Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра Технология машиностроения

Реферат

«Основы технологии машиностроения»

Тема: «Станки сверлильно-расточной группы»

Группа: ММ - 001

Студент: Скороход К.А.

Преподаватель: Еремина А.С.

Новосибирск 2013



Содержание

• Введение
• 1. Определение, назначение и сущность процесса сверления и растачивания
• 2. Оборудование, применяемое при сверлении и растачивании

2.1 Сверлильные станки, виды, характеристики, область применения

• 3. Инструменты и технологическая оснастка
• 4. Экономическое обоснование выбора методов обработки
• Заключение
• Список используемой литературы
• 

Введение

Сверлильные станки -- группа металлорежущих станков, предназначенных для получения сквозных и глухих отверстий в сплошном материале, для чистовой обработки, расточки отверстий, образованных в заготовке каким-либо другим способом, для нарезания внутренних резьб, для зенкования торцовых поверхностей.

Станки сверлильно-расточной группы используются для сверления отверстий, рассверливания, зенкерования, растачивания и развертывания отверстий, подрезки торцов резцами, фрезерования поверхностей и пазов, нарезания резьбы метчиками, резцами и другими инструментами (рисунок 1). Существуют следующие основные типы сверлильных и расточных станков:

Рисунок 1 Станки сверлильно-расточной группы: а -- вертикально-сверлильный, б -- радиально-сверлильный, в -- горизонтально-расточной, г -- координатно-расточной

1. 1. Вертикально-сверлильные станки применяют преимущественно для обработки отверстий в деталях сравнительно небольшого размера (рисунок 1, а). Для совмещения осей обрабатываемого отверстия и инструмента на этих станках предусмотрено перемещение стола станка 7 вместе с заготовкой относительно инструмента 6.

2. Радиально-сверлильные станки (рисунок 1, б) используют для сверления отверстий в деталях больших размеров. На этих станках совмещение осей отверстий и оси шпинделя с инструментом 6 достигается перемещением шпиндельной бабки 5 по направляющим поворотной траверсы 4 относительно неподвижной детали.

3. Горизонтально-расточной станок (рисунок 1, в) предназначен для растачивания и сверления отверстий, фрезерования и обтачивания вертикальных плоских поверхностей набором фрез или резцом, нарезания резьб и других операций при обработке заготовок корпусных деталей в мелкосерийном и серийном производстве.

4. Координатно-расточные станки предназначены для обработки отверстий (рисунок 1, г) с высокой точностью и их взаимным расположением относительно базовых поверхностей в корпусных деталях, кондукторных плитах, штампах в единичном и мелкосерийном производстве.



1. Определение, назначение и сущность процесса сверления и растачивания

сверление растачивание станок отверстие

Сверлильные и расточные станки относятся к группе часто используемых металлорежущих станков. Принцип их действия основан на том, что методом расточки при помощи резцов производится обработка стенок отверстий круглых сечений.

Сверление применяется: для получения неответственных отверстий, невысокой степени точности и чистоты, например под крепежные болты, заклепки, шпильки. Рассверливанием называется процесс увеличения диаметра отверстия при помощи сверла (рисунок 2 ).

Отверстия применяются для соединения деталей болтами, винтами, заклепками или другими крепежными деталями; получения и под последующее нарезание резьбы.

Точность сверления может быть повышена благодаря тщательному регулированию станка, правильно заточенному сверлу или сверлением при помощи специального приспособления, называемого кондуктором.

При сверлении различают сквозные, глухие и неполные отверстия. Высококачественное отверстие обеспечивается правильным выбором приемов сверления, правильным расположением сверла относительно обрабатываемой поверхности и совмещением оси сверла с центром (осью) будущего отверстия

Процесс резания при сверлении может быть осуществлен при наличии двух рабочих движений режущего инструмента по отношению к обрабатываемой детали: вращательного движения и подачи.

Для сверления обрабатываемую заготовку (деталь) неподвижно закрепляют в приспособлении, а сверлу сообщают два одновременных движения

· вращательное - которое называется главным (рабочим) движением, или движением резании;

· поступательное направленное вдоль оси сверла, которое называется движением подачи.

При сверлении под влиянием силы резания происходит отделение частиц металла и образование элементов стружки

Для получения отверстий под нарезание резьбы, применяется развертывание и зенкерование Рассверливанием называется процесс увеличения диаметра отверстия при помощи сверла.

Рисунок 2 Рабочие движения при сверлении

Скоростью резания V называется окружная скорость сверла, измеряемая по его наружному диаметру. Скорость резанья рассчитывается по формуле:

где v - скорость резанья, D-диаметр сверла, n- число оборотов в минуту сверла;

Величина скорости резанья зависит от обрабатываемого материала, диаметра и материала сверла и формы его заточки, подачи, глубины резания.

