chipmaker.ru
ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБРАЗОВАНИЕ
"	 I	' — "
4.
В.Н. ФЕЩЕНКО. R X. МАХМУТОВ
ТОКАРНАЯ
обработка
chipmaker.ru
В. Н. ФЕЩЕНКО, Р. X. МАХМУТОВ
ТОКАРНАЯ
ОБРАБОТКА
Одобрено Ученым советом
Государственного комитета СССР
по профессионально-техническому
образованию
в качестве учебного пособия
для средних профессионально-технических
училищ

Chipmaker.ru
Москва «Высшая школа» 1984
chipmaker.ru
ББК 34.632
Ф47
УДК 621.941
Рецензенты:
канд. техн, наук, доцент Л. И. 'Веренна
(МВТУ нм. Н. Э. Баумана);
канд. техн, наук, ст. научн. сотрудник'В. Я. Любарский
(ВНИИинструмент)
Фещенко В. Н., Махмутов Р. X.
Ф47 Токарная обработка: Учеб, пособие для сред, проф.-техн.
училищ.— М.: Высш, шк., 1984.— 288 с., ил.— (Профтех-
образование) .
В пер.: 75 к.
Ддны основные сведения об устройстве и эксплуатации токарно-винторезных, токарно-
револьверных, токарно-карусельных станков, станков с ЧПУ; описаны различные токарные
работы, обрабатываемые материалы, основной и вспомогательный инструмент; приведены
краткие сведения о сопротивлении материалов, охране и безопасности труда. Может быть
использовано также при профессиональном обучении рабочих на производстве.
2704040000—250	ББК 34 632
Ф -------------- 55—84
052(01)—84	6 П4.61
Владимир Николаевич Фещенко
Рафаэль Хусянновнч Махмутов
ТОКАРНАЯ ОБРАБОТКА
ИБ № 4111
Изд. № М-211. Сдано в -набор 28.11.83. Поди, в печать
03.04.84. Т-05087. Формат 70X100‘/it,. Бум. офсет. № 2.
Гарнитура литературная Печать офсетная. Объем
23,40 усл. печ л. 23,56 усл. кр.-отт. 24,70 уч.-изд. .т.
Тираж 180.000 экз. Зак. № 1915. Цена 75 коп.
Издательство «Высшая школа», 101430, Москва,
ГСП-4, Неглинная ул., 29/14.
Заведующий редакцией Г. П. Стадииченко.
Научный редактор И. А. Новосельский. Редактор
А. М. Мокрецов. Младшие редакторы Л. Н. Чер-
нецова, Н. Н. Чуркина. Художественный редак-
тор В. П. Спирова. Художник А. И. Шавард.
Технический редактор А. К. Нестеров.:. Кор-
ректор Р. К- Косинова
Московская типография № 4 Союзполнграфпрома
при Государственном комитете СССР по делам
издательств, полиграфии и книжной торговли.
129041Москва, Б. Переяславская ул., д. 46
© Издательство «Высшая школа», 1984
chipmaker.ru
ВВЕДЕНИЕ
Токарь — одна из ведущих про-
фессий в машиностроении и метал-
лообработке, так как многие детали
машин и механизмов изготовляются
на токарных станках, являющихся
наиболее распространенными в про-
изводстве среди станков других
групп.
Постоянно растущие требования
к быстроходности и надежности ма-
шин обусловливают необходимость
повышения точности и качества об-
работки деталей машин, что во мно-
гом зависит от квалификации и тех-
нической подготовленности рабоче-
го-токаря.
Использование в станкостроении
научно-технических достижений в
области технологии машиностроения,
теории резания металлов, электро-
ники, электротехники, автоматиче-
ского управления позволило создать
высокопроизводительные станки с
числовым программным управлением
(ЧПУ), отличающиеся высоким уров-
нем автоматизации. Сегодня станки
с ЧПУ широко применяются в про-
изводстве. Ддя того чтобы успешно
работать на современных высокоав-
томатизированных токарных стан-
ках, рабочему-токарю требуются не
только производственные навыки и
опыт, но и глубокие теоретические
знания, необходимые для овладения
данной профессией.
Коммунистическая партия и Со-
ветское правительство уделяют боль-
шое внимание совершенствованию
системы профессионально-техниче-
ского обучения рабочих. Особое зна-
чение придается квалифицирован-
ной подготовке молодых рабочих
в профессионально-технических учи-
лищах (ПТУ).
Обучение в ПТУ направлено на
формирование у учащихся техниче-
ского мышления и умения приме-
нять полученные знания в произ-
водственных условиях, а также на
развитие способности к дальнейше-
му самообразованию.
Настоящая книга является учеб-
ником для подготовки квалифици-
рованных рабочих по профессиям
«токарь» («токарь-револьверщик»,
«токарь-карусельщик») и «оператор
станков с программным управле-
нием».
Учащиеся училищ профтехобра-
зования получают начальную тео-
ретическую подготовку, приобретают
практические навыки работы на сов-
ременном оборудовании. Минимум
знаний и- навыков, которыми ов-
ладевают учащиеся, позволяет вы-
полнять работы средней сложности.
Непрерывное углубление знаний в
процессе производственной деятель-
ности — черта нашего времени. Са-
мостоятельная работа по приобрете-
нию новых знаний и умений является
верным путем повышения профес-
сионального мастерства. Перед моло-
дым рабочим открывается широкая
дорога творческого труда, продолже-
ния учебы.
chipmaker.ru
ГЛАВА 1
ТЕХНОЛОГИЯ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ
1.	Элементы процесса резания
Токарная обработка является
наиболее распространенным мето-,
дом обработки резанием и применя-
ется при изготовлении деталей типа
тел вращения (валов, дисков, осей,
пальцев, цапф, фланцев, колец, вту-
лок, гаек, муфт и др.). Основные
виды токарных работ показаны на
рис. 1.1.
'В машиностроении большинство
деталей получают окончательные
формы и размеры в результате ме-
ханической обработки заготовки ре-
занием, которое осуществляется пу-
тем последовательного удаления ре-
жущим инструментом (например,
резком) тонких слоев материала (в
виде стружки) с поверхностей заго-
товки.
Основным элементом режущего
инструмента, отделяющего стружку
от заготовки, является заостренный
клин. Схема работы клина и резца
приведена на рис. 1.2.
Процесс резания на токарных
станках осуществляется при враща-
тельном главном движении,
сообщаемом обрабатываемой заго-
товке, и при прямолинейном (по-
ступательном) движении по-
дачи, сообщаемом резцу. Различа-
ют также вспомогательные движе-
Рис. 1.1. Основные виды токарных работ:
а—обработка наружных цилиндрических поверхностей, б — обработка наружных конических по-
верхностей, в — обработка торцов и уступов, г — вытачивание пазов и канавок, отрезка заготовки,
д — обработка внутренних цилиндрических и конических поверхностей, е — сверление, зенкерование
н развертывание отверстий, ж — нарезание наружной резьбы, з — нарезание виутреиией резьбы,
и — обработка фасонных поверхностей, к — накатывание рифлений, стрелками показаны направ-
ления перемещения ииструмеита и вращения заготовки
4
chipmaker.ru
Рис. 1.2. Схемы работы клина (а) и резца (б):
1 — стружка, 2 — резец, 3 — заготовка, 4 — сни-
маемый слой материала; Р — сила, действующая
иа резец и клин при работе; 0 — угол заострения
ния, которые обеспечивают транспор-
тирование и закрепление заготовки
на станке, включение станка, изме-
нение частоты вращения заго-
товки и др.
Элементами режима реза-
ния при точении заготовки явля-
ются скорость резания, подача и глу-
бина резания. Скоростью ре-
зания называется длина пути,
пройденного режущей кромкой ин-
струмента относительно обрабаты-
ваемой поверхности заготовки в
единицу времени. Скорость резания
измеряется в м/мин и обозначается
буквой V.
Подачей называется величина
перемещения режущей кромки ИН-
Рис. 1.3. Основные поверхности заготовки
и основные движения, осуществляющие
процесс резания:
/ — обрабатываемая поверхность, 2 — поверх-
ность резания, 3 — обработанная поверхность,
4 — ось вращения заготовки, 5—продольная
подача, 6 — поперечная подача, 7 — резец, 8 — за-
готовка, 9—главное (вращательное) движение;
t — глубина резания
струмента за один оборот заготовки
(в направлении подачи) или в еди-
ницу времени. Подача измеряется
в мм/об или в мм/мин, обознача-
ется буквой s и может быть про-
дольной (если инструмент пере-
мещается параллельно оси враще-
ния заготовки) и поперечной
(если инструмент перемещается пер-
пендикулярно этой оси). Глуби-
ной резания называется величи-
на срезаемого за один проход резца
слоя металла, измеренная по перпен-
дикуляру к обработанной поверх-
ности детали. Глубина резания из-
меряется в миллиметрах и обознача-,
ется буквой t.
У заготовки различают следую-
щие поверхности:
обрабатываемую (с кото-
рой снимают стружку), обрабо-
танную (полученную после снятия
стружки) и резания (которая
является переходной между обраба-
тываемой и обработанной поверх-
ностями и образуется режущим ин-
струментом) .
Основные поверхности заготовки
и основные движения, осуществляю-
щие процесс резания, показаны на
рис. 1.3.
2.	Обрабатываемые материалы
Обрабатываемость материалов
характеризуется сопротивлением ре-
занию и качеством обрабатываемой
поверхности. Обрабатываемость ме-
талла зависит от его химического
состава, структуры, механических
и физических свойств. При черновой
обработке основным критерием об-
рабатываемости является стойкость
инструмента при соответствующей
скорости и силе резания, а при чисто-
вой обработке основными критерия-
ми обрабатываемости являются ше-
роховатости поверхности, точность
обработки и стойкость инструмента.
Методы определения обрабаты-
ваемости металлов основаны на оп-
ределении изменения стойкости ре-
жущего инструмента.
5
chipmaker.ru
Наиболее часто применяют так
называемый «классический метод»,
при котором режущий инструмент
испытывают на разных скоростях
резания, доводят до определенного
затупления и получают соответству-
ющий период Т стойкости резца
(в мин). При этом глубина резания
и подача могут изменяться. Клас-
сический метод дает достаточно точ-
ные результаты, но,требует значи-
тельных затрат времени и металла.
Более экономичными являются ус-
коренные методы: точение по торцу,
тепловой, радиационный и другие,
однако их недостатком является
мейьшая точность. Токарной обра-
ботке подвергают чугуны, стали,
цветные металлы и сплавы, пласт-
массы.
Чугуном называется сплав
железа, углерода, кремния, марганца
и других веществ, причем содержа-
ние углерода составляет 2,14—4,5%.
Различают серый, высокопрочный и
ковкий чугун.
Серый чугун маркируют бук-
вами СЧ, обозначающими его на-
звание, и двумя цифрами, обозна-
чающими предел прочности при рас-
тяжении. Например, СЧ 18 — серый
чугун, предел прочности при растя-
жении 180 МПа.
По механическим свойствам се-
рые чугуны делят на чугуны малой
(СЧ 00—СЧ 18) и повышенной
(СЧ 20—СЧ 45) прочности. Ддя
изготовления деталей машин чаще
применяют чугун марок СЧ 15,
СЧ 20, СЧ 30 и реже — чугун марок
СЧ 35, СЧ 40. Твердость серого
чугуна НВ 163—269.
'Высокопрочный чугун по-
лучают введением в жидкий серый
чугун магния (0,3—1%) или его
сплава с никелем, медью, алюми-
нием или кремнием. 'Высокопрочный
чугун маркируют буквами 'ВЧ, обо-
значающими его название, и двумя
группами цифр, из которых первая
обозначает предел прочности при
растяжении, а вторая — относитель-
ное удлинение. Например,'ВЧ 45-5 —
высокопрочный чугун, предел проч-
ности при растяжении 450 МПа,
относительное удлинение 5%. Твер-
дость высокопрочного чугуна НВ
156—269.
Ковкий чугун отличается
высокой вязкостью и маркируется
буквами КЧ, обозначающими его
название, и двумя группами цифр,
из которых первая обозначает предел
прочности при растяжении, а вто-
рая — относительное удлинение. На-
пример, КЧ 50-4 — ковкий чугун,
предел прочности при растяжении
500 МПа, относительное удлине-
ние 4%.
Большое влияние на обрабаты-
ваемость резанием литых заготовок
из серого чугуна оказывает поверх-
ностный слой металла — литейная
корка, толщина которой 0,15—0,5 мм,
а твердость НВ 285—321. По мере
удаления от поверхности твердость
чугуна снижается до НВ 187—229.
Скорость резания в зоне литейной
корки на 20—30% меньше по срав-
нению со скоростью резания внутрен-
них слоев металла. 'Высокотемпера-
турный отжиг чугунных отливок по-
зволяет увеличить скорость реза-
ния в 1,5—2 раза.
Сталью называется сплав же-
леза с углеродом. Большое влияние
на обрабатываемость сталей оказы-
вает их химический состав. С увели-
чением содержания углерода повы-
шается механическая прочность ста-
ли и, как следствие, возрастает ее
сопротивление резанию. При обра-
ботке сталей с малым содержа-
нием углерода (0,1—0,25%) по-
лучают большую шероховатость по-
верхности.
Углеродистые стали
обыкновенного качества
обозначаются буквами Ст и числами
от 0 до 6 (например, сталь СтЗ).
Чем больше число в обозначении
марки стали, тем выше содержание
углерода. Качественные углеродис-
тые стали обозначают числами 08;
10; 15; 20; 25 и т. д., которые пока-
зывают среднее содержание углеро-
да в стали в сотых долях процента.
Например, содержание углерода в
стали 15 около 0,15%. Предел проч-
ности (временное сопротивление раз-
6
chipmaker.ru
рыву) для углеродистых сталей ов =
= 300-=-700 МПа, он возрастает с
увеличением содержания углерода;
твердость не превышает НВ 230.
Автоматные конструкци-
онные стали обозначаются А12,
А20, АЗО и А40г. Предел прочности
этих сталей ов = 600-=-800 МПа
(для холоднотянутой стали) и ов=
= 4004-700 МПа (для горячеката-
ной стали); твердость НВ 160—207.
Автоматные стали отличаются повы-
шенным содержанием серы, поэтому
они обрабатываются лучше, чем уг-
леродистые стали как обыкновенного
качества, так и качественные.
Легированные стали обо-
значают цифрами и буквами (на-
пример, 20Х, 40ХН, ЗОХГН, 20ХНЗА
и т. д.). Цифры показывают среднее
содержание в стали углерода в сотых
долях процента, буквы — наличие
легирующего элемента, цифры после
букв — содержание легирующего
элемента в %, буква А в конце обо-
значает, что сталь высококачествен-
ная. Предел прочности легирован-
ных сталей <тв=700-=-1300 МПа (в
зависимости от марки). Повышение
содержания некоторых легирующих
элементов, таких, как хром (Сг),
молибден (Мо), ванадий (V), воль-
фрам (W), никель (Ni), увеличивает
прочность и ухудшает теплопровод-
ность сталей, что приводит к ухуд-
шению их обрабатываемости. Крем-
ний (Si) ухудшает обрабатываемость
стали из-за образования силикатных
абразивных включений. Стали с
крупнозернистой структурой обраба-
тываются режущим инструментом
лучше, чем стали с мелкозернистой
структурой.
'В ряде случаев для улучшения
обрабатываемости стальные заго-
товки подвергают предварительной
термической обработке. Твердость
после отжига ИВ 180—270, а после
термической обработки HRC 42—55.
К сплавам цветных ме-
та лл о в, наиболее часто обрабаты-
ваемым на токарных станках, отно-
сятся бронза, латунь и дюралюми-
ний.
Бронза — сплав меди с оловом,
алюминием, марганцем, кремнием и
другими элементами. Бронзы обозна-
чают буквами Бр, затем — началь-
ными буквами основных элементов,
вошедших в сплав, и цифрами, ука-
зывающими среднее содержание этих
элементов в процентах. Например,
сплав БрОЦСЗ-12-5 содержит в сред-
нем 3% олова, 12% цинка, 5% свин-
ца и остальное — медь. Ддя лучшей
обрабатываемости и улучшения ан-
тифрикционных свойств в состав
бронз вводят свинец.
Латунь — сплав меди с цин-
ком. Латунь обозначают буквой Л
и двузначным числом, показываю-
щим среднее содержание меди в про-
центах. Например, латунь Л62 содер-
жит 62% меди и 38% цинка. Ддя
лучшей обрабатываемости в латунь
вводят 1—2% свинца (автоматная
латунь), а для повышения прочно-
сти — алюминий, никель и другие
элементы. Например, латунь ЛЖМц
59-1-1 содержит 59% меди, 1% же-
леза, 1% марганца и 39% цинка.
Дю ралюминий — сплав алю-
миния с медью (4—5%), магнием
(0,5%), марганцем, кремнием и же-
лезом. Дюралюминий бывает следую-
щих марок: Д1, Др, Д16 и т. д.
Обозначение дюралюминия не свя-
зано с его химическим составом.
Большинство пластмасс (тек-
столит, волокнит, аминопласт, поли-
стирол и др.) обладает низкой тепло-
стойкостью и теплопроводностью,
которые в 200—300 раз меньше ана-
логичных параметров стали и чугуна.
'В состав пластмасс входят соедине-
ния, обладающие абразивными свой-
ствами, что вызывает интенсивный
износ резцов по задней поверхности
и затупление режущих кромок.
При обработке пластмасс приме-
няют резцы, аналогичные по форме
и геометрическим размерам резцам
для обработки металлов. Хорошо
противостоят абразивному воздей-
ствию пластмасс резцы, оснащенные
пластинами из твердых сплавов.
chipmaker.ru
3.	Режущий инструмент
При работе на токарных станках
применяют различные режущие ин-
струменты: резцы, сверла, зенкеры,
развертки, метчики, плашки, фа-
сонный инструмент и др.
вершина резца
Передняя
поверхность
Главная режущая
хромка
вспомогательная
режущая кромка
Вспомогательная
завняя поверхность
Рис. 1.4. Элементы резца
Токарные резцы являются наибо-
лее распространенным инструмен-
том, они применяются для обработки
плоскостей, цилиндрических и фа-
сонных поверхностей, нарезания
резьбы и т. д. Элементы резца по-
казаны на рис. 1.4.
Резец состоит из головки (ра-
бочей части) и стержня, служа-
щего для закрепления резца в рез-
цедержателе.
Передней поверхностью резца
называют поверхность, по которой
сходит стружка. Задними (глав-
ной и вспомогательной) называют
поверхности, обращенные к обраба-
тываемой детали. Главная ре-
жущая кромка выполняет ос-
новную работу резания. Она образу-
ется пересечением передней и глав-
ной задней поверхностей резца.
Рис. 1.5. Основные поверхности заготовки
и условные плоскости для изучения '
геометрии резца
Вспомогательная режу-
щая кромка образуется пересе-
чением передней и вспомогательной
задней поверхностей.
'Вершиной резца является ме-
сто пересечения главной и вспомо-
гательной режущих кромок.
Для определения углов резца
установлены понятия: плоскость ре-
зания и основная плоскость. Плос-
костью резания называют плос-
кость, касательную к поверхности ре-
зания и проходящую через главную
режущую кромку резца (рис. 1.5).
Основной плоскостью на-
зывают плоскость, параллельную на-
правлению продольной и поперечной
подач; она совпадает с нижней опор-
ной поверхностью резца.
Углы резца разделяют на глав-
ные и вспомогательные (рис. 1.6).
