s и скорость резания v (рис. 7.1).
Рис. 7.1. Схема получения вида стружки в зависимости от вида обработки:
а — наружное обтачивание; б — отрезание; в — подрезание; г — растачиваниеГлубиной резания t (мм) называется слой металла, срезаемый за один рабочий проход резца,7 измеряемый как расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями и определяемый по формуле:
t = (D — d)/2,
где D — наибольший и d — наименьший диаметры обработки, мм.
Скорость резания при токарной обработке — скорость перемещения в главном движении режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности детали в единицу времени (м/мин). При точении скорость резания определяется по формуле:
где D — наибольший диаметр обработки, мм; n — частота вращения детали, мин–1.
Подачей s называется величина перемещения режущей кромки за один оборот обрабатываемой детали.
В зависимости от направления, по которому перемешается резец при точении относительно оси центров станка, различают:
● продольную подачу — вдоль оси центров;
● поперечную подачу — перпендикулярно к оси центров;
● наклонную подачу — под углом к оси центров (при обтачивании конической поверхности).
Кроме глубины резания и подачи, различают еще толщину и ширину среза (стружки).
Шириной среза b (мм) называют расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностью, измеренное по поверхности резания.
Толщиной среза называют расстояние между двумя последовательными положениями режущей кромки за один оборот детали, измеряемое перпендикулярно к ширине среза (рис. 7.2). Толщина среза измеряется в миллиметрах и обозначается буквой а. Зависимость толщины среза от величины подачи s и угла в плане φ выражается формулой:а = s * sin φ.
Площадью поперечного сечения среза называют произведение глубины резания t на подачу s или ширины среза b на толщину а. Площадь поперечного сечения среза обозначается буквой f (мм2) и определяется по формуле:
f= t * s = а * b
Рис. 7.2. Элементы резания в зависимости от вида обработки:
а — наружное обтачивание, б — отрезание, в — подрезание, г — растачивание7.2. Токарно-винторезные станки
Токарные станки составляют наиболее многочисленную группу металлорежущих станков на машиностроительных заводах и являются весьма разнообразными по размерам и по типам.
Основными размерами токарных станков являются:
● наибольший допустимый диаметр обрабатываемой заготовки над станиной, или высота центров над станиной;
● расстояние между центрами, т. е. расстояние, равное наибольшей длине детали, которая может быть установлена на данном станке.
Все токарные станки по высоте центров над станиной могут быть разделены на:
● мелкие станки — с высотой центров до 150 мм;
● средние станки — с высотой центров 150–300 мм;
● крупные станки — с высотой центров более 300 мм.
Расстояние между центрами у мелких станков не более 750 мм, у средних — 750, 1000 и 1500 мм, у крупных — от 1500 мм и больше. Наиболее распространены на машиностроительных заводах средние токарные станки.
По типам различают:
● токарно-винторезные станки, предназначенные для выполнения всех токарных работ, включая нарезание резьбы резцом (эти станки имеют самое широкое распространение);
● токарные станки, предназначенные для выполнения разнообразных токарных работ, за исключением нарезания резьбы резцом.
К станкам токарной группы относятся револьверные, карусельные и многорезцовые токарные станки; токарные автоматы и полуавтоматы; специальные токарные станки, например для обработки коленчатых валов, вагонных осей и др.
При выполнении работ на токарных станках обрабатываемая заготовка получает вращательное движение, а резец — поступательное перемещение, или движение подачи. Сочетание таких движений обеспечивает получение разнообразных поверхностей вращения: цилиндрических, конических, фасонных и др.
Станки токарной группы имеют однотипную компоновку узлов.
Рассмотрим основные узлы станка на примере токарно-винторезного станка (рис. 7.3): станина 21, передняя бабка с коробкой скоростей 2, задняя бабка 15, коробка подач 23, суппорт 10 с фартуком 20, привод быстрых перемещений суппорта 17, гитара со сменными колесами 7, шкаф с электрооборудованием 16. У многих моделей универсальных токарных станков отсутствуют привод быстрых перемещений суппорта и шкаф с электрооборудованием.
Станина с двумя ножками (тумбами) служит для установки на ней всех остальных узлов станка. Ее изготовляют обычно из серого чугуна. На верхней части предусмотрены направляющие, по которым перемещаются каретка суппорта и задняя бабка.
