История развития станкостроения

СОДЕРЖАНИЕ 

КЛАССИФИКАЦИЯ И СИСТЕМА ОБОЗНАЧЕНИЯ СТАНКОВ   3 

ШЛИФОВАНИЕ            6 

ИНСТРУМЕНТ, ПРИМЕНЯЕМЫЙ ПРИ ШЛИФОВАНИИ    6 

КОМПОНОВКА  МЕХАНИЧЕСКИХ ЦЕХОВ       9 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ             15

      КЛАССИФИКАЦИЯ И  СИСТЕМА ОБОЗНАЧЕНИЯ СТАНКОВ 

     Металлорежущие  станки в зависимости от вида обработки  делят на девять групп (табл 1), а каждую группу - на десять типов (подгрупп), характеризующих назначение станков, их компоновку, степень автоматизации или вид применяемого инструмента. Группа 4 предназначена для электроэрозионных, ультразвуковых и других станков.

     Обозначение модели станка состоит из сочетания трех или четырех цифр и букв. Первая цифра означает номер группы, вторая – номер подгруппы (тип станка), а последние одна или две цифры – наиболее характерные технологические параметры станка. Например, 1Е116 означает токарно-револьверный одношпиндельный автомат с наибольшим диаметром обрабатываемого прутка 16 мм; 2Н125 означает вертикально-сверлильный станок с наибольшим условным диаметром сверления 25 мм. Буква, стоящая после первой цифры, указывает на различное исполнение и модернизацию основной базовой модели станка. Буква в конце цифровой части означает модификацию базовой модели, класс точности станка или его особенности. Классы точности станков обозначают: Н – нормальной; П – повышенной; В – высокой, А – особо высокой точности и С – особо точные станки. Принята следующая индексация моделей станков с программным управлением: Ц – с цикловым управлением; Ф1 – с цифровой     индексацией     положения,     а     также с предварительным набором координат; Ф2 – с позиционной системой ЧПУ, ФЗ – с контурной системой ЧПУ; Ф4 – с комбинированной системой ЧПУ. Например, 16Д20П – токарно-винторезный станок повышенной точности; 6Р13К-1 – вертикально-фрезерный консольный станок с копировальным устройством; 1Г340ПЦ – токарно-револьверный станок с горизонтальной головкой, повышенной точности, с цикловым программным управлением; 2455АФ1 – коорди-натно-расточный двухстоечный станок особо высокой точности с предварительным набором координат и цифровой индикацией; 2Р135Ф2 – вертикально-сверлильный станок с револьверной головкой, крестовым столом и с позиционной системой числового программного управления; 16К20ФЗ – токарный станок с контурной системой числового йро» граммного управления; 2202ВМФ4 – многоцелевой (сверлильно-фрезерно-расточный) горизонтальный станок высокой точности с инструментальным магазином и с комбинированной системой ЧПУ (буква М означает, что станок имеет магазин с инструментами).

     Станки  подразделяют на широкоуниверсальные, универсальные (общего назначения), специализированные и специальные.

     Специальные и специализированные станки обозначают буквенным индексом (из одной или двух букв), присвоенным каждому заводу, с номером модели станка. Например, мод. МШ–245 – рейкошлифовальный полуавтомат повышенной точности Московского завода шлифовальных станков. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Таблица 1 – Классификация металлорежущих станков

     ШЛИФОВАНИЕ 

     Шлифование- это процесс резания материалов с помощъю абразивного материала, режущими элементами которого являются абразивные зерна. Шлифование применяется как для черновой так и для чистовой и отделочной обработки.

       При шлифовании главным движением  является вращение режущего инструмента с очень большой скоростью. Чаще всего в качестве шлифовального инструмента используются шлифовальные круги. Абразивные зерна расположены в круге беспорядочно и удерживаются связующим материалом. Каждое абразивное зерно работает как зуб фрезы, снимая стружку.

     Процесс резания при шлифовании имеет  значительное отличие по сравнению с работой лезвийного инструмента. При вращательном движении круга, в зоне его контакта с заготовкой часть зерен срезает материал в виде очень большого числа тонких стружек (до 100 000 000 в минуту). Шлифовальные круги срезают стружки на очень больших скоростях- от 30 м/c и выше (порядка 125 м/c). Процесс резания каждым зерном осуществляется почти мгновенно. Обработанная поверхность представляет собой совокупность микроследов абразивных зерен и имеет малую шероховатость. Часть зерен ориентирована так, что не может резать обрабатываемую поверхность.

     Такие зерна производят работу трения по поверхности резания. Абразивные зерна  могут также оказывать на заготовку  существенное силовое воздействие. Происходит поверхностное пластическое деформирование материала, искажение его кристалической решетки. Деформирующая сила вызывает сдвиг одного слоя атомов относительно другого. Вследствии упругопластического деформирования материала обработанная поверхность упрочняется. Но этот эффект оказывается менее ощутимым, чем при обработке металлическим инструментом.

       Шлифование применяют в основном  для заготовок из закаленных сталей. С развитием малоотходных технологий доля обработки металлическим инструментом будет уменьшаться, а абразивным увеличиваться.  

     ИНСТРУМЕНТ, ПРИМЕНЯЕМЫЙ ПРИ ШЛИФОВАНИИ

     В промышленности находят применение как естественные, так и искуственные абразивные материалы.

