> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Станки

Станки

Станки, или машины-орудия для холодной обработки металлов, служат для придания изделию окончательной формы, размеров и получения чиотой поверхности путем снятия стружки или оцарапывания поверхностного слоя металла при помощи укрепленных в них инструментов и различных видов резцов. С. должны воспроизводить двоякого рода движение: I) главное, или рабочее., иначе—движение резания, кот. производит снятие стружки резцом, и 2) движение питания или подачи, которым под действие резца подводятся последовательно новые части поверхности. У различных видов С. эти два рода движения распределяются между резцом и обрабатываемым предметом различно, так, например: 1) у токарного С. вращение обрабатываемого предмета представляет главное дви-

J

жение, так как вызывает снятие стружки при каждом обороте шпинделя, в то время как резец, укрепленный в суппорте, получает движение питания, перемещаясь вдоль оси С., и результирующая этих двух движений на поверхности обрабатыв. предмета дает винтовую линию. 2) У сверлильного С. вращение сверла есть главное движение, а углубление сверла есть движение питания. 3) У фрезерного С. вращение фрезера есть главное движение, перемещение же предмета есть движение питания. 4) У шлифовального С. вращение шлифовального круга дает главное движение, тогда как обе подачи (по направл. длины и диаметра предмета) моГ/т быть предоставляемы предмету или распределены между предметом и шлиф, кругом. 5) У строгального С. прямолинейное возвратное движение стола с закрепленным на нем предметом дает рабочее движение, перемещение же суппорта с резцом по направляющим поперечины—движение питания. 6) У долбежного С. долбяк с резцом имеет рабочее движение, столу же сообщается питание. 7) У поперечно-строгального С. распределение движений аналогично долбежному.

По роду главного рабочего движения С. разделяются: 1) на С. с круговым рабочим движением, каковы токарные, сверлильные, фрезерные и шли-фовзльные, и 2) на С. с прямолинейным рабочим движением, каковы: строгальные, долбежные,

шпоночные.

Первые имеют непрерывное, вторые—периодическое питание. С. с круговым рабочим движением, а именно токарные, вообще дают большую производительность и лучшее качество работы, в смысле количества снимаемой стружки, размера и вида обработанной в единицу времени поверхности, по сравнению со С. прямолинейно-возвратного рабочего движения, так как последние имеют, кроме рабочего—неизбежно и холостой ход, причем прерывистое питание ведет к получению на поверхности более резких штрихов, иногда же вызывает сотрясение предмета. К тому же и пра вильность относительного положения предмета и резца у токарных С. лучше обеспечена. Вообще дрожание предмета или резца при обработке на С. представляет нежелательное явление, как в отношении качества обработанной поверхности, тач и в отношении экономических условий обработки, применения надлежащих скоростей. Наибольшую точность из всех видов С. дают шлифовальные, в которых размеры стружки могут быть доведены до тысячной доли миллиметров.

Важнейшим фактором обработки на С. яв ляется скорость резания, то есть скорость главного или рабочего движения. Таковым для С. с вращательным рабочим движением является скорость на окружности орудия или обрабат. предмета. Обозначая диаметр этой окружности через h, а число оборотов в минуту через и, имеем для всех С. кругового движения:

7t.(l.n

в 1 сек., или У= T.d.n в 1 мин.

При этом для токарных С. d=ф‘) обраб. преям.,, фрезерного, d=ф фрезера,

„ сверлильн. „ d — ф сверла.

, шлифовал., U =г ф шлифов, круга.

По размерам подачи и скорости резания можно вычислить чистое время обработки, то есть время обработки без установочных операций. Пусть подача за 1 оборот=6 миллиметров., число оборотов шпинделя в 1 мин.=я; тогда подача в 1 мин.=по миллиметров. При длине обработки 1. миллиметров., чистое время обработки для вращательного рабочего движения =--_» то есть время обработки=порабоч длине подачу в 1 мин.

(в минутах).

