Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Нефтегазовый комплекс имеет приоритетное значение для российской экономики. От его устойчивой работы во многом зависит благосостояние страны. Развитие отраслей добычи и переработки нефти и газа не останавливалось даже в самое сложное для отечественной экономики время.

На территории Российской Федерации в настоящее время реализуются масштабные инфраструктурные проекты: строятся нефте- и газопроводы, началось освоение континентального шельфа, идёт сооружение отгрузочных терминалов и морских портов.

Роль сварочных работ в строительстве объектов нефтегазового комплекса велика. На сегодняшний день различные виды сварки можно применять во время постройки многоэтажных зданий, мостов, складских помещений и прокладке трубопроводов.

Сварка - формирование прочного неразрывного соединения между металлами путем установки межатомных связей между ними при помощи термомеханического воздействия. Существует более 50 разновидностей сварочных работ, наиболее популярными и широко используемыми являются:

- дуговая сварка;

- плазменная сварка;

- газовая сварка;

- электрошлаковая сварка;

- электронно-лучевая сварка;

- лазерная сварка.

В соответствии с учебным планом я проходил механическую практику в ООО «ПРОМЭКО», расположенном по адресу: 450029, г. Уфа, ул. Юбилейная, д. 18.

Целью механической практики является закрепление и углубление теоретической подготовки, приобретение практических навыков и компетенций в сфере профессиональной деятельности.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- изучить техническую документацию, применяемую на практике;

- ознакомиться с организацией рабочего места сварщика, техникой безопасности при сварочных работах;

- изучить устройство и принцип работы токарных станков;

- изучить устройство и принцип работы фрезерных станков;

- изучить устройство и принцип работы сверлильных, строгальных, расточных, долбёжных, протяжных станков, их назначение и условия применения;

- приобрести практические навыки работы.

1. Токарные станки и работа на них

1.1 Классификация токарных станков

Токарные станки составляют наиболее многочисленную группу металлорежущих станков и являются весьма разнообразными по размерам и по типам.

Основными размерными характеристиками токарных станков являются:

- наибольший допустимый диаметр обрабатываемой детали над станиной; более часто этот размер выражают высотой центров над станиной, что характеризует наибольший допустимый радиус (полудиаметр) обрабатываемой детали над станиной;

- расстояние между центрами, т.е. расстояние, равное наибольшей длине детали, которая может быть установлена на данном станке при смещении задней бабки в крайнее правое положение (без свешивания) при выдвинутой до отказа пиноли.

Все токарные станки по высоте центров могут быть разделены на три группы:

1) мелкие станки - с высотой центров до 150 мм;

2) средние станки - с высотой центров 150 - 300 мм;

3) крупные станки - с высотой центров свыше 300 мм.

Мелкие станки имеют расстояние между центрами не свыше 750 мм, средние - 750, 1000 и 1500 мм, крупные - от 1500 мм и выше.

По типам различают:

1. Токарно-винторезные станки, предназначенные для выполнения всех основных токарных работ, включая нарезание резьб резцом при помощи ходового винта; эти станки имеют самое широкое распространение.

2. Токарные станки, не имеющие ходового винта, применяемые для выполнения разнообразных токарных работ, за исключением нарезания резьбы резцом.

К станкам токарной группы относятся также лобовые и карусельные станки.

Лобовые станки, снабженные планшайбой большого диаметра (до 2 м и более), служат для обтачивания крупных деталей малой длины - шкивов, маховиков, больших колец и т.д.

Карусельные станки имеют вертикальную ось вращения и, следовательно, горизонтальную поверхность планшайбы (стола). Применяются они для обработки деталей большого диаметра и малой длины. Строят их с диаметром стола до 25 м.

При обработке больших партий деталей, которые по конструкции допускают одновременную обработку несколькими резцами, применяют так называемые многорезцовые токарные станки.

При изготовлении больших партий деталей, имеющих в большинстве случаев осевые отверстия, токарная обработка производится обычно на револьверных станках.

В условиях крупносерийного и массового производства револьверные станки вытесняются более производительными токарными автоматами и полуавтоматами.

Кроме того, применяют различные специальные токарные станки, предназначенные для обработки какого-нибудь определенного рода деталей - коленчатых валов, прокатных валиков, паровозных и вагонных осей, бандажей и колес, кулачковых валиков и т.д.

Токарные станки каждого типа в зависимости от размеров обрабатываемых деталей и особенностей конструкции отдельных узлов и элементов различаются по моделям. Каждой модели станка присвоен определенный шифр, например 1616, 1А62, 1К62 и т.п.

1.2 Устройство и принцип работы токарного станка

Наиболее распространенным видом обработки металлов резанием является токарная обработка, для выполнения которой создано большое количество станков. К станкам токарной группы относятся различные типы токарных станков: револьверные, лобовые, карусельные и многорезцовые, токарные автоматы и полуавтоматы, токарные станки специального назначения.

На станках токарной группы производится обработка разнообразных деталей машин и приборов, имеющих преимущественно форму тел вращения. При изготовлении этих деталей основными инструментами являются резцы различных типов. Кроме резцов, применяют также сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, накатки и др.

Токарная обработка материалов заключается в обработке тел вращения режущим инструментом, движущимся вдоль оси вращения заготовки. При поступательном движении резца, с поверхности заготовки снимается слой материала.

Современные токарные станки позволяют в автоматическом режиме перемещать режущий инструмент в заданных направлениях. К достоинствам современных токарных станков относится так же возможность нарезания резьбы практически любого профиля и заданной точности. Поэтому современные станки называются «Токарно-винторезные станки».

Большинство токарных станков имеют практически одинаковую конструкцию и различаются только габаритами и расположением органов управления.

Ось токарного станка - виртуальная ось, проходящая через ось вращения заготовки параллельно станине.

Передняя тумба и задняя тумба - литые чугунные тумбы, служащие подставками для узлов и механизмов станка. В настольных станках тумбы не используются.