Подача s -- величина перемещения сверла вдоль оси за один оборот или за один оборот заготовки (если вращается заготовка, а сверло движется поступательно). Она измеряется в мм/об. так сверло имеет две режущие кромки, то подача на одну режущую кромку будет:

Плавильный выбор подачи имеет большое значение для стойкости режущего инструмента. Всегда выгоднее работать с большой подачей и меньшей скоростью резания, в этом случае сверло изнашивается медленнее.

Однако при сверлении отверстий малых диаметров величина подачи ограничивается прочностью сверла. С увеличением диаметра сверла прочность его возрастает, позволяя увеличивать подачу; следует учесть, что увеличение подачи ограничивается прочностью станка.

При выборе режимов резания в первую очередь подбирают наибольшую подачу в зависимости от качества обрабатываемой поверхности, прочности сверла и станка и других факторов; затем устанавливают такую максимальную скорость резания, при которой стойкость инструмента между переточками будет наибольшая.

Для обработки точных отверстий со строгими требованиями по размерам прямолинейности осей, межосевым расстоянием, а также для образования отверстий больших диаметров применяют операцию расточки.

Растачивание - процесс механической обработки внутренних поверхностей расточными резцами для увеличения их диаметра. Осуществляется при помощи, расточных металлорежущих станков. Сущность процесса расточки состоит:

· в обработке отверстий больших диаметров;

· в растачивании отверстий с выдержкой высокоточных размеров по величине, сносности, данной координате;

· в сверлении отверстий без предварительной разметки по заданным координатам, обеспечивая большую точность межосевых расстояний и перпендикулярность отверстий.

Растачивание производится расточными резцами. На расточной резец действуют сила резания, которую можно измерить [8].



2. Оборудование, применяемое при сверлении и растачивании

2.1 Сверлильные станки, виды, характеристики, область применения

Станки сверлильной группы предназначены для обработки всех типов круглых отверстий и в редких случаях - многогранных отверстий [3].

В зависимости от вида технологических операции, выполняемых на станках, а также степени автоматизации и специализации станка все металлорежущие станки подразделяются на 9 групп 132 вин.

Сверлильные станки согласно классификации относятся ко второй группе (первая цифра в обозначении станка - 2 ) [1].

Сверлильные станки делятся на три группы: универсальные (общего назначения), специализированные и специальные.

Универсальные станки являются самой многочисленной группой в парке сверлильного оборудования. На них можно производить все технологические операции, характерные для обработки отверстий (сверление, нарезание резьбы, зенкерованне, развертывание). К универсальным относятся вертикально- и радиально-сверлильные станки.

Все вертикально-сверлильные станки могут быть разделены на три группы:

1. станки легкие;

2. настольные с наибольшим диаметром сверления 3, 6 и 12 мм;

3. средних размеров с наибольшим диаметром сверления 18, 25, 35 и 50 мм;

5. тяжелые станки с наибольшим диаметром сверления 75 мм.

Наибольшее распространение имеет одношпиндельные вертикально сверлильные станки.

Характерной особенностью вертикально-сверлильных станков является вертикальное расположение шпинделя. Одной из разновидностей вертикально-сверлильных станков являются настольные станки.

Настольные вертикально-сверлильные (см рисунок 3)станки применяют в единичном и мелкосерийном производстве -- в механических, инструментальных и других цехах металлообрабатывающих предприятий для сверления в мелких изделиях отверстий диаметром от 5 до 12 мм. Они устанавливаются на верстаке и крепятся к нему болтами. Эти станки выпускаются различных моделей. Однако почти у всех станков вращение передается шпинделю от электродвигателя клиноременной передачей. Кроме того, режущий инструмент в осевом направлении перемещается не механически, а вручную, рукояткой осевой подачи шпинделя.

Рисунок 3 Настольный сверлильный станок 2М112: 1 - колонна, 2 - привод, 3 - механизм подъема, 4 - кронштейн, 5 - стол, 6 - рукоятка ручной подачи шпинделя, 7 - шпиндель, - шпиндельная бабка

Инструменты и технологическая оснастка

1. Инструменты и технологическая оснастка, применяемая при сверлении

Отверстие на сверлильных станках обрабатываются различными режущими инструментами: сверлами, зенкерами, развертками, резцами и метчиками.

Изготавливаются из быстрорежущих углеродистых и легированных сталей, также они могут быть оснащены пластинками из твердых сплавов.

