Особливості процесу різання при струганні, довбанні і протягуванні
Стругання — це процес обробки поверхонь різцями при прямолінійному зворотно-поступальному головному русі, що здійснюється різцем або заготовкою в горизонтальній площині.
Довбання — відрізняється від строгания тим, що головний рух — зворотно-поступальне переміщення різця — відбувається у вертикальній площині.
Як при струганні, тик і при довбанні різець зрізує стружку тільки під час робочого ходу. Рухаючись у зворотному напрямку (холостий лід), різець ніякої роботи не виконує і встигає охолонути.
Швидкість різання на стругальних верстатах не перевищує 70...80 м/хв, оскільки при більших швидкостях виникають великі інерційні СВЛЯ через зворотно-поступальні рухи повзуна (або стола верстата). Конструкцією верстата передбачено, то швидкість холостого ходу у 1,6...З рази більша за робочу.
Стругальні верстати поділяють на два основних типи: поздовжньо-стругальні, на яких обробляють переважно середні за розміром і великі деталі; поперечно-стругальні, призначені для обробки деталей з довжиною стругання до 1 м.
Протягування — високопродуктивний метод обробки різанням наскрізних отворів і зовнішніх лінійних поверхонь, яке здійснюють протяжками або прошивками. Протяжка працює на розтяг, а прошивка — на стиск. Конструкція робочих частин цих інструментів однакова.
Стругальні і довбальні різці
Стругальні різці працюють у складних умовах, оскільки в момент врізання різця відбувається удар.
Для зміцнення вершини і головної різальної кромки різця кут налиту головної різальної кромки λ завпеди додатний і дорівнює приблизно 20⁰, передній кут γ у стругальних різців на 5... 10° менший, ніж у токарних, а радіус закруглення вершини становить не менше ніж 1 мм.
Залежно від розміщення різальної кромки стругальні різці поділяють на праві 1 і ліві 2, за видом обробки — на прохідні 1, 2, підрізні З, підрізні 4, фасонні 5, а залежно від характеру обробки — чорнові 1, 2 і чистові 6.
У процесі різання різець згинається. Під час роботи прямим різцем його вершина заглиблюється у тіло заготовки , що може призвести до псування обробленої поверхні. У відігнутого різця вершина, згинаючись і описуючи дугу, відходитиме від поверхні обробки і оброблена поверхня не пошкоджуватиметься. Тому при струганні часто застосовують відігнуті різці.
Довбальні різці застосовують під час роботи на довбальних верстатах. Вони дещо відрізняються від стругальних.
На рисунке, г, д зображено відповідно довбальний прохідний і довбальний прорізний різці. В цих різцях поверхня А є передньою поверхнею, по якій сходить стружка, а поверхня Б — задньою поверхнею.
Поперечно-стругальні верстати
У поперечно-стругальних верстатах головним рухом е зворотно-поступальне переміщення різця, а рухом подачі при обробці горизонтальних площин — періодичне переміщення стола в напрямку, перпендикулярному до руху різця. При обробці вертикальних або похилих поверхонь періодичний рух подачі дістає супорт верстата із закріпленим на ньому різцем.
Поперечно-стругальні верстати застосовують для обробки невеликих заготовок у ремонтних майстернях і цехах, на машинобудівних заводах з малосерійним виробництвом та інструментальних цехах. Поперечно-стругальні верстати всіх розмірів виготовляють із механічним приводом головного руху або з гідравлічним приводом.
Характерною особливістю роботи поперечно-стругальних верстатів є змінна швидкість різання по довжині ходу повзуна, яка змінюється від нуля до максимуму і потім знову до нуля. Загальний вигляд поперечно-стругального верстата зображено на рисунке. У верхніх напрямних станини 1 змонтовано повзун 2, який одержує зворотно-поступальний рух (головний рух) від кулісного механізму.
На ліво - му кінці повзуна закріплено супорт 3. На вертикальних напрямних станини (зліва) розміщується поперечина б, по якій у горизонтальній площині
Рухається стіл 4 (поперечна-подача) разом із оброблюваного деталлю. Стояк 5 призначений для надання столу більшої жорсткості. Механізм 7 призначений для періодичної подачі стола в кінці холостого ходу повзуна.
Процес стругання відбувається при переміщенні повзуна ліворуч. Після закінчення робочого ходу повзун повертається праворуч, здійснюючи холостий хід.
