Правила техники безопасности при проведении лабораторной работы по литью металла в металлическую форму

1 Опасности в работе:

поражение электротоком от токопроводящих кабелей и электропечи;

воспламенение одежды от расплавленного металла;

ожоги частей тела расплавленным металлом;

ожоги рук горячими предметами и оборудованием;

падение на ноги тяжёлых металлических предметов;

удары молотком по пальцам.

До начала выполнения работы

Работу начинать только после ознакомления с правилами техники безопасности и получения инструктажа от преподавателя или лаборанта с обязательной росписью в журнале по охране труда.

Надеть халат или фартук с нарукавниками. Девушкам повязать на голову косынки.

Не создавать толчею возле рабочих мест у плавильной печи и слесарного верстака.

Не включать самостоятельно и не выключать электроплавильную печь.

В процессе выполнения работы

Не брать в руки рабочие инструменты без команды преподавателя или лаборанта.

Рабочие движения должны быть плавными, без толчков и рывков.

Не создавать толчею возле рабочих мест у плавильной печи и слесарного верстака.

Не прикасаться руками к горячим предметам и к корпусу плавильной печи.

Не прикасаться руками к электропроводам.

Брать плавильную ёмкость только щипцами.

Трогать отливку только после полного остывания (через 30 секунд после освобождения от формы).

После выполнения работы

Аккуратно положить рабочий инструмент на верстак.

Снять халат и сдать его преподавателю или лаборанту.

Сдать изготовленную отливку преподавателю или лаборанту.

Вымыть руки с мылом.

 

6.6 Практическое занятие №8:

семинар «Технологии изготовления заготовок»

(2 часа)

На семинаре обсуждаются следующие вопросы.

1 Литьё. Определения.

2 Литьё в песчаные формы.

3 Литьё в кокиль.

4 Литьё под давлением.

5 Литьё по выплавляемым моделям.

6 Литьё оболочковое.

7 Литьё центробежное.

8 Прокатка.

9 Свободная ковка.

10 Штамповка.

11 Волочение.

12 Прессование.

13 Определения и технология порошковой металлургии.

14 Достоинства технологии порошковой металлургии.

15 Недостатки порошкового материала.

16 Определения термической обработки металлов.

17 Отжиг.

18 Нормализация.

19 Закалка.

20 Отпуск.

Ход обсуждения: преподаватель задаёт студентам вопрос: желающие отвечают. Если нет желающих, преподаватель спрашивает по списку. Для зачёта по семинару необходимо ответить на два вопроса не менее.

Точение

1) Определения

Точение – способ обработки круглых заготовок резанием, обеспечивающий изготовление всех видов поверхностей вращения путём снятия слоя материала с зажатой в патрон токарного станка заготовки режущим инструментом – резцом на токарном станке, осуществляющем вращение заготовки и одновременное врезание резца продольным или поперечным относительно оси вращения движением подачи.

Резец – состоитиз призматической державки и заострённой головки с режущими кромками и одной прямой вершиной (проходной резец) или двумя: прямой и боковой (правой или левой) вершинами (проходной резец с отогнутой головкой). Материал режущей части – пластина из быстрорежущих инструментальных сталей (Р18, Р6М5 – для качественного точения), твёрдых сплавов (Т15К6, ТТ7К12, ВК2 - ВК8 – для высокопроизводительного точного точения), синтетических сверхтвёрдых материалов (алмаз, эльбор-Р – для тонкого точения); державка – из конструкционной стали (20, Ст4). Мелкие резцы целиком изготовлены из быстрорежущей стали.