Станина - основная часть, остов токарного станка. Станину, обычно, изготавливают цельнометаллической путём отливки из чугуна. Станина крепится к тумбам станка. Большой вес станины снижает вибрации от электропривода станка и вибрации, возникающие в процессе обработки деталей. В нижней части станины, внутри или сзади токарного станка устанавливается двигатель электропривода.

Электрический шкаф - шкаф, внутри которого расположены элементы электрической схемы станка, а на наружной панели включатели главного электродвигателя, компрессора для охлаждающих жидкостей, вольтметр и индикаторные лампочки.

Передняя бабка - заключает в себя набор шестерён, рычагов, валов и механизмов для изменения скорости вращения заготовки и скорости подачи режущего инструмента.

Гитара - составная часть передней бабки, в которой расположены сменные шестерни для настройки привода инструмента при нарезании резьбы (в современных станках смена шестерён не требуется).

Шпиндель - основной вал вращения заготовки. На шпинделе могут устанавливаться крепёжные приспособления, такие как патрон, центр, цанга и тому подобные.

Патрон - наиболее распространённое крепёжное приспособление для заготовок.

Суппорт - приспособление для крепления обрабатывающего инструмента и перемещения инструмента в заданных направлениях.

Фартук - передняя крышка суппорта.

Задняя бабка - приспособление для крепления заготовки (при обработке в центрах), или для крепления инструментов, таких например как метчик, плашка при нарезании резьбы и прочих приспособлений.

На фронтальной поверхности передней бабки (рисунок 3) расположены рычаги переключения скорости вращения шпинделя и скорости подачи режущего инструмента.

Шильдики - пояснительные таблички. На токарных станках, на шильдиках указаны зависимость скорости перемещения или вращения узлов станка от выбранных положений рукояток установки.

Рукоятки установки скорости шпинделя - в зависимости от положения этих рукояток изменяется скорость вращения шпинделя. Рукоятки можно перемещать только на остановленном станке.

Делительный рычаг - рычаг переключения скорости вращения шпинделя. Рычаг имеет три положения. В крайнем левом положении шпиндель станка вращается с нормальной скоростью установленной рукоятками установки скорости шпинделя. В вертикальном (нейтральном) положении шпиндель не вращается. В крайнем правом положении шпиндель вращается со скоростью в 10 раз ниже заданной. Переключать этот рычаг можно только на остановленном станке.

Рукоятки установки скорости подачи - этими рукоятками устанавливается скорость перемещения режущего инструмента при обработке деталей, а так же перемещение режущего инструмента за один оборот шпинделя при нарезании резьбы. Рукоятки можно перемещать только на остановленном станке.

Шпиндель - стальная толстостенная труба. Шпиндель служит для передачи вращения от электропривода, через систему шестерён, к обрабатываемой детали. Входная часть шпинделя на поверхности имеет резьбу для установки крепёжных патронов, а входное отверстие имеет форму конуса для установки центров или других крепёжных приспособлений.

Следует заметить, что у разных моделей станков, число и положение рукояток настройки скорости вращения и перемещения могут отличаться от показанных на рисунке. Для конкретной модели токарного станка следует внимательно ознакомиться с обозначениями на шильдиках или прочитать инструкцию по эксплуатации станка.

Основание - деталь задней бабки, её остов. Основание а, следовательно, и вся задняя бабка, может свободно перемещаться в горизонтальной плоскости по станине вдоль оси станка. На основании крепится корпус задней бабки. Корпус задней бабки - узел, содержащий в себе функциональные механизмы задней бабки.

Винт регулировки положения задней бабки - предназначен для небольшого перемещения корпуса задней бабки в горизонтальной плоскости в поперечных направлениях. Используется в случаях, когда нужно совместить центр заготовки с центром задней бабки (сделать соосными) или при обработке конических деталей.

Пиноль - подвижной стальной цилиндр. Входное отверстие пиноли имеет коническую форму и предназначено для крепления оправок, приспособлений, центров и тому подобное, в зависимости от выполняемой работы.

Рукоятка фиксации пиноли. При работе токарного станка могут возникать вибрации, которые приводят к самопроизвольному перемещению пиноли. Чтобы зафиксировать пиноль в заданной позиции и служит ручка фиксации.

Колесо перемещения пиноли - при вращении этого колеса по часовой стрелке, пиноль выезжает из корпуса задней бабки, а при вращении колеса против часовой стрелки, пиноль заходит внутрь корпуса задней бабки.

Рукоятка фиксации задней бабки. Для перемещения задней бабки вдоль станины рукоятку фиксации следует отпустить (сдвинуть рукоятку назад). Для фиксации задней бабки, после её перемещения, ручку фиксации следует потянуть на себя до упора. При этом задняя бабка будет зафиксирована в нужном положении и не сможет самопроизвольно перемещаться по станине вследствие нагрузок на пиноль или паразитных вибраций.

Суппорт токарного станка (рисунок 5) предназначен для закрепления и перемещения режущего инструмента.

Поворотный резцедержатель - приспособление для закрепления и смены режущего инструмента.

Ручка крепления резцедержателя - предназначена для смены режущего инструмента. Для смены инструмента ручку поворачивают против часовой стрелки (от себя), при этом затяжная головка ослабляет фиксацию резцедержателя и происходит его поворот. Для фиксации резцедержателя следует повернуть ручку крепления резцедержателя по часовой стрелке (на себя) до упора.

Верхние салазки - механизм перемещения резцедержателя в заданном направлении. Верхние салазки можно поворачивать (в параллельной плоскости) относительно оси станка на заданный угол.

Рукоятка перемещения верхних салазок - вращение этой рукоятки перемещает верхние салазки в горизонтальной плоскости.

Поперечные салазки - предназначены для перемещения режущего инструмента в горизонтальной плоскости строго перпендикулярно оси станка.