Главные углы резца измеряют в глав-
ной секущей плоскости, т. е. плоско-
сти, перпендикулярной проекции
главной режущей кромки на основ-
ную плоскость.
Главным задним углом
а называется угол между главной
задней поверхностью резца и плос-
костью резания.
Углом заострения р назы-
вается угол между передней и глав-
ной задней поверхностями резца.
Главным передним уг-
лом у называется угол между
передней поверхностью резца и плос-
костью, перпендикулярной плоскости
резания и проходящей через глав-
ную режущую кромку резца. Сумма
углов а -ГР+т=90°.
Углом резания 6 называ-
ется угол между передней поверх-
ностью резца и плоскостью резания.
Главным углом в плане <р
называется угол между проекцией
главной режущей кромки на основ-
ную плоскость и направлением по-
дачи.
'Вспомогательным углом
в плане <pi называется угол меж-
ду проекцией вспомогательной ре-
жущей кромки на основную плос-
кость и направлением подачи.
Углом при вершине в
плане е называется угол между
8
chipmaker.ru
Рис. 1.6. Геометрия резца
проекциями главной и вспомогатель-
ной режущих кромок на основную
плоскость.
'Вспомогательным , зад-
ним углом ai называется угол
между вспомогательной задней по-
верхностью и плоскостью, проходя-
щей через вспомогательную режу-
щую кромку перпендикулярно основ-
ной плоскости.
Углом наклона главной
режущей кромки X называется
угол между главной режущей кром-
кой и плоскостью, проходящей че-
рез вершину резца параллельно
основной плоскости.
Резцы классифицируются:
по направлению подачи — на
правые и левые (правые резцы на
токарном стане работают при подаче
справа налево, т. е. перемещаются
к передней бабке станка);
по конструкции головки — на
прямые, отогнутые и оттянутые
(рис. 1.7);
по роду материала — из быстро-
режущей стали, твердого сплава
и т. д.;
по способу изготовления — на
цельные и составные (при исполь-
зовании дорогостоящих режущих
материалов резцы изготовляют со-
ставными: головка — из инструмен-
тального материала, а стержень —
из конструкционной углеродистой
стали; наибольшее распространение
получили составные резцы с пласти-
нами из твердого сплава, которые
припаиваются или крепятся механи-
чески);
по сечению стержня — на прямо-
угольные, круглые и квадратные;
по виду обработки — на проход-
ные, подрезные, отрезные, прорез-
ные, расточные, фасонные, резьбо-
нарезные и др. (рис. 1.8).
Сверла. Сверление является од-
ним из распространенных методов
предварительной обработки отвер-
стий. 'В зависимости от конструк-
ции и назначения различают свер-
ла: спиральные, перовые, для глубо-
кого сверления, центровочные, эжек-
торные и др. Наибольшее распро-
странение получили спиральные
сверла (рис. 1.9).
Сверло имеет: две главные режу-
щие кромки (рис. 1.10), образован-
ные пересечением передних винто-
а — прямые, б — отогнутые, в — оттянутые
9
chipmaker.ru
Рис. 1.8. Токарные резцы для различных видов обработки:
а — наружное обтачивание проходным отогнутым резцом, б — наружное обтачивание прямым про-
ходным резцом, в — обтачивание с подрезанием уступа под прямым углом, г—прорезание каиавки,
д—обтачиваиие радиусной галтели, е — растачивание отверстия, ж, з, и—нарезание резьбы на-
ружной, внутренней и специальной
вых поверхностей канавок, по кото-
рым сходит стружка, с задними по-
верхностями, обращенными к по-
верхности резания; поперечную ре-
жущую кромку (перемычку), обра-
зованную пересечением обеих задних
поверхностей; две вспомогательные
режущие кромки, образованные пе-
ресечением передних поверхностей с
поверхностью ленточки.
Ленточка сверла — узкая
полоска на его цилиндрической по-
верхности, расположенная вдоль
винтовой канавки и обеспечивающая
направление сверла при резании.
Рис. 1.9. Сверла:
а спиральное с коническим хвостовиком,
б — спиральное с цилиндрическим хвостовиком,
в — для глубокого сверлеиия
Угол наклона винтовой
канавки <о — угол между осью
сверла и касательной к винтовой
линии по наружному диаметру свер-
ла (<о=20-е-30°).
Угол наклона попереч-
ной режущей кромки (пе-
ремычки) 4 — острый угол между
проекциями поперечной и главной
режущих кромок на плоскость, пер-
пендикулярную оси сверла (ф = 504-
4-55**).
Угол режущей части (угол
при вершине) 2<р — угол между
главными режущими кромками при
вершине сверла (2<р=118°).
Передний угол у — угол
между касательной к передней по-
верхности в рассматриваемой точке
режущей кромки и нормалью в
той же точке к поверхности вра-
щения режущей кромки вокруг оси
сверла. По длине режущей кромки
передний угол у является величи-
ной переменной.
Задний угол а — угол меж-
ду касательной к задней поверхно-
сти в рассматриваемой точке режу-
щей кромки и касательной в той же
точке к окружности ее вращения
вокруг оси сверла. Задний угол свер-
ла — величина переменная: а=84-
4-14° на периферии сверла и а=
= 20-4-26° — ближе к центру сверла.
Зенкеры (рис. 1.11) по конструк-
тивным особенностям и способу за-
10
chipmaker.ru
Рис. 1.10. Элементы спирального сверла:
1—режущая кромка, 2— передняя поверхность, 3— задняя поверхность, 4—поперечная кромка,
5 — канавка, 6 — ленточка
Рис. 1.11. Конструкции зенкеров:
а—зенкер для цилиндрических углублений (цековка), б — зенковка, в — коническая зенковка,
г зенкер для зачистки торцовых поверхностей
крепления делятся на хвостовые и
насадные, цельные и сборные; они
предназначены для окончательной
обработки отверстий или предва-
рительной обработки отверстий под
последующее развертывание.
Зенкеры с наружным диаметром
до 32 мм изготовляются цельными
и внешне напоминают спиральные
сверла, но в отличие от последних
имеют три винтовые канавки и, сле-
довательно, три режущие кромки,
что увеличивает их производи-
тельность. Режущая, или заборная,
часть 1 (рис. 1.12) выполняет ос-
новную работу резания. Калибрую-
щая часть 2 предназначена для
калибрования Отверстий и придания
правильного направления зенкеру.
Хвостовик 5 служит для закрепле-
ния зенкера в станке.
Главный угол в плане <р для
зенкеров из быстрорежущей стали
равен 45—60°, а для зенкеров твер-
досплавных — 60—75°. У зенкеров из
быстрорежущей стали передний угол
7 = 84-15° при обработке стальных
деталей; у=6 4- 8° при обработке
Рис. 1.12.'Конструктивные элементы зенкера:
/ — режущая (заборная) часть, '2 — калибрующая
часть, 3 — рабочая часть, 4 — шейка, 5 — хвосто-
вик, 6 — ленточка
11
chipmaker.ru
Рис. 1.13. Насадные зенкеры:
а — с напаянными пластинами из твердого сплава, 6 — с механическим
ных пластинами из твердого сплава
креплением иожей, осиащеи-
чугуна; у=25 4-30° при обработке
цветных металлов и их сплавов.
У твердосплавного зенкера у = 5°
при обработке чугуна и у = 04-5°
при обработке стали.
Задний угол а=84-10°; угол на-
клона винтовой канавки <о=104-
4-25°. Ддя лучшего направления ин-
струмента зубья зенкера имеют ци-
линдрическую фаску шириной 1,2—
2,8 мм.
Насадные зенкеры (рис. 1.13)
применяются для обработки отвер-
стий диаметром до 100 мм, имеют
четыре винтовые канавки (и, сле-
довательно,. четыре режущие кром-
ки), не имеют хвостовика и крепятся
с помощью оправки.
Развертки (рис. 1.14) предназна-
чены для изготовления точных отвер-
стий и обеспечивают высокое каче-
ство обработанной поверхности.
г?
Рис. 1.14. Развертки:
а — ручная цельная с цилиндрическим хвостовиком, б — машинная цельная с коническим хвосто-
виком, в — машинная цельная насадная, г — машинная сборная со вставными ножами, оснащенными
пластинами из твердого сплава
12
chipmaker.ru
Различают развертки машинные
и ручные, а по форме обрабатывае-
мого отверстия — цилиндрические и
конические. Развертки имеют 6—16
зубьев, распределяемых по окружно-
сти, как правило, неравномерно, что
обеспечивает более высокое качество
обработанной поверхности. Разверт-
ки могут быть с цилиндрическим
или коническим хвостовиком.
Ручная цельная развертка с ци-
линдрическим хвостовиком (рис. 1.14,
а) состоит из рабочей части, шейки
и хвостовика. Рабочая часть вклю-
чает в себя направляющий конус
с углом при вершине 90°, режущую,
калибрующую часть и обратный ко-
нус. Режущая часть выполняет
основную работу резания. У ручных
разверток длину режущей части де-
лают значительно большей, чем у
машинных. Угол режущей части раз-
вертки составляет 2<р. П[/и обработке
сквозных отверстий <р=30'4-1°30'
у ручных разверток, <р=124-15° у
машинных разверток и разверток,
оснащенных пластинами из твердых
сплавов, <р=304-45.
При обработке глухих отверстий .
<р=45° у ручных разверток, <р=60°
у машинных разверток и <р=75°
у твердосплавных разверток.
Калибрующая часть служит для
направления развертки при резании
и калибровании отверстия. Обратный
конус уменьшает трение развертки
об обработанную поверхность и сни-
жает величину разбивки отверстия.
У ручных разверток диаметр около
шейки меньше калибрующего на
0,005—0,008 мм, у машинных — на
0,04—0,08 мм.
Передний угод у=0° у чистовых
разверток из быстрорежущих ста-
лей, у = 54-10° у черновых разверток
из быстрорежущих сталей и у = 04-
4-5° у твердосплавных разверток.
Задний угол на режущей и калибрую-
щей частях разверток а = б4-10°.
Метчики (рис. 1.15) предназначе-
ны для нарезания или калибрования
резьбы в отверстиях. Различают
метчики ручные, машинные, гаечные
(для нарезания резьбы в гайках)
и плашечные (для нарезания резьбы
Рис. 1.15. Конструкция метчика:
I — рабочая часть. 1\ — заборная часть, /а — ка-
либрующая часть, /3 — хвостовая часть, /4 — ко-
нец хвостовика
в плашках). Ручные метчики постав-
ляются в комплекте, состоящем из
2—3 метчиков; черновые метчики
имеют заниженные размеры, а чисто-
вой — размеры полного профиля
резьбы. Гаечные метчики выполняют
с коротким, длинным и изогнутым
хвостовиками.
Рабочая часть метчика I (см.
рис. 1.15) состоит из заборной А
и калибрующей /2 частей. Ддина за-
борной (режущей) части ручных чер-
новых метчиков 4 витка, ручных
чистовых метчиков 1,5—2 витка.
Ддина заборной части машинных
метчиков при нарезании сквозных
отверстий 5—6 витков, а при наре-
зании глухих отверстий 2 витка.
У гаечных метчиков длина забор-
ной части 11—12 витков.
Калибрующая часть /2 служит
для зачистки и калибрования резьбы
и обеспечения правильного направле-
ния. Для уменьшения трения калиб-
рующая часть имеет незначитель-
ный обратный конус. Хвостовая часть
метчика /3 представляет собой стер-
жень; конец хвостовика Ц у ручных
(а иногда и машинных) метчиков
имеет форму квадрата. Профиль
канавки метчика оказывает влияние
на процесс нарезания резьбы и дол-
жен способствовать отводу стружки.
Широкое распространение получили
метчики с тремя и пятью канав-
ками.
Передний угол метчика у = 54-
4-10° при обработке стали, у = 04-
4-5° при обработке чугуна и у =
= 104-25° при обработке цветных
металлов и их сплавов.
Задний угол метчика а=44-12°.
Обычно метчики изготовляются с
прямыми канавками, но в ряде слу-
13
chipmaker.ru
Рис. 1.16. Резьбонарезная плашка
чаев угол наклона канавки е=8-=-
4-15°, что улучшает условия отвода
стружки.
Плашки (рис. 1.16) предназначе-
ны для нарезания или калибро-
вания наружных резьб за один
проход. Наиболее широко применя-
ются плашки для нарезания резьб
диаметром до 52 мм.
Плашка представляет собой зака-
ленную гайку с осевыми отверстиями,
образующими режущие кромки.
Обычно на плашках делают 3—6
стружечных отверстий для отвода
стружки.
Толщина плашки 8—10 витков.
Режущую часть плашки выполняют
в виде внутреннего конуса. Д^ина
заборной части 2—3 витка. Угол
2<р=404-60° при нарезании сквозной
резьбы и 2<р=90° при нарезании
резьбы до упора. Передний угол
у стандартных плашек у= 154-20°.
Задний угол а = 64-8° и выполня-
ется только на заборной (режущей)
части.
4.	Инструментальные материалы
Режущие инструменты изготовля-
ют целиком или частично из инстру-
ментальных сталей и твердых спла-
вов. Инструментальные стали разде-
ляют на углеродистые, легированные
и быстрорежущие.
Углеродистые инструмен-
тальные стали применяют для изго-
товления инструмента, работающего
при малых скоростях резания. Из
стали марок У9 и У10А изготовляют
ножи, ножницы, пилы; из стали ма-
рок УН, У11А, У12 — ручные метчи-
ки, напильники и др. Буква У в марке
стали обозначает углеродистая, циф-
ра — содержание в стали углерода
в десятых долях процента, буква А —
высокое качество стали (содержание
серы и фосфора не более 0,03% каж-
дого элемента).
Основными свойствами углеро-
дистых инструментальных сталей яв-
ляется высокая твердость (HRC
62—65) и низкая теплостойкость.
Под теплостойкостью понимается
температура, при которой инструмен-
тальный материал сохраняет высо-
кую твердость (HRC 60) при много-
кратном нагреве. Для сталей марок
У10А—У13А теплостойкость 220°С,
поэтому инструмент из этих сталей
рекомендуется применять при скоро-
сти резания не более 8—10 м/мин.
Легированные инструмен-
тальные стали бывают хромистые
(X), хромистокремнистые (ХС},
вольфрамовые ("В) и хромовольфра-
момарганцовистые (ХВГ) и др.
Цифры в марке стали обозначают
содержание (в процентах) входящих
компонентов. Первая цифра слева
от букв определяет содержание уг-
лерода в десятых долях процента
(если содержание углерода менее
1%), цифры справа от буквы указы-
вают среднее содержание легирую-
щего элемента в процентах.
Из стали марки X изготовляют
метчики, плашки, из стали 9ХС —
сверла, развертки, метчики и плашки.
Сталь 'В1 рекомендуется для изго-
товления мелких сверл, метчиков и
разверток.
Теплостойкость легированных ин-
струментальных сталей 350—400°С
и поэтому допустимые скорости реза-
ния для инструмента из этих сталей
в 1,2—1,5 раза выше, чём для
инструмента из углеродистых инстру-
ментальных сталей.
Быстрорежущие (высоко-
легированные) стали применяют для
изготовления различных инструмен-
тов, но чаще сверл, зенкеров, мет-
чиков. Быстрорежущие стали обо-
значают буквами и цифрами, напри-
мер сталь Р6МЗ. Буква Р-(рапид)
означает, что сталь быстрорежущая,
14
chipmaker.ru
цифры после нее — среднее содержа-
ние вольфрама в процентах, осталь-
ные буквы и цифры обозначают
то же, что и в марках легированных
сталей.
По режущим свойствам быстроре-
жущие стали делят на стали нор-
мальной и повышенной производи-
тельности. К сталям нормальной про-
изводительности относятся вольфра-
мовые стали марок PF8, Ph2, Р9,
Р9Ф5 и вольфрамомолибденовые ста-
ли марок Р6МЗ, Р6М5, сохраняющие
твердость не ниже HRC 58 до темпе-
ратуры 620°С. К сталям повышенной
производительности относятся стали
марок Р18Ф2, РР4Ф4, Р6М5К5,
Р9М4К8, Р9К5, Р9КЮ, РЮК5Ф5,
Р18К5Ф2, сохраняющие твердость
HRC 64 до температуры 630—640°С.
'Все инструменты, изготовленные
из инструментальных сталей, под-
вергают термической обработке. Ин-
струменты из быстрорежущей стали
могут работать при более высоких
скоростях резания, чем инструменты
из углеродистой и легированной ин-
струментальных сталей. "Важнейши-
ми компонентами быстрорежущих
сталей являются вольфрам, молиб-
ден, хром и ванадий.
Быстрорежущие стали по своим
свойствам и областям применения
делятся на стали нормальной и повы-
шенной производительности. Стали
нормальной производительности —
твердость до HRC 65, теплостой-
кость до 620°С, прочность на изгиб
3—4 ГПа (300—400 кгс/мм2) —
предназначены для обработки угле-
родистых и низколегированных ста-
лей с пределом прочности на изгиб
до 1 ГПа (100 кгс/мм2), серого чу-
гуна и цветных металлов. Быстро-
режущие стали повышенной произ-
водительности, легированные ко-
бальтом или ванадием (твердость
до HRC 78—70, теплостойкость
630—650°С, прочность на изгиб 2,5—
2,8 ГПа или 250—280 кгс/мм2),
предназначены для обработки труд-
нообрабатываемых сталей и сплавов
(с пределом прочности на изгиб
свыше 1 ГПа или, 100 кгс/мм2 —
для титановых сплавов) и т. д. Наи-
более распространенной из быстро-
режущих сталей нормальной произ-
водительности является сталь Р6М5.
Улучшение режущих свойств этой
стали достигнуто повышением содер-
жания углерода с 0,8 до 1 %, а также
дополнительным легированием цир-
конием, азотом, ванадием, кремнием
и другими элементами. К быстро-
режущим сталям повышенной произ-
водительности относятся стали
Р6М5К5, 10Р6М5К5, Р0М6Ф2К8АТ,
Р2М6Ф2К8АТ, Р9М4К8 и др.
Твердые сплавы делятся на ме-
таллокерамические и минералокера-
мические и выпускаются в виде плас-
тин разной формы. Инструменты,
оснащенные пластинами из твердых
сплавов, позволяют применять более
высокие скорости резания по срав-
нению с инструментами из быстро-
режущей стали.
Металлокерамические
твердые сплавы разделяются на
вольфрамовые, вольфрамотитановые
и вольфрамотитано-танталовые.
'Вольфрамовые сплавы группы
'ВК состоят из карбидов вольфрама
и титана. Применяются сплавы ма-
рок 'ВК2, 'ВКЗМ, 'ВК4, ВК6, 'ВК6М,
'ВК8, ВК8В. Буква 'В означает кар-
бид вольфрама, буква К— кобальт,
цифра — содержание кобальта в про-
центах (остальное — карбид воль-
фрама). Буква М, приведенная в кон-
це некоторых марок, означает, что
сплав мелкозернистый. Мелкозер-
нистость повышает износостойкость
инструмента, но снижает его сопро-
тивляемость ударам. 'Вольфрамовые
твердые сплавы применяются для
обработки чугуна, цветных металлов
и их сплавов и неметаллических
материалов (резины, пластмассы,
фибры, стекла и др.).
'Вольфрамотитановые
сплавы группы ТК состоят из карби-
дов вольфрама, титана и кобальта.
