Станки дома Классификация строгальных, долбежных и протяжных станков
Строгальные и долбежные станки применяют для обработки резцами линейчатых обычно плоских поверхностей: направляющих, пазов — как горизонтальных, так и вертикальных, зубьев зубчатых колес в единичном и массовом производстве. Протяжные станки со строгальными и долбежными объединяет то, что у них имеется только прямолинейное рабочее движение.
Рис. 1. История строгальных, долбежных и протяжных станков: а — первое строгальное приспособление XVII в. ; б — продольно-строгальный станок Р. Робертса (1817); в — поперечно-строгальный станок из Петербургского арсенала (1848); г — долбежный станок М. И. Брюнеля (1808); д — протяжной станок.
Первые строгальные станки были предназначены для строгания кости и металла. Историки сходятся на том, что прототипом, имеющим все черты современного строгального станка, был станок 1751 г. , созданный в Понт-а-Лане слесарем из Шарлеруа Николой Фоком. Но в книге Шарля Плюмье (Франция) описано строгальное приспособление (рис. 1, а), существовавшее минимум на 50 лет раньше — в конце XVII в. Строгальный станок современного вида был создан в Англии в период с 1814 по 1840 г.
Станки строгальной группы включают продольно-строгальные, поперечно-строгальные (шепинги) и долбежные. К специализированным станкам относятся кромкострогальные, копировальнострогальные, внутристрогальные, станки с ЧПУ. Выпускаются комбинированные строгальные станки (строгально-фрезерные, строгально-шлифовальные), позволяющие совместить несколько видов обработки.
На продольно-строгальных станках главное движение получает стол с заготовкой, а на поперечно-строгальных (шепингах) и долбежных — ползун или долбяк (штосель) с резцом По сравнению с фрезерными, станки строгальной группы имеют следующие достоинства: простота и дешевизна применяемого инструмента, высокая производительность при обработке узких и длинных поверхностей, точность обработки при чистовом строгании, возможность обработки сложных профилей, требующих при фрезеровании дорогих в изготовлении и заточке наборов фрез Среди недостатков строгания — потери времени на холостой ход и ограниченность скорости резания из-за больших инерционных сил. Строгание и долбление применяют в единичном и мелкосерийном производстве, а протягивание — от мелкосерийного до массового (протягивать экономически выгодно от 200 круглых или 50 фасонных отверстий в год).
Строгальные станки подразделяются на продольно-строгальные и поперечно-строгальные. Их применение, по сравнению с другими технологическими методами формообразования, экономически более выгодно вследствие простоты конструкции и малой стоимости режущего инструмента.
Рис. 2. Типовые поверхности, получаемые при строгании
Строганием образуют вертикальные, горизонтальные и наклонные поверхности, уступы, пазы, канавки и реже — криволинейные поверхности (рис. 2). Для обработки фасонных поверхностей используют фасонные резцы.
Техника и технология выполнения работ на строгальных и долбежных станках
Одним из основных путей повышения производительности строгальных работ является усовершенствование технологии путем выбора рационального метода обработки, т.е. принятого плана построения операций: количества одновременно обрабатываемых деталей и действующих инструментов, количества и последовательности установок и порядка отдельных переходов.
Наиболее эффективными методами являются: множественная, многорезцовая, групповая, позиционная, многостаночная обработка, рациональное распределение припуска на обработку на черновые и чистовые проходы и рациональная последовательность переходов.
Выбор припуска на обработку. Правильный выбор припусков имеет очень важное значение. Прежде всего материал, снимаемый при обработке, обычно оказывается потерянным, так как стоимость стружки почти всегда ничтожна по сравнению со стоимостью нового материала. Еще большее влияние величина припусков оказывает на производительность и экономичность обработки. Удаление лишних слоев металла, естественно, требует затрат времени, увеличения расхода инструмента, электроэнергии и т.д.
Вместе с тем чрезмерно малые припуски также нежелательны, так как они требуют повышения точности, а следовательно, и стоимости работы заготовительных цехов, затрудняют разметку и выверку деталей на станках и в конечном счете увеличивают вероятный процент брака. Следует учитывать, что строгание с малыми припусками связано с работой резца по твердой корке, имеющей неметаллические включения, что снижает стойкость инструмента.
При назначении припусков на обработку пользуются специальными таблицами (нормативами).
Одновременное строгание нескольких деталей. Строгание не одной, а нескольких деталей одновременно, так называемая множественная обработка, обеспечивает сокращение затрат основного (машинного) и вспомогательного времени.