Рукоятка перемещения поперечных салазок - вращение этой рукоятки по часовой стрелке приводит к перемещению поперечных салазок вперёд (к оси станка), а против часовой стрелки назад (от оси станка).

Продольные салазки - устройство перемещения режущего инструмента строго параллельно оси станка.

Колесо перемещения продольных салазок - вращение этого колеса против часовой стрелки приводит к горизонтальному перемещению режущего инструмента справа налево, а по часовой стрелке - слева направо.

Включатель винтовой подачи - используется только при нарезании резьбы резцом. Во всех остальных режимах обработки деталей этот включатель заблокирован.

Переключатель подач - многопозиционный рычаг для включения автоматического перемещения режущего инструмента в заданном направлении.

В положении 0 - (нейтраль) суппорт стоит на месте; в положениях 1 или 2 перемещаются поперечные салазки (вперёд или назад соответственно); в положении 3 или 4 перемещаются продольные салазки (влево или вправо соответственно).

Переключатели подач могут иметь и другую конструкцию, например, иметь два рычага. Один включает продольную, а другой поперечную подачи.

Для автоматического перемещения элементов суппорта, а так же для оперативного включения и выключения вращения шпинделя в токарном станке предусмотрено несколько приводных валов и соответствующих механизмов.

Механизмы включения - выключения различных приводов находятся в суппорте под фартуком.

Вал включения шпинделя имеет на себе две ручки включения шпинделя. Одна ручка расположена слева от оператора станка, а вторая справа. Обе ручки жёстко закреплены на валу. При перемещении любой из этих ручек вверх происходит включение станка, и шпиндель начинает вращаться против часовой стрелки (рабочее, прямое вращение). В среднем положении ручек - станок выключен. При перемещении ручек вниз шпиндель начинает вращаться по часовой стрелке (обратное вращение).

Зубчатая рейка - составная часть механизма ручного перемещения суппорта в продольном направлении. При вращении колеса перемещения продольных салазок происходит зацепление зубчатого колеса связанного с осью вращения колеса и зубчатой рейкой, при этом происходит перемещение суппорта.

Вал подачи - этот вал предназначен для автоматического перемещения режущего инструмента. Вал по всей рабочей длине имеет продольный паз, служащий для зацепления с механизмом перемещения. При работающем станке этот вал постоянно вращается. Ручкой переключения подач включается механизм выбранного перемещения.

Вал резьбовой (винт) - предназначен для привода суппорта в продольном направлении при нарезании резьбы резцом. Вращение этого вала происходит только в режиме нарезания резьбы.

1.3 Измерительный инструмент

Для измерения и проверки размеров деталей токарю приходится пользоваться различными измерительными инструментами. Для не очень точных измерений пользуются измерительными линейками, кронциркулями и нутромерами, а для более точных - штангенциркулями, микрометрами, калибрами и т.д.

Измерительная линейка служит для измерения длины деталей и уступов на них. Наиболее распространены стальные линейки длиной от 150 до 300 мм с миллиметровыми делениями. Длину измеряют, непосредственно прикладывая линейку к обрабатываемой детали. Начало делений или нулевой штрих совмещают с одним из концов измеряемой детали и затем отсчитывают штрих, на который приходится второй конец детали. Возможная точность измерений с помощью линейки 0,25-0,5 мм.

Кронциркуль - наиболее простой инструмент для грубых измерений наружных размеров обрабатываемых деталей. Кронциркуль состоит из двух изогнутых ножек, которые сидят на одной оси и могут вокруг нее вращаться. Разведя ножки кронциркуля несколько больше измеряемого размера, легким постукиванием об измеряемую деталь или какой-нибудь твердый предмет сдвигают их так, чтобы они вплотную касались наружных поверхностей измеряемой детали.

Для грубых измерений внутренних размеров служит нутромер. Устройство нутромера сходное устройством кронциркуля; сходно также и измерение этими инструментами. Вместо нутромера можно пользоваться кронциркулем, заводя его ножки одна за другую. Точность измерения кронциркулем и нутромером можно довести до 0,25 мм.

Точность измерения измерительной линейкой, кронциркулем, нутромером не превышает 0,25 мм. Более точным инструментом является штангенциркуль, которым можно измерять как наружные, так и внутренние размеры обрабатываемых деталей. При работе на токарном станке штангенциркуль используется также для измерения глубины выточки или уступа.

Для измерения глубины выточек и канавок, а также для определения правильного положения уступов по длине валика служит специальный инструмент, называемый штангенглубиномером.

Микрометр применяется для точного измерения диаметра, длины и толщины обрабатываемой детали и дает точность отсчета в 0,01 мм.

При серийном изготовлении деталей по допускам применение универсальных измерительных инструментов (штангенциркуль, микрометр, микрометрический нутромер) нецелесообразно, так как измерение этими инструментами является сравнительно сложной и длительной операцией. Точность их часто недостаточна, и, кроме того, результат измерения зависит от умения работника. Для проверки, находятся ли размеры деталей в точно установленных пределах, пользуются специальным инструментом - предельными калибрами. Калибры для проверки валов называются скобами, а для проверки отверстий - пробками.

Для точной проверки правильности установки детали в четырехкулачковом патроне, на угольнике и т.п. применяют рейсмас. С помощью рейсмаса можно производить также разметку центровых отверстий в торцах детали.

Для контроля точности обработки на металлорежущих станках, проверки обработанной детали на овальность, конусность, для проверки точности самого станка применяют индикатор. С помощью индикатора можно также проверить торцовую поверхность детали, обработанной на станке. Индикатор закрепляют в резцедержателе взамен резца и перемещают вместе с резцедержателем в поперечном направлении так, чтобы пуговка индикатора касалась проверяемой поверхности. Отклонение стрелки индикатора покажет величину биения торцовой плоскости.