Применяются сплавы марок Т5К10,
Т5К12В, Т14К8, Т15К6, Т30К4,
Т15К12В. Буква Т обозначает кар
бид титана, .цифра за ней — про-
центное содержание карбида титана,
буква К — карбид кобальта, цифра
за ней — процентное содержание
15
chipmaker.ru
карбида кобальта (остальное в дан-
ном сплаве—карбид вольфрама).
Применяются эти сплавы для обра-
ботки всех видов сталей.
, 'Вольфрамотитан о-т а н т а-
л о в ы е сплавы группы ТТК состоят
из карбидов вольфрама, титана, тан-
тала и кобальта. Применяются
сплавы марок ТТ7К12 и ТТ10К8Б,
содержащие соответственно 7 и 10%
карбидов титана и тантала, 12 и 8%
карбида кобальта (остальное — кар-
бид вольфрама). Применяются эти
сплавы для особо тяжелых условий
обработки, когда применение других
инструментальных материалов не-
эффективно.
Твердые сплавы обладают высо-
кой теплостойкостью. 'Вольфрамо-
вые твердые сплавы сохраняют твер-
дость HRC 83—90, а вольфрамоти-
тановые — HRC 87—92 при темпера-
туре 800—950°С, что позволяет рабо-
тать при высоких скоростях резания
(до 500 м/мин при обработке сталей
и до 2700 м/мин при обработке
алюминия).
Ддя обработки деталей из нержа-
веющих, жаропрочных и других
труднообрабатываемых сталей и
сплавов предназначены мелкозернис-
тые вольфрамокобальтовые сплавы
группы ОМ: сплав 'ВК6-ОМ приме-
няется для чистовой обработки, а
сплавы ВКЮ-ОМ И'ВК15-ОМ — для
получистовой и черновой обработки.
Еще более эффективны для обра-
ботки труднообрабатываемых мате-
риалов твердые сплавы марок
'ВК10-ХОМ И'ВК15-ХОМ, в которых
карбид тантала заменен карбидом
хрома. Легирование сплавов карби
дом хрома увеличивает их твер-
дость и прочность при высоких
температурах.
Ддя повышения прочности плас-
тины из твердого сплава плакиру-
ют, т. е. покрывают защитными плен-
ками. Широко применяют износо-
стойкие покрытия из карбидов, нит-
ридов и карбонидов титана, нане-
сенные на поверхность твердосплав-
ных пластин в виде тонкого слоя
толщиной 5—10 мкм. При этом на
поверхности твердосплавных пластин
образуется мелкозернистый слой кар-
бида титана, обладающий высокой
твердостью, износостойкостью и хи-
мической устойчивостью при высо-
ких температурах. Стойкость твер-
дое рл а в ных пластин с покрытием в
среднем в 3 раза выше стойкости
пластин без покрытия, что позволяет
увеличить скорость резания на
25—30%.
При определенных условиях в ка-
честве инструментального материа-
ла применяют минералокерамические
материалы, основной частью которых
является окись алюминия. Кроме
того, в ’минералокерамику добав-
ляют вольфрам, титан, тантал и ко-
бальт.
'В промышленности применяют
минералокерамику марки ЦМ-332,
которая отличается высокой тепло-
стойкостью (твердость HRC 89—95
при температуре 1200°С} и износо-
стойкостью, что позволяет вести
обработку стали, чугуна и цветных
сплавов при высоких скоростях ре-
зания (например, чистовое обтачи-
вание чугуна при скорости резания
3700 мм/мин, что в 2 раза выше
скорости резания при обработке
твердосплавным инструментом).
Недостатком минералокерамики
марки ЦМ-332 является повышенная
хрупкость.
Для изготовления режущих ин-
струментов применяется также режу-
щая керамика (кермет) марок 'ВЗ,
'ВОК-60, 'ВОК-63, представляющая
собой оксидно-карбидное соединение
(окись алюминия плюс 30—40% кар-
бидов вольфрама и молибдена).
'Введение в состав минералокерами-
ки карбидов металлов (а иногда
и чистых металлов — молибдена,
хрома) позволило улучшить ее фи-
зико-механические свойства (в ча-
стности, снизить хрупкость) и повы-
сить производительность обработки
в результате повышения скорости
резания. Получистовая и чистовая
обработка керметом деталей из се-
рых, ковких чугунов, труднообраба-
тываемых сталей, некоторых цвет-
ных металлов и сплавов произво-
дится со скоростью резания 435—
16
chipmaker.ru
1000 м/мин без подачи смазочно-
охлаждающей жидкости в зону реза-
ния. Режущая керамика отлича-
ется высокой теплостойкостью (твер-
дость HRC 90—95 при температуре
950—1100°С}.
Ддя обработки закаленных ста-
лей (HRC 40—67), высокопрочных
чугунов (НВ 200—600), твердых
сплавов типа ВК25 и'ВК15, стекло-
пластиков и других применяют ин-
струмент, режущая часть которого
изготовлена из крупных поликри-
сталлов (диаметром 3—6 и длиной
4—5 мм) на основе кубического
нитрида бора (эльбора Ру, твер-
дость эльбора Р-приближается к
твердости алмаза, а теплостойкость
в 2 раза выше теплостойкости алма-
за. Эльбор Р- химически инертен
к материалам на основе железа.
Прочность поликристаллов на
сжатие 4—5 ГПа (400—500 кгс/мм2),
на изгиб 0,7 ГПа (70 кгс/мм2), тепло-
стойкость 1350—1450°С.
Из других сверхтвердых материа-
лов, применяемых для обработки ма-
териалов, следует отметить синтети-
ческие алмазы типа балас (марка
АСБ) и типа карбонадо (марка
АСПК). Карбонадо химически бо-
лее активен к углеродсодержащим
материалам, поэтому применяется
для точения цветных металлов,
высококремнистых сплавов, твердых
сплавов типа 'ВК10—ВКЗО, неме-
таллических материалов. Стойкость
резцов из карбонадо в 20—50 раз
выше стойкости резцов из твердых
сплавов.
5.	Заточка инструмента
На машиностроительных пред-
приятиях заточка инструмента осу-
ществляется, как правило, централи-
зованно.'Вместе с тем периодически
токарь выполняет эту операцию сам.
На рис. 1.17 показан точильно-
шлифовальный станок, мод. ЗБбЗЗ,
предназначенный для заточки ин-
струмента вручную и состоящий из
станины и шлифовальной головки
со встроенным двухскоростным элек-
тродвигателем. На выходящих кон-
Рис. 1.17. Точильно-шлифовальный станок
мод. ЗБбЗЗ:
/ — шлифовальная головка, 2 — защитный экран,
3 — поворотный столик, 4 — станина, 5 — пулы
управления, 6 — подручник
цах вала ротора крепятся шлифо-
вальные круги, которые закрывают-
ся кожухами с защитными экранами.
Станок оснащен поворотным столи-
ком или подручником для установки
резца.'В станине размещаются элект-
рошкаф и панель управления.
Точильно-шлифовальные станки
в зависимости он назначения и по
размерам шлифовальных кругов
можно разделить на три группы:
малые станки с кругами диаметром
100—175 мм для заточки мелкого
инструмента; средние станки с круга-
ми диаметром 200—350 мм для за-
точки основных типов резцов и дру-
гого инструмента; крупные станки
с кругами диаметром 400 мм и более.
Резцы в зависимости от их кон-
струкции и характера износа зата-
чивают по передней или задней
поверхности, или по обеим поверх-
ностям. Стандартные резцы с плас-
тинками из твердого сплава или
быстрорежущей стали наиболее ча-
сто затачивают по всем 'режущим
поверхностям. 'В ряде случаев при
незначительном износе резцов по
передней поверхности рационально
затачивать их только по задней
поверхности.
17
chipmaker.ru
Рис. 1.18- Заточка резца на точильне-шлифовальном станке:
а — по задией поверхности, б — по передней поверхности
При заточке на точильно-шли-
фовальных станках резец устанав-
ливают на поворотный столик или
подручник и вручную прижимают
обрабатываемой поверхностью к
шлифовальному кругу.
Рис. 1.19. Измерение шаблоном углов резца:
а — переднего, б — главного в плане
Рис. 1.20. Заточка сверла по задней
поверхности:
В — вращение сверда, О —
3 — затылование
При заточке резца по задним
поверхностям столик или подручник
поворачивают на заданный задний
угол и закрепляют в непосред-
ственной близости к кругу. Резец
устанавливают на столике или под-
ручнике так, чтобы режущая кром-
ка располагалась параллельно ра-
бочей поверхности круга. Переднюю
поверхность резца чаще всего за-
тачивают боковой поверхностью кру-
га, при этом резец устанавливают
на подручнике боковой поверхно-
стью. Переднюю поверхность можно
затачивать и периферией круга,
однако этот способ менее удобен.
Резцы из быстрорежущей стали
затачивают сначала по передней по-
верхности, затем по главной и вспо-
могательной задним поверхностям.
При заточке твердосплавных резцов
применяется такой же порядок опе-
раций, но предварительно необхо-
димо обработать задние поверхности
стержня под углом на 2—3° боль-
шим, чем угол заточки на пластине
твердого сплава. Заточка резцов
на точильно-шлифовальном станке
показана на рис. 1.18.
Качество заточки зависит от ква-
лификации рабочего, производящего
заточку, и характеристики шлифо-
вального круга. С увеличением уси-
лия прижима инструмента к шли-
фовальному кругу возрастает произ-
водительность труда, но одновремен-
но появляется опасность возникно-
вения прижогов и трещин. Обычно
усилие прижима не превышает
20—30 Н.
18
chipmaker.ru
Рис. 1.21. Способы (а — е) подточки поперечной режущей кромки сверла
Обычно на точильно-шлифоваль-
ном станке устанавливают шлифо-
вальные круги разных характерис-
тик. Это позволяет производить
предварительную и окончательную
заточку инструмента.
Ддя устранения неровностей рез-
цы после заточки обычно доводятся
алмазным шлифовальным кругом
или чугунными дисками (с приме-
нением абразивных паст) Скорость
шлифовального круга 30—35 м/с,
скорость чугунного диска 1 —1,5 м/с.
Резец доводится по главной задней
и передней поверхностям, вспомога-
тельная задняя поверхность не до-
водится.
Правильность заточки резца про-
веряют шаблонами (рис. 1.19) и при-
борами для измерения углов.
Сверло затачивают по задней по-
верхности, для чего прижимают
его к шлифовальному кругу и одно-
временно поворачивают, как показа-
но на рис. 1.20. Целесообразно
сначала затачивать поверхность
около режущей кромки, а затем —
поверхность, расположенную под
большим задним углом. У твердо-
сплавных сверл сначала затачивают
пластину, а затем корпус сверла.
Затачивание вручную (при оп-
ределенном навыке) обеспечивает
равенство двух режущих кромок
сверла по длине, равенство углов <р,
а также постоянство заднего угла
по всей длине режущего зуба.
У поперечной кромки сверла
отрицательные передние углы, по-
этому она не режет, а скоблит ме-
талл. Для уменьшения вредного
влияния поперечной кромки, прояв-
ляющегося в большом сопротивле-
нии подаче, у сверл диаметром бо-
лее 15 мм поперечную кромку
подтачивают на круге малого диа-
метра (рис. 1.21).
Рис. 1.22. Измерение угла 2<р при вершине
сверла универсальным угломером:
/ и 3 — планки угломера, 2 — сверло
19
chipmaker.ru
Рис. 1.23. Расположение и наибольший угол
раскрытия защитного кожуха заточного станка
На заточенной поверхности свер-
ла не должно быть прижогов и тре-
щин; на сверлах, оснащенных плас-
тинами из твердого сплава, не долж-
но быть заусенцев и следов выкра-
шивания ревущих кромок. Углы
Сверла измеряют с помощью универ-
сального угломера (рис. 1.22)
и шаблонов.
Более точно и производительно
сверла затачивают на сверло-за-
точных станках в специальных за-
точных отделениях.
6.	Правила безопасности при заточке
инструмента
Перед тем как приступить к за-
точке инструмента, необходимо убе-
диться в полной исправности всех
механизмов и устройств заточного
станка, в том числе в исправности
и закреплении кругов и их кожухов.
Особое внимание должно быть
обращено на кожух круга. Угол
раскрытия кожуха для точильно-
шлифовальных станков не должен
превышать 90°, причем угол раскры-
тия по отношению к горизонтальной
линии не должен превышать 65°
(рис. 1.23).
Зазор между подручником и.шли-
фовальным кругом не должен быть
более 3 мм. Подручник по высоте
устанавливают так, чтобы точка ка-
сания затачиваемой поверхности ин-
струмента о поверхность круга нахо-
дилась на уровне оси шпинделя
станка или несколько выше, но не
более 10 мм.
Направление вращения круга
должно быть таким, чтобы инстру-
мент прижимался к подручнику и
искры летели вниз. Это правило
должно соблюдаться при заточке
и доводке всех видов инструмента.
Заточку инструмента необходимо
выполнять в защитных очках или
при опущенном защитном экране
станка.
Контрольные вопросы
1.	Какие работы выполняют на то-
карных станках?
2.	Назовите основные элементы про-
цесса резания.
3.	Какие материалы обрабатывают на
токарных станках?
4.	Назовите основные виды режущего
инструмента и их элементы.
5.	Какие материалы применяются для
изготовления режущего инструмента?
6.	Как затачивают и доводят ин-
струмент?
Г Л А В А 2
ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫЕ СТАНКИ
1.	Основные типы токарных станков
Станки токарной группы являют-
ся наиболее распространенными в
машиностроении и металлообработке
среди станков других групп. 'В со-
став этой группы входят токарно-
винторезные, токарно-револьверные
и токарно-карусельные станки, то-
карные автоматы и полуавтоматы.
Токарно-винторезные станки
предназначены для обработки, вклю-
чая нарезание резьбы, единичных
деталей и малых групп деталей.
Однако имеются станки, на которых
ввиду отсутствия ходового винта
можно выполнять все виды токарных
работ, кроме нарезания резьбы рез-
цом.
Токарно-револьверные станки
предназначены для обработки ма-
лых и больших групп деталей слож-
ной формы из прутка или штучных
заготовок, требующей применения
большого числа наименований ин-
струмента.
20
chipmaker.ru
Токарно-карусельные станки пред-
назначены для обработки разнооб-
разных по форме деталей, у кото-
рых диаметр намного больше длины.
'В этих станках в отличие от
других токарных станков обрабаты-
ваемая деталь крепится на план-
шайбе, имеющей вертикально рас-
положенную ось вращения.
Токарные автоматы предназначе-
ны для обработки деталей из прутка,
а токарные полуавтоматы — для об-
работки деталей из прутка и штуч-
ных заготовок.'В соответствии с еди-
ной системой классификации станки
отечественного производства имеют
цифровое обозначение моделей. Пер-
вая цифра в обозначении модели
показывает, к какой технологиче-
ской группе относится станок: 1 —
токарные станки, 2 — сверлильные и
расточные станки, 3 — шлифоваль-
ные станки и т. д.
'Вторая цифра указывает на ти-
пы станков в группе: 1 — одношпин-
дельные автоматы и полуавтоматы,
2 — многошпиндельные автоматы и
полуавтоматы, 3 — револьверные
станки, 5 — карусельные станки
и т. д.
Дре последние цифры определяют
технические параметры станка: вы-
соту центров над станиной для то-
карно-винторезного, наибольший
диаметр обрабатываемого прутка
для токарно-револьверного и т. д.
Наличие буквы после первой
цифры указывает на модернизацию
станка, т. е. на новизну конструкции.
Буква (Н, П, В, А, С} в конце
цифрового обозначения модели оп-
ределяет точность станка. Различают
станки нормальной точности — класс
Н (в большинстве случаев не ука-
зывается), повышенной точности—
класс П, высокой точности (преци-
зионные) — класс'В, особо высокой
точности — класс А и особо точные
(маст^р-станки) — класс С.
Например, в обозначении токар-
но-винторезного станка мод. 16К20П,
цифра 1 обозначает группу токар-
ных станков, цифра 6—тип станка
(токарно-винторезный), цифра 20 —
высота центров в см, буква К ука-
зывает на модернизацию станка, бук-
ва П указывает, что станок повы-
шенной точности.
2.	Классификация
токарно-винторезных станков
Техническими параметрами, по
которым классифицируют токарно-
винторезные станки, являются наи-
больший диаметр D обрабатываемой
заготовки (детали) или высота цент-
ров над станиной (равная 0,5£>),
наибольшая длина L обрабатывае-
мой заготовки (детали) и масса
станка.
°яд наибольших диаметров об-
работки для токарно-винторезных
станков имеет вид: £>= 100, 125, 160,
200, 250, 320, 400, 500, 630, 800,
1000, 1250, 1600, 2000 и далее до
4000 мм.
Наибольшая длина L обрабаты-
ваемой детали определяется рас-
стоянием между центрами станка.
'Выпускаемые станки при одном и
том же значении D могут иметь
различные значения L.
По массе токарные станки делят-
ся на легкие — до 500 кг (£)= 1004-
4-200 мм), средние — до 4 т (D=
= 2504-500 мм), крупные — до 15 т
(£> = 630-4-1250 мм) и тяжелые — до
400 т (0=16004-4000 мм).
Легкие токарные станки приме-
няются в инструментальном произ-
водстве, приборостроении, часовой
промышленности, в эксперименталь-
ных и опытных цехах предприятий.
Эти станки выпускаются как с ме-
ханической подачей, так и без нее.
На средних станках производится
70—80% общего объема токарных
работ. Эти станки предназначены
для чистовой и получистовой обра-
ботки, а также для нарезания
резьб разных типов и характеризу-
ются высокой жесткостью, достаточ-
ной мощностью и широким диапа-
зоном частот вращения шпинделя
и подач инструмента, что позволяет
обрабатывать детали на экономич-
ных режимах с применением совре-
менных прогрессивных инструментов
из твердых сплавов и сверхтвердых
21
chipmaker.ru
Рис. 2.1. Сборочные единицы (узлы) и механизмы токарно-винторезного станка:
1 — передняя бабка, 2 — суппорт, 3 — задняя бабка, 4 — станина, 5 и 9 — тумбы, 6 — фартук, 7 — ходо-
вой винт, 8 — ходовой валик, 10— коробка подач, 11—гитары сменных шестерен, 12 — электро-
пусковая аппаратура
материалов. Средние станки осна-
щаются различными приспособле-
ниями, расширяющими их техноло-
гические возможности, облегчаю-
щими труд рабочего и позволяющи-
ми повысить качество обработки, и
имеют достаточно высокий уровень
автоматизации.
Крупные и тяжелые токарные
станки применяются в основном в
тяжелом и энергетическом машино-
строении, а также в других отрас-
лях для обработки валков прокатных
станов, железнодорожных колесных
пар, роторов турбин и др.
'Все сборочные единицы (узлы)
и механизмы токарно-винторезных
станков имеют одинакосое название,
назначение и расположение
(рис. 2.1).
3.	Главный привод. Механизм подач.
Коробка подач
Главный привод станка.
'В передней бабке размещены короб-
ка скоростей и шпиндель, которые
приводят во вращение обрабатывае-
мую деталь при выбранных глубине
резания и подзче. На рис. 2.2
показано устройство коробки ско-
ростей, которая работает следую-
щим образом. Заготовка зажима-
ется в кулачковом патроне, который
крепится к фланцу шпинделя 13.
'Вращение от электродвигателя 1
через ременную передачу 2 и муфту
включения 3 передается на вал 5.