 

 

 

Рисунок 6.7.1 – Внешний вид токарного станка

 

Токарный станок – состоит из продольной станины, на правой стороне которой расположена передняя бабка (металлическая коробка), содержащая комплект зубчатых механических передач, обеспечивающих различную частоту вращения шпинделя с зажимным патроном, на левой – задняя бабка, служащая для закрепления и осевого перемещения при точении поджимающего длинную заготовку вращающегося центра или сверла для изготовления центрального отверстия в заготовке, а между ними расположен с возможностью продольного перемещения суппорт с резцовой головкой, имеющей также возможность сообщения резцу поперечного перемещения. Различные модели токарных станков позволяют обрабатывать поверхности вращения различной формы, точности и шероховатости.

2)Классификации параметров процесса точения

Классификацияповерхностей вращения по форме: цилиндрические наружная и внутренняя, конические наружная и внутренняя, резьбовые наружная и внутренняя; фасонная, торцевая, канавочная.

 

 

Рисунок 6.7.2 – Схема продольного точения: 1 – зажимной самоцентрирующий патрон; 2 – обрабатываемая заготовка; 3 – резец; 4 – задний центр для поджима заготовки к патрону; В₁ – главное движение – вращение заготовки; П₂ –продольная подача резца

 

Классификация видов точения по технологическим возможностям: черновое, получистовое, чистовое, тонкое.

К черновому относят: обдирку, отрезание, подрезание торцев – это предварительная обработка резанием – неточная и грубая: 12-13 квалитеты и Rz 80.

Получистовое точение позволяет получить 9-11 квалитеты точности и шероховатость поверхности Rz 20...40 мкм.

Чистовое обтачивание и растачивание обеспечивает обработку по 8-10 квалитетам точности и шероховатость поверхности Rа 2,5 мкм.

Тонкое точение позволяет получать 6-7 квалитеты точности и шероховатость Ra 0,63...1,25 мкм.

 

Фрезерование

1) Определения

Фрезерование – способ обработки заготовок резанием, обеспечивающий изготовление всех видов прямых и фасонных поверхностей (кроме круглых) путём снятия слоя материала с заготовки режущим инструментом – фрезой на фрезерном станке, осуществляющем вращение фрезы и одновременное её врезание в заготовку движением вертикальной, продольной или поперечной подач заготовки.

Фреза ( концевая, торцевая, пальцевая) – состоитиз цилиндрического или конического корпуса (хвостовика) и нескольких прямых или винтовых зубьев с режущими кромками, расположенными вдоль оси. Каждый зуб фрезы по очереди врезается в заготовку и срезает определённый слой материала. Материал режущей части зубьев – пластины из быстрорежущих инструментальных сталей (Р18, Р6М5 – для качественного фрезерования), режущих твёрдых сплавов (Т15К6, ТТ7К12, ВК2-ВК8 – для высокопроизводительного фрезерования), синтетических сверхтвёрдых материалов (алмаз, эльбор-Р – для тонкого фрезерования); корпус – из конструкционной стали (20, Ст4). Мелкие фрезы целиком изготовлены из быстрорежущей стали или твёрдых сплавов.

Фреза (цилиндрическая) – представляет собой горизонтальный цилиндр, содержащий центральное отверстие со шпоночным пазом и режущие зубья, расположенные равномерно вокруг оси по цилиндрической поверхности.

Фрезерный станок – состоит из вертикальной колонны на массивном основании, в верхней части которой расположена шпиндельная головка, обеспечивающая различную частоту вращения вертикального (на других моделях станков - горизонтального) шпинделя с фрезой, под ними – стол, служащий для закрепления заготовки. Различные модели фрезерных станков позволяют обрабатывать поверхности различной формы, точности и шероховатости.

2) Классификации видов фрезерования

По технологическим возможностям (черновое, чистовое, тонкое);

По направлению: встречное – зубья фрезы вращаются навстречу продольной подаче (смотри рисунок 6.8) и попутное – зубья фрезы вращаются в направлении подачи.

По расположению оси вращения фрезы:

горизонтальное (цилиндрической фрезой);

вертикальное (концевой, торцевой, пальцевой фрезами).