Наибольшее распространение в промышленности получили спиральные сверла. Они изготавливаются диаметром от 0,1 до 80мм. Спиральные сверла состоят из рабочей части, хвостовика (конусного или цилиндрического), служащего для крепления сверла в шпинделе станка или патроне, и лапки которые являются упором для удаления сверла из шпинделя [1]. Форма хвостовой части сверла выбирается в зависимости от способа его крепления (для патрона - квадратный хвостовик, для конуса шпинделя-конусный). Рабочая часть сверла представляет собой цилиндрический стержень с двумя спиральными канавками, направленными под углом 60 к оси сверла и предназначенными для образования режущей части и отвода стружки [6].

На рисунке 4 изображены спиральные сверла.

Рисунок 4 - Спиральные сверла: а - с цилиндрическим хвостовиком; б - с коническим хвостовиком; в - конструкция и элементы сверла: 1 - режущая часть; 2 - ленточка; 3 - хвостовик; 4 - шейка; 5 - рабочая часть; 6 - переходный конус; 7 - спинка; 8 - канавка, 9 - лапка; 10 - передняя поверхность; 11 - поперечная кромка; 12 - лезвие перемычки; 13 - зуб.

Кроме спиральных сверл применяют также перовые сверла, сверла для глубокого сверления, центровочные сверла и.т.д.

Зенкеры

Служит для дальнейшей обработки ранее просверленных отверстий. В отличии от спиральных сверл зенкеры имеют 3 или 4 режущие кромки и у них отсутствует перемычка [1].

Зенкеры бывают двух типов: цельные с коническим хвостовиком и насадные (цельные и со вставными ножами).

Рабочая часть цельного зенкеры выполняется из быстрорежущей стали, и приваривается к коническому хвостовики из конструкционной стали. Они как сверла закрепляются в коническом отверстии шпинделя станка. Их изготавливают трехзубыми. Ими обрабатывают отверстия диаметром до 35мм.

Развертки

Применяют для окончательной обработки отверстий с целью получения высокой точность и меньших параметров шероховатости поверхности. По своей конструкции и назначению развертки делятся: на ручные и машинные, цилиндрические и конические, насадные и цельные.

Ручные - изготавливают с цилиндрическим хвостовиком, ими вручную обрабатывают отверстия диаметром от 3 до 50 мм.

Машинные - выпускают с цилиндрическими и коническими хвостовиками, обрабатывают отверстия на сверлильном или токарном станке диаметром от 3 до 100 мм.

Насадные развертки-изготавливают из быстрорежущей стали или оснащаются пластинками из твердых сплавов. Их крепят на станке через специальную оправку. Они служат для развертывания отверстия диаметром от 25 до 300мм [1].

Конические - применяют для развертывания конических отверстий.

Цельные - изготавливают из инструментальной углеродистой легированной или быстрорежущей стали.

Для работы в твердых металлах развертки оснащают пластинками из твердого сплава [1].

Метчики

Применяют для нарезания внутренних резьб. По своей конструкции и назначению они делятся на следующие виды:

- ручные - для нарезания дюймовых, метрических и трубных резьб вручную (в комплекте 2-3 метчика).

- гаечные - для нарезания метрических и дюймовых резьб в гайках и различных деталях на сверлильных станках.

- машинные - для нарезания метрических, дюймовых и трубных резьб в сквозных или глухих отверстиях на сверлильных или токарных станках.

Метчики изготавливаются из инструментальных углеродистых, легированных и быстрорежущих сталей [1].

В процессе резания все выше рассмотренные инструменты изнашиваются.

Виды износа, причины поломок и способы их устранения определяется по специальным таблицам. Для повышения износостойкости инструмента применяют методы упрочения: электроэрозионный, плазменный, лазерный, и.т.д.

Режущие инструменты подвергаются заточке по мере их затупления. Правильная заточка увеличивает, стойкость инструмента и производительность, обеспечивает получение требуемого параметра шероховатости поверхности и точности обработки отверстий. Рекомендуемые формы заточек и размеров режущих элементов выбираются из специальных таблиц в зависимости от обрабатываемого материала и назначения [1].

Технологическая оснастка

Для правильной установки и закрепления обрабатываемых заготовок на столе сверлильного станка применяют различные приспособления: тиски машинные (винтовые, эксцентриковые и пневматические), призмы, упоры, угольники, кондукторы, специальные приспособления и др.

Машинные тиски.

Машинные винтовые тиски широко используют (рисунок 5,а) в единичном производстве. Они состоят из основания 4, закрепляемого на столе станка болтами, подвижной губки 2, неподвижной губки 3, винта 1 и рукоятки 5. Заготовка крепится между губками поворотом рукоятки, сообщающей вращение винту.