Блок из трех шестерен 7, 8 и 9,
расположенный на валу 5, с по-
мощью реечной передачи связан с
рукояткой 17. Этой рукояткой блок
шестерен вводится в зацепление с
зубчатым колесом 4 (или 10, или 11),
жестко закрепленным на валу 6. Ко-
леса 4 и 12 сопряжены соответствен-
но с колесами 15 и 16, которые пе-
редают крутящий момент шпинделю
через зубчатую муфту 14, соединен-
ную с рукояткой 18. Если муфта
передвинута вправо, то шпиндель
получает вращение через зубчатое
колесо 16, а если влево — через
зубчатое колесо 15. Таким образом
коробка скоростей обеспечивает
шесть ступеней частоты вращения
шпинделя. Механизм подач.
Связь шпинделя и суппорта станка
для обеспечения оптимального ре-
жима резания осуществляется с по-
мощью механизма подач, состояще-
го из реверсирующего устройства
(трензеля) и гитары, которые осуще-
ствляют изменение направления и
скорости перемещения суппорта.
Привод этого механизма осуще-
ствляется от коробки скоростей
через трензель (рис. 2.3), который
состоит из четырех зубчатых ко-
лес а, б, в, г, связанных с рукоят-
22
chipmaker.ru
Рис. 2.2. Устройство шестискоростной коробки скоростей токарного станка
кой 19 (см. рис. 2.2), переключением
которой осуществляется реверс (т. е.
изменение направления вращения)
вала 20 (приводного вала суппорта).
Позиции а, б, в, г, 19 и 20 — см.
рис. 2.2 и 2.3.
При крайнем нижнем положении
рукоятки 19 (положение Л) зубча-
тые колеса а, б, в, г соединены по-
следовательно и направление вра-
щения вала 20 совпадает с направле-
нием вращения шпинделя. При
верхнем положении рукоятки 19
(положение В) соединены только
зубчатые колеса а, в, г и направле-
ние вращения вала 20 изменяется
на противоположное. 'В среднем
положении рукоятки 19 (положение
Б) зубчатые колеса б и в не соеди-
няются с зубчатым колесом а и
вал 20 не вращается.
С помощью гитары (рис. 2.4) ус-
танавливают (настраивают) зубча-
тые колеса с определенным переда-
точным отношением, обеспечиваю-
щим необходимое перемещение суп-
порта на один оборот шпинделя.
Расстояние L между валами / и 2
является постоянным. На валу 2
Рис. 2.3. Схема трензеля
23
chipmaker.ru
• Рис. 2.4. Схема двухпарной гитары
свободно установлен приклон 3 гита-
ры, закрепленный болтом 4. Ось 5
промежуточных колес вис можно
перемещать по радиальному пазу,
тем самым изменяя расстояние А
между центрами колес с и d. Дуговой
паз приклона 3 позволяет регулиро-
вать размер В.
Коробка подач. Назначение
коробки подач — изменять скорости
вращения ходового винта и ходового
вала, чем достигается перемещение
суппорта с выбранной скоростью в
продольном и поперечном направле-
ниях. 'Вал 14 в подшипниках 15
(рис. 2.5) коробки подач получает
вращение от зубчатых колес гитары;
вместе с ним вращается и имеет
возможность перемещаться вдоль
него зубчатое колесо 11с рычагом
10. На одном конце рычага 10 вра-
щается (на оси) зубчатое коле-
со 12, сопряженное с зубчатым
колесом И, а на другом — рукоят-
ка 9, с помощью которой рычаг 10
перемещается вдоль вала 14 и мо-
жет занимать любое из десяти по-
ложений (по числу зубчатых колес
в механизме 1 Нортона). "В каждом
из таких положений рычаг 10 пово-
рачивается и удерживается штиф-
том 9, который входит в соответ-
ствующие отверстия на передней
стенке 7 коробки подач. При этом
зубчатое колесо 12 входит в зацеп-
ление с соответствующим зубчатым
колесом 13 механизма 1, в резуль-'
тате чего устанавливается выбран-
ное число оборотов вала 2. 'Вместе
с валом 2 вращается зубчатое
колесо 3, которое можно перемещать
вдоль него рукояткой. При переме-
щении вправо зубчатое колесо 3 по-
средством кулачковой муфты 4 сое-
диняется с ходовым винтом 5 и пе-
редает ему вращательное движе-
ние, а при перемещении влево —
входит в зацепление с зубчатым ко-
лесом 8 и передает вращательное;
движение ходовому валу 6.
Рис. 2.5. Коробка подач
24
chipmaker.ru
4.	Суппорт, резцедержатель, фартук,
задняя бабка. Смазка станка
Суппорт (рис. 2.6) предна-
значен для перемещения во время
обработки режущего инструмента,
закрепленного в резцедержателе.
Он состоит из нижних салазок
(продольного суппорта) 1, которые
перемещаются по направляющим
станины с помощью рукоятки 15 и
обеспечивают перемещение резца
вдоль заготовки. На нижних салаз-
ках по направляющим 12 переме-
щаются поперечные салазки (попе-
речный суппорт) 3, которые обес-
печивают перемещение резца перпен-
дикулярно оси вращения заготовки
(детали). На поперечных салазках 3
расположена поворотная плита 4,
которая закрепляется гайкой 10.
По направляющим 5 поворотной
плиты 4 перемещаются (с помощью
рукоятки 13) верхние салазки 11,
которые вместе с плитой 4 могут
поворачиваться в горизонтальной
плоскости относительно поперечных
салазок и обеспечивать перемеще-
ние резца под углом к оси вращения
заготовки (детали). Резцедержатель
(резцовая головка) 6 с болтами 8
крепится к верхним салазкам с
помощью рукоятки 9, которая пере-
мещается по винту 7. Привод пере-
мещения суппорта производится от
ходового винта 2, от ходового вала,
расположенного под ходовым вин-
том, или вручную. 'Включение авто-
матических подач производится ру-
кояткой 14. 
Устройство поперечного суппор-
та показано на рис. 2.7. По на-
правляющим продольнсго суппорта 1
ходовым винтом 12, оснащенным ру-
кояткой 10, перемещаются салазки
поперечного суппорта. Ходовой
винт 12 закреплен одним концом
в продольном суппорте 1, а другим —
связан с гайкой (состоящей из
двух частей 15 и 13 и клина 14),
которая крепится к поперечным са-
лазкам 9. Затягивая винт 16, раз-
двигают (клином 14) гайки 15 и 13,
благодаря чему выбирается зазор
между ходовым винтом 12 и гай-
кой 15. 'Величину перемещения по-
перечного суппорта определяют по
лимбу 11. К поперечному суппорту
крепится (гайками 7) поворотная
плита 8, вместе с которой повора-
чиваются верхние салазки 6 и резце-
держатель 5.
На некоторых .станках на попе-
речных салазках 9 устанавливается
Рис. .2.6. Суппорт
25
chipmaker.ru
задний резцедержатель 2 для про-
точки канавок, отрезки и других
работ, которые могут быть выполне-
ны перемещением поперечного суп-
порта, а также кронштейн 3 с щит-
ком 4, защищающим рабочего от
попадания стружки и смазочно-ох-
лаждающей жидкости.
Устройство резцедержа-
теля показано на рис. 2.8.'В цент-
рирующей расточке верхних сала-
зок 5 установлена коническая оп-
равка 3 с резьбовым концом. На
конусе оправки установлена че-
тырехсторонняя резцовая голов-
ка 6. При вращении рукоятки 4
головка 2 перемещается вниз по
резьбе конической оправки 3 и через
шайбу 1 и упорный подшипник
обеспечивает жесткую посадку рез-
цовой головки 6 на конической по-
верхности оправки 3. От поворота
при закреплении резцовая головка
удерживается шариком, который за-
клинивается между поверхностями,
образованными пазом на основании
конической оправки 3 и отверстием
в резцовой головке 6.
При необходимости сменить пози-
цию инструмента рукоятку 4 пово-
рачивают против часовой стрелки.
При этом головка 2 поворачивается
и перемещается вверх по резьбе
конической оправки 3, снимая уси-
лие затяжки резцовой головки 6
на конусе конической оправки 3.
Одновременно головка 2 повора-
чивает резцовую головку 6 посред-
ством тормозных колодок, фрикци-
онно связанных с поверхностью рас-
точки головки 2 и соединенных с
резцовой головкой 6 штифтами 7.
При этом шарик, расположенный
у основания конической оправки 3,
не препятствует повороту резцовой
головки, так как он утапливается
в отверстие, сжимая пружину.
Если в процессе работы руко-
ятка 4 (в зажатом положении) ста-
ла останавливаться в неудобном
положении, то, изменяя толщину
шайбы 1, можно установить ее в
удобное для рабочего положение.
Продольное и поперечное пере-
мещение салазок суппорта произво-
дится через фартук 2 (рис. 2.9),
который крепится к нижней поверх-
ности продольного суппорта 1. Руч-
ная продольная подача производит-
ся маховиком 15 (см. рис. 2.6),
который через зубчатую передачу
сообщает вращение зубчатому ко-
26
chipmaker.ru
лесу 4, катящемуся по рейке 3,
закрепленной на станине 5 станка,
и перемещает продольный суппорт 1
вместе с поперечным суппортом 6
и фартуком 2.
Продольная подача суппорта 1 от
ходового винта 2 производится
включением разъемной гайки рукоят-
кой 14 (см. рис. 2.6). Разъемная
гайка (рис. 2.10) состоит из двух
частей (/ и 2), которые перемеща-
ются по направляющим А при пово-
роте рукоятки 5. При этом диск 4
посредством прорезей В, располо-
женных эксцентрично, перемещает
пальцы 3, в результате чего обе
части гайки сдвигаются или раз-
двигаются.
Если обе части гайки охватывают
ходовой винт, то производится про-
дольная подача (перемещение) суп-
порта; если они раздвинуты, то
подача отключается.
Устройство задней бабки по-
казано на рис. 2.11. 'В корпусе /
(при вращении винта 5 махови-
ком 7) перемещается пиноль 4,
закрепляемая рукояткой 3. 'В пи-
ноли устанавливается центр 2 с
коническим хвостовиком (или ин-
струмент). Задняя бабка перемеща-
ется по направляющим станка вруч-
ную или с помощью продольного
суппорта. 'В рабочем неподвижном
положении задняя бабка фиксиру-
ется рукояткой 6, которая соединена
с тягой 8 и рычагом 9. Сила прижима
рычага 9 тягой 8 к станине регули-
руется гайкой 11 и винтом 12.
Более жесткое крепление задней
бабки производится с помощью гай-
ки 13 и винта 14, который прижимает
к станине рычаг 10.
Смазка станка. Смазка,вве-
денная между контактирующими
между собой и взаимно перемещаю-
щимися поверхностями станка, об-
разует на них защитную пленку,
которая изменяет коэффициент тре-
ния.
'В результате этого уменьшаются
износ деталей и мощность привода,
затрачиваемая на преодоление сил
трения, и повышается коэффициент
полезного действия станка. Одно-
Рис. 2.8. Резцедержатель
Рис. 2.9. Фартук
Рис. 2.10. Разъемная гайка
27
chipmaker.ru
Рис. 2.11. Задняя бабка
Рис. 2.12. Условные обозначения основных элементов на кинематических схемах станков:
/ — ременные передачи плоским ремнем (/), плоским ремнем перекрестная (2), клиновым ремнем (5),
4 — цепная передача; //—зубчатые передачи: цилиндрическими колесами (5), коническими коле-
сами (6), винтовыми колесами (7), червячная (Я), реечная (9); III—передача ходовым винтом с
неразъемной (10) и разъемной (11) гайками; IV—муфты: кулачковая односторонняя (12), кулач-
ковая двусторонняя (13), конусная (14), дисковая односторонняя (15), дисковая двусторонняя (16),
обгонная односторонняя (17), обгонная двусторонняя (18)\ V — тормоза: конусный (19), колодоч-
ный (20), ленточный (21), дисковый (22), патронный конец шпинделя (23)
chipmaker.ru
Рис. 2.13. Упрощенная кинематическая схема токарного станка
временно смазка охлаждает контак-
типующие поверхности деталей при
трении.
Ддя смазки станка применяются
жидкие и консистентные смазочные
материалы. 'В качестве жидких
смазок используются, как правило,
индустриальные масла марок И-20А,
И-ЗОА, в качестве консистентных —
солидол С, пресс-солидол УС-4 и др.
Дртали станков смазывают двумя
способами — индивидуальным и цен-
трализованным. Индивидуальная
смазка бывает периодического и
непрерывного действия. Периодиче-
ская смазка производится вручную
(из масленки) или одноплунжерным
насосом, непрерывная — разбрызги-
вающими кольцами, капельными
масленками, масляной ванной или
насосами. Наиболее распространен-
ной является централизованная
смазка.
5.	Общие сведения о кинематической
схеме токарного станка
Несмотря на большое разнооб-
разие конструкций станков, в их ме-
ханизмах и движениях есть много
общего и сходного. Поэтому приме-
няют упрощенные, условные обо-
значения механизмов и их элементов
(рис. 2.12), дающие наглядное пред-
ставление о кинематике станков и
в некоторой степени представление
об их конструкции. Схемы, вычер-
ченные с применением условных обо-
значений, называются кинематиче-
скими. Условные обозначения не мо-
гут обеспечить полного представ-
ления о станке, поэтому на кинема-
тической схеме станка дополнительно
указывают диаметры шкивов, число
зубьев и модуль зубчатых и червяч-
ных колес, число заходов червяка,
шаг ходового винта, мощность и
частоту вращения электродвигателя,
опоры рычагов, порядковую нумера-
цию валов, рукоятки и маховички
для ручного перемещения сборочных
единиц (узлов) и др.
Упрощенная кинематическая схе-
ма токарно-винторезного станка
представлена на рис. 2.13. Обраба-
тываемая заготовка установлена
в центрах. 'Вращение заготовке
передается от шпинделя станка
через поводковый патрон и хому-
тик, закрепленный на заготовке
(детали). Обработка заготовки про-
изводится резцом, который пере-
мещается (с подачей s) суппортом,
связанным с ходовым винтом (с ша-
гом Л.в).
Движение от шпинделя передает-
ся к ходовому винту через трензель,
гитару сменных колес (z, и ед
2з и z4) и коробку подач.
Частота вращения шпинделя рас-
считывается. по формуле п =
— 1 ОСО v/(nd), где п — частота вра-
щения шпинделя, об/мин; v — ско-
рость резания, м/мин; d— диаметр
обрабатываемой детали, мм.
Изменение частоты вращения
шпинделя производится ступенчато
в соответствии с геометрическим ря-
дом со знаменателем <р, т. е.
9
п2 = П|(р; из —=	; И4 = Пзф =
= П1ф3 и т. д.
29
chipmaker.ru
-Рис. 2.14. Кинематическая схема коробки
скоростей
'В практике станкостроения <р=
= 1,26; 1,41; 1,58.
Быстрое изменение частоты вра-
щения шпинделя в процессе обра-
ботки детали производится с по-
мощью коробки скоростей. Кинема-
тическая цепь коробки скоростей
обеспечивает частоту вращения
шпинделя по геометрическому ряду
с выбранным знаменателем q>.
Структурная формула коробки
скоростей зависит от числа ступеней
частоты вращения шпинделя: z=
=pi -рг-рз ... Pk, где pk — число сту-
пеней в каждой группе передач
между валами.
Структурная формула коробки
скоростей, кинематическая схема ко-
торой приведена на рис. 2.14,
z=12=2*3*2 указывает на то,
что коробка включает в себя три
группы передач (pi =2; рг = 3 и рз=
=2).'Валы коробки скоростей обо-
значены I, II, III, IV; цифрами обо-
значены числа зубьев колес. График
изменения частоты вращения валов
коробки скоростей (см. рис. 2.14)
приведен на рис. 2.15.
Число вертикальных линий гра-
фика соответствует числу валов ко-
робки скоростей, число горизонталь-
ных линий — числу ступеней частот
вращения шпинделя. Частота враще-
ния шпинделя изменяется от п\ =
=25 об/мин до П|2=1095 об/мин
(см. рис. 2.15), причем это изме-
нение соответствует геометрическо-
му ряду с q>= 1,41.
Луч, соединяющий на графике
две точки соседних валов, обозна-
чает передачу с передаточным от-
ношением t = q>m, где т — число ин-
тервалов (равных q>), перекрывае-
мых этим лучом. Если луч откло-
няется вниз, то передача понижаю-
щая (т<0), а если — вверх, то пе-
редача повышающая (гп>0). Если
луч горизонтальный, то передаточ-
ное отношение равно единице (т —
= 0).
6. Токарно-винторезный станок
мод. 16К20
-Рис. 2.15. График изменения частоты вра-
щения валов коробки скоростей
'В нашей стране и за рубежом
широко применяется токарно-винто-
резный станок мод. 16К20 производ-
ства московского станкостроитель-
ного завода «Красный Пролета-
рий» им. А. И. Ефремова.
Техническая характеристика
Наибольший диаметр об-
работки, мм:
над станиной . .	400
над поперечным суп-
портом ............200
Наибольший диаметр об-
рабатываемого прутка,
мм.....................50
Расстояние между цент-
рами, мм ... 710, 1000,
1400, 2000
Частота вращения шпин-
деля, об/мин	12,5—
1600
Подача, мм/об:
продольная .... 0,05—2,8
поперечная .... 0,025—1,4
30
chipmaker.ru
Шаг нарезаемой резьбы:
метрической, мм . . 0,5—112
дюймовой (число ни-
ток на 1") . . . 56—0,5
питчевой, питчей . . 56—0,5
модульной (модуль,
мм)................0,5—112
Мощность главного элект-
родвигателя, кВт	10
Кинематическая схема токарно-
винторезного станка мод. 16К20 при-
ведена на рис. 2.16.
Главный привод. От элект-
родвигателя Ml (W=10 кВт, п=
= 1460 об/мин) вращение передает-
ся посредством клиноременной пе-
редачи валу I (передаточное отно-
шение i=d\/dz = 140/268), который
имеет одну частоту вращения.'Вал 7
связан с валом // двухступенчатой
передачей (pi = 2) : 7=56/34 и 51/39.
'Вал II связан с валом ///
трехступенчатой передачей (р2=3);
1 = 29/47; 21/55 и 38/38. 'Вал III
связан либо с валом IV двух-
ступенчатой передачей (р3=2; i=
= 45/45 и 15/60), либо непосред-
ственно со шпинделем двухступенча-
той передачей (р4=2; 1=60/48
и 30/60), когда блок с z = 48 н 60
сдвинут влево. 'Вал IV связан с ва-
Рис. 2.16. Кинематическая схема токарно-винторезного станка мод. 16К20
31
chipmaker.ru
лом V одноступенчатой передачей
(/=18/72), а вал V связан со шпин-
делем также одноступенчатой пере-
дачей (/=30/60).
Следовательно, в том случае, ког-
да вал III связан непосредственно
со шпинделем, шпиндель имеет
Zi =р>-Р2-Р4=2-3’2= 12 ступеней
частот вращения с предельными (ми-
нимальное и максимальное) значе-
ниями:
п, min = 1460 • 140/268 • 51 /39 X
X21/55-30/60;
п1 max=1460•140/268•56/34•38/38 X
X 60/48 = 1600 об/мин.
В случае когда вал III связан с
валом IV, шпиндель имеет Z2=piX
Хрг'Рз=2-3-2= 12 ступеней часто-
ты вращения с предельными зна-
чениями:
п2mm=1460•140/268•51/39•21/55 х
Х15/60-18/72-30/60=12,5 об/мин;
«2 max =1460•140/268-56/34•38/38X
X45/45-18/72-30/60.
