Основные типы шлифовальных станков

Чаще всего на ремонтных предприятиях используют следующие типы шлифовальных станков: универсальные круглошлифовальные станки, внутришлифовальные стан­ки с вращающейся заготовкой, плоскошлифовальные станки и заточные станки.

Все они имеют гидравли­ческий привод, который в основном используется для возвратно-поступательного движения стола с дроссель­ным регулированием. Кроме того, станки снабжены устройством для правки шлифовального круга.

Круглошлифовальные станки(рис.4)получили наибольшее распространение. Они предназначены для шли­фования наружных цилиндрических и конических поверх­ностей заготовок, имеющих форму тел вращения. Станок состоит из следующих узлов: станины 1, нижнего и верхнего (поворотного) столов 2, передней бабки 3, шлифовальной бабки 4 и задней бабки 5.

 

Внутри станины размещен гидропривод к столу и шлифовальной бабке, а в передней - привод для вращения заготовки. Привод к шлифовальному кругу расположен в шлифовальной бабке. Органы управления станком размещены на передней стороне станины.

Обрабатываемая заготовка помещается между центрами передней и задней бабок; ей сообщается вращательное движение от двигателя передней бабки. Вращающаяся заготовка вместе со столом имеет также возвратно-поступательное движение по направляющим станины для обработки заготовки по всей длине кругов шлифовальной бабки.

Для шлифования конических поверхностей верхняя часть стола может быть повернута на угол ± 8...10°.

Следует отметить, что в универсальных круглошлифовальных станках стол и шлифовальная бабка поворачиваются вокруг верти­кальной оси, что дает возможность обрабатывать из­делия с большой конусностью и торцовые плос­кости.

Внутришлифовальные станкипредназначены для обработки внутренних цилиндрических, конических и других поверхностей.

Обрабатываемая заготовка укрепляется в патроне, навинченном на шпиндель передней бабки, и вращается. Шлифовальная бабка имеет возвратно - поступательное движение по направляющим станины для шлифования отверстий на заданную глубину, а также радиальное перемещение вместе с поперечными салазками для установки на глубину шлифования. Шлифовальный шпиндель приводится в движение от отдельного двигателя и имеет постоянную скорость.

Помимо приведенной схемы внутреннего шлифования, применяют планетарное внутреннее шлифование. При этом заготовка неподвижна, а шлифовальный круг вращается около оси шпинделя и вместе со шпинделем около оси шлифуемого отверстия. Подача шпинделя вдоль оси отверстия обеспечивает его шлифование по всей длине.

Плоскошлифовальные станкипредназначены для об­работки плоскостей и фасонных поверхностей. Обработка ведется периферией круга.

На столе укрепляют магнитную плиту, служащую для установки и удержания заготовок при работе. Стол имеет возвратно-поступательное движение по направляющим станины. По вертикальным направляющим стойки может передвигаться шлифовальная бабка для установки шлифующего круга на глубину шлифования. Перекрытие шлифуемой заготовки по ширине достигается при поперечном осевом прерывистом (во время переднего и заднего перебегов) движении круга. Основной характеристикой станка является размер стола (от 125х400 до 400х2000 мм).

Помимо приведенной схемы плоского шлифования периферией круга, существуют схемы шлифования заготовок торцом круга при возвратно-поступательном движении стола, а также периферией или торцом круга заготовок, закрепленных на вращающемся столе.

При обработке на бесцентровых шлифовальных станках заготовка опирается на нож и вращается ведущим кругом, который вместе с бабкой имеет поперечное перемещение для поперечной подачи (врезания), а также для компенсации износа кругов. Для продольной подачи заготовки поворотная часть устанавливается под углом 1…7^о. Бабка шлифующего круга неподвижно установлена на станине. Механизмы передачи движения от электродвигателя к шлифующему и ведущему кругам смонтированы в станине.

Для повышения производительности при обработке длинных валов применяют бесцентрово-шлифовальные станки со шлифовальными кругами шириной до 800мм (вместо обычной ширины 150…200мм). Бесцентрово-шлифовальные станки применяют в серийном и массовом производстве.