1.4 Режущий инструмент

Рабочая часть любого режущего инструмента представляет собой клин (рис. 8). Под действием приложенной силы острие клина врезается в металл. Чем острее клин, т.е. чем меньше угол, образованный его сторонами, тем меньшее усилие требуется для его врезания в металл. Угол, образованный сторонами клина, называется углом заострения и обозначается греческой буквой в (бета). Следовательно, чем меньше угол заострения в, тем легче клин проникает в металл, и, наоборот, чем больше угол заострения в, тем большую силу надо приложить для резания металла. При назначении угла заострения необходимо учитывать механические свойства обрабатываемого металла. Если резать твердый металл резцом, имеющим малый угол заострения в, то тонкое лезвие не выдержит и выкрошится либо сломается. Поэтому в зависимости от твердости обрабатываемого металла назначают соответствующий угол заострения клина.

Слой обрабатываемого металла, находящийся непосредственно перед резцом, непрерывно сжимается его передней поверхностью. Когда усилие резца превышает силы сцепления частиц металла, сжатый элемент скалывается и сдвигается передней поверхностью клина вверх. Резец, продвигаясь вперед под действием приложенной силы, будет продолжать сжимать, скалывать и сдвигать отдельные элементы, из которых образуется стружка.

При обработке на токарных станках обрабатываемая деталь вращается, а резец получает перемещение в продольном или поперечном направлении. Вращение обрабатываемой детали называется главным движением, а перемещение резца относительно детали - движением подачи.

Резец состоит из двух основных частей: головки и тела (стержня). Головка является рабочей (режущей) частью резца; тело служит для закрепления резца в резцедержателе.

Головка состоит из следующих элементов: передней поверхности, по которой сходит стружка, и задних поверхностей, обращенных к обрабатываемой детали. Одна из задних поверхностей, обращенная к поверхности резания, называется главной; другая, обращенная к обработанной поверхности, - вспомогательной.

Режущие кромки получаются от пересечения передней и задних поверхностей. Различают главную и вспомогательную режущие кромки. Основную работу резания выполняет главная режущая кромка.

Пересечение главной и вспомогательной режущих кромок называется вершиной резца.

Углы рабочей части резца сильно влияют на протекание процесса резания.

Правильно выбрав углы резца, можно значительно увеличить продолжительность его непрерывной работы до затупления (стойкость) и обработать в единицу времени (в минуту или час) большее количество деталей.

От выбора углов резца зависит также сила резания, действующая на резец, потребная мощность, качество обработанной поверхности и др. Вот почему каждый токарь должен хорошо изучить назначение каждого из углов заточки резца и уметь правильно подбирать их наивыгоднейшую величину.

Углы резца можно разделить на главные углы, углы резца в плане и угол наклона главной режущей кромки.

К главным углам относятся: задний угол, передний угол и угол заострения; углы резца в плане включают главный и вспомогательный.

Главные углы резца следует измерять в главной секущей плоскости, которая перпендикулярна к плоскости резания и основной плоскости.

Рабочая часть резца представляет клин (на рис. 11 заштрихован), форма которого характеризуется углом между передней и главной задней поверхностями резца. Этот угол называется углом заострения и обозначается греческой буквой в (бета).

Задним углом б (альфа) называется угол между главной задней поверхностью и плоскостью резания.

Задний угол б служит для уменьшения трения между задней поверхностью резца и обрабатываемой деталью. Уменьшая трение, тем самым уменьшаем нагрев резца, который благодаря этому меньше изнашивается. Однако, если задний угол сильно увеличен, резец получается ослабленным и быстро разрушается.

В табл. 1 приведены рекомендуемые величины углов (заднего и переднего) для резцов, оснащенных пластинами твердого сплава.

Передним углом г (гамма) называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания, проведенной через главную режущую кромку.

Передний угол г играет важную роль в процессе образования стружки. С увеличением переднего угла облегчается врезание резца в металл, уменьшается деформация срезаемого слоя, улучшается сход стружки, уменьшается сила резания и расход мощности, улучшается качество обработанной поверхности. С другой стороны, чрезмерное увеличение переднего угла приводит к ослаблению режущей кромки и понижению ее прочности, к увеличению износа резца вследствие выкрашивания режущей кромки, к ухудшению отвода тепла.

Поэтому при обработке твердых и хрупких металлов для повышения прочности инструмента, а также его стойкости следует применять резцы с меньшим передним углом; при обработке мягких и вязких металлов для облегчения отвода стружки следует применять резцы с большим передним углом. Практически выбор переднего угла зависит, помимо механических свойств обрабатываемого материала, от материала резца и формы передней поверхности. Рекомендуемые величины переднего угла для твердосплавных резцов приведены в табл. 1.

Главным углом в плане ц (фи) называется угол между главной режущей кромкой и направлением подачи.

Угол ц обычно выбирают в пределах 30-90° в зависимости от вида обработки, типа резца, жесткости обрабатываемой детали и резца и способа их крепления. При обработке большинства металлов проходными обдирочными резцами можно брать угол ф = 45°; при обработке тонких длинных деталей в центрах необходимо применять резцы с углом в плане 60, 75 или даже 90°, чтобы детали не прогибались и не дрожали.

Вспомогательным углом в плане ц₁ называется угол между вспомогательной режущей кромкой и направлением подачи.

Углом л (лямбда) наклона главной режущей кромки называется угол между главной режущей кромкой и линией, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости.

Таблица 1. Рекомендуемые величины переднего и заднего углов для твердосплавных резцов

Механические свойства металлов определяют на специальных машинах и приборах, причем каждому свойству дается свое обозначение. Приведенное в этой и в последующих таблицах обозначение у_b выражает предел прочности металла при растяжении; величина этого предела измеряется кг/мм². Буквами НВ обозначают твердость металла, которую определяют на приборе Бринелля вдавливанием стального закаленного шарика в поверхность металла. Величина твердости измеряется в кг/мм².