Рисунок 6.8 – Схема фрезерования призматической заготовки цилиндрической фрезой: В₁ – главное движение – вращение фрезы; П₂ – продольная подача заготовки

 

К черновому относят: фрезерование по корке и с большой глубиной резания, отрезание, подрезку торцев – это предварительная обработка резанием – неточная и грубая: 12-13 квалитеты и Rz 80.

Чистовое обеспечивает обработку по 9-11 квалитетам точности и шероховатость поверхности Rz 20...40 мкм.

Тонкое фрезерование позволяет получать 6-8 квалитеты точности и шероховатость Ra 0,32...1,25 мкм.

6.9 Сверление, зенкерование, развёртывание, хонингование

1) Классификация способов обработки отверстия резанием по технологическим возможностям: сверление – черновая (12-13 квалитеты точности и шероховатость поверхности Rz 20...80 мкм), зенкерование – получистовая (8-9 квалитеты точности и шероховатость поверхности Rа 2,5 мкм), развёртывание – чистовая (6-7 квалитеты точности и шероховатость поверхности Rа 0,63...1,25 мкм), хонингование – финишная обработка (4-5 квалитеты точности и шероховатость Ra 0,032 мкм).

2) Определения

Сверление – способ обработки заготовок резанием, обеспечивающий изготовление отверстий сквозных и глухих путём врезания в сплошной материал заготовки режущим инструментом – спиральным сверлом на сверлильном станке, осуществляющем вертикальную подачу сверла с одновременным его вращением при неподвижном закреплении заготовки.

 

Рисунок 6.9.1 – Схема сверления отверстия в прямоугольной заготовке: В1 – главное движение – вращение сверла; П2 – осевая подача сверла

Сверло – состоитиз цилиндрического или конического хвостовика и режущей части, содержащей два спиральных зуба с режущими кромками и одной прямой вершиной или горизонтальной режущей перемычкой вместо неё. Каждый зуб сверла по очереди врезается в заготовку и срезает определённый слой материала. Материал режущей части зубьев – пластины из инструментальных и быстрорежущих сталей (9ХС, Р6М5 – для качественного сверления), твёрдых сплавов (ВК6, ВК10-М – для высокопроизводительного сверления); хвостовик – из конструкционной стали (20, Ст4). Мелкие свёрла целиком изготовлены из быстрорежущей стали или твёрдых сплавов.

Станок для сверления, зенкерования и развёртывания – состоит из вертикальной колонны на массивном основании, в верхней части которой расположена шпиндельная головка, обеспечивающая различную частоту вращения вертикального шпинделя со сверлом, под ними – стол, служащий для закрепления заготовки.

Зенкерование – способ обработки резанием отверстия, просверленного в заготовке, осуществляемый на сверлильном станке с вертикальной подачей и вращением режущего инструмента – зенкера при неподвижно закреплённой заготовке. Главное движение – вращение зенкера, движение подачи – осевое перемещение зенкера вниз.

 

 

Рисунок 6.9.2 – Внешний вид сверлильного (зенкеровального, развёртывательного) станка

 

Зенкер – состоитиз цилиндрического или конического хвостовика и режущей части, содержащей 3 или 4 спиральных зуба с режущими кромками и одной прямой вершиной. Каждый зуб зенкера по очереди врезается в отверстие в заготовке и срезает определённый слой материала. Материал режущей части зубьев – пластины из инструментальных и быстрорежущих сталей (9ХС, Р6М5 – для качественного зенкерования), твёрдых сплавов (ВК6, ВК10-М – для высокопроизводительного зенкерования); хвостовик – из конструкционной стали (20, Ст4). Мелкие зенкеры целиком изготовлены из быстрорежущей стали или твёрдых сплавов.

Развёртывание – способ обработки резанием отверстия в заготовке после обработки его зенкерованием, осуществляемый на сверлильном станке с вертикальной подачей и вращением режущего инструмента – развёртки при неподвижно закреплённой заготовке. Главное движение – вращение развёртки, движение подачи – осевое перемещение развёртки вниз.