Таким образом, шпиндель имеет
z=zi 4-22= 12+ 12=24 ступени час-
тоты вращения с предельными зна-
чениями Hmm =12,5 и Птах =
= 1600 об/мин.
Направление вращения шпинделя
изменяется переключением муфты 1,
в результате чего вал I соединя-
ется с зубчатым колесом (z=50),
которое находится в зацеплении с
блоком зубчатых колес (z=24 и
36), от которого через зубчатое ко-
лесо (z=38) вращение передается
валу II и далее шпинделю по той
же кинематической цепи, что и при
прямом вращении.
'Вращение валу VII механизма
подач передается либо от шпин-
деля (вал К/) зубчатыми колесами
/=60/60, либо от вала III (при пе-
32
chipmaker.ru
редвинутом влево блоке зубчатых ко-
лес i=60 и 45) через зубчатые ко-
леса i = 45/45 для получения уве-
личенной подачи или увеличенного
шага резьбы. При нормальном шаге
резьбы вращение передается от
шпинделя к валу VII через зубчатые
колеса 1=60/60 при сдвинутом вле-
во блоке зубчатых колес г=60 и 45.
При увеличенном шаге резьбы
(в 2 или 8, или в 32 раза) вращение
от шпинделя к валу VII передается
при сдвинутом влево блоке зубчатых
колес 2 = 60 и 45 (по цепи зубчатых
колес получаем /=60/30-72/18Х
X 45/45=8). При сдвинутом влево
блоке зубчатых колес 2=45 и 60
(на валу IV) получим по цепи
I=60/30 • 72/18 • 60/15 • 45/45 = 32.
Д^лее вращение с вала VII пе-
редается на вал VIII через трензель
с зубчатыми колесами (г = 30/45 или
i=30/25-25/45). С вала VIII враще-
ние передается через гитару сменных
зубчатых колес (i=a/b-c/d) на
вал IX коробки подач. При 1=
= a/b'C/d=40/86-86/64 нарезают-
ся метрические и дюймовые резьбы,
а также получаются табличные зна-
чения продольных и поперечных по
дач суппорта, а при i=a/b-c/d=,
= 60/73-86/36 нарезаются модуль-
ные и питчевые резьбы.
После гитары сменных зубчатых
колес вращение от шпинделя посту-
пает на вал IX коробки подач
(рис. 2.17).
При нарезании метрических и
дюймовых резьб, а также продоль-
ном и поперечном точении вращение
в коробке подач передается следую-
щим образом: от вала IX валу X
(1 = 28/28); от вала X валу XI, через
блоки зубчатых колес 2 = 28 и 35 и
2=25 и 30 (1=28/28 или 1=
=28/35-30/25-42/30); от вала XI
валу XII через муфту 16\ от вала
XII валу XIII через блок зубчатых
колес 2=45 и 35 (/=18/45 или
28/35), от вала XIII к валу XIV
через блок зубчатых колес 2 = 28
и 48 (/=35/28 или 15/48); от вала
XIV ходовому винту XVII через
муфту 15 /см. рис. 2.16 и 2.17).
Нарезайие метрических и дюймо-
Рис. 2.17. Коробка подач токарно-винторезного станка мод. 16К20
2 Зак. 1915
33
chipmaker.ru
Рис. 2.18. Общий вид и размещение органов управления токарно-винторезного стайка мод. 16К20:
1 — станина; рукоятки: 2 — сблокированная управления, 3, 5, 6 — установки подачи или шага нарезае-
мой резьбы, 7, 12—управления частотой вращения шпинделя, 10 — установки нормального и увели-
ченного шага резьбы и для нарезания миогозаходных резьб, // — изменения направления нареза-
ния резьбы (лево- или правозаходной), 17—перемещения верхних салазок, 18 — фиксации пиноли,
20— фиксации задней бабки, 23 — включения ускоренных перемещений суппорта, 24— включения
и выключения гайки ходового винта, 25—управления изменением направления вращения шпинделя
и его остановкой, 26 — включения и выключения подачи, 28 — поперечного перемещения салазок,
29 — включения продольной автоматической -подачн, 31 — продольного перемещения салазок; 4 — ко-
робка подач, 8—кожух ременной передачи главного привода, 9—передняя бабка с главным при-
водом, 13 — электрошкаф, 14 — экран, 15— защитный щиток, 16—верхние салазки, 19 — задняя
бабка, 21 — штурвал перемещения пнноли, 22 — суппорт продольного перемещения, 27—кнопка
включения и выключения главного электродвигателя, 30 — фартук, 32 — ходовой винт, 33 — направ-
ляющие станины
вых резьб с минимальным шагом
может быть выполнено настройкой
станка по следующему уравнению
кинематического баланса:
pmin = 1 • 60/60 • 30/45 • 40/86 • 86/64 X
X 28/28 • 28/35 • 18/45 -15/48.12=
= 0,5 мм.
При нарезании модульных и пит-
чевых резьб вращение в коробке
подач передается следующим об-
разом: от вала IX валу X (7 = 28/28)
через блок зубчатых колес z=28 и
38; от вала X валу XI через блок
зубчатых колес z=34 и 16 (/=
= 38/34); от вала XI валу X через
блоки зубчатых колес z=28 и 35
или z=25 и 30 (/=28/48 или
/=35/28-25/30-30/42); от вала X
валу XII через зубчатые колеса
(/ = 30/33); от вала XII ходовому
винту через зубчатые колеса (/=
= 18/45 или 28/35; или /=35/28
15/48) и муфту 15.
Нарезание модульных и питчевых
резьб с минимальным шагом может'
быть выполнено настройкой станка
по следующему уравнению кинема-
тического баланса:
Pmin = 1 • 60/60 • 30/45 • 60/73 X
X 86/36•28/28•38/34•30/42 X
Х30/33-18/45-15/48-12= 1,4 мм.
Резьбы повышенной точности
нарезаются по короткой кинемати-
ческой цепи, исключающей погреш-
ности, вносимые зубчатыми переда?
чами коробки подач.'В этом случае
вращение от гитары сменных зуб-
чатых колес передается валу IX,
34
phipmaker.ru
s)
Рис. 2.19. Смазка токарно-винторезного станка мод. 16К20:
а — схема, б — условные обозначения: / — маслоуказатель, 2 — кнопка плунжера смазки направляющих
каретки, суппорта и опор ходового винта, 3 — точки для смазки вручную, 4— слив масла, 5—насос,
6 — отверстие для заливки, 7 — фильтр (цифрами со штрихами обозначены аналогичные места смазкн
на других механизмах станка)
который через зубчатую муфту 18
соединяется с валом XIV, а вал
XIV через зубчатую муфту 15 соеди-
няется с ходовым винтом. Шаг на-
резаемой резьбы Р=1-60/60Х
X30/45-a/b-c/d, откуда d/b-c/d =
= Р/Ъ.
При продольном и поперечном
точении движение от коробки подач
передается ходовому валу XVIII;
Для этого вращение передается от
вала XIV через передачу / =
= 23/40-24/39 валу XVI; при этом
разрывается цепь между валом XIV
и ходовым винтом посредством
муфты 15; вал XVI соединяется с
валом XV передачей /=28/35. От
ходового вала через зубчатые пере-
дачи фартука вращение передает-
ся реечному зубчатому колесу 10
на валу XXI (для продольной по-
дачи) или винту XXII (для попереч-
ной подачи)'.
'Вращение от ходового вала к ре-
ечному зубчатому колесу 10 пере-
дается по цепи: ходовой вал;
зубчатая передача г=30/32X
X32/32•32/30; вал XIX; предохра-
нительная муфта 19; червячная
передача /=4/21; зубчатая переда-
ча / = 36/41; кулачковая муфта 10
(или сблокированная с ней муф-
та // для, изменения направле-
ния продольной подачи); зубчатая
передача / = 17/66; вал XXI с зубча-
тым колесом 10.
'Вращение от ходового вала вин
ту XXII передается по цепи: ходо-
вой вал; передача /=36/36; кулач-
ковая муфта 8 (или муфта 9 для
реверса подачи); передача /=
= 34/55-55/29-29/16; винт XXII.
На станке может быть установ-
лен механизм автоматической пода-
чи верхних салазок с резцедержа-
телем. Ддя этого вращение от вала
XXIII по цепи /=20/20-20/23Х
X23/30-30/28-28/36-20/20 переда-
ется ходовому винту с зубчатым
колесом 24.
Ускоренные продольные и по-
перечные перемещения (соответ-
ственно 4 и 2 м/мин) передаются
суппорту через соединенную с ходо-
вым валом XV1II клиноременную
передачу (/ = d3/d4 = 85/127) от
35
chipmaker.ru
электродвигателя М2 (N=0,75 кВт,
п=1450 об/мин). Ддя предотвра-
щения поломок при включении уско-
ренных перемещений на валу XVI
коробки подач предусмотрена об-
гонная муфта 14.
Для ручного перемещения суп-
порта в продольном и поперечном
направлениях предусмотрены руко-
ятки 12 и 13. Рукоятка 4 служит
для ручного перемещения верхних
салазок с резцовой головкой, а
штурвал 6 — для перемещения пино-
ли задней бабки.
Общий вид и размещение орга-
нов управления токарно-винторез-
ного станка мод. 16К20 показаны
на рис. 2.18.
Смазка. Для сохранения в
течение длительного времени перво-
начальной точности станка, предот-
вращения его преждевременного из-
носа, а также выхода из строя
деталей необходимо соблюдать пра-
вила по уходу и обслуживанию,
изложенные в руководстве по экс-
плуатации станка.
Смазка токарно-винторезного
станка мод. 16К20 производится
от шестеренного насоса 5 (рис. 2.19),
которым масло из бака через
фильтр 7 по маслопроводу пода-
ется к подшипникам шпинделя и
маслораспределителям, установлен-
ным в шпиндельной бабке и в
коробке подач. Отработанное масло
отводит из мест смазки продукты
износа, которые оседают на фильт-
ре 7' с магнитным улавливателем,
и сливается в бак. Поступление
масла в коробку скоростей конт-
ролируют через указатель Г по вра-
щению крыльчатки.
Отработанное масло из бака сли-
вается через отверстие 4. Свежее
масло заливается через отверстие 6
и его уровень контролируется по
указателю 1.
Дртали фартука смазываются от
плунжерного насоса 5', установлен-
ного на одном из валов механизма
фартука. Затем масло поступает
в маслораспределитель и направля-
ется к трущимся поверхностям
деталей фартука и сливается в
маслосборник. Уровень масла конт-
ролируется по указателю 1".
Направляющие для продольного
и поперечного перемещения суппор-
та и опор ходового винта в фартуке
смазываются при нажатии кноп-
ки 2 до появления смазки на направ-
ляющих.
Смазка направляющих задней
бабки, опор ходового винта и хо-
дового валика производится из мас-
ленок 3" и 6" фитильной смазкой.
Гитару зубчатых колес смазыва-
ют вручную консистентной смазкой;
смазка продольных направляющих
станины, .ходового винта, ходового
валика, поперечного винта суппорта
и оси резцедержателя производится
вручную и с помощью масленки.
'Выбор смазочного материала
и периодичность смазки произво-
дят в соответствии с указаниями
в руководстве по эксплуатации
станка.
7. Правила безопасности
и уход за станком
Под безопасностью труда пони-
мается комплекс организационно-
технических мероприятий, ,направ-
ленных на создание безопасных
условий труда. Токарь должен сле-
дить за исправностью станка, ин-
струмента и приспособлений, под-
держивать на своем рабочем месте
чистоту и порядок. Беспорядок на
рабочем месте не только снижает
производительность труда, но и не-
редко является причиной несчаст-
ных случаев. Ддя обеспечения дли-
тельной бесперебойной работы стан-
ка необходимо соблюдать следую-
щие основные правила.
Перед началом работы:
привести в порядок рабочую
одежду, чтобы исключить возмож-
ность захвата ее движущимися
частями станка; убрать свободные
концы косынок, платков, галстуков,
манжет, концы тесемок; спрятать
волосы под головной убор; нельзя
работать с забинтованными паль-
цами;
36
chipmaker.ru
проверить исправность Станка и
заземление, подготовить и распо-
ложить в определенных местах не-
обходимые инструменты, приспособ-
ления и техническую документа-
цию;
проверить устойчивость и разме-
ры решетки под ногами, чтобы
нельзя было оступиться во время
работы;
залить масло во все масленки,
где предусмотрена ручная смазка,
смазать ходовой винт и ходовой
валик;
проверить уровень масла по конт-
рольным глазкам в коробке скоро-
стей (подач, фартуке), резервуаре
для масла и при недостатке долить
масла;
проверить работу станка на хо-
лостом ходу, исправность органов
управления станком, электрообору-
дования, наличие ограждений и
крепление подвижных деталей.
'Воспрещается начинать работу
до устранения обнаруженных неис-
правностей; о замеченных неисправ-
ностях рабочий должен сообщить
мастеру.
'Во время работы:
пользоваться индивидуальными,
защитными приспособлениями —
очками, экранами, защитными щит-
ками;
удалять стружку с детали, станка
и суппортов только крючком или
щеткой при остановленном
станке;
снимать или устанавливать де-
тали в патроне, измерять их, заме-
нять инструмент только при оста-
новленном станке;
нельзя пытаться остановить пат-
рон руками;
перед остановкой станка выклю-
чить сначала подачу, а затем отве-
сти резец из зоны резания;
внимательно следить за работой
станка;
оберегать направляющие ста-
нины и суппорта от повреждений;
не класть детали, инструмент и
другие предметы на станок;
не переключать коробку скоро-
стей и коробку подач на ходу;
переключать станок на обратный
ход после его остановки;
механическую подачу включать
после подвода резца к детали в
рабочее положение;
при работе абразивным инстру-
ментом защищать направляющие и
механизм станка от попадания
абразива;
предупреждать отводом резца или
остановкой суппорта образование
при обработке непрерывной ленты
стружки, ее спутывание и наматы-
вание на детали станка;
не применять в работе неис-
правных инструментов, приспособ-
лений и случайных предметов;
обязательно отключать станок
при любом временном прекращении
работы;
при прекращении подачи элект-
роэнергии необходимо остановить
станок и вывести инструмент из
рабочего положения.
Если замечены какие-либо от-
клонения в процессе , обработки
заготовки, то работу следует пре-
кратить, инструмент отвести от
детали и не начинать работу, пока
не будет установлена причина от-
клонения. Если необходимо прове-
сти работы по устранению неис-
правностей, то следует сообщить
об этом мастеру и приступать
к восстановительной работе при пол-
ностью обесточенном станке.
После окончания рабо-
т ы:
отключить станок от электросети;
очистить станок от стружки и
пыли и пр.;
ветошью, смоченной в керосине,
смыть со станка грязь и засохшее
масло;
рабочие и Обработанные по-
верхности станка слегка смазать
маслом для защиты от коррозии;
в соответствии с требованиями
паспорта станка произвести замену
жидкой смазки и заполнить маслен-
ки консистентной смазкой;
в соответствии с указаниями в
паспорте станка произвести про-
верку станка;
если необходимо провести ра-
37
chipmaker.ru
боты по устранению неисправно-
стей и регулировке станка, следует
сообщить об этом мастеру;
приступать к восстановительным
и регулировочным работам только
после разрешения мастера, соблюдая
правила безопасности и строго
выполняя требования паспорта
станка.
Коитрольныевопросы
1.	Назовите основные типы токарных
станков и дайте их классификацию.
2.	Изложите назначение и принципы па-
боты основных сборочных единиц (узлов)
и механизмов токарного станка.
3.	Ддя чего предназначены кинемати-
ческие схемы и как определяется частота
вращения в зависимости от ступеней ко-
робки скоростей?
4.	Назовите типы смазки для токарного
станка и их назначение.
5.	Как передается вращение к основным
рабочим органам токарно-винторезного стан-
ка мод. 16К20?
6.	Перечислите, что нужно делать при
подготовке к работе на станке во время
работы и после окончания работы иа
станке.
Г Л А В А 3
ТОКАРНО-РЕВОЛЬВЕРНЫЕ СТАНКИ
1.	Основные типы
токарно-револьверных станков
Токарно-ревэльверные станки
типизированы в зависимости от ряда
факторов, которые приведены ниже.
По виду обрабатываемых заготовок
различают станки для прутковых
и патронных работ. По размеру за-
готовок станки подразделяют на
малые (максимальный диаметр об-
рабатываемого прутка d=25 мм,
Рис. 3.1. Токарно-револьверные станки
с горизонтальной (а), наклонной (б) и верти
калькой (в) осями вращения револьверной
головки:
/ — шпиндельная бабка, 2 — станина, 3 — револь-
верная головка, 4 — поперечный суппорт
максимальный диаметр заготовки,
закрепляемой в патроне, 0=320 мм),
средние (d = 80 мм, 0 = 500 мм)
и тяжелые (d=160 мм, О=
= 800 мм).
По расположению оси вращения
револьверной головки различают
станки с горизонтальной (рис. 3.1, а),
вертикальной (рис. 3.1, в) и с на-
клонной (рис. 3.1, б) осями вра-
щения.
На станках с вертикальной и
наклонной осями вращения револь-
верной головки имеется поперечный
суппорт, а на станках с горизон-
тальной осью вращения попе-
речный суппорт отсутствует, так
как его функции, связанные с по-
перечным перемещением инструмен-
та, выполняются револьверной го-
ловкой.
Закрепление заготовки и сооб-
щение ей необходимой частоты вра-
щения осуществляется с помощью
механизмов, расположенных в шпин-
дельной бабке / (см. рис. 3.1)..
Режущий инструмент закрепляется
в револьверной головке 3 или в
головке поперечного суппорта 4, ко-
торые сообщают инструменту движе-
ние подачи.
Шпиндельная бабка, револьвер-
ная головка и поперечный суппорт,
а также их приводы смонтированы
на станине 2, относительно которой
осуществляются главные и вспомо-
38
chipmaker.ru
гательные движения при обработке
заготовки (детали).
Обозначение токарно-револьвер-
ного станка поясним на примере
мод. 1Е316П: последние две цифры
обозначают, что максимальный диа-
метр обрабатываемого прутка 16 мм,
буква Е указывает на модерниза-
цию станка, а буква П в конце
обозначения — на его точность. Раз-
мерный ряд максимальных диамет-
ров обрабатываемого прутка для
токарно-револьверных станков, вы-
пускаемых отечественными завода-
ми, имеет вид d=10; 16; 25; 40;
65; 100 и 160 мм.
2.	Шпиндельная бабка, механизм
подачи и зажима прутка
'В корпусе шпиндельной
бабки (рис. 3.2) станка смонти-
рованы шпиндель и механизм пода-
чи и зажима прутка.
Шпиндель 5 (полый стальной
вал) смонтирован в корпусе 7 на
подшипниках качения 3, 4 и 8.
Передний конец шпинделя имеет
фланец 10, к которому крепится
патрон для установки заготовок.
Гайками 11 и 12 регулируется
зазор в переднем подшипнике 8.
На левом конце шпинделя установ-
лен шкив 2, который крепится гай-
кой 1, соединяющей шпиндель ре-
менной передачей с коробкой ско-
ростей. Шпиндель имеет огражде-
ние 9. Крышка 6 защищает от за-
грязнения охлаждающее масло, ко-
торое сливается по патрубку 13.