Резцы, у которых вершина является низшей точкой режущей кромки, т.е. угол л положительный, получаются более прочными и стойкими; такими резцами хорошо обрабатывать твердые металлы, а также прерывистые поверхности, создающие ударную нагрузку. При обработке таких поверхностей твердосплавными резцами угол наклона главной режущей кромки доводят до 20-30°. Резцы, у которых вершина - высшая точка режущей кромки, т.е. угол л отрицательный, рекомендуется применять для обработки деталей из мягких металлов.

Заточка и доводка быстрорежущих резцов производится с соблюдением следующих правил:

1. Шлифовальный круг не должен бить, его поверхность должна быть ровной; если рабочая поверхность круга выработалась, ее следует править.

2. Во время заточки нужно пользоваться подручником, а не держать резец на весу. Подручник должен быть установлен возможно ближе к шлифовальному кругу, под требуемым углом и давать надежную опору резцу (рис. 50, а-г).

3. Затачиваемый резец нужно перемещать вдоль рабочей поверхности круга, иначе он будет неравномерно изнашиваться.

4. Чтобы не перегревать резец и тем самым избежать появления в нем трещин, не следует сильно прижимать резец к кругу.

5. Заточку нужно вести при непрерывном и обильном охлаждении резца водой. Капельное охлаждение, а также периодическое погружение сильно нагретого резца в воду не допускается. Если непрерывное охлаждение обеспечить невозможно, лучше перейти на сухую заточку.

6. Заточку резцов из быстрорежущей стали следует производить с помощью электрокорундовых кругов средней твердости и зернистостью 25-16.

Порядок заточки резцов устанавливается следующий. Сначала затачивают главную заднюю поверхность. Затем вспомогательную заднюю поверхность, после чего переднюю поверхность и, наконец, радиус закругления вершины.

7. Категорически воспрещается производить заточку резцов на станках, у которых снят защитный кожух.

8. Во время заточки надо обязательно надевать предохранительные очки.

После заточки резца на его режущих кромках остаются мелкие зазубрины, заусенцы и риски. Их устраняют доводкой на специальных доводочных станках. Доводку производят также и вручную при помощи мелкозернистого оселка, смачиваемого минеральным маслом. Сначала легкими движениями оселка доводят задние поверхности, а затем переднюю и радиус закругления вершины.

Предварительную заточку производят кругами из зеленого карбида кремния зернистостью 50-40, а окончательную - зернистостью 25-16.

Резец не следует сильно прижимать к рабочей поверхности круга во избежание перегрева и растрескивания пластинки твердого сплава. Кроме того, его нужно все время передвигать относительно круга; это необходимо для равномерного износа круга.

Заточку можно вести как всухую, так и с обильным охлаждением резца водой.

После заточки твердосплавного резца надо обязательно доводить его поверхности. Доводку производят вручную или на доводочном станке. Вручную доводку производят с помощью чугунного или медного притира, рабочую поверхность которого натирают специальной пастой или наносят на поверхность равномерным слоем порошок карбида бора, смешанный с машинным маслом или керосином. Доводку производят на ширину 2-4 мм от режущей кромки.

Более производительна доводка на специальном доводочном станке при помощи чугунного диска диаметром 250-300 мм, вращающегося со скоростью 1,5-2 м/сек; на поверхность этого диска наносят пасту или же порошок карбида бора, смешанный с машинным маслом или керосином.

1.5 Допуски и посадки

Расчетный размер детали, проставляемый на чертеже, от которого отсчитываются отклонения, называется номинальным размером. Обычно номинальные размеры выражаются в целых миллиметрах.

Размер детали, фактически полученный при обработке, называется действительным размером.

Размеры, между которыми может колебаться действительный размер детали, называются предельными. Из них больший размер называется наибольшим предельным размером, а меньший - наименьшим предельным размером.

Отклонением называется разность между предельным и номинальным размерами детали. На чертеже отклонения обозначаются обычно числовыми величинами при номинальном размере, причем верхнее отклонение указывается выше, а нижнее - ниже.

Например, в размере номинальным размером является 30, а отклонениями будут +0,15 и -0,1.

Разность между наибольшим предельным и номинальным размерами называется верхним отклонением, а разность между наименьшим предельным и номинальным размерами - нижним отклонением. Например, размер вала равен . В этом случае наибольший предельный размер будет:

30 +0,15 = 30,15 мм;

верхнее отклонение составит 30,15 - 30,0 = 0,15 мм;

наименьший предельный размер будет 30+0,1 = 30,1 мм;

нижнее отклонение составит 30,1 - 30,0 = 0,1 мм.

Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называется допуском. Например, для размера вала допуск будет равен разности предельных размеров, т.е. 30,15 - 29,9 = 0,25 мм.

Если деталь с отверстием насадить на вал с диаметром , т.е. с диаметром при всех условиях меньше диаметра отверстия, то в соединении вала с отверстием обязательно получится зазор. В этом случае посадка называется подвижной, так как вал сможет свободно вращаться в отверстии.

Если же размер вала будет т.е. всегда больше размера отверстия, то при соединении вал потребуется запрессовать в отверстие и тогда в соединении получится натяг.

Посадки разделяются на подвижные и неподвижные. В таблице 2 приведены наиболее применяемые посадки, в скобках даны их сокращенные обозначения.

Таблица 2. Наиболее применяемые посадки

Детали разных машин изготовляются по десяти различным классам точности. Пять из них более точные: 1-й, 2-й, 2а, 3-й, За; два менее точные: 4-й и 5-й; три остальные - грубые: 7-й, 8-й и 9-й. Чтобы знать, по какому классу точности нужно изготовить деталь, на чертежах рядом с буквой, обозначающей посадку, ставится цифра, указывающая класс точности. Например, С₄ означает: скользящая посадка 4-го класса точности; Х₃ - ходовая посадка 3-го класса точности; П - плотная посадка 2-го класса точности. Для всех посадок 2-го класса цифра 2 не ставится, так как этот класс точности применяется особенно широко.