Заточные станкиприменяют для заточки различного режущего инструмента.

Они делятся на универсальные, на которых затачивают различные инструменты (сверла, резцы, развертки и т.д.), и специализированные, предназначены для заточки инструментов определенного типа.

Универсальные заточные станки можно использовать для круглого и плоского шлифования.

В ремонтных мастерских для заточки самого различного инструмента применяют обдирочно-шлифовальные станки (точила). Эти станки имеют лишь одно движение – вращение шпинделя с постоянным числом оборотов. Затачиваемый инструмент рабочий держит в руках, прижимая его к поверхности круга и перемещая его в нужном направлении.

 

БИЛЕТ №27

1. Расскажите, как изменяется структура и свойства закаленной стали при низком, среднем и высоком отпуске. Приведите примеры

Отпуском называется нагрев закалённой стали до температуры ниже температуры, соответствующей точке Ас₁, выдержка при заданной температуре и последующее охлаждение (обычно на воздухе). Отпуск является окончательной операцией термической обработки.

Цель отпуска – повышение вязкости закалённой стали при сохранении достаточно высокого предела прочности, уменьшение внутренних напряжений после закалки и получение более устойчивых (стабильных) структур.

В зависимости от температуры нагрева закалённой стали различают следующие виды отпуска: низкий, средний, высокий.

Низкий отпуск проводят с нагревом до температуры 150…250^оС. Этот отпуск снижает внутренние напряжения, переводит мартенсит закалки, который имеет неустойчивую тетрагональную решётку, в мартенсит отпуска с устойчивой центрированной кубической решёткой α-железа. Этот отпуск повышает прочность и немного улучшает вязкость без заметного снижения твёрдости. Закалённая сталь (0,5…1,3% С) после низкого отпуска сохраняет твёрдость в пределах HRC 58…63, а следовательно, высокую износостойкость. Однако изделие (если оно не имеет вязкой сердцевины) не выдерживает динамических нагрузок.

Низкотемпературному отпуску подвергают режущий и измерительный инструмент из углеродистых и низколегированных сталей, детали, претерпевшие поверхностную закалку, цементацию, цианирование или нитроцементацию, а также другие детали, работающие в условиях трения на износ.

Средний отпуск выполняется при температуре 300...500^оС. Такой отпуск обеспечивает наиболее высокий предел упругости и немного повышает вязкость по сравнению с низким отпуском. Структура стали после среднего отпуска – троостит отпуска и её твёрдость HRC 40…50.

Средний отпуск применяют для пружин, штампов, рессор, ударного инструмента и др.

Высокий отпуск производят при температуре 500…700^оС. Структура стали после высокого отпуска – сорбит отпуска. Высокий отпуск почти полностью снимает внутренние напряжения и значительно повышает ударную вязкость. Прочность и твёрдость при этом снижаются, но остаются значительно более высокими, чем после нормализации (отжига), поэтому высокий отпуск создаёт наилучшее соотношение прочности и вязкости стали.

Высокий отпуск применяют для многих деталей, подверженных действию высоких напряжений (например, осей автомобилей, шатунов двигателей).

2. Расскажите технологию газовой сварки и резки металлов.

3. Назовите исходные данные для проектирования технологического процесса механической обработки заготовок и факторы, влияющие на построение технологического процесса.

Основными задачами проектирования технологического процесса механической обработки являются установление методов и средств обработки с целью изготовления деталей соответствующего качества, удовлетворяющих требованиям чертежа и технических условий при минимальных затратах и в установленные сроки. Для оптимального решения этого разрабатываются различные варианты технологических процессов, из которых выбирается наиболее производительный и экономичный.

Каждому типу производства свойственны свои особенности разработки технологического процесса, поэтому, прежде всего, необходимо установить тип производства исходя из заданной программы.