Различают две разновидности множественной обработки: одновременное строгание нескольких одинаковых деталей или нескольких разных деталей.
При множественной обработке одинаковых деталей небольших размеров на столе строгального станка обычно устанавливают несколько деталей в один или несколько рядов, чтобы максимально использовалась площадь стола. В особенности это относится к продольно-строгальным станкам, на которых множественная обработка часто сочетается с методом строгания не одним, а двумя или большим числом резцов.
Применение метода множественной обработки при строгании дает существенные преимущества по сравнению со строганием деталей по одной штуке:
О потери времени на изменение направления движения стола или ползуна (реверсирование) примерно одинаковы как для длинного хода, когда установлено много деталей, так и для короткого, но отнесенные к одной детали они значительно меньше при строгании одновременно нескольких деталей;
О уменьшаются перебеги стола или ползуна в конце рабочего и холостого ходов, отнесенные к одной детали;
О уменьшается время, затрачиваемое на установку и снятие деталей;
О установка резцов и упоров, ограничивающих движение стола, делается один раз для всей партии деталей;
О уменьшается время на установку резца на размер и замеры, а также обеспечивается постоянство размеров деталей, установленных в одном продольном ряду.
Для увеличения числа деталей, одновременно обрабатываемых на поперечно-строгальных станках, часто приходится прибегать к применению специальных приспособлений (рис. 9.9).
Рис. 9.9. Приспособление типа тисков для одновременного строгания нескольких брусьев
Множественная обработка разных деталей. При работе на продольно-строгальных станках случается и так, что одновременная обработка нескольких одинаковых деталей либо вообще невозможна, либо даже при одновременной установке нескольких деталей площадь стола остается недостаточно использованной. В таких случаях на свободной площади стола устанавливают другие детали, используя при этом одновременно верхний и боковой суппорты.
При множественной обработке разных деталей следует так подбирать детали или их группы, чтобы машинное время строгания одной группы незначительно отличалось от машинного времени обработки другой.
На рис. 9.10 приведены два примера одновременного строгания разных деталей: станины и суппорта (рис. 9.10, а) и корпуса и вала (рис. 9.10, б).
Рис. 9.10. Одновременное строгание двух различных деталей на продольно-строгальных станках
В ряде случаев строгальщики прибегают к комбинированному методу — одновременно обрабатывают две партии одинаковых деталей: детали одной партии строгают в одном положении, а другой — в ином. Например, одновременно обрабатывают опорную площадку и противоположную ей сторону. При таком плане операции сокращается общий цикл обработки детали.
Многорезцовое строгание позволяет значительно уменьшить основное (машинное) время по сравнению со строганием одним резцом, при этом чем больше одновременно работающих резцов, тем, как правило, выше производительность труда. Преимуществом использования многорезцовых наладок на строгальных станках является уменьшение случаев обламывания кромок детали при выходе инструмента, так как при многорезцовой обработке величина усилия резания на выходе инструмента изменяется менее резко, чем при строгании одним резцом. В момент врезания нескольких резцов также возникает меньшая динамическая (ударная) нагрузка, чем при врезании одного резца. При многорезцовом строгании наблюдается и меньшая склонность к вибрациям.
Многорезцовая обработка осуществляется как за счет установки нескольких резцов в одном суппорте, так и путем одновременного использования нескольких суппортов, в каждом из которых может быть установлено несколько резцов.
Выбор рациональной последовательности переходов при обработке поверхностей деталей является одним из непременных условий высокопроизводительной работы. Принятая последовательность переходов должна обеспечивать точность обработки детали при наименьших затратах основного и главным образом вспомогательного времени.
При строгании больших плоскостей холостое (возвратное) ручное перемещение стола поперечно-строгального станка или каретки суппорта на поперечине продольно-строгального станка занимает много времени. Механическое ускоренное их перемещение в некоторых конструкциях строгальных станков также не приводит к большому сокращению вспомогательного времени. Если же использовать холостое перемещение стола или каретки суппорта как движение подачи, то можно значительно уменьшить вспомогательное время.
Чтобы решить эту задачу, применяют правые и левые проходные резцы, а также резцы чашечного типа (круглые) и двухлезвийные.
Затраты времени на изменение направления подачи на продольно-строгальных станках составляют 0,06—0,13 мин, в то время как при ручном холостом перемещении каретки суппорта на длину 500—600 мм они равны 0,32—0,5 мин.
При обработке правым и левым резцами после одного прохода правый резец заменяется левым для строгания с подачей в противоположном первому проходу направлении. Для сокращения затрат времени на смену инструментов в этом случае целесообразно применять оправки со сменными резцами.
