Цели создания и конструктивные особенности основных видов станков для обработки конструкционных материалов.

Металлорежущий станок - это машина для размерной обработки заготовок в основном путем снятия стружки. Станок является основным элементом общей системы СПИД (станок - приспособление - инструмент – деталь) обеспечивающей получение деталей с требуемыми характеристиками по форме, размерам и шероховатости.

Как же происходит образование поверхностей деталей на металлорежущих станках? Это в первую очередь зависит от формы поверхности детали. В элементарной геометрии поверхность определяется как граница тела. Рассматривая границы тел различных деталей машин, нетрудно убедиться, что они состоят, как правило, из отдельных участков, представляющих собой геометрически правильные поверхности: · поверхности вращения; · плоскости; · контурно-сложные линейчатые поверхности; · винтовые поверхности; · пространственно-сложные поверхности.

Ряд геометрических поверхностей может быть получен как след движения образующей линии по направляющей линии.

Для получения на металлорежущих станках деталей требуемых форм и размеров рабочим органам станков необходимо сообщить комплекс согласованных друг с другом движений, обусловленных выбранным методом образования поверхностей. Эти движения подразделяют на основные (рабочие) и вспомогательные. К основным движениям относят:

 · главное движение резания;

 · движение подачи.

К вспомогательным движениям относят движения: · для наладки станка на заданные режимы резания; · для наладки станка в соответствие с размерами и конфигурацией заготовки; · управления станком в процессе работы; · рабочих органов для подачи и зажима прутка или заготовки; · для закрепления и освобождения рабочих органов станка. 

Главное движение резания – движение, в результате которого происходит срезание припуска. Это движение происходит с наибольшей скоростью. Главное движение может быть вращательным (В1) или поступательным (П1). Оно сообщается либо инструменту (сверлу, фрезе...), либо заготовке. В отдельных случаях - инструменту и заготовке одновременно. Движения подачи - движения, обеспечивающие распространение отделения припуска на всю обрабатываемую поверхность детали. Скорость движения подачи обычно меньше скорости главного движения. Движения подачи также может быть вращательным (В2, В3,...,Вi) или поступательным (П2, П3,...,Пi) и сообщаться как инструменту так и заготовке

В зависимости от метода образования поверхности в процессе обработки осуществляется одно или несколько движений подачи.

Классификация металлорежущих станков.

По характеру производимой обработки:

1. Токарные (главное движение - вращательное - у заготовки; поступательное - у инструмента).

2. Сверлильные и расточные (главное движение - вращательное - у инструмента ; поступательное движение подачи совершает инструмент или заготовка).

3. Шлифовальные (главное движение - вращательное - у инструмента -шлифовального круга; поступательное движение подачи совершает инструмент или заготовка).

4. Электрофизические и электрохимические станки, комбинированные (для мастерских). 5. Резьбо- и зубообрабатывающие станки.

6. Фрезерные станки (главное движение - вращательное - у инструмента; поступательное движение подачи совершает инструмент или заготовка).

7. Строгальные, долбежные и протяжные станки (главное движение и движение подачи - поступательные - у инструмента и заготовки).

 8. Разрезные (для заготовительных цехов).

9. Разные станки (муфто- и трубообрабатывающие, пилонасекательные, балансировочные, испытательные для инструмента и другие, не отнесенные к другим группам).

По степени универсализации:

1. Станки универсальные (общего назначения) - применяются в единичном или в мелкосерийном производствах.

2. Станки специализированные - применяются в серийном и крупносерийном производствах.

3. Специальные станки - применяются в массовом и крупносерийном производствах для 1-2 деталей, отдельных операций.

По точности:

1. станки нормальной точности (Н).

2. повышенной точности (П).

3. высокой точности (В).

4. особо высокой точности (А).

 5. сверхвысокой точности (С).

Каждая из этих групп характеризуется определённой погрешностью обработки

По массе:

1. Легкие (до 1 тонны).

2. Средние (от 1 до 10 тонн).

3. Тяжелые (свыше 10 до 1800 тонн).

Системы обозначения станков:

 · Цифровая.

Пример: 1К62

1 - токарная группа станков;

6 - подгруппа токарно-винторезных станков;

2 - высота центров равна 200 мм;

К - модификация станка.

6Н82

6 - фрезерная группа станков;

8 - подгруппа фрезерных станков с горизонтальным шпинделем

2 - индекс размера стола;

Н - модификация станка.

 · Буквенно- цифровая.