       К естественным абразивным материалам  относятся алмаз, корунд, наждак  и некоторые другие. Однако ввиду того, что свойства этих материалов нестабильны, а запасы их ограничины, основное применение в промышленности получили искуственные материалы. К искуственным абразивным материалам относятся электрокорунд, корборунд, карбид бора, синтетические алмазы и сверхтвердые материалы, полученые на основе кубического нитрида бора.

       Электрокорунд представляет собой кристалический оксид алюминия Al₂O₃. В зависимости от содержания оксида алюминия различают три типа электрокорунда: нормальный электрокорунд (Э), содержащий до 95% Al₂O_3, электрокорунд белый (ЭБ), содержащий 95-98% Al₂O_{3 ,} режущая способность которого значительно выше (на 30-40%), и монокорунд, содержащий 98-99% Al₂O_3. Чем выше содержание кристалического оксида алюминия в электрокорунде, тем выше его режущие свойства. Электрокорунд применяется для шлифования сталей, чугунов и цветных металлов. Абразивные материалы из монокорунда предназначены для получитового и чистового шлифования деталей из цементированых, закаленных и высоколегированых сталей. Карбид кремния (карборунд SiC) по сравнению с электрокорундом обладает большей твердостью, но и хрупкостью. При дроблении его зерна имеют более острые кромки, что обеспечиват повышеную производительность обработки.

     Карбид  кремния выпускают двух марок. Карбид кремния черный (КЧ) содержит 95-97% SiC и применяется для обработки хрупких металлических материалов, цветных металлов и неметаллов. Карбид кремния, содержащий не менее 97% SiC, имеет зеленый цвет (КЗ) и обладает более высокими свойствами. Он премущественно используется для заточки твердосплавного режущего инструмента.

       Карбид бора (B₄C) отличается черезвычайно высокой прочностью, но очень хрупок и дорог. Используется в основном в виде несвязанных образивных зерен для доводки твердосплавного режущего инструмента, притирки, резки драгоценных камней и т.д..

       Синтетические алмазы (СА) получают  из графита (99,7%С и 0,3% примеси) в специальных камерах при давлении около 1,3 ГПа в присутствии катализатора и температурах 1200-2400 С. В зависимости от температуры получается различная форма кристаллов и окраска от черного цвета при низких температурах до светлого при высоких.

       Синтетические алмазы имеют брльшую острату режущих кромок по сравнению с естественными и потому более производительны в качестве образивного инструмента. Алмаз имеет черезвычайно высокие режущие свойства, так как он является самым твердым веществом, обладает очень высокой теплопроводностью и износостойкостью, имеет малый коэффициент трения по металлу. Однако он недостаточно теплостоек (до 800С), что позволяет его использовать в соновном для обработки хрупких материалов, цветных металлов и неметаллов.

       Кубический нитрид бора (КНБ)- эльбор, боразон и другие- синтетический  сверхтвердый материал близок  по твердости к алмазам, но  имеет теплостойкость почти вдвое  более высокую (до 1500С). Высокая теплостойкость и малое химическое сродство с железом позволяет успешно использовать его для обработки высокопрочных и закаленных сталей и сплавов на основе железа.

       Зерна абразивных материалов  являются режущими элементами  абразивных инструментов.Основным видом абразиных инструментов являются шлифовальные круги, форма и размер которых определяет ГОСТ 2424-60, который предусматривает 22 пофиля с диаметрами от 3 до 1100 мм. Среди них наиболее часто применяются следующие формы: плоские прямые (ПП), плоские с выточкой (ПВ), чашечные цилиндрические (ЧЦ) и конические (ЧК), кольца (1К), тарельчатые (2Т) и т.д..

       Все большее применение находит  обработка с применением образивной ленты. Этот метод применяется для черновой, чистовой и отделочной обработки и во многих случаях обеспечивает значительное повышение производительности труда.

       Свойства абразивных инструментов и их работоспособность будут определяться маркой абразивного материала, а также характеристиками инструмента: зернистостью абразива, видом связки, твердостью и структурой. По размеру абразивные зерна подразделяются на 26 номеров зернистости и делятся на шлифзерна(номера зернистости 200-16), шлифпорошки (номера 12-3) и микропорошки (номера М40-М5). Номер шлифзерна и шлифпорошка соответствуют размеру зерен в сотых долях миллиметра, а номер микропорошков показывает размер зерна в микрометрах.

       Выбор зернистости абразивного  инструмента определяется величиной  припуска на обработку, чистотой обработанной поверхности и точностью обработки. Для грубой предварительной обработки и обработки вязких материалов рекомендуется крупнозернистые инструменты, обеспечивающие высокую производительность, но низкое качество. Отделочные работы производятся мелкозернистыми кругами.

       Для соединения абразивных зерен в абразивный инстрмент служит связка. Связки подразделяют на органические и неорганически. Из неорганических связок наиболее часто применяются керамические (К) и силикатные (С).

       Керамическая связка состоит  из огнеупорной глины,полевого  шпата, талька и жидкого стекла. Благодоря высокой прочности, водостойкости и жаропрочности она является самой распрастраненной. Недостатком керамической связки является значительная хрупкость.

       Силикатная связка представляет  собой жидкое стекло и имеет  небольшую прочность. Круги на  силикатной связке предназначены для обработки деталей в тех случаях, когда не допускается повышение температуры и нельзя применять смазочно-охлаждающие жидкости.