В ряде случаев строгание успешно осуществляется методом цикличности переходов. Примером использования этого метода может служить процесс множественной обработки двух скосов на заготовках для резцовых державок (рис. 9.11). После обработки скоса 1 у партии деталей суппорт устанавливают под углом 12° для строгания поверхности 2, а следующую партию деталей обрабатывают в обратном порядке: сначала строгают у всех деталей поверхность 2, а затем устанавливают суппорт под углом 45° и строгают поверхность 1. Это позволяет уменьшить число поворотов суппорта и обрабатывать оба скоса без смены резцов, а на каждом повороте суппорта экономить 2 мин.
Рис. 9.11. Схема строгания скосов на заготовках для резцовых державок
Строгание открытых горизонтальных плоскостей крупных размеров обычно производят двумя суппортами, при этом широкие плоскости целесообразно обрабатывать в такой последовательности: резцом 1 (рис. 9.12, а) начинают строгание с одного края детали, а резцом 2 в это время на расстоянии одной четверти ширины детали от другого ее края врезаются и строгают с противоположным направлением подачи. После того как резец 2 дойдет до середины обрабатываемой поверхности, а резец 1 займет положение, показанное на рис. 9.12, б, суппорт с резцом 2 перемещают в крайнее положение и проходят участки, оставшиеся необработанными. Неровности в местах стыка
Рис. 9.12. Схема строгания широкой плоскости
поверхностей, обработанных разными резцами, устраняют при чистовой обработке.
Строгание закрытых (не имеющих свободного выхода резца) горизонтальных плоскостей обычно производится в такой последовательности: сначала прострагивают вертикальные поверхности 1 и 2 с вертикальной подачей (рис. 9.13, а), а затем
Рис. 9.13. Схемы строгания закрытых горизонтальных плоскостей
суппорты переключают на горизонтальную подачу и обрабатывают поверхности 3 и 4 (рис. 9.13, б).
Строгание уступов и наклонных поверхностей. При необходимости обработать сопряженные вертикальную и горизон-
Рис. 9.14. Схемы, строгания уступов
тальную поверхности со значительным по величине участком вертикальной поверхности вначале проходным резцом при горизонтальной подаче строгают поверхность 1 (рис. 9.14, а), а затем подрезным резцом в два прохода обрабатывают поверхность 2 (рис. 9.14, б).
Строгание наклонных поверхностей осуществляют проходными (обдирка) и подрезными резцами. Наиболее целесообразным является следующий порядок работы (рис. 9.15): черновая обработка поверхности 7, затем тем же проходным резцом черновое строгание поверхности 2, после этого про- страгивание места стыка наклонной и горизонтальной плоскостей подрезным резцом, чистовая обработка поверхности 2 и тем же резцом чистовое строгание наклонной поверхности 7.
Рис. 9.15. Схемы строгания сопряженных горизонтальной и наклонной плоскостей
Строгание пазов. Пазы обрабатывают при вертикальной подаче резца. Прямоугольные пазы строгают прорезным резцом. При обработке пазов крупных размеров в целом металле вначале прорезают узкий паз, оставляя небольшой припуск по его дну, а затем мерным резцом прорезают и зачищают дно паза.
Последовательность строгания паза типа «ласточкин хвост» показана цифрами на рис. 9.16, а. Вначале прорезным резцом обрабатывают прямоугольный паз на полную глубину, а затем правым и левым подрезными резцами последовательно прорезают обе наклонные стороны паза; поворотная часть суппорта при этом устанавливается на угол, соответствующий углу наклона стенки паза.
Строгание Т-образных пазов производится в последовательности, указанной цифрами на рис. 9.16, б. Вначале прорезным резцом обрабатывают прямоугольный паз, во втором и третьем переходах специальными резцами прорезают правый и левый боковые пазы, в четвертом — двухлезвийным резцом прострагивают фаски и, наконец, в пятом переходе круглым резцом паз калибруют. Этот последний переход осуществляют при обработке относительно точных пазов в ответственных деталях.
Рис. 9.16. Схемы строгания пазов
Обработка поверхностей со сложным очертанием контура. В машиностроении встречаются детали, контур которых очерчен вертикальными, горизонтальными и наклонными поверхностями, а также криволинейными участками. При необходимости обработки таких поверхностей на строгальных станках обычно прибегают к использованию специальных шаблонов либо же копировальных устройств.