 Пример: ОЦ 1И21

ОЦ - обрабатывающий центр; 1 - номер модели; И - г. Ижевск. 21 - индекс системы программного управления.

Станки состоят из некоторых основных частей (узлов), которые составляют структуру каждого станка:

Несущая система - состоит из последовательного набора соединенных между собой базовых деталей, которые определяют правильность расположения инструмента и заготовки под воздействием силовых и температурных факторов в процессе обработки.

Несущая система состоит из корпусных деталей, которые делятся на три группы: 1) Детали типа брусьев (станины, стойки, балки, траверсы); 2) Детали типа пластин (стол, суппорта, планшайбы); 3) Детали типа коробок (корпуса шпиндельных бабок, коробки скоростей, коробки подач).

Привод - устройство, служащее для приведения в действие исполнительного органа станка. Приводы бываю: механические, электрические, пневматические. По виду движения приводы разделяют на: Привод главного движения - сообщает движение заготовке или инструменту для осуществления процесса резания с соответствующей скоростью (вращение шпинделя) Привод подачи - сообщает перемещение инструменту относительно заготовки (или наоборот) для формообразования поверхности заготовки. Устройства управления необходимы для подачи нужных команд в нужные моменты работы станка(различные рукоятки, рычаги, кнопки, кулачковые механизмы, путевые переключатели).

Манипулирующие устройства - используются для автоматизации различных вспомогательных движений.

Контрольные и измерительные устройства - предназначены для наблюдений за правильностью работы станка. С их помощью контролируют состояние наиболее ответственных частей станка(температуру подшипников шпинделя, нагрузку электродвигателей, состояние режущих инструментов и т.д.)

Обработка на токарных станках.

Токарные станки. Назначение: - обработка тел вращения (цилиндрических, конических, фасонных); - обработка винтовых поверхностей. Размеры обрабатываемых деталей: - по диаметру - от долей мм до 4 м; - по длине - от нескольких мм до 30 м. Точность обработки: - станки нормальной точности обеспечивают точность 7 квалитета; - прецизионные станки - 5 квалитет и выше. Шероховатость: - станки нормальной точности обеспечивают получение шероховатости до Rz = 0,63 мкм; - прецизионные станки до Rz = 0,02 мкм. По классификации ЭНИМС токарные станки разделены на 9 групп:

Принцип работы токарного станка. Токарный станок использует два основных вида движений: главное движение резания - вращательное В1 (от электродвигателя через коробку скоростей к шпинделю); движение подачи П2 (от шпинделя через коробку подач к передаче винт-гайка или зубчатое колесо-рейка).

Токарно-винторезный станок мод.16К20 Станок предназначен для выполнения токарных работ: обтачивания наружных и растачивания внутренних поверхностей, подрезания торцов, нарезки правой и левой метрической, дюймовой, однозаходной и многозаходной резьбы с нормальным и увеличенным шагом, нарезки торцовой резьбы и т.д. Станок мод. 16К20 - базовый станок нормальной точности, высокой жесткости. В станке применена централизованная система смазки коробок скоростей и подач, направляющих станины и суппорта. Задняя бабка установлена на аэростатических опорах. Основные технические характеристики: наибольший диаметр заготовки, мм над станиной 400 над суппортом 220 Наибольший диаметр прутка, мм 50 Число скоростей шпинделя 22 Пределы частот шпинделя, мин-1 12,5-1600 Пределы подач, мм/об продольная 0,05-2,8 поперечная 0,025-1,4 Мощность электродвигателя, кВт 10 Частота вращения электродвигателя, мин-1 1460

Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внутренних поверхностей различных конфигураций (плоскостей, прямых и винтовых канавок, пазов, уступов, нарезка наружной и внутренней резьбы, обработка зубчатых колес и т.п.) с помощью многолезвийного инструмента (фрезы).

В современных фрезерных станках применяют разделенные приводы главного движения и подач. Управление изменением скоростей подач – однорукояточное. Предусмотрено ускоренное перемещение стола или фрезерной головки во всех направлениях.

Станки называют консольными потому, что стол станка установлен на консоли, перемещающейся вверх по направляющим станины. В станке используется два автономных двигателя для каждого привода - привода главного движения и привода подач. Особенность исполнения универсального консольно-фрезерного станка - имеется поворотный стол, обеспечивающий установочные перемещения вокруг вертикальной оси на угол ± 45°. Особенность исполнения вертикального консольно-фрезерного станка - вместо серьги и горизонтального шпинделя установлена шпиндельная бабка с вертикальным шпинделем.