Кінематична схема верстата 7Е35 . Головний рух — прямолінійне зворотно-поступальне переміщення повзуна з різцем здійснюється від електродвигуна М (N= 5,5 кВт; п= 1450 хв¯¹) через клинопасову передачу 140/355, циліндричну пару коліс 84/36, восьмиступеневу коробку швидкостей. Подальше обертання передається колесу z - 102 куліси, в напрямних 1 якої розміщується палець 2 з кулісним каменем 10. При обертанні колеса куліса одержує коливальний рух, який передається через гвинт 4 повзуну 5. Довжину ходу повзуна регулюють гвинтом 6, змінюючи радіус положення пальця 2. Це робиться вручну через вал XV, зубчасту передачу 16/18 і конічну пару коліс 17/17.
Рух подачі — перервний горизонтальний і вертикальний рух стола. Цей рух передається від зубчастого колеса z = 102 кулачку 7 і храповому механізму z = 60, z - 30, z - 96. Змінюючи амплітуду коливання собачки, змінюють число зубів храпового колеса г = 96, які захоплюються собачкою, а отже, і подачу. Потім рух передається валами XI, XIII, XIV, а далі через циліндричну передачу 30/30 на гвинт 8 вертикальної подачі або через колеса 30/42 і конічну пару 18/82 на гвинт 9 горизонтальної подачі.
Кінематична схема поперечно-стругального верстата з гідроприводом. Гідропривід дає можливість здійснювати безступінчасту зміну швидкості головного руху і швидкості подачі. Електродвигун потужністю 9,1 кВт з частотою обертання ротора 1450 хв¯¹ приводить у рух два роторних насоси Н і Н продуктивністю 100 і 50 л/хв. У гідросистемі є п'ять регульованих золотників.
Золотник З₁ призначений для зміни робочого ходу повзуна (швидкості різання). Золотник 3₂ забезпечує реверс повзуна. За допомогою золотника 3₃ керують золотником 3₂. Золотник 3₄ призначений для плавного гальмування повзуна при його реверсуванні, а золотник 3₅ — для подачі стола.
Особливості конструкції поздовжньо-стругального і довбального верстака
У поздовжньо-стругальних верстатах головним рухом є зворотно-поступальне переміщення стола із закріпленою на ньому оброблюваною заготовкою, а рухом подачі — періодичне переміщення різця у напрямку, перпендикулярному до головного руху.
Поздовжньо-стругальні верстати застосовують на машинобудівних і ремонтних заводах для обробки великих деталей (станин верстатів, корпусних деталей, розмічувальних плит, штампів).
Загальний вигляд двостоякового поздовжньо-стругального верстата показано на рисунке. По призматичних напрямних 2 станини 1 зворотно-поступально рухається стіл 3, на якому закріплюють оброблювані деталі. До станини з двох боків прикріплено стояки 6 і 8, з'єднані вгорі поперечною балкою 7. По вертикальних напрямних стояків можуть перемішуватися вгору і вниз траверса 9 і бічні супорти 4 і 10.
Вічні супорти призначені для стругання вертикальних площин, а вертикальні 5, що є поворотними, — для стругання горизонтальних і похилих поверхонь. Робочі подачі всіх супортів здійснюються в момент зміни напрямку ходу стола з холостого на робочий. ПІД час зворотного ходу різцетримач із закріпленим у ньому
Різцем ш допомогою спеціального пристрою піднімаються, що захищає різець від спрацювання, а оброблену поверхню від пошкодження.
Довбальні коротати застосовують для обробки внутрішніх і зовнішніх вертикальних площин, лінійних фасонних поверхонь, багатогранних отворів, прорізування шпонкових канавок.
У довбальних верстатах повзун із різцем виконує зворотно-поступальний рух у вертикальній площині, а стіл верстата із заготовкою дістає рух подачі горизонтальній площині в поздовжньому, поперечному або коловому напрямках .
Операції, які виконують на стругальних верстатах
Стругання застосовують для обробки горизонтальних, вертикальних і похилих площин, лінійних фасонних поверхонь, пазів і канавок різного профілю. Точність обробки при струганні змінюється в межах ITS - IT13, а шорсткість обробленої поверхні Rz = 20…80. При чистовому струганні широким різцем з глибиною різання 0,05...0,10 мм можна одержати Ra = 1,25...2,50 мкм.
Стругання широкими різцями дає змогу в деяких випадках замінити шабрування і шліфування.
Основний (технологічний) час Т0, хв., при струганні визначають за формулою:
Т0= Ві/nS,
Де В — розрахункова ширина стругання, мм; і — кількість проходів; л — кількість подвійних ходів за хвилину; S — подача, мм/подв. хід.
Обробка заготовок на протяжних верстатах
Протягуванням називають операцію механічної обробки на протяжних верстатах багатолезовими різальними інструментами — протяжками. Протягування — високопродуктивний метод обробки різанням наскрізних отворів і зовнішніх лінійних поверхонь, який забезпечує високу точність форми і розмірів оброблюваної поверхні. Протягування забезпечує точність розмірів за 6- 9-м квалітетом із шорсткістю поверхні Rа = 2,50...0,08 мкм.