Рис. 9.17. Строгание заготовки со сложным очертанием контура по шаблону
На рис. 9.17 показана установка детали Б на столе поперечно-строгального станка для обработки сложного контура. Обычно предварительное строгание ведут по разметке, а при окончательной обработке (припуск около 0,5 мм) на конце стола станка закрепляют стальной закаленный установочный шаблон Л, профиль которого точно соответствует профилю обрабатываемой детали. Установку резцов на размер производят по поверхностям шаблона, что значительно упрощает обработку и позволяет получить вполне достаточную точность.
При строгании деталей по более сложному криволинейному контуру используют копир.
Обработка поверхностей на долбежных станках. Характерными работами, выполняемыми на долбежных станках, являются: долбление вертикальных и наклонных плоскостей, различных пазов и выемок, шпоночных канавок; долбление поверхностей сложного контура и криволинейных, разрезание заготовок.
Долбление вертикальных и наклонных плоскостей осуществляют проходными резцами, при этом для предварительных
(черновых) проходов применяют закругленные резцы с большим радиусом при вершине.
При долблении плоскостей, расположенных под прямым углом, заготовку устанавливают на столе станка на подкладках, обеспечивающих перебег резца так, чтобы можно было вести обработку с продольной и поперечной подачами.
Обычно заготовку предварительно размечают. Правильность установки заготовки 1 на станке проверяют с помощью чертилки 3, зажатой в резцедержателе долбяка 4 (рис. 9.18). При перемещении стола в направлении продольной подачи (по стрелке А) острие чертилки должно совпадать с риской 2, в противном случае на всем протяжении риски легкими ударами свинцового или латунного молотка подправляют положение заготовки. Правильность установки заготовки в вертикальном положении проверяют с помощью поверочного угольника по вертикальной риске 5 на заготовке.
Рис. 9.18. Проверка правильности расположения заготовки на столе долбежного станка
Для долбления наклонных плоскостей поворачивают на требуемый угол а направляющие долбяка (рис. 9.19, а и б) либо же обрабатываемую заготовку устанавливают на наклонную подставку (рис. 9.19, в) — треугольную призму или цилиндрический валик.
Долбление поверхностей сложного контура и криволинейных. Для получения поверхностей сложного контура заготовки устанавливают на столе так, чтобы прямые линии контура совпадали с направлениями продольной или поперечной подачи, а радиусные переходы между поверхностями — с вершиной резца при вращении стола. В таких случаях к точности установки детали предъявляются высокие требования.
Рис. 9.19. Схемы настройки станка при долблении наклонных плоскостей
При долблении сложных контурных поверхностей применяют резцы с закругленной вершиной, а также прорезные резцы для подрезки переходов в углах контура. Иногда приходится использовать и специальные фасонные резцы. По толщине резцы должны быть подобраны с таким расчетом, чтобы они проходили в имеющееся в заготовке отверстие.
Разрезание заготовок. Иногда возникает необходимость отрезать от заготовки излишки материала или даже разрезать ее на части. Эта операция выполняется прорезными резцами обычно при ручной подаче стола.
Заготовка должна быть установлена на чистом столе станка как можно точнее в направлении подачи. Под заготовку помещают две стальные подкладки одинаковой толщины и закрепляют ее, не очень сильно затягивая болты прихватов. После
этого производят проверку положения заготовки. В долбяк зажимают изогнутым концом в направлении к заготовке стальную чертилку и острие ее путем перемещений стола в продольном и поперечном направлениях подводят к одному из концов заготовки. Затем долбяк немного приподнимают вверх, а стол вручную передвигают так, чтобы чертилка оказалась над другим концом заготовки.
После этого долбяк опускают и наблюдают, насколько хорошо совпадает острие чертилки с концом заготовки. Если совпадения нет, то его добиваются легким постукиванием по заготовке. Затем, приподняв долбяк, стол возвращают в начальное положение и вновь смотрят, хорошо ли совпадает чертилка с концом заготовки. Так делают до тех пор, пока не будет полного совпадения чертилки с обоими концами заготовки.
Долбление шпоночных канавок — одна из самых распространенных операций. Основная трудность ее связана с необходимостью точной установки резца по оси отверстия детали. Эта задача обычно решается с помощью самоцентрирующих патронов и специальных центрирующих приспособлений.
При долблении шпоночных канавок в шестернях и ступицах заготовки устанавливают на точные подкладки, обеспечивающие перпендикулярность оси отверстия к плоскости стола. Во избежание деформаций желательно подкладывать под ступицу и обод заготовки подкладки. В качестве подкладок под ступицу применяют кольца с пазами, обеспечивающими свободный выход резца в конце рабочего хода.
Долбление канавок осуществляется долбежными резцами для шпоночных канавок.
Загрузка...