'Внутри шпинделя размещается
механизм подачи и зажи-
ма прутка (рис. 3.3), используе-
мый при обработке пруткового
материала и работающий от гидрав-
лического привода. Пруток зажима-
ется цангой 7, которая соединена
трубой 4 с поршнем 1. Поршень
под давлением масла может пере-
мещаться в цилиндре 2. Цилиндр
закреплен на шпинделе и вместе
с ним вращается в неподвижной
маслоподводящей втулке 3. При по-
даче масла в правую  полость ци-
линдра поршень через трубу 4
перемещает цангу влево, при этом
происходит закрепление прутка. Ддя
освобождения прутка масло подает-
ся в левую полость цилиндра, и
цанга разжимается.
'Внутри цанги 7 и трубы 4 раз-
мещается цанга 6, которая трубой 5
соединена с ползуном 9. Пруток пода-
ется цангой 6, которая приводится
в движение гидроцилиндром 8 через
ползун 9 и трубу 4. При поступлении
масла в правую полость гидроци-
линдра ползун перемещается по на-
Рис. 3.2. Шпиндельная бабка станка мод. Ш326
39
chipmaker.ru
Рис. 3.3. Механизм подачи и зажима прутка станка мод. 1341
правляющим штанги 10 до упора
в кольцо 11, которое устанавливав
ется на длину подачи прутка.
Вместе с ползуном цанга 6 пере-
мещается по прутку, который заг
креплен в цанге 7, т. е. происходит
«набор» прутка. При поступлении
масла в левую полость цилиндра S
ползун подает пруток вправо до
упора, установленного в гнездо ре-
вол ызерной головки.
3.	Револьверные и поперечный
суппорты
Револьверные головки бывают
круглые и шестигранные. Круглые
головки устанавливают на станках
малого размера. Для крепления ин-
струмента в револьверных голов-
ках предусмотрены отверстия
Револьверный суппорт с
вертикальной осью враще-
ния револьверной головки пере-
мещается по направляющим ста-
нины. Поворот револьверной го-
ловки может Осуществляться вруч-
ную или автоматически при. отводе
револьверного суппорта (рис. 3.4).
При отводе суппорта вилка 1 пово-
рачивается относительно неподвиж-
ного упора 2 и поворачивает кула-
чок 5, который перемещает вверх
револьверную головку 9 вместе с ро-
ликами 6. При этом выходят из
зацепления зубья полумуфт 7 и 8,
которые фиксируют положение го-
ловки. При дальнейшем повороте
вилки 1 храповой механизм 3 по-
ворачивает револьверную головку
в следующую позицию. Для ис-
ключения перебега и для предвари-
тельной фиксации головки предус-
мотрены фиксаторы 11. При движе-
нии вперед вилка 1 поворачивается
в обратную сторону, кулачок 5 опус-
кает ролики 6 и головку 9, а полу-
муфты 7 и8 входят в зацепление
и фиксируют положение, револь-
верной головки. Усилие фиксации
регулируется гайкой 10.
Одновременно с поворотом ре-
вольверной головки через зубчатую
передачу осуществляется поворот
барабана 12 с регулируемыми упо-
рами, число которых соответствует
числу позиций для инструмента ,в ре-
вольверной головке. Упоры ограничи-
вают движение вперед салазок ре-
вольверной головки относительно
каретки 4. Ддина выдвижения упо-
ров устанавливается при наладке
станка.
40
Рис. 3.4. Револьверный суппорт стрнка мод. 1Е316П
Револьверный суппорт с
горизонтальной осью вра-
щения револьверной головки обес-
печивает перемещение револьверной
головки и вращение вокруг соб-
ственной оси.
Револьверная головка 7 с зуб-
чатым венцом 6 (рис. 3.5) повора-
чиваётся вручную маховиком через
вал шестерни, которая находится в
зацеплении с венцом 6 (маховик,
вал и шестерня на рисунке не пока-
заны). Револьверная головка за-
крепляется в рабочем положении
фиксатором 5. 'Вращение головке
сообщается от коробки подач через
шлицевой валик /, зубчатую муф-
ту 2, зубчатую и червячную 4 пере-
дачи, которые валом-шестерней сое-
диняются с зубчатым венцом 6.
Переключением конической муфты
можно изменять направление вра-
щения револьверной головки. Чер-
вячная передача 4 может получать
вращение от маховика 3 для ручных
тонких круговых перемещений ре-
вольверной головки.
На правом кЬнце вала револьвер-
ной головки находится барабан 1
командоаппарата (рис. 3.6) с числом
продольных пазов, равным числу
позиций револьверной головки.
'В каждом, пазу находятся подвиж-
ные кулачки 2, которые через толка-
тели 3 нажимают на кнопки мик-
ропереключателей 4. Микропереклю-
чатели включают или выключают
электромагнитные муфты коробок
скоростей и подач или переключают
скорость вращения двухскоростного
двигателя коробки скоростей. По-
ложение кулачков 2 определяется
при наладке станка согласно техно-
логической карте.
4.	Кинематическая схема. Смазка
Главное движение — вращение
шпинделя — осуществляется от элек-
тродвигателя Ml через коробку ско-
ростей и ременную передачу со шки-
вами d=201 и d~ 155 мм (рис. 3.7).
Движение вращения с вала / пере-
дается валу II через зубчатые
колеса z=23 и 66 или z=58 и 31 в
зависимости от включения муфт mt
или гл?. Движение вращения с ва-
ла II передается валу III через зуб-
чатые колеса z=40 и 76; z=57 и
59; z=27 и 89 в зависимости от
включения муфт ги6, гщ и тл. 'Вклю-
41
chipmaker.ru
Рис. 3.6. Командоаппарат станка мод. 1Г325
chipmaker, ru
Рис. 3.7. Кинематическая схема токарно-револьверного станка мод. 1П365
чение муфт в различных сочетаниях
обеспечивает шесть частот враще-
ния шпинделя от 200 до 3350 об/мин.
Подача поперечного суппорта 2
осуществляется от вала III коробки
скоростей через ременную передачу
со шкивами d=98 и d=153 мм и
коробку подач. 'В коробке подач
движение вращения передается с
вала V валу VI через зубчатые коле-
са z=30 и 81 или 2 = 53 и 58, или
z = 66 и 45. Движение вращения с
вала VI передается валу VII через
зубчатые колеса 2=30 и 81 или
2=24, 45 и 68. 'В зависимости от
последовательности включения муфт
те, ту и т» изменяются частота и
направление вращения вала VII
коробки подач.
Коробка подач через червячную
передачу £=1/38, зубчатые колеса
2=52 и 55, 2=74 и 20 соединена с
ходовым винтом (шаг винта 4 мм)
поперечного суппорта 2.	\
Подача револьверного суппорта 3
осуществляется от ходового вала
и
Рис. 3.8. Схема смазки станка мод. 1П326:
/—маслораспределитель, 2—к механизму подачи и зажима прутка, 3 и 5 — к шпиндельной бабке,
4 — к коробке скоростей, 6 — к коробке подач, 7 — к фартуку поперечного суппорта, 8 — к фартуку
револьверного суппорта, 9 — масленки для индивидуальной смазки, 10 — перелив масла из шпиндельной
бабки в коробку подачи и зажима прутка, 11 — слив масла из коробки подачи зажима прутка, 12— из
коробки подач, 13 — из фартука поперечного суппорта, 14 — из фартука револьверного суппорта,
15 — фильтр, 16 — насос, 17 — резервуар для масла
43
chipmaker.ru
VII, соединенного с выходным ва-
лом коробки подач через зубчатые
колеса z=30 и 60, z=30 и 60, чер-
вячную передачу 1= 1/38, зубчатые
колеса z = 52 и 52, вал X и реечную
передачу с колесом z=18, т=2.
Отвод револьверного суппорта в
исходное положение производится
от электродвигателя М2 через вал
IX, зубчатые колеса z=45 и 45,
червячную передачу 1= 1/38 и далее
по схеме, указанной выше.
При отводе револьверного суп-
порта в исходное положение проис-
ходит автоматический поворот ре-
вольверной головки с помощью спе-
циального механизма (на схеме не
показан). 'Вместе с револьверной
головкой через колеса z=38 и 38
поворачивается барабан упоров Бу.
Настроенный упор соответствую-
щий рабочей позиции револьверной
головки, в конце рабочего хода ре-
вольверного суппорта (т. е. в крайнем
левом положении) нажимает на не-
подвижный упор У2, который через
конечный выключатель переключает
муфту тд с рабочего хода на бы-
стрый отвод.
Револьверная головка через зуб-
чатые колеса z=38 и 19 соединена
с кулачковым барабаном командо-
аппарата, с помощью которого осу-
ществляется необходимая комбина-
ция включений муфт коробки ско-
ростей и коробки подач в соответ-
ствии с технологическим процессом.
Револьверный суппорт может пе-
ремещаться вручную штурвалом, ко-
торый соединен с валом X зубчаты-
ми колесами z=67 и 30, z=38 и 38.
'Важное значение для обеспече-
ния длительной эксплуатации то-
карно-револьверных станков имеют
правильный уход за ними и особенно
своевременная и правильная смазка,
схема которой приведена на рис. 3.8.
Насос 16 подает масло в масло-
распределитель 1, через который оно
подводится к местам смазки. Отра-
ботанное масло по сливному трубо-
проводу стекает в резервуар 17
для масла.
Перед началом работы в места
индивидуальной смазки (они указы-
ваются в инструкции к станку) за-
ливают масло, проверяют уровень
масла в резервуаре централизован-
ной смазки и доливают масла до
контрольной отметки, если его уро-
вень ниже этой отметки.
Масло в станке меняют полно-
стью не реже одного раза в три
месяца.
Контрольные вопросы
1.	Назовите основное назначение и дайте
классификацию токарно-револьверных стан-
ков.
2.	Расскажите о действии рабочих ор-
ганов токарно-револьверных станков.
3.	Как передается вращение к основным
рабочим органам станка?
Г Л А В А 4
СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ
ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК(ДЕТАЛЕЙ)
1.	Элементы технологического
процесса. Заготовки
Технологическим процессом назы!
вается часть производственного про-
цесса, связанная с последовательным
изменением формы, размеров и каче-
ства поверхности заготовки от мо-
мента поступления ее в обработку
до получения готовой детали.
Элементами технологического
процесса при обработке деталей ре-
занием являются операции, уста-
новки, переходы и проходы.
Операция — законченная
часть технологического процесса об-
работки заготовки, выполняемая на
одном рабочем месте (на одном
станке) непрерывно до перехода к
обработке следующей заготовки.
44
chipmaker.ru
Установка — часть операции,
выполняемая при одном неизменном
закреплении обрабатываемой за-
готовки.
Переход — законченная часть
операции, характеризующаяся по-
стоянством обрабатываемой поверх-
ности, рабочего инструмента и ре-
жима работы станка. Одновремен-
ную обработку нескольких поверхно-
стей детали несколькими инстру-
ментами принято считать за один
переход.
Проход— часть перехода, осу-
ществляемая при одном рабочем
перемещении инструмента в направ-
лении подачи; за один проход сни-
мают один слой металла.
При изучении технологических
процессов и при техническом норми-
ровании выделяют в операции ра-
бочие приемы. Рабочий прием—
определенное законченное действие
рабочего из числа необходимых для
выполнения данной операции (на-
пример, установка заготовки, пуск
станка и т. п.).
Заготовки для получе-
ния деталей. Заготовки дета-
лей получают литьем, ковкой, штам-
повкой, сваркой, прессованием, про-
каткой, волочением. Заготовки бы-
вают металлические и неметалличе-
ские. Неметаллические заготовки в
основном получают из пластмасс
(синтетических веществ органиче-
ского происхождения) методом
литья, прессования и выдавливания.
К металлическим заготовкам от-
носятся прокат из стали и цветных
металлов (простых и сложных про-
филей) в виде прутков и труб, по-
ковки, листовая штамповка, отливки.
Большинство деталей типа валов,
втулок, шайб и колец изготовляют
из заготовок, поставляемых в виде
круглых, шестигранных и квадрат-
ных прутков. Крупные и сложные
по форме детали получают из
штучных заготовок, полученных лить-
ем, ковкой или штамповкой.
'Выбор вида заготовки зависит
от конструктивных особенностей де-
тали (например, болт с шестигран-
ной головкой целесообразно изготов-
лять из шестигранного прутка, а не
из круглого).
Заготовка должна иметь не-
сколько большие размеры, чем го-
товая деталь, т. е. предусматрива-
ется слой металла, снимаемый при
механической обработке, который
называется припуском на обработ-
ку. 'Величина припуска должна быть
наименьшей (т. е. заготовка пс фор-
ме и размерам должна приближаться
к форме и размерам готовой детали),
но при этом должно быть обеспечено
получение годной детали.
2.	Построение технологического
маршрута
Технологический процесс изготов-
ления какого-либо изделия оформ-
ляется специальными документами.
'В СССР-введена Единая система
технологической документации
(ЕСТД), которая устанавливает ос-
новные виды технологических до-
кументов. Основная цель ЕСТД —
установить на всех предприятиях
единые правила оформления, выпол-
нения и обращения технологической
документации, что дает возможность
обмена технологическими докумен-
тами между предприятиями без
переоформления этих документов.
К основным технологическим до-
кументам относят маршрутные и опе-
рационные карты, карты эскизов и
рабочие чертежи.
Маршрутная карта со-
держит последовательное описание
технологического процесса изготов-
ления изделия по всем операциям
с указанием данных об оборудова-
нии, оснастке, материальных и
трудовых нормативах.
Операционная карта со-
держит описание операций с рас-
членением их по переходам и с
указанием режимов обработки и
данных о режущем, вспомогатель-
ном, измерительном инструменте,
оснастке и т. д.
Карта эскизов содержит
эскизы, схемы, таблицы^ необхо-
димые для выполнения технологи-
ческого процесса, операции, пере-
хода. При вычерчивании эскиза со-
45
chipmaker.ru
Рис. 4.1. Установочные базы
блюдаются следующие правила и ус-
ловия: деталь на эскизе располагают
в рабочем положении, т. е. так, как
она расположена на станке; при
многопозиционной обработке эскиз
выполняют для каждой позиции от-
дельно; инструменты показывают на
обрабатываемой поверхности в ко-
нечном положении обработки; в каж-
дой позиции обрабатываемые по-
верхности заготовки изображают
толстыми Линиями черным (или крас-
ным) цветом, а базовые поверхно-
сти, на которых заготовка устанав-
ливается,— условными обозначения-
ми; на обрабатываемых поверхно-
стях обязательно указывают размеры
с допусками и расстояния от баз;
направления перемещения заготов-
ки и инструментов показывают
стрелками; при выполнении эскизов
револьверных операций указывают
позиции револьверной головки с со-
ответствующими инструментами.
Исходными данными при состав-
лении маршрутной и операционной
карт являются производственная
программа, чертежи, спецификация,
технические условия, паспорт станка,
альбомы режущих и вспомогатель-
ных инструментов, альбомы приспо-
соблений, руководящие материалы
по режимам резания, нормативы
подготовительно-заключительного и
вспомогательного времени, тарифно-
квалификационный справочник.
Маршрутная карта состоит из
двух основных частей — верхней и
нижней.''В верхней части помещают
сведения об изготовляемой детали
и ее заготовке, а в нижней — опи-
сание технологического процесса
с разделением на операции и с
указанием необходимых станков,
приспособлений, режущего, вспо-
могательного и измерительного ин-
струмента, а также указания про-
фессий, разрядов работы, тарифной
сётки, норм времени и расценок.
Основным условием, обеспечи-
вающим выполнение производствен-
ного задания, является наличие под-
робно разработанной технологиче-
ской документации, внимательное
изучение ее рабочим, строгое со-
блюдение указаний, предусмотрен-
ных в ней.
3.	Технологические базы
'В машине, механизме, ' станке
детали соединяются между собой,
обеспечивая передачу и преобразо-
вание движений. 'В процессе обра-
ботки заготовки (детали) закрепля-
ются. Ддя ориентации заготовок во
время обработки на станках, распо-
ложения готовых деталей в сбороч-
ных единицах (узлах) машин, изме-
рения деталей служат поверхности,
линии, точки и их совокупности,
которые называются базами. Раз-
личают технологические и конструк-
торские базы.
Технологические базы разделяют-
ся на установочные и измеритель-
ные.
Установочные базы — по-
верхности (а также линии и точки),
служащие для установки заготовки
на станке и ориентирующие ее
относительно режущего инструмен-
та. Например, торцовая 3 и цилинд-
рическая 4 поверхности кулачков
патрона (рис. 4.1, а), или торцовая
поверхность 7 патрона и цилиндри-
ческая поверхность 8 кулачков
(рис. 4.1, б), или конические по-
верхности 5 и 6 центров станка
(рис. 4.1, в) и др.
Установочными базами могут
быть различные поверхности заго-
товок, а также центровые гнезда
и плоскости. Например, установоч-
ными базами для втулки, могут
быть наружная поверхность 1 и то-
46
chipmaker.ru
Рис. 4.2. Измерительные базы (а, б) и способы обеспечения точности обработки (в)
рец 2 (см. рис. 4.1, а), наружная 9
или внутренняя 10 цилиндрические
поверхности и торец 11 (рис. 4.1, г).
'В качестве баз при первоначаль-
ной обработке используют необ-
работанные поверхности (черновые
оазы), при последующей обработ-
ке — обработанные поверхности
(чистовые базы). Установочные ба-
зы делятся на основные и вспомо-
гательные.
Основные установочные
базы — это поверхности, которые
ориентируют заготовки (обрабаты-
ваемые детали) на станке и поло-
жение готовых деталей в машине
относительно других сопрягаемых
деталей при ее работе. Например,
основными установочными базами
для втулки могут являться торец 11
и внутренняя поверхность 10 (см.
рис. 4.1, г), если втулка монтиру-
ется на вал.
'Вспомогательные уста
новочные базы — это поверх-
ности, которые используют только
для установки заготовок (деталей)
иа станке; они не имеют особого
значения для работы машины. При-
мерами вспомогательной базы могут
служить центровые гнезда вала,
обтачиваемого и шлифуемого с ус-
тановкой в центрах (см. рис. 4.1, в),
необработанная шестигранная по-
верхность головки болта и др.
Измерительная база — по-
верхность (линия или точка), от ко-
торой производят отсчет размеров.
Например, на рис. 4.2, а заданы
размеры А и С, а размер В — сво-
бодный; следовательно, поверхность
2 — измерительная.
Конструкторская база —
совокупность поверхностей, линий,
точек, от которых заданы размеры
и положение деталей при разработке
конструкции. Конструкторские базы
могут быть реальными (материаль-
ная поверхность) или геометриче-
скими (осевые линии, точки).
При выборе черновых уста-
новочных баз руководствуются
следующими правилами: базовые по-
верхности должны быть по возмож-
ности ровными и чистыми (не следу-
ет, например, принимать за базы
поверхности, на которых располага-
ются литники, линии разъема моде-
лей или заусенцы), базовые поверх-
ности не должны изменяться отно-
сительно других поверхностей (не
следует, например, брать за базу
поверхность литого отверстия, так
как его положение может изменять-
ся), за базы рекомендуется прини-
мать поверхности с минимальными
припусками или вообще не подвер-
гаемые обработке. При переустанов-
ке заготовки черновые базы заме-
няются чистовыми.
При выборе чистовых уста-
новочных баз следует: выби-
рать основные базы, так как это
обеспечивает большую точность об-
работки; соблюдать при обработке
принцип постоянства баз; совмещать
при возможности установочные и из-
мерительные базы.