На характер технологических процессов сборки машины и изготовление ее деталей существенно влияет ее технологичность, то есть конструкция машины и ее деталей должна быть такой, чтобы, удовлетворяя всем эксплуатационным требованиям, она в то же время позволяла изготовить детали и собрать их в машину наиболее рациональным способом. Таким образом, чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления машины, тем она технологичнее. Технологичность конструкции достигается оптимальными решениями на всех этапах ее разработки. Снижение трудоемкости обработки достигается:

ü за счет применения деталей простых форм, с участками легкодоступными для механической обработки;

ü применением заготовок с малой металлоемкостью, минимальными припусками на обработку, с использованием профильного проката и штамповки;

ü внедрением унифицированных, нормализованных и стандартизованных деталей.

Для проектирования технологического процесса механической обработки детали обязательны следующие данные: чертеж детали и технические условия; чертеж узла, в который входит деталь, программа и календарные сроки выпуска деталей и объектов производства; сведения о заготовке; данные о наличии оборудования, а также паспорта станков и каталоги; нормативы и справочная литература (по режимам резания, расчету припусков и др.).

Точность изготовления детали в основном обеспечивается выбором методов и последовательности обработки, технологических баз, оборудования, приспособлений и режимов резания, методов и средств контроля. Проектирование технологических процессов состоит из взаимосвязанных и выполняемых в определенной последовательности этапов.

На первом этапе проектирования следует установить тип производства, в зависимости от которого следует разрабатывать технологический процесс. Далее выполняется технологическая проработка чертежа детали, которая включает: изучение рабочего чертежа детали (проверку достаточности проекций, размеров и сечений, правильности и технологичности расстановки размеров), технических условий на ее изготовление; условий работы ее в узле, проверку рациональности конструкции детали.

После этого решается вопрос о выборе метода получения заготовки (отливка, штамповка и др.) и производятся выбор технологических баз, оценка точности базирования и закрепление заготовки. Затем выбирают методы обработки поверхностей, которые зависят от требований, предъявляемых к данной детали в отношении точности и шероховатости обработанной поверхности.

При разработке технологического процесса рекомендуется назначать сначала все черновые, потом чистовые и отделочные операции.

Разделение всех операций технологического процесса на три группы соответствует наиболее рациональному размещению оборудования в цехе. Операции каждой группы могут выполнять рабочие разной квалификации, что снижает себестоимость продукции.

Технологический процесс можно составить с большим или меньшим расчленением на операции. Уменьшение числа операций за счет их усложнения концентрирует (укрупняет) технологический процесс и, наоборот, увеличение числа операций за счет деления более сложных на более простые дифференцирует (расчленяет) его. При этом растягивается технологическая цепочка и наибольшее число людей и оборудования вовлекается в осуществление задуманной технологии.

Основным фактором, определяющим степень дифференциации технологического процесса, является программа выпуска и связанный с ней тип производства. Наиболее дифференцированы операции в массовом и менее всего – в единичном производстве.

При составлении технологического процесса механической обработки следует предусмотреть термическую обработку детали. Снятие больших стружек с термически обработанных деталей затруднено, поэтому термическую обработку намечают после черновых операций.

При составлении технологического процесса рекомендуется указать, по каким элементам и в каком количестве контролируют деталь станочник, наладчик и мастер.

После этого выбирают оборудование, приспособление и инструмент.

На следующем этапе проектирования рассчитывают припуски и согласовывают их с размерами припусков на отливки, поковки и штамповки и прокат, установленные соответствующими стандартами. В технических условиях указывают требования к поверхностям, которые являются установочными базами на первой операции. Затем рассчитывают режимы резания, нормы времени и делают экономическую оценку разработанного технологического процесса.

Заключительным этапом является оформление технологической документации в соответствии с Единой системой технологической документации (ЕСТД), согласование и утверждение.

 

 

БИЛЕТ №28

1. Назовите виды, назначение и технологию выполнения цианирования стали

Цианирование – процесс одновременного насыщения поверхности стали углеродом и азотом для повышения твердости и износостойкости, а также для увеличения сопротивляемости коррозии.