Для определения и назначения классов точности, посадок и величины допусков пользуются специальными справочными таблицами. Пример такой таблицы приведен в приложении 1.

Квалитеты составляют основу действующей на сегодняшний день системы допусков и посадок. Квалитет представляет собой некую совокупность допусков, которые применительно ко всем номинальным размерам соответствуют одной и той же степени точности.

Таким образом, можно сказать, что именно квалитетами определяется то, насколько точно изготовлено изделие в целом или его отдельные детали.

Совокупность тех допусков, которые для всех номинальных размеров соответствуют одному и тому же уровню точности, именуется системой квалитетов.

Стандартом установлено 20 квалитетов - 01, 0, 1, 2…18. С возрастанием номера квалитета допуск увеличивается, т.е. точность убывает. Квалитеты от 01 до 5 предназначены преимущественно для калибров. Для посадок предусмотрены квалитеты с 5-го по 12-й.

На поверхности, обработанной токарным резцом, образуются неровности в виде винтовых выступов и винтовых канавок, которые образуют поперечную и продольную шероховатость.

При токарной обработке наибольшее значение имеет поперечная шероховатость, характеризуемая формой и размерами винтовых выступов, образующих неровности.

Шероховатость поверхности и квалитеты при различных видах обработки деталей представлены в приложении 2.

1.6 Смазывающе-охлаждающие жидкости

Чтобы уменьшить вредное действие температуры и трения на инструмент, при резании металлов рекомендуется применять смазывающе-охлаждающие жидкости. При токарной обработке для этой цели наиболее часто используется эмульсия, представляющая собой 5-20%-ный раствор эмульсола в воде. Благодаря наличию в эмульсоле минерального масла эмульсия наряду с хорошим охлаждением оказывает также смазывающее действие.

Для чистового точения целесообразно применять сульфофрезол (минеральное масло, активированное серой), обладающий высокой смазывающей способностью и позволяющий поэтому получить лучшую чистоту обработки.

При общепринятом способе охлаждения жидкость подается непрерывной струей к месту отделения стружки. Подачу ее следует начинать одновременно с началом резаная.

Несмотря на благоприятные действия смазывающе-охлаждающих жидкостей, на токарных станках они практически не применяются при работе твердосплавными резцами и точении серого чугуна.

В первом случае это объясняется тем, что при высокой скорости резания жидкость сильно разбрызгивается, затрудняя работу на станке, а при неравномерной или несвоевременной подаче ее возможно появление трещин на пластинках твердого сплава.

При точении серого чугуна эффект применения смазывающе-охлаж - дающей жидкости практически незначительный. Кроме того, мелкая чугунная стружка, смешиваясь с жидкостью, сильно загрязняет станок и повышает износ направляющих.

2. Фрезерные станки и работа на них

2.1 Классификация фрезерных станков

Фрезерный станок - незаменимое оборудование на современном производстве.

Фрезерование используется для внешней и внутренней обработки изделий из различных материалов (от металла, пластика до камня), расточки отверстий, пазов, канавок, прямого и фигурного раскроя материала. Обработка на таких станках производится с помощью фрезы - многолезвийного инструмента - которая вращается, описывая заданную траекторию по заготовке. Управление может быть ручным, автоматизированным или осуществляться с помощью системы числового программного управления (ЧПУ).

В зависимости от условий производства и обработки заготовок определенного вида используются разные фрезерные станки. Основная классификация подразделяет их на:

1. горизонтально-фрезерные консольные станки. Обрабатывают детали из материалов с применением цилиндрических, торцевых, фасонных, концевых и других фрезеров. На таком станке удобно работать с горизонтальными плоскостями, пазами, зубчатыми колесами, моделями штампов, углами, рамками, пресс-формами. Отличается от универсального станка возможностью перемещения поверхности стола.

2. универсальные. Это самые многопрофильные и широкоиспользуемые производственные станки. В универсальном фрезерном станке могут использоваться разные типы фрез (цилиндрические, дисковые, угловые, концевые, фасонные, торцовые), здесь имеется хобот для крепления оправки. Однако у него есть своя черта - может работать только с небольшими деталями и нетяжелыми материалами. Отличительной особенностью универсального станка является поворотная конструкция стола, которая позволяет перемещать плоскость стола как в продольном и поперечном направлениях, так и по вертикали.

3. широкоуниверсальные. Имеет дополнительную шпиндельную головку, что позволяет работать с любыми изделиями вне зависимости от размера и типа материала. Кроме того, на таком станке возможна не только обработка с использованием фрез, но и применяется одновременное сверление, зенкерование, расточка и др.

4. вертикально-фрезерные станки. Технология работы данного станка аналогична универсальному станку, с различием в том, что имеет вертикально расположенный шпиндель (вращающийся вал), который в некоторых моделях станков допускает смещение вдоль своей оси и поворот вокруг горизонтальной оси, расширяя тем самым технологические возможности станка.

5. бесконсольные. Характеризуется вертикальным расположением шпинделя и горизонтальным расположением рабочего стола. В конструкции данного вида станков отсутствует консоль. А станина более жесткая неподвижная.

6. с передвижным порталом. Состоит из двух статин с поперечиной, которая двигается по ним вертикально. В многоцелевом станке с передвижным порталом фрезерование, сверление и нарезание могут быть сделаны одной установкой.

7. широкоуниверсальные инструментальные станки. Предназначен для выполнения всех видов фрезерования, сверления и растачивания отверстий на деталях из черных и цветных металлов, их сплавов и пластмасс в единичном и массовом производстве.

8. копировально-фрезерные станки. В основном это узкоспециализированное оборудование, предназначенное для фрезерования элементов мебели (ножки стульев, столов и других фигур вращения) при помощи копировального узла.

9. фрезерные станки непрерывного действия. Имеют вертикально расположенный шпиндель, установочно перемещающиеся по вертикали, и круглый стол, который может непрерывно вращаться со скоростью рабочей подачи. Так же этот тип станков еще называют «карусельным».