Развёртка – состоитиз цилиндрического или конического хвостовика и режущей части, содержащей 7, 9 или другое нечётное количество зубьев с прямыми параллельными оси режущими кромками без режущих вершин. Каждый зуб развёртки по очереди врезается в отверстие в заготовке и срезает определённый слой материала. Материал режущей части зубьев – инструментальные и быстрорежущие стали (9ХС, Р18, Р6М5), хвостовик – из конструкционной стали (20, Ст4). Мелкие развёртки целиком изготовлены из быстрорежущей стали.

Хонингование (абразивное и алмазное) – способ обработки резанием отверстия в заготовке после обработки его развёртыванием, осуществляемый на хонинговальном станке с вертикальной возвратно-поступательной подачей и вращением режущего инструмента – хонинговальной головки, несущей режущие, имеющие возможность радиального разжима, сопровождающегося увеличением рабочего диаметра последней, бруски из алмазной или абразивной крошки (мелких зёрен) при неподвижно закреплённой заготовке. Хонингование ведётся с непрерывным применением смазывающе-охлаждающей жидкости.

Хонинговальный станок – состоит из вертикальной колонны на массивном основании, в верхней части которой расположена шпиндельная бабка, обеспечивающая вращение вертикального шпинделя с хонинговальной головкой, имеющей возможность осевого возвратно-поступательного перемещения, а также разжим режущих абразивных брусков хонинговальной головки, под ними – стол, служащий для закрепления заготовки. Гидросистема обеспечивает непрерывную подачу смазывающе-охлаждающей жидкости в зону резания абразивных брусков.

Хонинговальная головка – состоитиз цилиндрического хвостовика, крепящегося верхним концом к шпинделю, и корпуса на нижнем конце с продольными пазами, в которых расположены с возможностью радиального разжима режущие абразивные или алмазные бруски.

Порядок работы хонинговальной головки: корпус с брусками вводят в отверстие и придают ему вращение и возвратно-поступательную подачу, после чего включают разжим брусков, абразивные зёрна которых врезаются в заготовку и каждое срезает микростружку, а в целом все зёрна всех брусков режут поверхность отверстия, обрабатывая его с высокой точностью и низкой высотой шероховатости.

Хонинговальные бруски – продолговатые призматические бруски, склеенные из абразивных или алмазных зёрен.

Рисунок 6.9 – Схема внешнего вида и видов движений хонинговального станка: 1 – хонинговальная головка; 2 – стол с закреплённой обрабатываемой деталью; В₁ – главное движение – вращение хонинговальной головки; П₂ – возвратно- поступательная подача хонинговальной головки; П₃ – направление разжима брусков хонинговальной головки; П₄ – вспомогательное движение (ввод-вывод) хонинговальной головки в отверстие

 

Материал абразивных зёрен – карбид кремния (SiC) зелёный и чёрный, электрокорунд (Al₂O₃) нормальный и белый. Размер зёрен (зернистость) абразивной крошки делится на 4 группы: шлифзерно (160...2000 мкм), шлифпорошки (40...125 мкм), микрошлифпорошки (10...63 мкм), тонкие микрошлифпорошки (3...10 мкм). Обозначение зернистости на бруске осуществляется постановкой чисел соответственно от 16 до 200, от 4 до 12, от М14 до М63, от М3 до М10.

Материал алмазных зёрен – алмаз синтетический АС (шлифпорошки 63...2500 мкм) и АСМ (микропорошки 1...40 мкм). Обозначение на бруске и те и другие соответственно от 1/0 или 2/1 до 1600/1000 или 2500/1600.

Шлифование

1) Классификация видов шлифования по способу закрепления заготовки: на магнитном столе (плоское), в центрах (круглое наружное центровое), на опорном ноже (круглое бесцентровое), в зажимном патроне (круглое наружное и внутреннее).