Розрізняють зовнішнє і внутрішнє протягування. При внутрішньому а) протяжку і протягують крізь попередньо просвердлений або розточений отвір заготовки 2. Залежно від ферми поперечного перерізу протяжки дістають отвори різного профілю.
Зовнішнє протягування застосовують для обробки зовнішніх плоских і лінійних фасонних поверхонь порівняно невеликої ширини .
Прошивання виконують прошивками на пресах або спеціальних верстатах. Прошивку 1 проштовхують крізь оброблюваний отвір заготовки 2. Застосовують прошивання при обробці коротких отворів.
Залежно від послідовності зрізування припуску деталі зубами протяжки розрізняють такі схеми різання: профільну, генераторну і прогресивну .
Основні елементи протяжки. За характером оброблюваних поверхонь розрізняють протяжки для внутрішнього і зовнішнього протягування.
Протяжки для круглих отворів і шпонкових пазів показано на рисунке. Основні частини протяжок: хвостовик 1 призначений для закріплення протяжки у верстаті; передня напрямна 2 орієнтує протяжку в отворі в початковий момент роботи її різальних зубів; різальна 3 знімає різальними зубами, що поступово збільшуються по висоті, припуск на обробку; калібрувальна 4 надає отвору або пазу остаточних розмірів і потрібної точності, а також потрібної шорсткості поверхонь; розміри калібрувальних зубів однакові і дорівнюють розмірам останнього різального зуба; задня напрямна 5 призначена для напрямлення протяжки і захищає її від перекосу до виходу останнього калібрувального зуба з отвору.
Протяжки виготовляють із легованої інструментальної сталі марок 9ХС, ХВГ, швидкорізальних сталей Р9 і Р18. Застосовують також плоскі і шпонкові протяжки, оснащені пластинками твердих сплавів ВК8, Т5К10. Для обробки циліндричних отворів використовують збірні протяжки зі змінними твердосплавними різальною і калібрувальною частинами. Кожен зуб протяжки — це різець (айв. рис. 7.62) із властивими йому геометричними параметрами різальної частини.
Залежно від механічних властивостей оброблюваного матеріалу передній кут у змінюється від нуля до 15... 18°. Так, при протягуванні м'якої сталі, алюмінію, червоної міді γ = 15... 18°, сталі середньої твердості — 12... 15°, твердих чавуну і бронзи — 0...4°. Передній кут зубів калібрувальної частини беруть в 0...5°.
Задній кута для протяжок внутрішнього протягування залежно від точності оброблюваного отвору вибирають у межах 1...4*. Для зовнішнього протягування протяжки роблять із заднім кутом а= 10°.
Товщина зрізаного зубом протяжки шару залежно від оброблюваного матеріалу і умов різання змінюється від 0,08 до 0,15 мм; швидкість різання при протягуванні коливається від 1,5 до 15 м/хв; а в деяких спеціальних верстатах вона становить 60...90 м/хв. Роботи, які виконують на протяжних верстатах. Протягуванням обробляють циліндричні, багатогранні і фасонні отвори, прямі, гвинтові і шпонкові канавки, отвори зі шліцьовими пазами, зуби зубчастих коліс зовнішнього і внутрішнього зачеплення, площини, фасонні лінійні поверхні тощо.
Довжина притягуваного отвору не повинна перевищувати трикратного розміру його діаметра. На рисунке , а наведено приклади робіт, які виконують на протяжних верстатах для внутрішнього протягування.
Схему протягування шпонкового паза зображено на рис. 7.63, б". Оброблювану деталь 2 надівають на напрямну втулку І, яка мас паз для спрямовування протяжки 3.
Зовнишни поверхні обробляють без попередньої обробки. Припуск на обробку становить 2...5 мм. На рисунке, в наведено схему зовнішнього протягування зубів зубчастого 5 і без зубчастого 4 секторів. Оброблювану деталь надівають на палень 7 і протяжкою 6' протягують зуби.
При зовнішньому протягуванні дедалі ширше використовують принцип безперервної дії. при якому немає втрат часу на зворотний хід інструменту. На рисунке, г, д зображено зовнішнє безперервне протягування за допомогою конвеєра і на спеціальному карусельно-протяжному верстаті за обертовим круглим столом. Установлюють заготовку і знімають оброблені деталі на ходу верстата.
У масовому виробництві багато зовнішніх поверхонь обробляють протягуванням замість фрезерування, оскільки при цьому точність обробки. ЇЇ якість і економічність вищі. При протягуванні сталевих заготовок застосовують охолодження сульфафрезолом, емульсією і мінеральною оливою. Чавунні заготовки обробляють насухо.