Например, на рис. 4.2, а измери-
тельной базой является поверх-
47
chipmaker.ru
Рис. 4.3. 'Варианты обработки ступенчатого
вала
ность 2, станок настроен от устано-
вочной базы 1 на размер В, а раз-
мер С получен на предыдущей опе-
рации. Следовательно, установочная
и измерительная базы-не совпадают.
Ддя получения размера А в преце;
лах допуска нужно определить от-
клонения размера В, как это сделано
на рис. 4.2, б; при этом установоч-
ная и измерительные базы будут
совмещены (совпадут).
'В качестве базирующих поверх-
ностей при точении применяют на-
ружную (или внутреннюю), цилинд-
рическую поверхность и торец, два
центровых гнезда, наружную (или
внутреннюю) цилиндрическую по-
верхность и центровое гнездо.
Ддя повышения точности обра-
ботки в самоцентрирующих патро-
нах применяют сырые кулачки, ко-
торые протачиваются непосредствен-
но перед обработкой заготовки (де-
тали) или партии деталей. Обработ-
ка кулачков производится под на-
грузкой (рис. 4.2, в). Ддя этого в
кулачках закрепляется (с усилием,
необходимым для крепления де-
тали) диск / или кольцо 2 для выбор-
ки зазоров. Размер диска должен
соответствовать наибольшему диа-
метру зажимаемой детали, а размер
кольца — наименьшему (обычно ку-
лачки протачивают от торца пат-
рона).
Обработку вала, имеющего не-
сколько ступеней, можно выпол-
нить по разным вариантам (рис. 4.3).
Обработку трехступенчатого вала
(ступени вала А, Б и В) можно вы-
полнить по схеме на рис. 4.3, а.
Припуск удаляется, начиная с торца
вала, за три перехода: / — обтачи-
вается ступень В, 2 — ступень Б и
3 — ступень А.
При обработке вала по схеме
на рис. 4.3, б каждая ступень
вала обтачивается отдельно за че-
тыре перехода: 1 и 2 — ступень А
(вследствие большого припуска),
3 — ступень Б, 4 — ступень В.
При обработке вала по схеме
на рис. 4.3, в ступень В обтачи-
вается за переход /, ступень А —
за переход 2 и ступень Б — за
переход 3.
На выбор схемы обработки трех-
ступенчатого вала влияет величина
припуска на отдельных ступенях и
соотношение их диаметра и длины.
Та схема, при которой время обра-
ботки наименьшее, будет наиболее
выгодной. При чистовом обтачивании
порядок обработки ступеней вала за-
висит от выбора баз и точности
обработки. Если диаметры ступеней
вала имеют значительную разницу,
то рекомендуется сначала обтачи-
вать ступени большого диаметра, а
последней — ступень меньшего диа-
метра.
Способ установки и закреп тения
штучных заготовок на станке выби-
рают в зависимости от размеров,
жесткости и точности изготовляе-
мой детали. Если заготовка устанав-
ливается в патроне станка, то
длина зажимаемой части должна
быть не менее */з общей длины
заготовки, а длина выступающей
части — не более 2—3 диаметров.
Заготовку, установленную в пат-
роне, проверяют на биение. Для
этого к вращающейся заготовке под-
носят мел до касания цилиндриче-
ской поверхности. После остановки
шпинделя легкими ударами молотка
перемещают к центру выступающую
(очерченную мелом) поверхность за-
готовки и затем при повторных
включениях добиваются, чтобы рис-
ка на поверхности детали была почти
кольцевой. После этого проверяют
надежность закрепления заготовки.
Более длинные заготовки закреп-
ляют в патроне и поджимают
задним центром в зацентрованный
торец заготовки.
При обработке партии заготовок
(деталей) стремятся сократить по-
48
chipmaker.ru
тер и времени, связанные с выверкой
и закреплением заготовки. Ддя
этого применяют патроны с меха-
низированным зажимом и установоч-
но-зажимные или самоцентрирующие
механизмы, обеспечивающие одно-
временную установку заготовки в
требуемое для обработки положение
и ее зажим. К таким механизмам
относятся цанговые, мембранные
приспособления с электромагнитным,
магнитным, гидро- и пневмоприво-
дом и др. Способы установки и за-
крепления заготовок изложены в
гл. 15.
4.	Точность обработки
Обеспечение заданной точности
детали — основное требование к тех-
нологическому процессу. Под точно-
стью обработки понимают степень
соответствия изготовленной детали
требованиям чертежа и технических
условий. Точность детали слагается
из точности выполнения размеров,
формы, относительного положения
поверхностей детали и шероховато-
сти поверхностей. Под точностью
формы поверхности понимают сте-
пень соответствия ее размеров в осе-
вом и поперечном сечениях геомет-
рической форме.
При разработке технологическо-
го процесса изготовления детали
для обеспечения требуемой точности
обработки приходится учитывать
причины, вызывающие погрешности
обработки. Основными причинами
погрешностей обработки на токар-
ных станках являются: недостаточ-
ная точность и жесткость станка;
неточность изготовления и недоста-
точная жесткость режущего и вспо-
могательного инструмента; погреш-
ности установки заготовки на станке
и ее деформация при зажиме или
под действием усилий резания й на-
грева (рис. 4.4); погрешности в
процессе измерения и др.
'В процессе обработки система
СПИД, (станок — приспособление—
инструмент—деталь) станка дефор-
мируется под действием сил реза-
ния. Например, передний центр мо-
Рис. 4.4. Заготовка (стальное кольцо) до уста-
новки на станке (а), после закрепления в трех-
кулачковом патроне (б), после обработки (в)
и после снятия со станка (г)
жет сместиться относительно оси
00 ненагруженного станка на ве-
личину h] (рис. 4.5), а задний —
на величину hi. Деталь при* этом
прогнется на величину йз, а суппорт
с резцом сместится на величину h^.
Эти деформации на практике могут
прдявляться как совместно, так и в
отдельности и в результате могут
привести к отклонениям формы де-
тали от цилиндричной (рис. 4.6).
Рис. 4.5. Деформация системы СПИД под
действием сил резания
Для выполнения точностных тре-
бований, предъявляемых к готовой
детали, последовательность техноло-
гических операций назначают, ис-
ходя из следующих соображений.
1.	Сначала производят черновую
обработку заготовки, при которой
удаляются наибольшие слои ме-
талла. Это позволяет выявить дефек-
ты заготовки и снять с нее внут-
ренние напряжения, вызывающие
деформации.'Все операции черновой
обработки требуют значительных сил
резания, значительно влияющих на
точность окончательно обработанной
поверхности; поэтому их следует вы-
Рис. 4.6. Погрешность формы детали при не-
жесткой заготовке (а, в) и при нежестких
центрах (б)	‘
49
chipmaker.ru
Рис. 4.7. Зависимость стоимости обработки
детали от точности ее изготовления
поднять до операций чистовой об-
работки.
2.	Обработку поверхностей, на
которых возможные дефекты заго-
товок недопустимы, следует выпол-
нять в начале технологического
Процесса при выполнении черновых
операций.
3.	Следует в .первую очередь
обрабатывать поверхности, при уда-
лении припуска с которых в наи-
меньшей степени снижается жест-
кость заготовки.
4.	Чистовые операции надо вы-
полнять в конце обработки, так
Как при этом уменьшается возмож-
ность повреждения уже обработан-
ных поверхностей.
5.	Поверхности детали, связанные
между собой точным относительным
расположением, необходимо обраба-
тывать с одной установки и в одной
рабочей позиции.
При обработке штучных загото-
вок необходимая точность размеров
достигается снятием припуска при
Последовательных проходах. Перед
каждым проходом обрабатываемую
поверхность детали измеряют и оп-
ределяют величину припуска, а затем
назначают величину подачи инстру-
мента. Так повторяют до тех пор,
пока фактический размер обраба-
тываемой поверхности не войдет в
пределы допуска на размер по чер-
тежу. При обработке партии деталей
описанным методом обрабатывают
только первую деталь, а затем фик-
сипуют взаимное положение меха-
низмов станка и производят об-
работку остальных деталей партии.
Чем выше требования к точности
детали, тем выше требЬвания к ме-
таллорежущему станку, режущему и
вспомогательному инструменту, точ-
ности измерения, квалификации ра-
бочего и т. д., т. е. получение более
высокой точности обработки требует
более высоких затрат времени и
труда. Поэтому различают эконо-
мическую и достижимую точность
обработки. Экономическая точность
обработки — понятие условное, опре-
деляющее возможность выбора спо-
соба обработки деталей с необходи-
мой точностью при минимальных за-
тратах времени и труда. Йа рис. 4.7
приведена зависимость стоимости
обработки детали от точности ее из-
готовления.
Достижимая точность — макси-
мальная точность, которая может
быть достигнута при обработке де-
тали рабочим высокой квалифика-
ции в условиях производства, пред-
назначенных для обработки деталей
с заданной точностью.
Сравнением экономической и до-
стижимой точности определяют со-
вершенство технологического про-
цесса обработки детали.
5. Наладка и настройка
токарно-винторезного станка
Наладкой станка называют
подготовку его к выполнению опре-
деленной работы по изготовлению
детали в соответствии с установ-
ленным технологическим процессом
для обеспечения требуемой произ-
водительности, точности и шерохо-
ватости поверхности. После наладки
обрабатывают две-три детали, и если
полученные после обработки размеры
не соответствуют указанным на
чертеже, то производят подналад-
к у инструмента на требуемый раз-
мер.
Ддя обеспечения требуемых ре-
жимов резания производят настрой-
ку станка. Настройкой станка
называется кинематическая подго-
товка его к выполнению заданной
обработки по установленным режи-
мам резания согласно технологиче-
скому процессу.
50
chipmaker.ru
Рис. 4.8. Установка и снятие трехкулачкового патрона:
а —установка оправки, б — установка трехкулачкового патрона на шпиндель, в — закрепление пат-
рона, г — закрепление заготовки, д— освобождение патрона
Подготовка станка к работе со-
стоит из проверки исправности
станка и в подготовке его к выпол-
нению токарных операций. Перед
началом работы токарь должен убе-
диться, что станок выполняет все
команды и перемещение салазок
суппорта (вручную и автоматическй)
осуществляется плавно без скачков,
рывков и заеданий. 'Вначале нужно
убедиться в надежности крепления
патрона на шпинделе станка. Затем
на холостом ходу проверяют выпол-
нение станком команд по пуску ц
остановке электродвигателя станка,
включение и выключение вращения
шпинделя, включение и выключение
механических подач суппорта.
Убедившись в исправности стан-
ка, приступают к его наладке. Для
этого определяют, как должна уста-
навливаться и закрепляться заго-
товка на станке — в центрах, в пат-
роне и т. д.
При установке трехкулачкового
самоцентрирующего патрона проти-
рают обтирочным материалом, слег-
ка смоченным в керосине, резьбу
или конический конец и коническое
отверстие шпинделя; прочищают
внутреннюю резьбу или коническое
отверстие переходного фланца пат-
рона; в коническое отверстие шпин-
деля резким движением вставляют
направляющую оправку (рис. 4.8,а);
берут патрон двумя руками (рис.
4.8, б) и осторожно надевают его
на направляющую оправку, далее,
перемещая патрон влево и вращая
его, совмещают первые нитки резьбы
шпинделя и патрона, а затем,поддер-
живая патрон левой рукой снизу и
одновременно вращая правой рукой,
доворачивают его до отказа; ключом,
вставленном в одно из квадратных
отверстий патрона, слегка отводят
его на себя и резко (с усилием)
। поворачивают от себя до отказа
I (рис. 4.8, в); во избежание самоот-
I винчивания патрона вставляют
зубья стопорных ^ухарей в пазы
шпинделя и прочно крепят их вин-
тами; удаляют направляющую оп-
равку, выталкивая ее (легким уда-
ром) латунным прутком через от-
верстие в шпинделе.
Ддя установки заготовки в трех-
кулачковый самоцентрирующий пат-
рон левой рукой разводят кулачки
патрона ключом (рис. 4.8, г) на-
столько, чтобы между кулачками
51
chipmaker.ru
Рис. 4.9. Установка центра и поводкового
патрона
прошла заготовка; правой рукой вво-
дят заготовку между кулачками н
сначала зажимают левой рукой, а
затем, вращая ключ двумя руками,
окончательно закрепляют заготов-
ку в патроне.
Если обработку производят в
центрах, то для снятия патрона
(рис. 4.8, д) вначале разводят
кулачки патрона и в отверстии
шпинделя закрепляют оправку; за-
тем снимают стопорные сухари и,
вставив ключ в гнездо патрона,
резко поворачивают патрон на себя,
а потом, поддерживая патрон левой
рукой и перехватываясь правой,
осторожно свинчивают патрон на
оправку и снимают со станка.
После удаления оправки тщатель-
но протирают коническое отверстие
шпинделя и конический хвостовик
центра. Затем правой рукой вводят
центр(хвостовиком) в отверстие
шпинделя и резким движением встав-
ляют его до отказа (рис. 4.9, а).
'Включают вращение шпинделя и про-
Рис. 4.10. Установка резца в резцедержателе
по оси центров станка
веряют центр на радиальное биение.
Если центр вращается с биением,
то его выбивают латунным прутком
и снова вставляют в отверстие шпин-
деля, повернув на 30—45° вокруг
оси. Затем левой рукой вставляют
центр в пиноль задней бабки.
Ддя проверки соосности центров
заднюю бабку подводят влево так,
чтобы расстояние между вершинами
центров было не более 0,3—0,5 мм;
закрепляют пиноль и проверяют (на
глаз) совпадение вершин в горизон-
тальной плоскости. Если вершины
центров не совпадают, то добиваются
их соосности смещением задней баб-
ки. После этого производят установ-
ку поводкового патрона (рис. 4.9, б),
используя те же приемы, что и при
установке трехкулачкового патрона.
Следующим элементом наладки
является выбор и установка резца
в резцедержателе по высоте оси
центров станка (рис. 4.10). Ддя
этого резцедержатель подводят к
центру задней бабки, вершину голов-
ки резца устанавливают так, чтобы
вылет резца не превышал 1—1,5 вы-
соты его державки, определяют вза-
имное положение вершины головки
резца и центра станка и совмещают
их по высоте введением подкладбк
под державки резца. Подкладки
должны иметь параллельные и
хорошо обработанные поверхности,
не должны по длине и ширине
выходить за пределы опорной по-
верхности резцедержателя. Число
подкладок должно быть не более
двух.
После наладки токарного станка
производят его настройку. Перед
настройкой станка на заданные час-
тоту вращения шпинделя и подачу
рукоятку включения шпинделя уста-
навливают в нейтральное (среднее)
положение, рукоятки включения про-
дольных и поперечных подач —
в нерабочее положение и перемеща-
ют суппорт к задней бабке так,
чтобы расстояние между ними было
100—150 мм.
'Вначале настраивают отдельные
кинематические цепи станка (глав-
ного движения и подач), а затем
52
chipmaker.ru
устанавливают в определенное по-
ложение органы управления (рукоят-
ки коробки скоростей и коробки
подач) для получения требуемых
скорости резания и подачи. Конкрет-
ное значение частоты вращения
шпинделя и ходового валика опре-
деляют, исходя из рациональных
режимов обработки заготовки.
Рациональный выбор режима ре-
зания заключается в назначении
таких величин подачи, глубины и
скорости резания, которые позволя-
ют максимально использовать воз-
можности режущего инструмента и
эксплуатационные возможности
станка.
Режим резания обычно выбирают
в такой последовательности: уста-
навливают глубину резания исходя
из припуска на обработку и выпол-
нения обработки с наименьшим
числом проходов; устанавливают
подачу с учетом прочности меха-
низма подач и жесткости заготовки
(для черновой обработки) и исходя
из требуемой шероховатости поверх-
ности, геометрии инструмента, ма-
териала заготовки (для чистовой
обработки); устанавливают допусти-
мую скорость резания исходя из вы-
бранных глубины резания и подачи,
мощности станка, материала заго-
товки, материала, геометрии и стой-
кости инструмента.
6. Особенности наладки
токарно-револьверных станков
Подготовка гокарно-револьверно-
го станка к работе заключается,
в установке приспособления для
закрепления обрабатываемой заго-
товки (детали), вспомогательного и
режущего инструмента, настройке
упоров для подачи прутков и огра-
ничения хода суппортов, установке
рукояток или кулачков для получе-
ния необходимой частоты вращения
шпинделя и подач режущего инстру-
мента, обработке двух-трех загото-
вок, проверке изготовленных проб-
ных деталей и подналадке положе-
ния инструмента и упоров.
Станки с продольным переме-
щением револьверного суппорта, не
имеющие поперечного суппорта, а
также поперечного перемещения ре-
вольверной головки, имеют ограни-
ченные технологические возможно-
сти. На таких станках можно выпол-
нять центровку, сверление, растачи-
вание, развертывание, обтачивание,
нарезание резьбы, подрезание ши-
роким резцом узких торцов. Такие
работы, как, например, проточка ка-
навок, подрезка широких торцов,
обработка фасонных поверхностей,
а также отрезка, можно произ-
водить на этих станках с помощью
специальных державок, дающих рез-
цу возможность перемещаться в по-
перечном направлении, или путем
использования вращения револьвер-
ной головки для поперечной подачи
резца.
Для обработки фасонных поверх-
ностей, а также для отрезки приме-
няют токарно-револьверные станки,
снабженные поперечным суппортом
(рис. 4.11).
Наладка станка с вертикальной
осью вращения револьверной голов-
ки на изготовление простых деталей
проще, чем наладка станка с’ гори-
зонтальной осью вращения ре-
вольверной головки. Наладка станка
с горизонтальной осью вращения
револьверной головки на обработку,
требующую использования одновре-
менно нескольких режущих инстру-
ментов, проще наладки на ту же ра-
боту станка с вертикальной осью
вращения револьверной головки, так
как в первом случае используются
более простые державки, чем во
втором.
При переналадке станков с гори-
зонтальной осью вращения револь-
верной головки на обработку новой
детали меняют съемную часть ре-
вольверной головки (рис. 4.12) вме-
сте с инструментами, установлен-
ными в нее предварительно. Одно-
временно меняют и зажимное при-
способление, соответствующее новой
детали. Затем по эталону детали,
закрепленному в патроне, регулиру-
ют упоры, обрабатывают заготовку.
chipmaker.ru
Рис. 4.11. Обработка на токарно-револьверном
станке с вертикальной осью вращения револь-
верной головки и поперечным суппортом:
/ — цанга, 2 — шестигранный пруток-заготовка,
3 — обработанная деталь, 4 — револьверная го-
ловка, ' 5 — резцедержатель, установленный на
поперечном суппорте
Рис. 4.12. Съемная часть револьверной головки
с горизонтальной осью вращения
Рис. 4.13. Отрезка деталей на станках с гори-
зонтальной осью вращения револьверной
головки
измеряют полученную деталь и при
необходимости производят подналад-
ку станка.
Обтачивание и растачивание ци-
линдрических поверхностей на то-
карно-револьверных станках произ-
водится резцами, установленными
в специальных державках, закреп-
ленных в револьверной головке,
или в резцовой головке поперечного
суппорта. При обработке на токар-
но-рерольверном станке с верти-
кальной осью вращения револьвер-
ной головки для уменьшения по-
грешности обработки и получения
стабильных размеров целесообразно
устанавливать резцы в револьвер-
ную головку в вертикальной плос-
кости. так как этим устраняется
влияние погрешности поворота ре-
вольверной. головки.
-В большинстве случаев, особенно
при подналадке, когда нужно сме-
нить затупившиеся резцы, снимают
державку вместе с резцами и ставят
новую с резцами, заранее установ-
ленными по детали-шаблону.