Передняя бабка представляет собой коробку скоростей, неподвижно закрепленную на станке и предназначенную для вращения обрабатываемой детали с разной скоростью. Важная часть передней бабки — шпиндель, представляющий собой стальной пустотелый вал, установленный в подшипниках. На наружном конце шпинделя имеются посадочные поверхности для установки патрона или планшайбы. Коническое отверстие в переднем конце шпинделя служит для установки хвостовика центра в случае обработки деталей в центрах. Сквозное отверстие в шпинделе используют для размещения длинных заготовок (прутков) и удаления из шпинделя центров.Рис. 7.3. Схема токарно-винторезного станка
Задняя бабка служит для подержания правого конца длинных заготовок с помощью центра 4 (рис. 7.4а), для крепления инструмента (сверла, зенкера, развертки) при обработке отверстий, а также используется при обточке конических поверхностей. Центры и инструменты устанавливают в пиноли 6. Ее осевое перемещение выполняют маховиком 9 с помощью винта 7 и гайки 8. Пиноль закрепляют в требуемом положении рукояткой 5. Для точения конусов корпус 3 смещают винтом 10 по направляющим нижней плиты 2 в поперечном направлении. Заднюю бабку можно перемещать по направляющим станины 1 и закреплять в определенном месте болтами с гайками и планкой.
Коробка подач служит для получения различных подач. Она получает движение от шпинделя станка через механизм гитары со сменными зубчатыми колесами. От коробки подач движение передается ходовому валику или ходовому винту.
Суппорт предназначен для закрепления и подачи режущего инструмента. Он состоит из 4 основных частей: каретки (нижних салазок) 8 (рис. 7.4б), нижней 6, средней поворотной 5 и верхней 2 (верхних салазок) частей. Каретка 8 перемещается в продольном направлении по направляющим станины как механически (от ходового винта или ходового вала), так и вручную. Нижняя часть суппорта 6 движется по направляющим каретки в поперечном направлении также механически и вручную.
Механический привод суппорта осуществляется от фартука через зубчатые колеса на поперечный винт каретки 9, а ручное перемещение — посредством рукоятки 7 Среднюю часть суппорта 5 можно поворачивать относительно нижней части в обе стороны на угол 45° и закреплять в требуемом положении двумя болтами 3 и гайкой 4. Поворот суппорта используют при точении конусов. Верхняя часть 2 суппорта, несущая резцовую головку 7, перемещается только вручную по направляющим средней части суппорта 5 от рукоятки с помощью винта и гайки. Благодаря независимому перемещению каждой из основных частей суппорта режущему инструменту можно сообщать продольное, поперечное и криволинейное движение, а также движение под углом (для точения на конус). Гайка ходового винта нижней части поперечного суппорта сделана разрезной и состоит из двух половинок 11 и 10.
Фартук прикреплен к нижней части суппорта и служит для размещения механизмов преобразования вращательного движения ходового винта или ходового вала в поступательное движение подачи суппорта.
Для управления станком служат рукоятки, маховички и другие органы управления (см. рис. 7.3): 3 и 6 — рукоятки переключения скоростей; 4 — рукоятка переключения звена увеличенного шага; 5– «грибок» управления для нарезания правых и левых резьб; 7 — маховичок ручного продольного перемещения суппорта; 8 — ползунок с пуговкой для включения и выключения реечной шестерни фартука; 9 — рукоятка ручного поперечного перемещения суппорта; 11 — кнопочная станция; 12 — рукоятка ручного перемещения верхней части суппорта; 13 — кнопка включения быстрых перемещений суппорта; 14 — рукоятка включения, выключения, реверсирования продольной и поперечной подач суппорта; 18 и 22 — рукоятки включения, выключения и реверса шпинделя; 19 — рукоятка включения маточной гайки фартука; 24 и 25 — рукоятки управления коробкой подач.Рис. 7.4. Схемы задней бабки (а) и суппорта (б) токарно-винторезного станка
7.3. Режущий инструмент: виды, назначение
Основные части и элементы резца
Резец состоит из двух основных частей — головки и стержня (рис. 7.5а).
Головка — это режущая часть резца; стержень служит для закрепления резца в резцедержателе. Головка резца состоит из передней поверхности, по которой сходит стружка, задних поверхностей, обращенных к обрабатываемой детали, и режущих кромок. Одна из задних поверхностей называется главной , а другая — вспомогательной .
Режущие кромки получаются от пересечения передней и задних поверхностей. Различают главную и вспомогательную режущие кромки. Основную работу резания выполняет главная режущая кромка.
Вершиной резца называется пересечение главной и вспомогательной режущих кромок. Вершина может быть острой или закругленной.
Углы резца . У резца имеются углы (рис. 7.5б): передний угол, задний угол, главный угол в плане и др.Рис. 7.5. Основные части и элементы резца (а); углы резца (б)
Передний угол γ служит для создания наиболее благоприятных условий деформации срезаемого слоя и стружкоотделения.