной стадии обработки после изменения фундамента и технологии вал сдан Заказчику по нормам точности. Запущено серийное производство. Обработка вала велась с переворотом. Отклонение от расчетного времени резания составило 96 секунд

Токарная обработка — один из возможных способов обработки изделий путем срезания с заготовки лишнего слоя металла до получения детали требуемой формы, размеров и шероховатости поверхности. Она осуществляется на металлорежущих станках, называемых токарными.
На токарных станках обрабатываются детали типа тел вращения: валы, зубчатые колеса, шкивы, втулки, кольца, муфты, гайки и т.д.
Основными видами работ, выполняемых на токарных станках, являются: обработка цилиндрических, конических, фасонных, торцовых поверхностей, уступов; вытачивание канавок; отрезание частей заготовки; обработка отверстий сверлением, растачиванием, зенкерованием, развертыванием; нарезание резьбы; накатывание (рис. 1).

Содержание

1. Введение. Общие сведения о токарной обработки
2. Токарно-винторезный станок
3. Токарно-карусельные станки
3.1 Функции токарно-карусельных станков
3.2 Принцип работы токарно-карусельных станков

3.3 Применение токарно-карусельных станков

Список использованной литературы

Прикрепленные файлы: 1 файл

Реферат Тема- Токарная обработка металла.doc

Содержание

1. Введение. Общие сведения о токарной обработки

2. Токарно-винторезный станок

3. Токарно-карусельные станки

3.1 Функции токарно-карусельных станков

3.2 Принцип работы токарно-карусельных станков

3.3 Применение токарно- карусельных станков

Список использованной литературы

1. Введение

На токарных станках обрабатываются детали типа тел вращения: валы, зубчатые колеса, шкивы, втулки, кольца, муфты, гайки и т.д.

Основными видами работ, выполняемых на токарных станках, являются: обработка цилиндрических, конических, фасонных, торцовых поверхностей, уступов; вытачивание канавок; отрезание частей заготовки; обработка отверстий сверлением, растачиванием, зенкерованием, развертыванием; нарезание резьбы; накатывание (рис. 1).

Инструменты, применяемые для выполнения этих процессов, называются режущими. При работе на токарных станках используются различные режущие инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, резьбонарезные головки и др.

Процесс резания подобен процессу расклинивания, а рабочая часть режущих инструментов — клину (рис. 2).

При действии усилия на резец его режущая кромка врезается в заготовку, а передняя поверхность, непрерывно сжимая лежащий впереди слой металла и преодолевая силы сцепления его частиц, отделяет их от основной массы в виде стружки. Слой металла, срезаемый при обработке, называется припуском.

Все способы обработки металлов, основанные на удалении припуска и превращении его в стружку, определяются понятием резание металла. Для успешной работы необходимо, чтобы процесс резания протекал непрерывно и быстро. Форма обрабатываемой детали обеспечивается, с одной стороны, относительным движением заготовки и инструмента, с другой, — геометрией инструмента.

Процесс резания возможен при наличии основных движений: главного движения — вращения заготовки и поступательного движения резца, называемого движением подачи, которое может совершаться вдоль или поперек изделия, а также под постоянным или изменяющимся углом к оси вращения изделия.

Рис. 1. Основные виды токарных работ:

а - обработка наружных цилиндрических поверхностей; б - обработка наружных конических поверхностей; в - обработка торцов и уступов; г — вытачивание канавок, отрезка заготовки; д - обработка внутренних цилиндрических и конических поверхностей; е - сверление, зенкерование и развертывание отверстий; ж - нарезание наружной резьбы; з - нарезание внутренней 'резьбы; и — обработка фасонных поверхностей; к - накатывание рифлений; 1 проходной прямой резец; 2 - проходной упорный резец 3 - проходной отогнутый резец; 4 - отрезной резец; 5 - канавочный резец; б - расточной резец; 7 - сверло; 8 - зенкер; 9 - развертка; 10 — резьбовой резец; 11 - метчик; 12 - фасонный резец; 13 - накатка (стрелками показаны направления перемещения инструмента вращения заготовки)

Рис. 2. Схемы работы клина (а) и резца (6):

1 — стружка; 2 — резец; 3 — заготовка; 4 — снимаемый слой металла; Р сила, действующая на резей и клин при работе; (5 — угол заострения.)