По размерам стружки, то есть ее площади сечения, которая зависит, с одной стороны—oi

углубления резца, а с другой стороны—от величины питания или подачи, можно определить производительность С., характеризуя ее объёмом (или весом) стружки, снятой при определенной скорости резания в единицу времени. В то же время размеры стружки при заданной скорости ее снятия определяют мощность станка, то есть количестве передаваемой станку энергии (или число передаваемых ему лошадиных сил), исходя из величины удельного сопротивления снятью стружки для дани, металла и, след., из величины момента сопроти вления; мощность С. может быть определена па формуле:

АТГ

Л= 1 где Д пяощ сеч. стружки в кв. миллиметров,

Щ

Г—сопротивление резания в килограммахр. на 1 кв. миллиметров сечения стружки для данного материала. V=скорость резания, у=коэффициент полезного действия С. Этот коэфф. г] принимают обыкновенно равным: для токарных С.=от 0,5 до 0,6, для сверлильных С.—0.8. для радиально сверлиль ных=0,6, для фрезерных=0,7, для строгальных =0,5. Сопротивление рвзанию Г равно: для бронзы=от 50 до 100 килограммр миллиметров.“, для чугунα= от 70 до 120 килограммр./ммЛ для железа=от 110 до 170 килограммр. миллиметров5., для стали=от 150 до 240 килограммр. миллиметров.“. Скорость резания колеблется в больших пределах: от 1,8

до 3 метров в минуту для обработки стальных закаленных поверхностей обыкновенной углеродистой сталью; от 6 до 50 метров пои обработке мягкой стали самозакаливающейся и быстрорежущей сталью и даже до 60 метр.—при ооработк.: меди и бронзы (тою же самокалкой).

В конструкциях передачи движения к С. обыкновенно предусматриваются средства для безопасного включения передачи или безопасного перехода от одной скорости к другой, без поломки зубьев и.пр. частей передачи. Мощность современных С. для обработки крупных деталей достигает многих десятков лош. с. (до 100 и более). Мощность мелких С. — измеряется частями 1 лошадиных силы.

Привод к машине-орудию должен обслуживать как движение резания, так и подачу, причем оба эти движения представляют необходимые элементы работы С. В соответствии с двумя типами рабочего движения, в С. различают привод для вращательного и для поступательного рабочего движения Для передачи движения от трансмиссии и контр привода к С. служат обычные средства механики: ремень, цепь. шнур. Кроме того, более крупные С. имеют непосредственный привод от э :ектро-мотора с зубчатой или цепной передачей. Наичаще встречающийся тип передачи движения—это ременная передача ог трансмиссии, или главного привода мастерской, через промежуточный привод, или контр привод с „коренным“ и „холостым“ шкивом

) ф—значок для сокращенного обозначения

Слов» „диаметрдля ремня от главного вала; при посредстве пары ступенчатых шкивов, из которых 1 сидит на контр-приводе, а другой на шпинделе С., движение передается к С. Целью примен-ния ступенчатых шкивов является получение целого ряда наиболее выгодных скоростей резания и подачи, а следовательно, различных чисел оборотов шпин-

ционными шкивами и двумя тремя парами шестерен с фрикционными муфтами или же двумя парами конических барабанов с перемещающимся по их поверхности ремнем по желанию— от меньшего диаметра барабана к большему, и обратно, чем изменяется передаточное число; е) наконец,у С. с отдельным электромотором,—помимо прочих механических средств, также изменением числа оборотов эл.-мотора. Подобные средства (п.п. б—д) применяются и для изменения величины питания.

Главнейшей задачей при конструировании привода к С. является: 1) обеспечить передачу требуемого количества энергии для работы С. без отказа и 2) сократить время на манипулирование, то есть на операции для перемены скоростей или напра вления вращения шпинделя, или подачи.

Фн:. г. Фигура з.