Цианирование бывает жидкостным и газовым.

Жидкостное цианирование производится в ваннах с расплавами цианистых солей (NaCN, КCN, Ca(CN)₂ и др.) при температуре, достаточной для разложения их с выделением активных атомов С и N.

Низкотемпературное (550…600^оС) цианирование применяют главным образом для инструментов из быстрорежущей стали и производится в расплавах чистых цианистых солей.

Высокотемпературное (800…850^оС) цианирование используют для увеличения срока службы шестерен и других деталей, и осуществляется в ваннах, содержащих 20…40%-ные расплавы цианистых солей с нейтральными солями (NaCl, Na₂CO₃ и др.) для повышения температуры плавления ванны.

Продолжительность жидкостного цианирования от 5мин до 1ч. Глубина цианирования 0,2…0,5 мм.

После цианирования заготовки подвергают закалке и низкому отпуску.

Цианирование, как и цементацию, применяют для различных изделий, при этом коробление заготовок значительно меньше, чем при цементации, а износо - и коррозионная стойкость более высокие.

Недостатком жидкостного цианирования является ядовитость цианистых солей, а также их высокая стоимость.

Газовое цианирование, называемое нитроцементацией, отличается от газовой цементации тем, что к цементирующему газу добавляют аммиак, дающий активизированные атомы азота. Газовое цианирование также как и жидкостное, разделяется на низкотемпературное и высокотемпературное.

При низкотемпературном (500…700^оС) газовом цианировании в сталь преимущественно диффундирует азот (с образованием нитридов), а углерод диффундирует в малых количествах. Это цианирование, так же как и жидкостное низкотемпературное, применяют для обработки инструментов из быстрорежущей стали.

При высокотемпературном (800…850^оС) газовом цианировании в сталь диффундирует значительное количество углерода с образованием аустенита.

При газовом цианировании отпадает необходимость в применении ядовитых солей и, кроме того, имеется возможность обработки более крупных деталей.

Газовое цианирование производят в среде, состоящей из 80% науглероживающего газа и 20% аммиака.

2. Объясните теоретические основы сварочной дуги и вольт-амперные характеристики источников питания сварочной дуги.

3. Расскажите назначение и основные узлы универсального горизонтально-фрезерного станка модели 6М82 (или другой модели).

Универсальные горизонтально-фрезерные станки применяют главным образом при единичном производстве деталей в ремонтных мастерских, на ремонтных заводах и в инструментальных цехах.

Наибольшее распространение в ремонтных мастерских получили горизонтально-фрезерные станки моделей 6Н82 и 6М82. На них можно обрабатывать разнообразные поверхности заготовок торцевыми, цилиндрическими, концевыми и другими фрезами, а также нарезать зубья колес и фрезеровать винтовые канавки.

Важной характеристикой горизонтальных фрезерных станков являются размеры рабочего стола. По указанному признаку станки имеют пять градаций:

 

Размер	Площадь поверхности стола, мм
	200 800
	250 1000
	320 1250
	400 1600
	500 2000

 

Например, горизонтально-фрезерный станок модели 6М82 имеет рабочий стол № 2 (последняя цифра в обозначении), а размеры стола, соответствующие этому номеру, будут: ширина 320мм, длина 1250мм.

У универсального горизонтально-фрезерного станка модели 6М82 (рис.3) шпиндельный вал расположен горизонтально.

Стол может перемещаться в горизонтальном (продольном и поперечном) и вертикальном направлениях. Основанием станка служит фундаментная плита 1, на которой закреплены станина 2, имеющая коробчатую форму, и электродвигатель 9. По вертикальным направляющим станины перемещается консоль 3 с поперечными направляющими, служащими для передвижения нижних салазок. На нижних салазках установлены поворотные верхние салазки, которые при наладке могут быть повернуты вокруг вертикальной оси на угол ± 45^о. Направляющие верхних поворотных салазок позволяют перемещать стол 4 в продольном горизонтальном направлении. Хобот 5 установлен на горизонтальных направляющих станины и может по ним передвигаться на определенное расстояние при наладке станка. Он служит для установки и закрепления кронштейна 6, необходимого для поддержания конца оправки 7 с инструментом, а также для крепления поддержек, увеличивающих жесткость узла станка. Привод шпинделя 8 осуществляется от электродвигателя 9 через коробку скоростей. К консоли 3 крепится электродвигатель 10 для привода подачи. Внутри консоли размещен привод механизма подач, который состоит из коробки подач и механизмов для осуществления продольной, поперечной и вертикальной подач.