10. барабанно-фрезерные. Основная его функция - одновременная обработка двух торцовых поверхностей различных деталей, таких как шатуны, валы, вилки и т. Д

11. продольно-фрезерные. Предназначен для механической обработки, главным образом, методом фрезерования металлических заготовок. Отдельные модели позволяют вести встречное и попутное фрезерование.

Все виды фрезерных станков имеют ручное, полуавтоматическое или автоматическое управление. В последние годы популярным становится использование программного управления процессами фрезерования.

Отличительной особенностью всех без исключения современных фрезерных станков является - высокий уровень безопасности, многофункциональность, надежность, точность работы с изделием и высокопроизводительность.

2.2 Устройство и принцип работы фрезерного станка

На рис. 12 показаны основные узлы горизонтально-фрезерного станка. Все узлы и детали станка взаимозаменяемы за исключением клиньев и некоторых направляющих, которые пришабриваются.

Основание станка отливается из серого чугуна и точно прострагивается с обеих сторон. На одной стороне основания устанавливается и закрепляется болтами станина станка; другая сторона прилегает к полу цеха. В основании имеется корыто для охлаждающей жидкости, которая стекает по трубкам со стола. На основании смонтирован электронасос для подачи охлаждающей жидкости из корыта к инструменту.

Станина служит для крепления всех узлов и механизмов станка. Некоторые узлы станка (коробка скоростей, шпиндель, электродвигатель с ременной передачей, механизм передачи движения к коробке подач) расположены внутри станины и не видны. Другие узлы станка (консоль, коробка подач, хобот, стол, насос для подачи охлаждающей жидкости) находятся на наружных поверхностях станины.

Станина имеет коробчатую форму и усилена внутри ребрами; на передней стенке ее расположены вертикальные направляющие (выполненные в виде ласточкина хвоста) для консоли, а наверху - горизонтальные направляющие для хобота.

Хобот имеется у горизонтально- и универсально-фрезерных станков и служит для правильной установки и поддержки фрезерной оправки. Хобот установлен в горизонтальных направляющих на верхней части станины и может быть закреплен на любом расстоянии от ее зеркала, т.е. с различным вылетом. Для увеличения жесткости при обработке тяжелых деталей и при больших сечениях стружки применяют поддержки, которые связывают хобот с консолью.

Консоль представляет собой жесткую чугунную отливку, установленную на вертикальных направляющих станины. Консоль перемещается по вертикальным направляющим станины и несет горизонтальные направляющие для салазок. Она поддерживается стойкой, в которой имеется телескопический винт для подъема и опускания консоли. Жесткость конструкции консоли и точность ее направляющих имеют первостепенное значение для. работы станка. Консоль имеет два болта, которыми крепятся поддержки, связывающие стол станка с хоботом для лучшей устойчивости при больших нагрузках.

Салазки являются промежуточным звеном между консолью и столом станка. По верхним направляющим салазок движется стол в продольном направлении, а нижняя часть салазок перемещается в поперечном направлении по верхним направляющим консоли.

Стол монтируется на направляющих салазок и перемещается в продольном направлении. На столе укрепляются заготовки, зажимные и другие приспособления, для чего рабочая поверхность стола имеет продольные Т-образные пазы.

Перемещения стола, салазок и консоли сообщают заготовке продольную, поперечную и вертикальную подачи по отношению к фрезе.

Консольно-фрезерные станки обычно имеют как ручную, так и механическую подачу стола, салазок и консоли.

Для установочных перемещений при наладке и для холостых перебегов стола применяют ручную или механическую подачу, а для рабочих подач - только механическую.

Кроме рабочих подач, стол обычно имеет быстрый ход (ускоренное перемещение) во всех трех направлениях - для подвода заготовки к фрезе, а также для обратного перемещения.

Быстрый ход осуществляется с одной постоянной скоростью, а рабочие подачи имеют несколько ступеней, которые можно устанавливать при помощи коробки подач в зависимости от обработки, материала фрезы и заготовки.

Для вращения режущего инструмента служит шпиндель, который получает движение от коробки скоростей. От точности изготовления шпинделя, его прочности и жесткости зависит точность вращения оправки с надетой фрезой. Шпиндели фрезерных станков изготовляют из легированной стали и подвергают термической обработке.

Шпиндель вращается от электродвигателя, расположенного в станине станка, через шкив, ременную передачу и далее через коробку скоростей. Двигатель расположен внутри станины, благодаря чему повышается безопасность работы и сокращается площадь, занимаемая станком.

Коробка скоростей предназначена для передачи вращения от шкива шпинделю и для изменения числа его оборотов при помощи переключения зубчатых колес.

Привод подач стола осуществляется от электродвигателя, расположенного в консоли станка, через коробку подач.

Коробка подач служит для изменения подач стола в вертикальном, продольном и поперечном направлениях.

В процессе работы консольно-фрезерного станка консоль с коробкой подач движется по вертикальным направляющим станины. В это же время салазки с поворотным механизмом, несущим продольный стол, перемещаются в поперечном направлении по направляющим консоли. Стол может поворачиваться вокруг вертикальной оси и таким образом менять своё положение и в горизонтальной плоскости (по отношению к оси шпинделя).

После запуска двигателя станка при помощи коробки передач крутящий момент передаётся на шпиндель. На переднем торце шпинделя монтируется фрезерная оправка, обычно представляющая собой так называемый конус Морзе - стержень конической формы, на котором с помощью колец и гаек фиксируется режущий инструмент (фреза). У моделей станков с расширенным функционалом шпиндельных головок может быть несколько - как правило, дополнительная головка более подвижна и может работать как отдельно, так и параллельно с основной, осуществляя фрезеровку изделий сложной конфигурации, а также такие виды работ, как сверление, растачивание и пр.