Рисунок 5 Машиностроительные тиски: а - общий вид тисок, б - тиски

Кроме того применяются быстродействующие машинные тиски с рычажно-кулачковым механизмом; в серийном и массовом производстве применяются пневматические машинные тиски и пневмогидравлические тиски [1].

Кондукторы для закрепления заготовок

Обеспечивают правильное положение инструмента относительно оси обрабатываемого отверстия на сверлильных станках.

Применение кондукторов устраняет необходимость в разметке, нанесении центровых отверстий, и других операций, связанных со сверлением по разметке. Поэтому их широко используют в серийном и массовом производстве.

Поворотные и пердвижные приспособления

К числу поворотных и передвижных приспособлений, используемых сверлильных станках, относятся нормализованные стойки, поворотные и передвижные столы, применяемые для обработки отверстий обычно вместе со съемными рабочими приспособлениями - поворотным кондукторами для установки и закрепления обрабатываемой заготовки и направления режущего инструмента. Поворотные приспособления, имеющие горизонтальную ось вращения делительной планшайбы, называют поворотными стойками, а приспособления с вертикальной осью вращения - поворотными столами[1].

Патроны

Для закрепления сверл, а также разверток, зенкеров и зенковок применяются специальные приспособления -- патроны и переходные втулки. Патроны укрепляются в шпинделе сверлильного станка или дрели и от шпинделя передают вращение и подачу сверлу [6].

Патроны бывают различной конструкции:

· двухкулачковый патрон состоит из корпуса, в пазах которого перемешаются навстречу друг другу или раздвигаются два стальных закаленных кулачка. Кулачки перемещаются при вращении винта, имеющего на одном конце правую, а на другом -- левую резьбу. Такая же резьба имеется и на кулачках.

· трехкулачковый патрон, представляющий собой хвостовик , на который навинчена втулка, с резьбой на наружной поверхности. На эту резьбу навертывается корпус с внутренним конусом. При навертывании корпуса три кулачка, прижатые к нему пружиной, сходятся и зажимают сверло.

Более точным является трехкулачковый патрон с наклонно расположенными кулачками.

Цанговый патрон представляет собой приспособление, служащее для зажима сверл небольшого диаметра с цилиндрическим хвостовиком в сверлильных станках. Цанговые патроны обеспечивают сильное и точное закрепление легкого и среднего инструмента. При больших нагрузках цанги работают плохо [6].



3. Инструменты и технологическая оснастка, применяемая при растачивании

Инструменты

При работе на расточных станках также как при сверлении используют сверла.

Расточные резцы

Расточные резцы применяются для растачивания предварительно просверленных отверстий (рисунок 6).

Державка резцов делается массивной, чтобы предать ее необходимую жесткость.

Резцы применяются двух типов: для глухого растачивания и для сквозного. Отличаются они друг от друга формой головки. Державка расточных резцов имеет конусную форму с постепенно увеличивающимся диаметром от головки резца к зажимной части. Зажимной часть резца предается квадратная ил прямоугольная форма. Длина державки резца делается больше длины обрабатываемого отверстия.

Расточной резец состоит из трех основных частей: сменной неперетачиваемой пластины, тела расточной оправки и хвостовика. Хвостовик - это часть расточной оправки, по которой ведется ее базирование и закрепление. Обычно длина закрепления равна четырем диаметрам оправки. Расстояние от хвостовика до пластины, т.е. незакрепленная часть резца, называется вылетом [2].

Вылет определяет максимальную глубину растачивания и является самым важным размером расточного резца. Слишком большой вылет вызывает избыточные упругие деформации расточной оправки, способствует появлению вибраций, которые ухудшают качество поверхности, и может привести к преждевременному износу пластины.

Расточный резец для обработки сквозных отверстий (рисунок 6. Часть В каждого из этих резцов круглого, а часть С -- квадратного сечения. Задние углы делаются не меньше 12°, а при малых диаметрах отверстия и больше 12°. Цилиндрическая часть резца должна быть возможно большего диаметра и меньшей длины, так как резец с тонким и длинным стержнем во время работы пружинит [8].

Рисунок 6 Расточные резцы

Применение расточных головок позволяет обрабатывать отверстия разных диаметров одним и тем же резцом, благодаря возможности радиального перемещения резца [7].

Расточные резцы изготавливаются из быстрорежущей стали; оснащаются пластинками из твердого сплава; для чистовой обработки металлов и их сплавов применяют расточные резцы с механическим креплением алмаза [4].

Оснастка

Координатное - расточные станки снабжают многочисленными приспособлениями, измерительным и специальным режущим инструментом для выполнения работ высокой точности. К их числу относят центроискатель с индикатором, оптический центроискатель (рисунок 7), оправку - центроискатель, установочный центр, патроны, повортно-делительные столы и др. [5].

Рисунок 7 Схемы выверки с помощью центроискателя



4. Экономическое обоснование выбора методов обработки

При выборе метода обработки отверстий технологом рассматриваются следующие вопросы [2]:

· размеры и допуски на обрабатываемые отверстия;

· условие наибольшей экономичности всего технологического процесса изготовления деталей или отдельной его операции;

· выполнение условий наибольшей производительности операций.

Условие наименьшей себестоимости детали является основным критерием оценки целесообразность технологического процесса или отдельной операции. Экономичность той или иной операции определяется путем составления сравнительных вариантов изготовления детали и сравнения себестоимости детали, получаемой при осуществлении этих вариантов. Сравнивать экономических вариантов экономического процесса или операции можно различными способами, начиная от простых и приближенных подсчетов и кончая полной и подробной калькуляцией себестоимости вариантов. Технологическую себестоимость операции можно рассчитать, пользуясь специальными таблицами и формулами. При экономическом сравнении операций учитываются и затраты труда, требующегося для изготовления специального оборудования и приспособлений; анализируются условия осложняющие осуществления вариантов обработки.

Выполнение условий наибольшей производительности операции иногда приводит к повышению себестоимость операции и повышенному расходу инструмента. Но если при этом понижается общая себестоимость обработки заготовки, повышается производительность всей линии станков, то такое решение будет и более экономичным.

В качестве примера сравнение вариантов обработки отверстий можно привести такой: В плате нужно просверлить большое количество отверстий одинакового диаметра с жестко выдержанными межосевыми расстояниями. Эту операцию можно выполнить на координатнорасточном станке, который позволяет выдержать необходимую точность. А можно изготовить кондуктор для сверлильного станка и точность тоже будет выдержанна. Производится экономическое обоснование выбора того или иного варианта при этом рассматривается стоимость станков той и другой группы (а значит и стоимость работ произведенных на этих станках и стоимость изготовления кондуктора). Как правило для единичного производства эту работу выгоднее производить на координатнорасточном станке. А для серийного и массового производства целесообразнее изготавливать кондуктор и выполнять эту работу на сверлильном станке.



Заключение

При написании работы были сделаны следующие выводы:

1. Большинство деталей машин и механизмов имеют круглые отверстия.

В зависимости от назначения отверстия могут быть: крепежными, ступенчатыми или гладкими, цилиндрическими и коническими и.т.д. К ним могут, предъявляются разные требования по точности изготовления: выдерживания размеров отверстий по диаметру, прямолинейность оси отверстия и образующий его поверхности, выдерживание размеров по межосевым расстояниям от базы перпендикулярно к торцевым поверхностям деталей и.т.д.

2. При обработке отверстий применяется следующий инструмент:

· сверла

· зенкеры

· зенковки

· развертки

· расточные резцы

Почти все режущие инструменты изготавливаются составными, т. е, нерабочая часть (державка, корпус) состоит из углеродистых конструкционных сталей, а режущая часть инструмента изготавливается из инструментальных сталей и сплавов: легированные стали, быстро режущие стали, металлокерамические твердые сплавы, минеральная керамика, эльборовые и алмазные вставки. Применение того или иного вида материала режущей части зависит от требований к точности размеров и обрабатываемого материала.

3. Обработка отверстий производится на станках сверлильной группы, в работе рассмотрены некоторые виды сверлильных станков.

Для обработки отверстий диаметром больше 100мм, а также точных отверстий со строго координированными осями применяются расточные станки в работе рассмотрены применяемые в производстве некоторые виды координатнорасточных станков.

4. Рассмотрены вопросы экономического обоснования выбора того или иного метода обработки в зависимости от конкретных требований производства.

Список используемой литературы

1. Винников И.З. Сверлильные станки и работа на них. М.: Высшая школа, 1988.- 255с.

2. Данилевский В.В. Технология машиностроения. М.: Высшая школа, 1972.-537с.

3. Кучер А.М. Технология металлов. М.: Машиностроение, 1964- 499с.

4. Космачев И.Г. Справочник инструментальщика. Ленинград: Лениздат, 1963.-356с.

5. Лоскутов В.В. Сверлильные и расточные станки М.: Машиностроение, 1981.- 150с.

6. Макеенко Н.И. Слесарное дело. М.: Профтехиздат, 1963-378с

7. Макеенко Н.И. Слесарное дело с основами материаловедения. М.: Высшая школа, 1973-458с

Размещено на Allbest.ru

...