2) Определения

Шлифование – способ обработки заготовок резанием, обеспечивающий изготовление круглых и плоских поверхностей путём массового царапания заготовки абразивными зёрнами режущего инструмента – шлифовального круга на кругло-, плоско-, бесцентрово- и внутришлифовальных станках, осуществляющих вращение шлифовального круга и одновременно его врезание движением поперечной подачи, а также вращение и одновременно движение продольной возвратно-поступательной подачи заготовки (круглое и плоское шлифование) или шлифовального круга (внутреннее шлифование). Процесс ведётся с непрерывным применением смазывающе-охлаждающей жидкости.

Шлифовальный круг – состоитиз склеенной в форме диска с центральным отверстием абразивной крошки (мелких зёрен). Каждое зерно вместе с другими при каждом обороте круга врезается в заготовку и срезает определённый слой материала в виде микростружки. Материал зёрен – карбид кремния (SiC) зелёный и чёрный, электрокорунд (Al₂O₃) нормальный и белый. Размер зёрен (зернистость) абразивной крошки делится на 4 группы: шлифзерно (160...2000 мкм), шлифпорошки (40...125 мкм), микрошлифпорошки (10...63 мкм), тонкие микрошлифпорошки (3...10 мкм). Обозначение зернистости на шлифовальном круге осуществляется постановкой несмываемой краской числа соответственно от 16 до 200, от 4 до 12, от М14 до М63, от М3 до М10.

Перед установкой на шпиндель станка шлифовальный круг балансируют, то есть фиксируют положение оси вращения.

 

Рисунок 6.10.1 – Схема видов движений при круглом шлифовании: В1 – главное движение – вращение шлифовального круга; В2 – вращение круглой заготовки в центрах; П3 – возвратно-поступательная подача заготовки; П4 –поперечная подача круга (врезание в заготовку); П5 – вспомогательное движение шлифовального круга (подвод и отвод)

 

Рисунок 6.10.2 – Схема внешнего вида круглошлифовального станка: 1 – станина; 2 – стол; 3 – шлифовальная бабка; 4 – передняя бабка; 5 – задняя бабка; 6 – шлифовальный круг; 7 – панель управления; 8 – гидросистема для смазывающе-охлаждающей жидкости

 

Круглошлифовальный станок – состоит из горизонтальной станины, на котором расположен стол с возможностью продольного перемещения, а на нём установлены с правой стороны передняя бабка (металлическая коробка), обеспечивающая вращение шпинделя с зажимным патроном или вращающимся центром для закрепления заготовки, а с левой стороны – задняя бабка, служащая для закрепления поджимающего заготовку вращающегося центра, а между ними расположена шлифовальная бабка с возможностью осуществления поперечной подачи вращающегося шлифовального круга. Гидросистема обеспечивает непрерывную подачу смазывающе-охлаждающей жидкости в зону резания шлифовального круга. Различные виды шлифовальных станков позволяют обрабатывать поверхности различной формы с точностью 4-5 квалитетов и шероховатости обрабатываемой поверхности Ra 0,01 мкм.

Лабораторная работа №5

«Обработка заготовок на металлорежущих станках»

(2 часа)

 

1 Цель работы: изучить работу токарно-сверлильного станка и приобрести навыки настройки режущего инструмента на размер обработки, а так же измерения размеров заготовок до и после обработки режущим инструментом.

2 Принадлежности:

станок токарно-сверлильный настольный модели HQ-400;

резец проходной с отогнутой головкой;

резец отрезной;

сверло спиральное;

центр задний вращающийся;

заготовка для токарной обработки – древесина любой породы (диаметр 20 мм, длина 100 мм);

штангенциркуль ШЦ-1 (точность измерения 0,1 мм);

линейка металлическая 200 мм (точность измерения 1 мм)