Главное отличие современного оборудования с ЧПУ от стандартных станков - автоматизация управления скоростью фрезы и перемещением стола в процессе обработки детали. На предприятиях, осуществляющий серийных выпуск деталей со сложной криволинейной поверхностью (лопасти воздушных винтов, лопатки самолётных турбин) используются станки ЧПУ со шпинделем на отдельных салазках, позволяющих режущему инструменту самостоятельно двигаться вертикально и вокруг своей оси.

2.3 Режущий инструмент

Резец 5 движется по стрелке, врезаясь в заготовку 1, и снимает стружку 2 с ее поверхности.

Поверхность 6 резца, по которой сходит срезаемая стружка 2, называется передней поверхностью. Поверхность 7 резца, которая обращена к обработанной поверхности заготовки, называется задней поверхностью. Линия 3, образованная пересечением передней и задней поверхностей, называется режущей кромкой, или лезвием, резца, а угол, образованный передней и задней поверхностями, представляет знакомый уже нам угол клина, или угол заострения в (бэта) резца.

Если мысленно провести вертикальную плоскость 4 перпендикулярно к обработанной поверхности заготовки, то угол, образованный передней поверхностью резца и плоскостью 4, называется передним углом и обозначается буквой г (гамма).

Угол, образованный задней поверхностью резца 7 и обработанной поверхностью 8 заготовки, называется задним углом и обозначается буквой б (альфа).

Сумма углов б + в называется углом резания и обозначается буквой д (дельта).

Углы (передний г, задний б, заострения в и резания д измеряются в градусах (°).

Фреза является режущим многозубым (многолезвийным) инструментом, причем каждый зуб представляет собой простейший резец, подобно показанному на рис. 14.

Передняя поверхность 4 зуба фрезы 3 образует с вертикальной плоскостью 2 передний угол г; задняя поверхность 5 зуба образует с обработанной поверхностью 7 заготовки задний угол б; передняя поверхность 4 зуба образует с задней поверхностью 5 зуба угол заострения в. Угол резания д образован передней поверхностью 4 зуба с обработанной поверхностью 7 заготовки.

Режущая кромка 1 образована пересечением передней и задней поверхностей. Непосредственно к режущей кромке зуба фрезы примыкает узкая полоска-ленточка, так называемая фаска, шириной около 0,1 мм. Ленточка 6, или фаска, обеспечивает правильную заточку фрезы.

Наружный диаметр фрезы, размеры и форма впадины зуба для размещения и выхода стружки, высота и профиль зуба, количество зубьев или их шаг также являются элементами фрезы.

3. Другие виды станков

3.1 Сверлильные станки

Сверлильный станок представляет из себя агрегат для сверления и обработки отверстий. Данные станки используют для сверления, зенкерования, нарезания резьбы и других видов обработки внутренних частей изделия. Основными инструментами, используемыми в сверлильных станках, являются сверла, метчики, зенкера и некоторые другие виды резцов. Основным принципом работы сверлильного оборудования является вращение инструмента и его поступательное движение по заданной оси. В зависимости от конструктивных особенностей сверлильных станков, их можно подразделить на несколько классов: вертикально сверлильные, горизонтально сверлильные, многошпиндельные, центровальные и расточные. Также сверлильные станки подразделяются в зависимости от обрабатываемого материала. Существуют станки для сверления и обработки камня, металла, дерева, пластмассы, стекла и т.д.

Наибольшее распространение получили вертикально сверлильные станки. Отличительной особенностью данной группы станков является то, что шпиндель с режущим инструментом располагается вертикально, а заготовка закрепляется на столе станка. Выравнивание и совмещение инструмента с деталью производится перемещением детали на рабочем столе. Вертикально сверлильные станки используются для сверления и обработки деталей, имеющих не большие размеры. В основном широко используются в цехах осуществляющих ремонт оборудования или при производстве продукции небольшими партиями.

В вертикально-сверлильных станках главным движением является вращение шпинделя с закрепленным в нем инструментом, а движением подачи - вертикальное перемещение шпинделя. Заготовку обычно устанавливают на стол станка или на фундаментную плиту, если она имеет большие габаритные размеры. Соосность отверстий заготовки и шпинделя достигается перемещением заготовки.

На станине (колонне) 1 станка размещены основные узлы. Станина имеет вертикальные направляющие, по которым перемещается стол 9 и сверлильная головка 3, несущая шпиндель 7 и двигатель 2. Управление коробками скоростей и подач осуществляют рукоятками 4, ручную подачу - штурвалом 5. Контроль глубины обработки производят по лимбу 6. В нише размещают электрооборудование и противовес. В некоторых моделях для электрооборудования предусмотрен шкаф 12. Фундаментная плита 11 служит опорой станка. В средних и тяжелых станках ее верхнюю плоскость используют для установки заготовок. Иногда внутренние полости фундаментной плиты являются резервуаром для СОЖ. Стол станка служит для закрепления заготовки. Он может быть подвижным (от рукоятки 10 через коническую пару зубчатых колес и ходовой винт), неподвижным (съемным) или поворотным (откидным). Стол монтируют на направляющих станины или изготовляют в виде тумбы, установленной на фундаментной плите.

Охлаждающая жидкость подается электронасосом по шлангу 8. Смазывание узлов сверлильной головки также производят с помощью насоса. Остальные узлы смазывают вручную.

Для обработки деталей, имеющих большие габаритные размеры, применяются горизонтально сверлильные станки. В таких станках деталь закрепляется неподвижно, а совмещение обрабатываемых отверстий производится путем перемещения шпинделя с инструментом. Горизонтально сверлильные станки применяют для сверления и обработки отверстий, имеющих большую глубину.

Многошпиндельные сверлильные станки применяют для обработки деталей с большим количеством отверстий. Обработка отверстий производится одновременно. Существую многошпиндельные станки с неподвижными шпинделями и станки с переставными шпинделями. Центровальные станки предназначаются для обработки и сверления центральных отверстий в торцевых частях деталей. Данные станки оснащаются резцами для отрезания части деталей пред производством центрования.