 

Главное движение (вращение шпинделя) осуществляется от электродвигателя 9 (N = 7квт, n = 1440об/мин) по следующей цепи. Через зубчатую передачу постоянного зацепления 27-53 движение передается на вал II. Вал III коробки скоростей получает вращение от вала II через одну из зубчатых передач (16-38, 22-32, 19-35) при переключении блока зубчатых колес 16-22-19. вращение на вал IV передается через зубчатые передачи 27-37, 17-46, 38-26 при переключении блока зубчатых колес 37-46-26. Вал IV может получить девять различных частот вращения. Шпиндель V через зубчатые передачи 19-69 или 82-38 может получить 18 различных частот вращения. Цепь передачи движения от электродвигателя до шпинделя можно записать в таком виде:

1440 · = n_шп. (3)

Частоту вращения (обмин) шпинделя можно подсчитать умножением частоты вращения электродвигателя на передаточные отношения тех зубчатых колес, которые находятся в зацеплении. Для случая зацепления зубчатых колес, указанного на схеме,

n_шп = 1440 · · · · = 32. (4)

Реверсирование вращения шпинделя проводится электродвигателем.

Движение подачи осуществляется от электродвигателя 10. Вначале рассмотрим цепь движения до вала XI (зубчатое колесо 28). От электродвигателя с помощью зубчатых передач 26-50 и 26-57 вращение передается на вал VIII и далее при переключении блока зубчатых колес 27-36-18 (18/36, 36/18, 27/27) на вал IX. С вала IX при переключении блока 34-40-37 (24/34, 18/40, 21/37) вращение передается валу X. Отсюда вращение передается на широкое зубчатое колесо 40 (свободно сидит на валу XI) через зубчатую передачу 40-40 при смещении зубчатого колеса 40 вала X вправо и сцеплении с муфтой М₁ или через передачи 13-45 и 18-40 при смещении зубчатого колеса 40 вала X влево.

Широкое зубчатое колесо 40, сидящее свободно на валу XI, передает ему и зубчатому колесу 28 вращение при включении муфты М₂. При включении фрикционной муфты М₃ вал XI (зубчатое колесо 28) может получать быстрое вращение, необходимое для осуществления ускоренных ходов. Через зубчатые передачи 26-50, 50-67, 67-33, находящиеся в постоянном зацеплении.

Далее подачи осуществляются путем соединения вала XI с ходовым винтом соответствующей подачи.

Цепь продольной подачи соединяет вал XI с ходовым винтом XII через зубчатые передачи 28-35, 18-33, 33-37, 18-16, 18-18.

Цепь поперечной подачи состоит из зубчатых передач 28-35, 18-33, 33-37, 37-33 и ходового винта поперечной подачи стола.

Цепь вертикальной подачи содержит зубчатые передачи 28-35, 18-33, 22-33, 23-46 и ходовой винт вертикальной подачи стола.

Механическая подача осуществляется в том случае, если включена соответствующая муфта. Например, для осуществления механической вертикальной подачи необходимо включить муфту М₄.

Ручную продольную, поперечную и вертикальную подачи на станке осуществляют вращением соответствующих рукояток.

Реверсирование рабочих и ускоренных подач производится электродвигателем

 

БИЛЕТ №29

1. Расскажите назначение, виды и технологию выполнения цементации стали. Приведите примеры деталей, подвергаемых цементации.