Вращение заготовки называется главным движением, так как оно выполняется с большей скоростью. На обрабатываемой заготовке выделяются следующие поверхности; обрабатываемая, обработанная и поверхность резания. При срезании припуска образуется элемент, называемый стружкой.

Выделяются следующие виды стружки (рис. 3):

Рис. 4. Токарные станки:

а — токарно-винторезный, б — токарно-револьверный, в — лоботокарный, г — токарно-карусельный

Токарная обработка выполняется на токарных станках разных типов, различающихся по назначению, компоновке, степени автоматизации и другим признакам.

К станкам токарной группы относятся: токарно-винторезные, токарно-револьверные, лоботокарные, токарно-карусельные (рис. 4), токарные автоматы и полуавтоматы, токарные станки с программным управлением.

2. ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫЙ СТАНОК

2.1 Устройство и классификация

Рисунок 1. Сборочные единицы (узлы) и механизмы токарно- винторезного станка:

1 - передняя бабка, 2 - суппорт, 3 - задняя бабка, 4 - станина, 5 и 9 - тумбы, 6 - фартук, 7 - ходовой винт, 8 - ходовой валик, 10 - коробка подач, 11 - гитары сменных шестерен, 12 – электро-пусковая аппаратура, 13 - коробка скоростей, 14 – шпиндель.

Токарно-винторезные станки предназначены для обработки, включая нарезание резьбы, единичных деталей и малых групп деталей. Однако бывают станки без ходового винта. На таких станках можно выполнять все виды токарных работ, кроме нарезания резьбы резцом.

Техническими параметрами, по которым классифицируют токарно-винторезные станки, являются наибольший диаметр наибольшая длина L обрабатываемой заготовки (детали) и масса станка. Наибольшая длина L обрабатываемой детали определяется расстоянием между центрами станка.

Легкие токарные станки применяются в инструментальном производстве, приборостроении, часовой промышленности, в экспериментальных и опытных цехах предприятий. Эти станки выпускаются как с механической подачей, так и без нее.

На средних станках производится 70 - 80% общего объема токарных работ. Эти станки предназначены для чистовой и получистовой обработки, а также для нарезания резьб разных типов и характеризуются высокой жесткостью, достаточной мощностью и широким диапазоном частот вращения шпинделя и подач инструмента, что позволяет обрабатывать детали на экономичных режимах с применением современных прогрессивных инструментов из твердых сплавов и сверхтвердых материалов. Средние станки оснащаются различными приспособлениями, расширяющими их технологические возможности, облегчающими труд рабочего и позволяющими повысить качество обработки, и имеют достаточно высокий уровень автоматизации.

3. Токарно-карусельные станки

Токарно-карусельный станок 1Л532

Станки предназначены для токарной обработки деталей больших габаритов. На этих станках можно выполнять точение и растачивание цилиндрических и конических поверхностей, подрезать торцы, прорезать канавки. При оснащении станка дополнительными устройствами на них можно точить фасонные поверхности по копиру. Можно производить фрезерование, шлифование, и нарезание резьбы резцом.

Основным узлом является стол. На нём находится планшайба, на которой крепится заготовка. Две стойки. Стойки соединяются порталом. По двум стойкам перемещается траверса. На траверсе находится два суппорта. Правый суппорт — револьверный суппорт. Он состоит из продольной каретки и ползуна (перемещающегося вертикально). На ползуне расположена револьверная головка. В отверстия револьверной головки устанавливается державки с инструментом. Револьверный суппорт используется при подрезании торцов при сверлении отверстий, иногда для обработки наружных поверхностей. Второй суппорт называется расточным суппортом. Он состоит из продольной каретки, на которой устанавливается поворотная часть, на которой есть ползун, на который устанавливается резцедержатель. Расточной суппорт используется при растачивании отверстий, прорезания внутренних канавок и при обработке конических поверхностей. На правой стойке расположен боковой суппорт. Он состоит из продольной каретки, ползуна и резцедержателя и предназначен для обработки наружных поверхностей.