деля, в зависимости от различных размеров диаметра обрабат. пзедмета, материала, вида обработки и проч. условий. Таким обр., удерживая скорость Г для всех случаев обработки возможно выгодной, мы имеем:

г тах. ‘иип. _‘tnin.max,

6 j 60

и число оборотов шпинделя должно изменяться от

I» по 7/ в больших пределах, причем

“ним. “max. r гвозможность ныбора подходящей скорости для различной величины d обеспечивается при возможно большем числе располагаемых скоростей шпинделя, составляющих ступенчатый ряд чисел геометрической прогрессии, которые соответствуют передаточным числам от контр-привода до

шпинделя. При введении так называемым перебора из зубчатых шестерен (пример—см. фигура 1,а также ниже—описание токарного С ), число располагаемых скоростей возра тает, так как можно работать с перебором и без перебора. Итак, увеличение числа скоростей, например, токарного С, может быть лостигнуто: а) увеличением числа скоростей контрпривода—путем передачи ему движения не одним, а двумя или тремя ремнями с различными скоростями (иногда—в комбинации также с зубчатым перебором); б) ступенчатыми шкивами и зубчатыми переборами у передней бабки С.; в) введением взамен ступенчатых шкивов—привода одноступенчатым шкивом с ремнем постоянной скорости, но зато со ступенчатой передачей к шпинделю посредством „коробки скоростей“, то есть ряда зубчатых шестерен (см фи:. 2); г) применением передачи к С. одноступенчатым шкивом и двумя парами бесступенчатых конических шкивов, из которых каждая пара может между собою сближаться или удаляться, чем изменяется положение ремня, охватывающего обе эти пары конических шкивов, и, слеаовательно, передаточное число от приводного вала к шпинделю (смотрите фт. 3); д) применением конто поивола с параллельно расположенными двумя вшами с фрик-

При передаче ремнем энергии к С., передаваемая энергия может быть выражена формулой: /’.v=a=75.v, где / есть окружное усилие ремня в кило грамм. (/ =/.е, где / площ. сечения, < — напря

жени“ на единицу площади сечения натянутого гемня), е=CKopocib ремня в метрах в секунду, .V=число передаваемых лошадиных сил. Известно, что ремень передает тем больше энергии (то есть с тем меньшей потерей), чем больше диаметр шкива, чем шире ремень и чем больше скорость ремня. Применение малых размеров диаметра

шкива и малой ширины ремня при сколько-ниб. значительной работе резания вызывает скольжение ремня. Это обстоятельство особенно ярко сказалось со введением быстрорежущей стали и дало толчок к замене передачи ступенчатыми шки-зами — передачей посредством одноступенчатого шкива и коробки скоростей. Однако, при выборе надлежащего диаметра шкива и достаточной ширины ремня для обычных средних размеров С. средней мощности, след, до 5 лошадиных сил, можно считать передачу ступенчатым шкивом достаточно надежной и удобной для работы, и только при С. свыше 5—1< лошадиных сил ширина ремня, затрудняя операцию перевода на другую ступень, делает неудобным применение ступенчатых шкивов и заставляет предпочесть одноступенчатый приводный шкив. Благодаря постоянной скорости ремня, последний при всех условиях передает одинаковое количество энергии, чего нельзя достигнуть при ступенчатых шкивах, то есть при переменной скорости ремня. В то же время выбор типа привода и числа скоростей зависит также от заданного типа производства: а) в случае производства единичных предметов требуемся большая универсальность С., след, более широкие пределы используемых скоростей резания и подачи—и С. получаются более сложными по конструкции передаточных частей; б) в случае массового производства однообразных предметов, число потребных скоростей этим уже значительно суживается, и конструкция механизма, служащего для получения скоростей резания и подачи, соответственно упрощается, но зато могут усложниться другие части С., имеющие целью, например, облегчить и ускорить захватывание обрабат. предмета, подвод резца, включение и выключение (останов) его действия, поведение и останов последовательного ряда различных орудий, выбрасывание готового изделия и тому подобное. К таким орудиям массового производства принадлежат С-: револьверные, токарные, полуавтоматы и полные автоматы для токарной работы, С. болторезные, гаечные и так далее Кроме того, в соответствии с опредепенными задачами обработки определенных деталей массовым путем, весьма распространены типы С. с одновременной работой целого ряда однородных орудий или орудий разных видов. Таковы все многошпиндельные сверлильные С., многошпиндельные автоматы и всевозможные виды специальных С., приспособленных для выполнения полной обработки частей при массовом их изготовлении в производствах: сельско-хозяй

Ственных машин, паровозов, локомобилей, автомобилей, приборов центрального отопления и тому подобное.