Эти стали применяют для деталей, которые должны обладать высокой твердостью и износоустойчивостью поверхностного слоя при общей прочности и вязкости по всему сечению (кулачки, кулачковые муфты, зубчатые колеса, поршневые пальцы, втулки, коленчатые и распределительные валы и др.). Различные марки этих сталей содержат от 0,1 до 0,3% С. Эти стали подвергаются цементации и нитроцементации.

Для деталей, работающих в условиях износа при трении (поршневые пальцы, шлицевые валы), применяют стали 15Х, 20Х, 15ХФ, 20ХФ, 18ХГ, а также стали повышенной прочности, вязкости и прокаливаемости марок 20ХН, 12ХН2, 12ХН2М и др.

Для тяжелонагруженных зубчатых колес с высокой прочностью сердцевины зуба используют стали 18ХГТ, 25ХГТ, 25 ХГМ, 30ХГТ.

Для деталей, работающих на трение и при ударных нагрузках (червяки, кулаки шарнира), применяют стали 20ХГР, 20ХНР, 27ХТР, 20ХГНР.

Детали машин, изготовленные из этих сталей, подвергают упрочняющей термической обработке (закалке и низкому отпуску), в результате поверхностный слой приобретает твердость HRC 58…63.

2. Перечислите оборудование и принадлежности постов дуговой сварки металлов постоянным и переменным током и охарактеризуйте их.

3. Назовите работы, выполняемые на фрезерных станках и применяемый режущий инструмент.

Горизонтальные плоскости обрабатывают на горизонтально-фрезерных станках (рис.6, а) цилиндрическими фрезами с прямыми, наклонными или винтовыми зубьями. Заготовка закрепляется на столе в машинных тисках или при помощи прижимных планок.

На вертикально-фрезерных станках горизонтальные плоскости обрабатывают торцевыми фрезами (рис.6, б).

Вертикальные плоскости на горизонтально-фрезерных станках обрабатывают торцевыми фрезами (рис.6, в), а на вертикально-фрезерных станках – концевыми фрезами (рис.6, г).

Наклонные плоскости обрабатывают на вертикально-фрезерных станках торцевыми (рис.6, д) или концевыми (рис.6, е) фрезами (шпиндель станка устанавливают под требуемым углом), а на горизонтально-фрезерных станках – угловыми фрезами (рис.6, ж).

Сложные поверхности, представляющие комбинацию горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей, у небольших деталей обрабатывают на горизонтально-фрезерных станках набором фрез или цельными фасонными фрезами (рис.6, з).

Прямоугольные пазы и уступы получают дисковыми (рис.6, и) и концевыми (рис.6, к) фрезами на горизонтально - и вертикально-фрезерных станках.

Фасонные пазы (рис.6, л) обрабатывают фасонной дисковой фрезой, угловые пазы (рис.6, м) – одноугловой или двухугловой фрезой на горизонтально-фрезерных станках, фасонные поверхности (рис.6, т) – фасонной фрезой на горизонтально - и вертикально-фрезерных станках.

Пазы Т-образные и типа «ласточкин хвост» фрезеруют за два прохода. Сначала концевой или дисковой фрезой получают паз прямоугольного профиля, затем у Т-образного паза обрабатывают нижнюю часть фрезой для Т-образных пазов (рис.6, о), а у паза «ласточкин хвост» фрезеруют скосы концевой одноугловой фрезой (рис.6, н).

Закрытые шпоночные пазы изготовляют концевыми фрезами (рис.6, п), а открытые – концевыми или шпоночными фрезами на вертикально-фрезерных станках; фрезерование шпоночной фрезой обеспечивает получение более точного паза.

Пазы под сегментные шпонки обрабатывают на горизонтально-фрезерных станках дисковой фрезой, сообщая заготовке вертикальную подачу (рис.6, с).

Отрезка заготовок и прорезка неточных пазов производятся прорезными или отрезными фрезами.

 

БИЛЕТ №30

1. Расскажите процесс азотирования стали. Укажите его достоинства и область применения.