3.1 Функции токарно-карусельных станков.

Карусельное оборудование – это тип промышленного оборудования, используемый на производстве предприятий для обработки металлических деталей небольших размеров со значительной массой, а также изделий с малой длинной при большом диаметре. Оборудование является сложноустроенной техникой. Карусельные машины многофункциональны, обладают высоким уровнем производительности и имеют возможность для расширения своего технического потенциала. С помощью станков можно осуществлять обработку деталей в соответствии со строгими стандартами качества. Оборудование позволяет выполнять множество технологических операций: растачивание и обтачивание различных типов поверхностей (цилиндрических, фасонных, конических), подрезание торцов. Применение дополнительных приспособлений позволяет расширить технологические возможности станков. С их помощью на машинах можно проводить шлифование, фрезерование, долбление поверхностей и нарезание резьб. В случае оснащения станка револьверной головкой машина позволяет сверлить, зенкеровать и развертывать отверстия. Суппорты также могут снабжаться специальными инструментами, применение которых не только способствует увеличению производительности оборудования, но и появлению возможности обработки массивных деталей с большим диаметром.

3.2 Принцип работы токарно-карусельных станков.

Станки могут быть одноколонными или двухколонными. В конструкции оборудования в зависимости от типа модели могут находиться электронные и гидравлические механизмы. Машины оснащены вертикальными и боковыми суппортами. Один из вертикальных суппортов снабжен поворотно-револьверной головкой. В процессе функционирования возникает движение нескольких элементов (шпинделя и стола с закрепленной заготовкой, дополнительных суппортов, поперечины).

Планшайба (или стол) служит для установки на ней обрабатываемой детали. Для достижения максимальной точности заготовку прикрепляют к столу при помощи специальных кулачков. В результате деталь стягивается собственным радиальным перемещением. Планшайба может свободно передвигаться и вращаться относительно оси шпинделя. Деталь, установленная на ней, также вращается. В процессе ее перемещения масса и нагрузка переходит на круговые направляющие стола. Основные движения в станке выполняют боковые и горизонтальные суппорты в результате их горизонтальных и вертикальных перемещений. При горизонтальном движении осуществляется обработка торцевых поверхностей и канавок, при вертикальном - обработка наружных поверхностей.

3.3 Применение токарно-карусельных станков.

Оборудование используется для выполнения различных работ. Поэтому станки применяются на различных предприятиях (металлообрабатывающих, машиностроительных, на производстве атомных станций и гидроэлектростанций). Современная техника автоматизируется и оснащается системой программного управления. Модернизация способствует повышению производительности предприятий и улучшению качества обработки деталей. Производство токарно-карусельных станков осуществляется в соответствии с определенными стандартами, которые определяют степень нагрузки и характер использования машины. Оборудование изготавливается отечественными и зарубежными предприятиями. Каждая модель имеет свое руководство по эксплуатации.

Список использованной литературы

1. Грачев Л.Н. Констукции и наладка станка с программным управлением и роботизированных комплексов. - М Высшая школа,1986

2. Ермаков Ю.М. Токарно- винторезные станки. М.: Машиностроение, 1990.

3.Камышный Н.И. . Конструкция и наладка токарных автоматов и полуавтоматов. – М: Высшая школа, 1975.

4.Кузнецов Ю.Н. Станки с ЧПУ – Высшая школа, 1991.

5.Локтева С.Е. Станки с программным управлением и промышленные роботы. –М.: Машиностроение,1986.

Читайте также: