Embed Size (px)
Citation preview
Федеральное агентство по образованию Ульяновский государственный технический университет
УНИВЕРСАЛЬНЫЕ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ
И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ
Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу «Технологические процессы машиностроительного производства»
Составители: Р.Р. Фасхутдинов
В.М. Никитенко
Ульяновск, 2006
УДК 621.791(076) ББК 34.641я7 У59
Рецензент В. Н. Кокорин, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой «Ма-териаловедение и ОМД»
Одобрено секцией методических пособий научно-методического совета университета У59
Универсальные металлорежущие станки и их назначение: методические
указания к лабораторным работам по курсу «Технологические процессы маши-ностроительного производства» / составители: Р. Р. Фасхутдинов, В. М. Никитенко. – Изд. 2-е, испр. и доп. – Ульяновск: УлГТУ, 2006.– 54 с.
Предназначены для студентов, выполняющих лабораторные работы по курсу «Технологические про-цессы машиностроительного производства». Дано описание конструкции токарно-винторезного станка модели 1Е61М, плоскошлифовального станка модели 3Г71, горизонтально-фрезерного универсального станка модели 6Н81, вертикально-сверлильного станка модели 2Н135. Даны сведения об инструментах, которыми выполня-ются различные технологические операции на этих станках. Изложен порядок выполнения пяти лабораторных работ и техника безопасности при их выполнении.
Работа подготовлена на кафедре «Материаловедение и обработка металлов давлением».
УДК 621.791 (076)
ББК 34.641я7
© Р. Р. Фасхутдинов, составление, 1997 © Р.Р. Фасхутдинов, В. М. Никитенко,
составление, 2006 © Оформление. УлГТУ, 2006, с изм.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Основные правила по технике безопасности при выполнении лабораторных работ на универсальных металлорежущих станках….………………………………………………………..4
2. Лабораторная работа I. Изучение конструкции токарно- винторезного станка мод. IE6IM и работ, выполняемых на нем………………..5 Контрольные вопросы……………………………………………………...18
3. Лабораторная работа 2. Изучение устройства горизонтально-фрезерного станка мод. 6H8I ……………………………………19
Контрольные вопросы ……………………………………………………. .28 4. Лабораторная работа 3. Изучение конструкции
вертикально-сверлильного станка мод. 2HI35, применяемых инструментов и выполняемых работ…………………………….29
Контрольные вопросы………………………………………………..…….34 5. Лабораторная работа 4. Изучение конструкции
универсального плоскошлифовального станка мод. ЗГ71 и работ, выполняемых на нем……………………………………………………..34
Контрольные вопросы……………………………………………………..41 6. Лабораторная работа 5. Разработка технологического
процесса изготовления детали на универсальных металлорежущих станках ……………………………………………………………………………41
Библиографический список………………………………………………..45 Приложения 1- 9………………………………………………………….... 46
1. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ НА УНИВЕРСАЛЬНЫХ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ
В целях исключения травматизма, а также поломки оборудования и технологической оснастки каждый студент перед выполнением лаборатор-ных работ должен изучить правила техники безопасности.
Запрещается: - приступать к выполнению работы без ознакомления с правилами по технике безопасности в лаборатории О.Р. кафедры ОМД;
- включать станки без разрешения и присутствия преподавателя или учебного мастера;
- подходить к станку в расстегнутых халатах, с распущенными волосами.
Перед выполнением работы на станках следует:
- заправить одежду, застегнуть рукава, убрать волосы под голов ной убор;
- убрать со станка и рабочего места все ненужные предметы; - проверить работу органов управления в присутствии учебного мастера:
- надежно закрепить заготовку и режущий инструмент: - проверить работу станка на холостом ходу под наблюдением учебного мас-тера или преподавателя.
При выполнении работы нельзя: - управлять станком двум или более человекам: - касаться движущихся частей станка; - производить чистку и смазку станка; - проверять размеры обрабатываемой детали; - облокачиваться на станок; - снимать и открывать заграждения во время работы станка.
После выполнения работы необходимо:
- выключить станок: - убрать стружку со станка и сдать рабочее место учебному мастеру.
2. Лабораторная работа № 1 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА МОД. 1Е61М
И РАБОТ, ВЫПОЛНЯЕМЫХ НА НЕМ
В станочном парке промышленности и в выпуске станков одно из веду-щих мест занимает группа токарных станков, типичным представителем кото-рых является изучаемый токарно-винторезный станок мод. 1Е61М.
Общие сведения
Точением называют операцию механической обработки материалов ре-занием, при которой с заготовки снимают слой материала (припуск) резцом (рис. 2.1). При точении заготовке сообщают вращательное движение, называе-мое главным движением, а режущий инструмент (резец, сверло и др.) соверша-ет поступательное движение вдоль оси обрабатываемой заготовки - движение подачи, и поверхность детали (наружная и внутренняя) становится цилиндри-ческой или конической. Некоторые операции (подрезка торца, проточка ка-навок) выполняются при поперечной подаче резца.
2.1. Цель работы Изучение устройства и назначения основных узлов токарно-
винторезного станка и инструментов для выполнения технологических опера-ций на нем.
2.2.Порядок выполнения лабораторных работ
1. Изучить правила техники безопасности при выполнении работы (раздел 1).
2. Изучить назначение станка, его устройство и органы управления. 3. Изучить применяемые инструменты для выполнения различных работ на
токарных станках. 4. Составить отчет. 5. Ответить на контрольные вопросы.
2.3.Средства технического оснащения
- Токарно-винторезный станок мод. 1Е61М. - Стенд с различными типами резцов. - Мерительный и вспомогательный инструмент. - Заготовка стальная.
2.4.Токарно-винторезный станок
2.4.1.Назначение станка
Станок (рис. 2.2) предназначен для выполнения различных токарных ра-бот: обточка цилиндрических и конических поверхностей, расточка, подрезка торцов, а также нарезание резьб.
2.4.2.Техническая характеристика станка
Наибольший диаметр заготовки, устанавливаемый над станиной, мм.....................................……………………... 185 Высота центров, мм.................................………………… 170 Расстояние между центрами, мм......................………….. 710 Диаметр отверстия шпинделя, мм.....................….………...33 Число частот вращения шпинделя.....................……….….12 Диапазон частот вращения шпинделя, об/мин............ 35-1600 Число подач суппорта (продольных и поперечных)......... 21 Величина подач
- продольных, мм/об...................…………........... 0,04-1,99 - поперечных, мм/об.................…………............ 0,025-1,24
2.4.3.Основные узлы токарного станка, органы управления и их назначения
Внешний вид, устройство и расположение органов управления токар-ным станком показаны на рис. 2.2 и 2.3,
Источником движений в станке является электродвигатель, который че-рез коробку скоростей (редуктор) передает вращение на шпиндель, а от шпин-деля через гитару сменных зубчатых колес и коробку подач вращение переда-ется на ходовой винт м (при нарезке резьбы) или на ходовой вал Н (при других токарных операциях).
Короткие заготовки закрепляются в кулачковом патроне Д, а правый ко-нец длинной заготовки поддерживается центром, расположенным в пиноле задней бабки 4. Задняя бабка используется также для закрепления и подачи сверла и другого осевого инструмента. Суппорт Ж служит для осуществления перемещений закрепленного в резцедержателе 3 резца в продольном и попе-речном направлениях. Механизм Фартука К преобразует вращательное движе-ние ходового вала н или ходового винта м в поступательное движение суппор-та.
На 2- тумбовой чугунной станине 0 смонтированы все узлы станка. По направляющим станины перемещаются суппорт и задняя бабка.
Органы управления станком (рис.2.2)
1 - рукоятка подключения станка к электросети и включения масляного электронасоса;
2 - рукоятка включения эмульсионного насоса; 3-4 рукоятка пуска, останова и реверсирования шпинделя; 5- рукоятка переключения частот вращения шпинделя; 6- рукоятка включения перебора передней бабки; 7- рукоятка трензеля и механизма, восьмикратного увеличения
шагов резьбы; 8- рукоятка переключения шестерен конуса Нортона; 9- рукоятка включения метрических и модульных, дюймовых и
питчивых или точных резьб; 10-рукоятка множительного механизма подач и шагов резьб; 11-рукоятка включения ходового винта или ходового валика; 12-маховичок для ручного продольного перемещения каретки; 13-рукоятка перемещения поперечного суппорта; 14-рукоятка перемещения верхних салазок суппорта; 15-рукоятка крепления резцедержательной головки; 16- рукоятка включения выключения падающего червяка; 17-рукоятка включения гайки ходового винта; 18-рукоятка включения и выключения падающего червяка; 19-рукоятка крепления каретки суппорта к станине; 20-рукоятка крепления задней бабки к станине; 21-рукоятка перемещения пиноли задней бабки; 22-рукоятка крепления пиноли задней бабки; 23-винт поперечного смещения корпуса задней бабки; 24-упор автоматического выключения продольной подачи.
2.4.4. Рабочие движения
При обработке заготовок на станке осуществляется два рабочих движе-ния: главное движение - вращение шпинделя вместе с заготовкой, движение подачи - продольная или поперечная подача резца, закрепленного в резцедер-жателе суппорта и продольная (осевая) подача сверла, зенкера или развертки, закрепленных в пиноли задней бабки. Вращение шпинделя осуществляется электродвигателем (М) через редуктор (Р), имеющий 6 ступеней скоростей, да-лее через клиноременную передачу на шпиндельный шкив и затем через зубча-тые колеса перебора передней бабки или, минуя перебор, непосредственно на шпиндель.
Изменения частот вращения шпинделя достигаются передвижением блоков шестерен 7-8, 9-10, 11-12 редуктора по шлицевому валику П и переклю-чения шестерен 52-53 перебора передней бабки.
На рис. 2.3 показана схема привода движения подачи, который предна-значен для передачи движения от шпинделя к суппорту, а также для выбора ве-личины подачи и изменения ее направления.
Движение подачи сообщается от конечного звена привода главного движения - шпинделя с помощью зубчатого колеса 57 реверсивного механизма. Привод движения подачи станка (рис.2.3) состоит из реверсивного механизма, гитары сменных шестерен (С),коробки подач (б) с ходовым винтом (М) и ходо-вым валиком (Н) фартука (К).
Продольное и поперечное перемещения суппорта при обтачивании про-изводится механически при помощи ходового валика XI через механизм короб-ки подач и фартука или при помощи ходового винта (Л) и разъемной гайки.
Ручное продольное перемещение суппорта осуществляется маховичком (12) через шестерни 74-75-65 (рис.2.2 , 2.3).
Поперечное перемещение суппорта от руки осуществляется через винт 85 и гайку 86 при помощи рукоятки 13.
Реверсивный механизм предназначен для изменения направления дви-жения ходового винта или ходового валика, обеспечивая перемещение суппор-та с резцом справа - налево или слева - направо.
Коробка подач, расположенная передней стороны станка, позволяет пе-реключением рукояток быстро изменить величину подачи.
2.5. Работы, выполняемые на токарных станках
На токарно-винторезных станках можно выполнять различные техноло-гические операции обработки резанием (табл. 2.1): обтачивать наружные ци-линдрические поверхности, подрезать торцы, уступы, обтачивать конусы, фа-сонные поверхности, нарезать резьбу, сверлить, зенкеровать и т.д.
Гладкие цилиндрические поверхности обтачивают при закреплении за-готовок в трехкулачковом патроне (табл. 2.1 , поз.1) проходным резцом.
Растачивание цилиндрических поверхностей - это обработка реза-нием предварительно просверленного или необработанного отверстия рас-точным резцом (табл.2.1, поз.8).
Подрезание, протачивание канавок и отрезание выполняются с целью придания заготовке определенной Формы, размера и шероховатости (табл. 2.1, поз. 3,4).
Наружные канавки протачивают прорезными резцами. Отрезку осуще-ствляют отрезными резцами.
Обработку наружных конических поверхностей (табл. 2.1 , поз.2) в зави-
симости от длины конусной части и угла уклона конической поверхности мож-но обтачивать широким резцом (табл. 2.1 , поз.3), поворотом салазок верхнего продольного суппорта (рис. 2.4, а), поперечным смещением корпуса задней бабки (рис. 2.4 ,б) при помощи копировально-конусной линейки (рис. 2.4 ,в).
Обработка отверстий. На токарном станке можно сверлить, а также об-рабатывать отверстия (рассверливать, развертывать, зенкеровать, выполнять цилиндрическое и коническое растачивания) (табл. 2.1 , поз. 5,6,7).
2.6 . Токарные резцы
По виду выполняемой работы резцы разделяют на проходные, под-резные, отрезные, расточные, резьбовые и фасонные. Резцы показаны на стенде в лаборатории (см. стенд).
Проходные резцы бывают правые, левые, прямые и отогнутые (стенд с резцами).
Отрезные резцы служат для разделения заготовок на части и выточки кольцевых канавок.
Расточными резцами обрабатываются сквозные и глухие отверстия.
Резьбовые резцы по расположению головки относительно тела резца- для нарезания наружной резьбы выполняют прямыми, а для внутренней- отогну-тыми. Угол при вершине должен соответствовать профилю резьбы.
Фасонные резцы предназначены для чистовой обработки фасонных по-верхностей. Форма главной режущей кромки резца строго соответствует форме чистовой поверхности детали.
Токарные резцы бывают быстрорежущие, цельные или с пластинами из сталей Р6М5, Р6М5К5 и твердосплавные - с пластинами из сплавов ВК6, ВК8, П5К6 и др.
2.7.Содержание отчета
- основные сведения об обработке резанием;
- краткое описание и назначение токарно-винторезного станка и некоторых его узлов (по заданию преподавателя); - описание токарных резцов; - описание методов обтачивания конических поверхностей.
Контрольные вопросы 1.В чем сущность технологического процесса точения, сверления и
нарезания резьбы 7
2. Какие движения совершают заготовка и инструмент при выполнении ра-
бот на токарном станке?
3. Из каких основных узлов состоит токарно-винторезный станок?
4. Какое назначение имеет коробка скоростей токарного станка?
5. Какое назначение имеет коробка подач?
6. Какое назначение имеют задняя бабка, суппорт и шпиндель?
7. Какие работы выполняются на токарно-винторезном станке?
8. Какие существуют методы обработки конических поверхностей?
9. Какие типы токарных резцов применяются при точении, нарезании
резьбы?
10. Как обрабатываются отверстия на токарных станках?
11. Какие материалы применяют для изготовления режущей части токарных
резцов?
12. Правило техники безопасности при работе на токарном станке.
13. Какие инструменты применяются для нарезания внутренней и наружной
резьбы?
3. Лабораторная работа № 2 ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА ГОРИЗОНТАЛЬНО-ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА
МОД. 6Н81
Общие сведения
Фрезерованием называют операцию механической обработки материалов резанием (плоских, Фасонных, винтовых и спиральных поверхностей) при по-мощи многолезвийных режущих инструментов - фрез.
При фрезеровании инструмент совершает вращательное движение реза-ния, а заготовка поступательное движение, перпендикулярное оси вращения - движение подачи (рис. 3.1). Процесс фрезерования характеризуется шириной В и глубиной срезаемого слоя t,(рис. 3.1).
3.1. Цель работы
Изучение устройства и назначения основных узлов горизонтально-фрезерного станка, выполняемые работы и применяемые на них инструменты.
3.2.Порядок выполнения лабораторной работы
1. Изучить правило техники безопасности при выполнении работы (разд. 1). 2. Изучить технологическое назначение, устройство и органы управления стан-ка мод. 6Н81. 3. Изучить применяемые инструменты для выполнения различных работ на фрезерных станках (по стенду). 4. Ознакомиться с назначением делительной головки УДГН-160. 5. Составить отчет. 6. Ответить на контрольные вопросы.
3.3. Средства технического оснащения - Горизонтально-Фрезерный станок мод. 6Н81. - Стенд с различными типами фрез. - Плакаты. - Материальный и вспомогательный инструмент. - Заготовка.
3.4. Горизонтально-Фрезерный станок мод. 6Н81
3.4.1. Назначение станка
Станок предназначен для фрезерования различных заготовок сравнитель-но небольших размеров, в основном, цилиндрическими, дисковыми, угловыми
и фасонными фрезами в условиях единичного и мелкосерийного производства. Наличие поворотного стола позволяет нарезать винтовые канавки при изготов-лении колес с винтовыми зубьями, фрез, сверл, зенкеров и разверток.
3.4.2.Техническая характеристика Рабочая поверхность стола, мм ………………………………………….. 250x1000 Предел угла поворота стола, град ………………………………………….. 45 Наибольшие перемещения стола, мм
Продольное…………………………………………………600 Поперечное…………………………………………………200 вертикальное ……………………………………………….340
Расстояние от оси шпинделя до стола, мм наименьшее ………………………………………………….0 наибольшее…………………………………………………340
Расстояние от оси шпинделя до "хобота" мм……………………………..150 Число частот вращения шпинделя ………………………………………….16 Передел частот вращения шпинделя, об/мин …………………………65 - 1800 Мощность главного электродвигателя, кВт………………………………..4,5 Количество ступеней подач стола…………………………………………..16 Пределы скоростей подач, мм/мин
Продольных……………………………………………35 - 1020 Поперечных……………………………………………..28 - 790 Вертикальных…………………………………………...14 - 380
Скорость быстрого продольного перемещения стола, мм/мин………………………………………………………………………2900 Мощность электродвигателя привода подач, кВт ………………………..1,7
3.4.3. Основные узлы станка и их назначение (рис.3.2) В - станина - основание, на котором закреплены все остальные узлы станка. На передней стенке станины расположены вертикальные направляющие для пере-мещения консоли, а наверху -горизонтальные направляющие для "хобота". Б - "хобот" с подвесками служит для установки и поддержки фрез на оправке. Г - электродвигатель привода шпинделя. Ж - консоль - жесткая чугунная отливка, установленная на вертикальных на-правляющих станины: на ней крепят стол и механизмы его перемещения в про-дольном и поперечном направлениях.
Е - электродвигатель привода подач. К - стол - на нем закрепляют обрабатываемые заготовки, используя Т-образные пазы, зажимные и другие устройства. Стол перемещается в продольном и попе-речном направлениях на салазках, а вертикально - по консоли. А - шпиндель - вал для закрепления и вращения фрезы. Шпиндель получает вращение от коробки скоростей. Д - коробка скоростей изменяет частоту вращения шпинделя путем введения в зацепление зубчатых колес с различным числом зубьев (рис. 3.3). И - коробка подач - сообщает столу станка движение подачи и изменяет вели-чину подачи в вертикальном, продольном и поперечном направлениях (рис. 3.3).
3.4.4.Органы управления горизонтально-Фрезерного станка (рис. 3.2 , 3.3)
1- рукоятка переключения коробки скоростей; 2- рукоятка включения перебора шпинделя; 3- рукоятка ручного продольного перемещения стола; 4- рукоятка управления продольной подачи стола; 5- рукоятка управления поперечной подачей; 6- рукоятка управления вертикальной подачей; 7- рукоятка ручного вертикального перемещения стола; 8- рукоятка ручного поперечного перемещения стола; 9- маховичок переключения коробки подач; 10 - рукоятка переключения перебора коробки подач;
3.4.5. Движения в станке Главное движение резания Вращение шпинделя с фрезой осуществляется от электродвигателя М (рис. 3.3) через коробку скоростей. Частота вращения шпинделя n с учетом упругого скольжения ремней нахо-дится из уравнения кинематического баланса:
η××= VM inn 1
где 1Mn - частота вращения вала электродвигателя;
η - коэффициент, учитывающий проскальзывание ремней;
Vi - передаточное отношение коробки скоростей. Движение подач - продольное, поперечное и вертикальное поступательное движения стола осуществляются от электродвигателя 2M (рис. 3.3) через ко-робку подач, муфту и ходовые винты. Подачу S на станке можно найти по формуле (мм/мин):
tinS ПКM ××= ..2
где 2Mn - частота вращения вала электродвигателя коробки подачи об/мин:
..ПКi - передаточное отношение коробки подач: t - шаг винта продольной, поперечной или вертикальной подачи , мм.
Вспомогательные движения Вспомогательные движения - это все указанные перемещения стола, выполняе-мые на быстром ходу или вручную. Эти перемещения осуществляются с посто-янной скоростью от электродвигателя 2M . При включении муфты 2M - движе-ние от электродвигателя, минуя коробку подач, непосредственно передается на вал XIII, который при быстром вращении муфтой обгона автоматически разъе-диняется с корпусом червячного колеса.
3.5 . Инструмент для фрезерования Фреза - многолезвийный инструмент, у которого по окружности или на торце расположены зубья, представляющие собой простейшие резцы. Фрезы (рис. 3.4) разделяют на цилиндрические и торцовые для обработки пло-ский поверхностей: дисковые, концевые и угловые - для обработки пазов, кана-вок и шлицев; Фасонные - для обработки фасонных поверхностей; модульные - для нарезания зубьев; Для изготовления фрез используются углеродистые стали (У12А), легирован-ные стали (9ХС, ХВ5, ХВГ), быстрорежущие стали (Р6М5) и твердосплавы (ВК, ТК). Фрезы бывают цельные и сборные со вставными ножами (резцами).
3.6.Основные виды фрезерных работ Фрезерование плоских поверхностей. Горизонтальные поверхности фрезеруют цилиндрическими фрезами (рис. 3.4, а, б, рис. 3.5, а) и концевыми (рис. 3.4,ж). Вертикальные поверхности фрезеруют двухсторонними дисковыми и трехсто-ронними дисковыми фрезами (рис. 3.4, г и рис. 3.5,6). Наклонные поверхности фрезеруют одно-угловыми фрезами (рис. 3.5,в).
Фрезерование пазов, канавок и шлицев. Прямоугольные пазы и шпоночные ка-навки фрезеруют дисковыми трехсторонний фрезами (рис. 3.5,6), шлицы обра-батывают прорезными фрезами (рис.3.4, в). Фрезерование фасонных заготовок выполняют с применением фасонных фрез, профиль которых соответствует профилю изготовляемой детали (рис.3.5, д). Фрезерование одновременно нескольких поверхностей производят набором фрез (рис. 3.5, г). Фрезерование зубчатых колес осуществляется дисковыми модульными фреза-ми (рис. 3.5,е) и пальцевой модульной фрезой (рис.3.5,е) Для поворота загото-вок зубчатых колес на нужный угол, т.е. деление окружности на части, служат специальные приспособления к фрезерным станкам - делительные головки, ко-торые позволяют не только делить окружность на части, но и вращать обраба-тываемую заготовку при фрезеровании винтовых канавок.
3.7. Содержание отчета -основные сведения о технологическом процессе фрезерования; -краткое описание и назначение горизонтально-Фрезерного станка; -управление кинетического баланса цепей привода шпинделя и подач; -описание фрез, применяемых на горизонтально-Фрезерном станке.
Контрольные вопросы 1. В чем сущность технологического процесса фрезерования? 2. Какие движения необходимы при фрезеровании? 3. Из каких основных узлов состоит горизонтально-фрезерный станок ? 4. Назначение коробки скоростей станка. 5. Назначение коробки подач станка. 6. Рассказать об органах управления станка. 7. Какие работы выполняются на горизонтально-фрезерных станках? 8. Рассказать о назначение каждого инструмента на стенде натурных образцов. 9. Какое назначение имеет делительная головка 10. Правила техники безопасности при работе на фрезерном станке. 11. Из каких материалов изготовляются фрезы? 12.Показать кинематическую цепь привода главного движения.
4. Лабораторная работа № 3
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНОГО СТАНКА МОДЕЛИ 2Н135, ПРИМЕНЯЕМЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
И ВЫПОЛНЯЕМЫХ РАБОТ
Основные сведения
Сверлением называется операция обработки материалов резанием с це-лью получения отверстий при помощи сверла, совершающего вращательное движение резания и движение подачи вдоль оси.
4.1 Цель работы
Изучение конструкции одно-шпиндельного вертикально-сверлильного станка, применяемых инструментов и привитие практических навыков по его наладке на выполнение технологических операций.
4.2. Порядок выполнения лабораторной работы
1. Изучить правила техники безопасности при выполнении лабораторной рабо-ты (раздел 1).
2. Ознакомится с техническими данными одношпиндельного вертикально-сверлильного станка.
3. изучить назначение основных узлов, рукояток, лимбов и органов управления.
4. Ознакомиться с работами, выполняемыми на сверлильных станках и с при-меняемыми инструментами.
4.3. Средства технического оснащения
- станок модели 2Н135:
- стенд с инструментом, предназначенным для выполнения техно-логических операций на вертикально-сверлильном станке:
- плакаты технологических процессов механической обработки за готовок:
- мерительный и вспомогательный инструмент: - машинные тиски.
4.4. Сверлильный станок (рис. 4.1)
Одношпинделъный вертикально-сверлильный станок модели 2Н135.
Марка означает: 2 - станок сверлильной группы, Н - модернизированный, 1 - вертикальный, 35 - наибольший диаметр сверла в мм.
4.4.1. Технические данные станка
Вылет оси шпинделя, мм………………………………………………... 350 Наибольшие расстояния от торца шпинделя до стола, мм…………… 800 Диаметр шпинделя, мм………………………………………………….. 105 Наибольший ход шпинделя, мм………………………………………… 300 Частота вращения шпинделя, об/мин…………………………….31,5-1400 Подача сверла на один оборот шпинделя, мм/об……………………. 0,1-1,6
4.4.2. Основные узлы и органы управления станком
На рис. 4.1 показан одношпинделъный вертикально-сверлильный станок модели 2Н135.
1 - стол предназначен для установки и закрепления обрабатываемой де-тали, имеет вертикальное перемещение с помощью рукоятки; 2 - сверло; 3 - шпиндель предназначен для установки и закрепления сверла,
развертки, зенкера или другого инструмента, шпиндель имеет вра-щательное движение;
4 - коробка скоростей предназначена для выбора частоты вращения шпинделя; 5 - электродвигатель; 6 - станина предназначена для монтажа всех узлов на станке; 7 - рукоятка для включения подач; 8 - штурвал ручной подачи; 9 - фундаментная плита;
10 - рукоятка подъема стола.
4.4.3.Наладка станка - это подготовка его к выполнению работы в соот-ветствии с технологическими требованиями к обрабатываемой детали, она осуществляется в следующем порядке.
1) Установить и закрепить инструмент в шпинделе. 2) Установить и закрепить заготовку на столе станка в машинных тисках, при-хватами или в кондукторе. 3) Обеспечить подвод смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания. По
рассчитанному режиму резания устанавливается нужная частота вращения
шпинделя и подача.
4.5. Инструмент для работы на сверлильном станке
В зависимости от размеров шероховатости и вида обработки применяют различные сверла (рис. 4.3, а), зенкеры (рис. 3.4,б), развертки (рис. 3.4,в) и метчики. Конструкция и основные элементы сверла, зенкера и развертки пока-заны на рис. 4.2.
Сверление сквозных и глухих отверстий (рис. 4.2) в заготовке осуществ-ляется при помощи сверла. Для выполнения этой операции на заготовке накер-невают центр отверстия и при закреплении совмещают с центром сверла. Необ-ходимо иметь в виду, что при выходе сверла из отверстия необходимо ослабить нажатие на сверло. При обработке глубоких отверстий сверло необходимо пе-риодически выводить из отверстия. Остановку станка осуществлять после вы-вода сверла из отверстия.
Зенкерование и развертывание применяются для уменьшения шеро-ховатости и повышения точности отверстия. Конструкция одного из типов раз-вертки и зенкера представлена на рис. 4.3.
Нарезание внутренней резьбы осуществляется в просверленном отвер-стии машинным метчиком (см. стенд).
Режимы резания при сверлении определяются подачей 5 мм/об, скоро-стью резания V, м/мин. Режимы резания прежде всего зависят от свойства об-рабатываемого материала, диаметра сверла, Формы заточки, глубины отвер-стия, наличия СОЖ и т.д.
Режимы резания при сверлении отверстий в некоторых материалах пред-ставлены в таблицах 4.1, 4.2.
Таблица 4.1 Режимы резания при сверлении (сверла из стали Р6М5)
Обрабатываемый материал V, м/мин
Сталь 15 - 25 Чугун 12 - 20 Латунь 25 - 40
Таблица 4.2
Средняя величина подач S, мм/об
Диаметр сверла, мм Обрабатываемый материал 5 - 15 15 - 25
Сталь 0.13 0,17 Чугун 0,15 0,25 Латунь 0,10 0,12
Содержание отчета
1. Краткое описание и назначение основных узлов сверлильного станка 2Н135.
2. Перечислить работы, выполняемые на сверлильных станках, и применяемые инструменты.
3.Подобрать режимы резания по заданию преподавателя.
Контрольные вопросы
1. В чем сущность технологического процесса сверления? 2. По каким признакам классифицируются сверлильные станки? 3. Какое назначение имеют основные узлы и рукоятки сверлильного станка 2Н135? 4. Какие работы выполняются на сверлильном станке? 5. Что входит в режимы резания при сверлении? 6. От чего зависят режимы резания? 7. Какие применяются инструменты при работе на сверлильных станках?
5.Лабораторная работа № 4
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ УНЕВЕРСАЛЬНОГО
ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНОГО СТАНКА МОД. ЗГ71 И РАБОТ, ВЫПОЛНЯЕМЫХ НА НЕМ
Общие сведения
Шлифованием называют процесс обработки заготовок абразивными кру-гами, брусками, шкурками и др.
Шлифование в большинстве случаев является финишной обработкой и дает возможность получения точности IТ6 и IТ5 с шероховатостью поверхно-сти до 2.5 мкм.
Шлифованием обрабатываются как мягкие, так и твердые материалы, включая сверхтвердые сплавы.
В зависимости от формы образованной поверхности различают следую-щие виды шлифования, схемы которых показаны на рис. 5.1; 5.2; 5.3.
Абразивным инструментом является шлифовальный круг, состоящий из абразивных зерен (режущий инструмент), связки и пор. Зерна удерживаются в теле круга при помощи связки.
Производительность и качество обработки зависят от величины абразив-ных зерен (зернистости). Существует 25 номеров зернистости с размерами зе-рен от 2000 до 28 мкм.
Сопротивление связки вырыванию абразивных зерен из тела круга под
действием внешних сил характеризует твердость абразивного инструмента. Ус-тановлено 7 классов твердости от мягкого класса (М) до чрезвычайно твердого (ЧТ).
Характеристика шлифовальных кругов отражается в их маркировке. На-пример, 14А25СМ6К5; ПП250х16х32; 35 м/с:
14А - вид абразивного материала (электрокорунд нормальный); 25 - зернистость; 6 - номер структуры; К5 - вид связки; ПП -форма, круга
(плоский, прямой); 250-наружный диаметр; 16-ширина; 32 - диаметр отверстия; 35 м/с - допустимая окружная скорость.
Цель работы
Изучение устройства и назначения основных узлов плоскошлифовального станка и инструментов для выполнения технологических операций на нем.
Порядок выполнения работы
1) Изучить правила, техники безопасности при выполнении работы (раздел 1) 2) Изучить применяемые инструменты для выполнения различных работ на шлифовальных станках. 3) Изучить назначение станка, его устройство и органы управления . 4) Составить отчет. 5) Ответить на контрольные вопросы.
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК ВЫСОКОЙ ТОЧНОСТИ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ ШПИНДЕЛЕМ И
ПРЯМОУГОЛЬНЫМ СТОЛОМ МОД. 3Г71
5.4.1. Назначение станка Плоскошлифовальный станок высокой точности в основном предназначен для шлифования поверхностей периферий круга. В определенных границах воз-можна обработка поверхностей, расположенных под углом 90° к зеркалу стола.
5.4.2. Органы управления станка (рис.5.4.)
1. Рукоятка продольного ручного перемещения стола. 2.Лимб установки величины автоматической поперечной подачи
стола. 3.Лимб ручной поперечной микрометрической подачи стола. 4.Рукоятка ручной поперечной подачи стола. 5.Рукоятка ручного продольного реверсивного стола. 6.Рукоятка, установки величины автоматической вертикальной
подачи. 7.Рукоятка ручной вертикальной подачи.
8.Рукоятка крана регулировки подачи охлаждающей жидкости. 9.Кнопка включения и реверсирования поперечной подачи. 10.Упоры продольного реверса стола. 11.Рукоятка "ПУСК" стола, "СТОП" стола и "РАЗГРУЗКА ГИДРОПРИ-ВОДА". 12.Рукоятка скорости движения стола. 13.Вводный пакетный выключатель. 14.Кнопка "ПУСК" гидропривода.
15.Переключатель режима работы "С ПЛИТОЙ" и "БЕЗ ПЛИТЫ". 16.Лампа сигнализации "СТАНОК ВКЛЮЧЕН". 17.Кнопка-переключатель магнитной плиты. 18.Кнопка "ПУСК" шпинделя. 19.Кнопка "ВСЕ СТОП" 20.Барабанный переключатель ускоренного перемещения шлифовальной головки. 21. Кнопка "СТОП" гидропривода.
5.4.3. Описание кинематической схемы
Главное движение (вращение шпинделя) осуществляется от отдельного электродвигателя, вмонтированного в колонне, черев плоскоременную переда-чу.
Вертикальная подача может быть ручная и автоматическая. Ручная вертикальная подача осуществляется от маховика III через чер-
вячную передачу. Автоматическая вертикальная подача осуществляется лопа-стным гидроцилиндром от гидропривода.
Ускоренное перемещение шлифовальной головки осуществляется от электродвигателя АОЛ12-4 через червячную пару.
Электродвигатель зл. II соединен с червяком предохранительной муфтой. Поперечная подача может быть ручной и автоматической. Ручная подача может осуществляться либо от маховика IX, либо махо-
вичком. Автоматическая поперечная передача осуществляется лопастным гидро-
цилиндром., сидящем на валу XII. Поворот ротора гидроцилиндра, черев хра-повый механизм обеспечивает поворот винта. Шестерня может быть переклю-чена в зацепление непосредственно, при этом винт получает обратное враще-ние.
Регулировка величины автоматической поперечной подачи производится рукояткой, закрепленной на валу XIII.
Ручное перемещение стола осуществляется от маховика VI через шестер-ню и рейку, закрепленную на столе, При включении давления в гидросистеме шестерня автоматически выводится из зацепления с рейкой.
Продольный реверс стола, осуществляется от кулачка XIV, зак-
репленного на столе через шестерню. На коробчатой станине расположены основные узлы станка. Возвратно-поступательное движение стола осуществляется штоком, со-
общающимся с гидроприводом. Длина хода стола регулируется с помощью подвижных кулачков и рычага
переключения направления. На станине установлена колонна, на которой в горизонтальном и попе-
речном направлениях может перемещаться каретка шлифовальной бабки. Заготовка закрепляется непосредственно на столе, либо на магнитной
плите, установленной на столе.
5. 5 Содержание отчета
- Основные сведения об обработке шлифованием: - краткое описание и назначение плоскошлифовального станка и некоторых его узлов (по заданию преподавателя); - описание шлифовальных кругов;
- схемы шлифования. Контрольные вопросы
1.В чем сущность технологического процесса шлифования? 2.Какие движения совершает заготовка и абразивный инструмент при выполнении работ на станке?
З. Из каких основных узлов состоит плоскошлифовальный станок? 4.Как осуществляется вращение шпинделя? 5.Как и при помощи каких узлов осуществляется вертикальная и поперечная подачи?
6.Как характеризуются шлифовальные станки? 7. Виды шлифования. 8.Меры безопасности труда при выполнении шлифовальных работ.
7. Лабораторная работа № 5 8.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ НА УНИВЕРСАЛЬНЫХ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ
6.1. Технико-экономические принципы разработки технологическим процессов
В основу разработки технологических процессов положены два принци-па: технический и экономический. В техническом принципе полностью обеспе-
чиваются все требования рабочего чертежа и технические условия на изготов-ления заданной детали. Экономический принцип учитывает минимальные за-траты труда и издержки производства. Технологический процесс изготовления деталей должен выполняться с наиболее полным использованием технических возможностей средств производства, при наименьшей затрате времени и наи-меньшей себестоимости изделий.
Из нескольких возможных вариантов технологического процесса изго-товления одной и той же детали, равноценных с позиций технологического принципа проектирования, выбирают наиболее эффективный и рентабельный вариант. При равной производительности сопоставляемых вариантов выбирают наиболее рентабельный, а при равных рентабельностях - наиболее производи-тельный.
6.2.Составление маршрута обработки заготовки
Составление маршрута представляет сложную задачу с большим числом возможных вариантов решения. Его цель - дать общий план обработки загото-вок, наметить содержание операций технологического процесса, выбрать тип оборудования и режущий инструмент. Для решения этой задачи могут быть да-ны следующие методические указания. При установлении общей последова-тельности обработки сначала обрабатывают поверхности, принятые за техноло-гические базы. Затем обрабатывают остальные поверхности в последовательно-сти обратной степени их точности: чем точнее должна быть обработана по-верхность, тем позднее ее обрабатывают. Последней обрабатывают ту поверх-ность, которая является наиболее точной и имеет наибольшее значение для ра-боты детали в машине. В конце маршрута обычно выносят обработку легко по-вреждаемых поверхностей, например, нарезание резьбы. Изложенный принцип построения маршрута однако не во всех случаях является обязательным.
6.3. Припуск на обработку
Припуском называют слой материала, удаляемый в процессе ме-ханической обработки заготовки для достижения заданной точности и качества обрабатываемой поверхности. Различают припуски промежуточные и общие. Промежуточным припуском называют слой, снимаемый при выполнении дан-ного технологического перехода механической обработки. Общим припуском называют сумму промежуточных припусков по всему технологическому мар-шруту механической обработки данной поверхности. Общий припуск опреде-ляют как разность заготовки и готовой детали.
Завышение припуска вызывает перерасход материала, увеличивает тру-доемкость, расход инструмента и энергии.
Занижение припуска не обеспечивает удаление дефектных поверх-ностных слоев. Установление оптимальных припусков на обработку имеет су-щественное технико-экономическое значение при изготовлении деталей.
6.4. Цель работы
Изучение принципа и привитие навыков в разработке технологического процесса изготовления деталей на универсальных металлорежущих станках.
6.5. Порядок выполнения лабораторной работы
1. Изучить маршрут механической обработки детали (подраздел 6.6).
2. Разработать маршрут механической обработки по заданному эскизу детали (см. приложение 1-6).
3. Составить отчет.
4. Ответить на контрольные вопросы.
6.6.Пример разработки технологического маршрута обработки резанием заго-товки типа ступенчатый валик (рис. 6.1) представлен в таблице 6.1.
Задача: Выбрать заготовку и составить технологический маршрут обработки резанием заготовки прилагаемой детали на эскизе (рис. 6.1). Заготовка - поковка периодического профиля с припуском на обработку.
Таблица 6.1
№/№ Наименование и содержание операции
Оборудование Приспособление и инструмент
1 2 3 4 005
Токарная Установить заготовку Точить торец правый Сверлить центровое отверстие
1Е61М Токарно-
винторезный станок
Патрон 3 – ку-лачковый Резец проходной Сверло центро-вочное
010 Токарная Установить заготовку, подвести задний центр Точить поверхность D2 на длину L-l
Патрон 3 – ку-лачковый Резец проходной
Точить поверхность D1 на длину L-l1
Резец проходной
Точить поверхность D1 на длину l1
Резец проходной
Точить канавки d1,d2 шириной l5, l6
Резец отрезной
Точить поверхности D, D1,D2 на-чисто
Резец проходной
Снять фаску С1 45° Резец подрезной Отрезать заготовку
1Е61М Токарно-
винторезный станок
Резец отрезной 015 Токарная
Переустановить заготовку, снять фаску С1 45°
1Е61М Токарно-
винторезный станок
Патрон 3 – ку-лачковый Резец подрезной
020 Контрольная Контролировать D, D1,D2, L
Штангенциркуль
025 Разметочная Разметить шпоночный паз, раз-местить отверстие d
Стол разме-точный
Штангенциркуль,керн, молоток
Окончание таблицы 6.1
1 2 3 4 030 Шпоночно-фрезерная
Установить заготовку в приспо-собление Фрезеровать шпоночный паз ши-риной b длиной L3
6P12 Горизонталь-
ный-фрезерный
Тиски машинные с призматиче-скими губками. Фреза торцовая
035 Светильная Установить заготовку в приспо-собление. Сверлить отверстие d
2H135 Вертикально- сверлильный
Тиски машинные с призматиче-скими губками.
Сверло d
040 Контрольная Контролировать d
Штангенциркуль
045 Шлифовальная Установить заготовку, подвести задний центр. Шлифовать поверхность D1,D2
3М151 Круглошлифо-
вальный станок
Патрон 3- кулачковый Шлифовальный
круг 050 Контрольная
Контролировать D1,D2 Штангенциркуль
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Дальский, A. M. Технология конструкционных материалов. / А. М. Дальский – М.: Машиностроение, 1985. –358 с.
2. Киреев, Г. И. Методические указания к лабораторным работам по курсу "Ме-таллорежущие станки". Часть 1 / Г. И. Киреев. – Ульяновск, 1983. 3. Металлорежущие станки: учебник для машиностроительных вузов / под ред. Проникова А.С. – М.:Машиностроение,1981.– 479 с.
4. Полухин, П. И. Технология металла и сварка. / П. И. Полухин и др. – М.: Высшая школа, 1977.
5. Прейс, Г. А. Технология конструкционных материалов. / Г. А. Прейс. – Ки-ев: Высшая школа, 1984.
Учебное издание
Универсальные металлорежущие станки и их назначение
Методические указа-ния к лабораторным
работам по курсу «Техноло-гические процессы
машиностроительно-го производства»
Составители: Фасхутдинов Рафик Рашитович
Никитенко Валентина Михайловна
Редактор Н.А. Евдокимова. Подписано в печать 20.04.2006. Формат 60х84/16.
Печать трафаретная. Бумага писчая. Усл. печ. л. 3,00. Уч.-изд. л. 3,00. Тираж 150 экз. Заказ
Ульяновский государственный технический уничерситет 432027, г. Ульяновск, ул. Сев. Венец, д. 32
Типография УлГТУ, 432027, г. Ульяновск, ул. Сев. Венец, д. 32
© Оформление УлГТУ, 2006