Так. обр., по мере нормализирования деталей увеличивается применение автоматов; по мере развития специализации производств увеличивается применение специальных С.

В то время как конструкции специальных С. и самые типы их в зависимости от назначения и задания представляют большое разнообразие и с течением времени сильно изменяются вместе с изменениями методов производства,—так называемым обиходные С. сохраняют каждый свой тип, конструкция же их изменяется, гл. обр., в направлении ев усиления (особенно со введением быстрорежущей стали), удобств обращения и вышеуказанного ускорения манипуляций. Различают соответственно роду выполняемых работ следующие восемь классов обиходных С.: 1) токарные, 2) сверлильные, 3) строгальные, 4) долбежные, 5) фрезерные, 6) болторезные, 7) шлифовальные, 8) разрезающие и дыропробивные. В свою очередь каждый класс С. подразделяется на типы и разновидности » зависимости от большей или меньшей полноты выполняемых С. функций, от наличия в них приспособлений для некоторых видов работы (например, приспособления для конического обтачивания, или для конической расточки внутри, для нарезания резьбы накидкой и тому подобное.), наконец, от кинематических и конструктивных особенностей устройства механизмов. Так, имеем: 1) токарные самоточные (с суппортом от самохода)—и не самоточные, винторезные—и ие винторезные, с горизонтальным—

и вертикальным шпинделем (карусельные С.), для обтачивания в центрах—и для обработки на патроне (патронные, лобовые), для высверливания длинных отверстий в стержнях, токарные—револьверные, автоматы и так далее; 2) сверлильные свободностоящие (на колонне)—и стенные; вертикальные — и горизонтальные; обыкновенные—и радиальные, а также универсально-радиальные и так далее; 3) строгальные продольные—и поперечные 1шепинги), с двумя—и одной стойками, с подвижным столом— и с подвижной кареткой суппорта, и тому подобное.; 4) долбежные с ускоренным обратным ходом—и без такового, с автоматическим движением стола и без такового, с круговым самоходом — и без него, и так далее; 5) фрезерные горизонтальные, вертикальные и универсальные; с приспособлением для копировальных работ или без него; фрезерные зуборезные; фрезерные для шпоночных канавок ит.п.; 6) шлифовальные—для грубой и точной шлифовки; а также шлифовальные для наточки инструментов; шлифовальные для обработки плоскостей—и для сбр ки круглых поверхностей; с неподвижным и с подвижным шлифуемым предметом и проч.; 7) разрезающие и дыропробивные С. (ножницы и прессы) делятся на рычажные—, аллигаторные —и параллельные, то есть с параллельным перемещением ножей, хотя бы и наклонных; механические, электрические, гидравлические, электро-гидравличе-ские, паро-гидравлические и тому подобное.

В зависимости от точности обработки и сборки С. находится и точность получаемых на этих С. изделий. Точность размеров изделия зависит фактически: 1) как от минимальных размеров толщины стружки, которую может снять данный С., так и 2) от величины зазоров в частях С., передающих резцу давление резания и осуществляющих оба движения в С., а кроме того 3) и ст способа закрепления предмета, приемов и средств проверки полученных размеров. По отношению к точности работы,—в связи с и 1 на первое место долж ны быть поставлены С. для точной шлифовки, в которых точность обработки может быть д ве-дена до десятитысячных долей миллиметров., а затем —С. токарные. Последние в отношении точности могут бы ь разделены на 3 категории: 1) обдирочные токарные С., на которых изделие обрабатывается не до конца с точностью до 0,5 миллиметров. (после чего оно поступает для окончательной обработки на шлифов. С.); 2) обыкновенные токарные С.,накото-ых возможна работа с точностью до 0,1 миллиметров. и ) точные, по преимуществу инструментально-токарные С., для производства работ с точностью до 0,01 миллиметров. (подробно рм. ..Проект норм для приемки металлообрабатывающих С.“ — И съезд деятелей Горн, д., Металл, и Машиностр.).

Описание главнейших видов обиходных С. см. приложение (оригинальн. рисунки А. Бриткина).

Н. Чарновскин.