Ддина проточки выдерживается
упорами. При обработке с помощью
поперечного суппорта или регулируе-
мых державок требуемый размер до-
стигается методом пробных проточек.
При смене отдельных резцов не-
обходимо обработать заготовку, за-
тем отвести револьверную головку,
заменить затупившийся резец за-
точенным и слегка закрепить его.
Затем револьверную головку следует
подвести к обработанной заготовке,
резец прижать к обработанной по-
верхности и окончательно закрепить.
При таком способе смены резца
размер обрабатываемой детали оста-
нется прежним, фасонные резцы за-
меняются так же.
-Все инструменты (сверла, зенке-
ры и др.) закрепляются в револьвер-
ной головке жестко, кроме развер-
ток, которые устанавливаются в ма-
ятниковые державки. Рекомендуется
применение разверток со спиральны-
ми зубьями для получения более
точных и чистых отверстий как
гладких, так и с выемками вдоль
образующей.
chipmaker.ru
Обработка торцовых поверхно-
стей может выполняться различными
инструментами, установленными в
резцовую головку поперечного суп-
порта или в револьверную головку.
На станках с поперечным суппор-
том подрезание торцов рекоменду-
ется производить резцами, установ-
ленными в резцовую головку, при
поперечной подаче суппорта. При
обработке ступенчатых поверхностей
могут применяться широкие резцы
с использованием продольной по-
дачи поперечного суппорта.
На станках с горизонтальной
осью вращения револьверной го-
ловки, не имеющих поперечного суп-
порта, торцы подрезают резцами,
установленными в револьверную го-
ловку при ее поперечной (круговой)
подаче. Аналогично производят от-
резку деталей или прорезку канавок
на обрабатываемой поверхности.
Изделие 1 (рис. 4.13) пропускается
сквозь овальное отверстие револьвер-
ной головки и отрезается резцом 2.
При обработке на токарно-ре-
вольверном станке достигается эко-
номия основного времени благодаря
совмещению работы инструментов,
установленных в револьверной го-
ловке и в поперечном суппорте,
применению комбинированного ин-
струмента и нескольких инструмен-
тов, установленных в общей дер-
жавке и работающих одновременно.
На рис 4.14 показана схема на-
ладки станка с горизонтальной осью
вращения револьверной головки для
одновременного изготовления двух
деталей из одного прутка.
При одновременной обработке
несколькими инструментами не ре-
комендуется совмещать черновые
и чистовые переходы (например,
зенкерование и развертывание, чер-
новое и чистовое растачивание).
Ддя рационального использова-
ния револьверной головки можно
оснастить ее дополнительным, дуб-
лирующим комплектом инструмен-
тов, что позволяет повторить цикл
обработки за один полный оборот
головки и изготовить одну дополни-
тельную деталь.
Рис. 4.14 Схема наладки стань; с горизон-
тальной осью револьверной головки для одно-
временного изготовления двух разных деталей
из одного прутка:
1 — одновременное обтачивание большего н мень-
шего диаметров н центровка заготовки, 2 —>
сверление отверстия большего диаметра, 3—
прорезка широкой канавки, 4 — обтачивание по-
верхности меньшего диаметра, 5—подрезка
торца, 6 — сверление отверстия меньшего диа-
метра, 7—отрезка первой детали, 8—расточка
фаски, 9 — подрезание торца, 10 — отрезка второй
детал и
При назначении режима резания
на токарно-револьверных станках
учитывают:
возможность объединения пере-
ходов для одновременной обра-
ботки поверхностей заготовки ин-
струментами, установленными в ре-
вольверной головке и на поперечном
суппорте;
необходимость установки режи-
ма обработки для нескольких одно-
временно работающих инструментов
по инструменту, работающему в
55
chipmaker.ru
наиболее тяжелых условиях (обычно
это инструмент, обрабатывающий
поверхность наибольшего диаметра);
возможность установки такой
скорости резания, которая будет
соответствовать одной и той же час-
тоте вращения шпинделя на всех
переходах, что сокращает количе-
ство переключений скоростей.
Контрольные вопросы
1.	Ддйте определение технологическому
процессу.
2.	Назовите составные части техноло-
гического процесса.
3.	Какие заготовки обрабатывают иа
токарных станках?
4.	Перечислите технологические доку-
менты.
5.	Как подразделяются технологические
базы детали?
6.	Как обеспечивается точность обра-
ботки деталей’
7.	Что называется наладкой и настрой-
кой станка и как они выполняются?
8.	С учетом каких факторов и требо-
ваний назначают режим резания?
Г Л А В А 5
ОБРАБОТКА НАРУЖНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
1.	Обработка резцами с пластинами
из твердых сплавов
Ддя наружного продольного чер-
нового и чистового точения приме-
няют проходные резцы. Резцы для
чернового точения работают обычно
с более высокими скоростями реза-
ния и снимают стружку большего
сечения, чем резцы для чистового.
Проходные резцы бывают прямые,
отогнутые и упорные. По направле-
нию подачи различают проходные
резцы левые и правые. Правые резцы
применяют для обработки наружных
поверхностей при продольной подаче
справа налево, левые — при про-
дольной подаче слева направо.
Прямые проходные твердосплав-
ные резцы изготовляют с главным
углом в плане <р=45; 60 и 75° (рис.
5.1). Отогнуты^ проходные твердо-
сплавные резцы (рис. 5.2, а, б) из-
готовляют в основном сфт=45°. Они
широко применяются, так как ими
можно производить не только про-
дольное, но и поперечное точение.
Упорные проходные твердосплавные
резцы (рис. 5.2, в) изготовляют
с <р=90°. Они пригодны для обра-
ботки деталей с уступами небольших
размеров и для обработки нежест-
ких деталей.
При одной и той же глубине t
резания и подаче s поперечное се-
чение (aXfe) срезаемого слоя мате-
риала имеет различную форму, ко-
торая зависит от угла <р (рис. 5.3).
Площадь поперечного сечения сре-
заемого слоя (мм2) f=ab = ts.
Здесь а — толщина срезаемого слоя,
измеряемая по нормали к режущей
кромке инструмента, b — ширина
срезаемого слоя, измеряемая между
обрабатываемой и обработанной по-
верхностями вдоль режущей кромки
инструмента.
Главный угол <р в плане влияет
на стойкость резца и уровень ско-
рости резания. Чем меньше <р,
тем выше стойкость резца и уровень
скорости резания, однако при
этом увеличивается нагрузка на
резец и при недостаточной жестко-
сти системы СПИД, могут возник-
нуть вибрации. Обычно при доста-
точно большой жесткости системы
СПИД,лринимают <р=45°, при малой
жесткости <р=90°, при средней жест-
кости <р=60-=-75°.
'Вспомогательный угол ф| в плане
уменьшает участие вспомогатель-
ной режущей кромки в резании,
влияет на скорость, резаиия и на
шероховатость обрабатываемой по-
верхности. У проходных резцов для
черновой обработки q>i = 10-=-15°.
Радиус г скругления при вершине
резца оказывает влияние на проч-
ность режущей кромки и стойкость
chipmaker.ru
резца. Увеличение г уменьшает шеро-
ховатость обработанной поверхно-
сти, но вызывает увеличение на-
грузки на резец и приводит к воз-
никновению вибраций. Ддя проход-
ных резцов с твердосплавными плас-
тинами г=0,5 мм (для резцов
с поперечным сечением державки
10X16 и 12X20 мм); г=1 мм (для
резцов с сечением 16X25 и 20 X
Х32 мм) и г=1,5 мм (для резцов
с сечением 25X40 и 30X45 мм).
Форма заточки передней поверх-
ности резцов бывает различной; об-
ласть применения резцов в зависи-
мости от формы их передней по-
верхности приведена в табл. 1.
При обработке мягких сталей
применяют резцы с положительным
передним углом у = 84-20° (рис.
5.4, а), а при обработке твердых
сталей (<7в>1000 МПа) — с отри-
цательным углом у= —5 4- —10°
(рис. 5.4, б).
С увеличением переднего угла
улучшается сход стружки, но умень-
шается угол р заострения, что сни-
жает прочность резца.
Угол А. наклона главной режущей
кромки резца оказывает влияние
на направление схода стружки от-
носительно режущей кромки
(рис. 5.5). При А<0 завивающаяся
стружка сходит влево, при А>0 —
вправо, а при А = 0 - в направлении,
перпендикулярном главной режущей
кромке. При Л>0 гол.овка резца
более массивная и стойкая, поэтому
при черновой обточке, когда качество
обработанной поверхности не имеет
особого значения, рекомендуется
Х=04-5°.
Задний угол а позволяет умень-
Рис. 5.1. Прямой проходной твердосплавный
резец:
<р и q>i — главный и вспомогательный углы в плане,
г — радиус скругления при вершине резца
Рис. 5.2. Проходные отогнутые (а и б) и
упорный (в) резцы
шить трение между задней поверх-
ностью резца и поверхностью реза-
ния обрабатываемой заготовки (де-
тали). Однако с увеличением а
уменьшается угол 0 заострения и,
как следствие, прочность резца.
Ддя твердосплавных резцов в зави-
симости от прочности обрабатывае-
мого материала а = б4-12°.
При токарной обработке наруж-
ных поверхностей углы у и а и угол 6
резания изменяются в зависимости
от положения режущей кромки отно-
сительно оси заготовки. Если резец
установлен по оси заготовки (рис.
5.6, а), углы у, а и 6 соответствуют
полученным при заточке. При уста-
новке того же резца выше оси
заготовки (рис. 5.6, б) угол у увели-
чивается, а углы 6 и а уменьшаются;
при этом улучшаются условия реза-
Рис. 5.3. Форма сечения стружки при (р=30° (а), 45° (б) и 90° (в)
57
chipmaker.ru
Таблица I
Форма заточки
Эскиз
Область применения .
Плоская с положитель-
ным передним углом
Плоская с отрицатель-
ным передним углом
Плоская с фаской
Радиусная'с фаской
Резцы всех типов, быстрорежущие и
твердосплавные для обработки чугуна.
Резцы из быстрорежущей стали при
точении стали с подачей s<0,2 мм/об.
Фасонные резцы со сложным контуром
режущих кромок.
Резцы с пластинками из твердого
сплава при обработке стали с о,>
>800 МПа при жесткой технологиче-
ской системе.
Резцы из быстрорежущей стали
при точении стали с подачей s>
>0,2 мм/об (7=0,8; Тф = 0).
Резцы с пластинками из твердого спла-
ва при обработке стали с ов<
<800 МПа (f = 0,5; тф = 34-5°).
То же, с ов^800 МПа при нежесткой
системе.
Резцы всех типов из быстрорежущей
стали, за исключением фасонных со
сложным контуром режущих кромок
(f=0,8s; Тф = 0;	мм).
Резцы с пластинками из твердого
сплава при подаче s^0,3 мм/об для
обработки стали с <т„^>800 МПа (7=
= 0,24-0,3; тф= -34-5°, /?=44-6 мм).
ния, так как стружка легче сходит
по передней поверхности, нэ в то же
время при незначительной перегрузке
резец отжимается вниз и внедря-
ется в материал детали, что может
вызвать выкрашивание режущей
кромки или поломку резцй.
При установке резца ниже оси
заготовки угол у уменьшается, а углы
а и 6 увеличиваются; при этом ус-
ловия резания значительно ухудша-
ются по сравнению с первыми двумя
случаями, так как под действием
нагрузки резец отходит от заготовки.
При черновом обтачивании, когда
снимается стружка большого сече-
Рис. 5.4. Резец с положительным (а) и отри-
цательным (б) передним углом
ния, резец устанавливают по оси
заготовки или немного выше ее
(на величину не более 0,01 диаметра
обрабатываемой заготовки).
При больших подачах проходные
твердосплавные резцы для черновой
и получистовой обработки могут
быть изготовлены с дополнительной
режущей кромкой fo (рис. 5.7).
Эта кромка выполняется либо па-
раллельной направлению подачи
(fo— 1,24- 1,8 мм, ф]=0°) для умень-
шения шероховатости обрабатывае-
мой поверхности, либо наклонной
(фо=2О°, fo~ 1 мм) для предохране-
ния вершины резца от скалывания.
Ддя обламывания стружки на пе-
редней поверхности вышлифовывают
канавку шириной 8—10' мм и глу-
биной 1 —1,5 мм, располагая ее под
углом 15—20° к главной режущей
кромке. Углы резца у = 5°, а = 6°,
ai = 34-5o, Z=04-4°. Работа резца-
ми этого типа сопряжена с большими
нагрузками на резец, что важно
учитывать при недостаточной жест-
кости конструкции станка и крепле-
ния инструмента.
58
chipmaker.ru
Проходные резцы сборной кон-
струкции (рис. 5.8) по сравнению
с резцами с напаянными твердо-
сплавными пластинами имеют сле-
дующие преимущества: сокращаются
расходы на переточку, уменьшается
вспомогательное время на смену и
подналадку резцов; экономится твер-
дый сплав.
2.	Обработка резцами
из быстрорежущих сталей.
Чистовая обработка
Резцы из быстрорежущих сталей
по форме передней поверхности ана-
логичны твердосплавным резцам того
же назначения (см. табл. 1), но
имеют отличные от них углы резания
и размеры элементов головки.
Резцы с плоской передней по-
верхностью и положительным перед-
ним углом у рекомендуется приме-
нять при обработке чугуна, бронзы
и стали с подачей s<0,2 мм/бб.
Резцы с плоской передней поверх-
ностью с фаской применяются при
обработке сталей с подачей s>
>0,2 мм/об. Резцы с криволинейной
передней поверхностью с фаской
(7?=34- 18 мм, д = 2,54-15 мм) при-
меняются при обработке сталей.
У рассматриваемых резцов перед-
ний угол т=20-?-25о, задний угол
а=84-12°.
Чистовая обработка. Целью чис-
товой обработки является получение
поверхностей с малой шероховато-
стью, точных по форме и размерам.
Если требуемую шероховатость
поверхности нельзя получить обыч-
Рис. 5.5. Направление схода стружки в зави-
симости от угла X (наклона главной режущей
кромки):
а — Х<0; б — Х = 0; в — Х>0
ным проходным резцом, то приме-
няют чистовые резцы (рис. 5.9),
предназначенные только для
чистовой обработки.
Форма передней поверхности чис-
товых твердосплавных резцов соот-
ветствует форме твердосплавных
резцов, применяемых при черновой
обработке, а=12°, <р=54-10°,
- — 2~.----4°.
Форма передней поверхности,
значения передних и других углов
(кроме заднего) чистовых резцов
из быстрорежущих сталей соответ-
ствуют аналогичным параметрам
быстрорежущих резцов для Чер-
новой обработки. Задний угол а —
= 12°. Следует учитывать, что при
увеличении переднего угла уменьша-
ется вибрация резца и, как след-
ствие, повышается качество обраба-
тываемой поверхности.
Установка резца относительно
оси детали при чистовой обработке
должна исключать возникновение
дефектов на обработанной поверх-
Рис. 5.6. Углы резания при установке резца по оси заготовки (а), выше (б) и ниже («) осп
заготовки
59
chipmaker.ru
Рис. 5.8. Проходные резцы сборной конструкции (а) и типовые резцовые вставки с механическим
креплением многогранных и цилиндрических твердосплавных пластин (б):
1 — подкладка, 2 — пластина, 3 — штифт, 4 — винт, 5 — державка, 6 — шарик
chipmaker.ru
ности, что достигается установкой
вершины резца по оси заготовки
или несколько ниже ее. 'Вылет
резца (при закреплении) должен
быть минимальным.
3.	Обработка резцами
с вращающимися круглыми
пластинами
Резцы с вращающимися круглы-
ми пластинами чаще всего имеют
форму усеченного конуса с круговой
режущей кромкой и бывают двух
видов. К первому виду относятся
резцы, у которых режущие круглые
пластины по мере износа повора-
чиваются (на незначительный угол)
рабочим, а ко второму — самовра-
щающиеся резцы и резцы с прину-
дительным вращением.
Применяются две схемы установ-
ки самовращающихся резцов. При
первой схеме (рис. 5.10, а) ось вра-
щения пластины располагается в
вертикальной плоскости с отклонени-
ем от вертикали на угол ±Х, при
этом торцовая поверхность круглого
резца является передней поверхно-
стью, а боковая (коническая или ци-
линдрическая) — задней. При вто-
рой схеме (рис. 5.10, б) ось
вращения пластины располагается
в горизонтальной плоскости с откло-
нением на угол ±0г, при этом боко-
вая поверхность круглого резца
является передней поверхностью, а
торцовая — задней.
'Вращение режущей пластины
вызывается силами трения между
режущей и обрабатываемой поверх-
ностями Направление вращения ре-
жущей пластины и направление схо-
да стружки зависят от того, к какой
поверхности детали (обработанной
или необработанной) обращена зад-
няя поверхность самовращающегося
резца. Если задняя поверхность рез-
ца обращена к необработанной по-
верхности детали (угол —1), то вра-
щение резца и сход стружки направ-
лены в сторону обработанной по-
верхности детали, т. е. не совпадают
с направлением подачи (обратное
резание). Если задняя поверх-
Рис. 5.9. Аистовой резец для обработки с малой
подачей (а} и чистовой лопаточный резец для
обработки с большой подачей (б)
Рис. 5.10. Схемы установки самовращающихся
резцов:
а торцо,вая поверхность круглого резца является
передней поверхностью, а боковая — задней,
б боковая поверхность круглого резца является
передне^ поверхностью, а торцовая — задней
Рис. 5.11. Конструкции самовращающихся
резцов
61
chipmaker.ru
Рис. 5.12. Конструкции резца с минерало-
керамической пластиной:
1 — опорная пластина из твердого сплава, 2 —
режущая пластина из минералокерамики, 3 —
прихват, 4 — дифференциальный виит, 5 — винт
ность резца обращена к обрабо-
танной поверхности' детали (угол
4-Х), то вращение резца и сход
стружки совпадают и направлены в
сторону необработанной поверхно-
сти детали, т. е. совпадают с направ-
лением подачи (прямое резание).
Первая схема установки самовра-
щающегося резца (рис. 5.10, а)
по сравнению со второй схемой
(рис. 5.10, б) обеспечивает обра-
ботку с большой глубиной резания
и позволяет увеличить период стой-
кости режущей пластины. Вместе с
Рис. 5.13. Минералокерамическая пластина
треугольной формы (а) и резцы с ее приме-
нением (б, в, г, д, е)
тем при второй схеме установки
достигается меньшая шерохова-
тость обработанной поверхности.
Прямое резание по сравнению с об-
ратным обеспечивает большую глу-
бину резания и большую стойкость
инструмента. 'Вместе с тем обратное
резание позволяет получить обрабо-
танную поверхность с меньшим по-
верхностным упрочнением, при мень-
ших температуре и усилиях реза-
ния.
На рис. 5.11 приведены кон-
струкции самов ращающихся рез-
цов, которые устанавливаются по
первой схеме (см. рис. 5.10, а).
Инструмент, показанный на рис.
5.11, а, в, г, имеет режущую плас-
тину, выполненную заодно с осью
вращения, а показанный на рис.
5.11, в, д — режущую пластину, вы-
полненную отдельно от оси враще-
ния. На рис. 5.11, г, д показаны
резцы повышенной жесткости, в кон-
струкции которых используются под-
шипники качения, что резко снижает
коэффициент трения при вращении
режущей пластины. Подвод СОЖ
(рис. 5.11, д) позволяет охладить
и смазать режущие кромки и детали
резца. Для смазки деталей резцов,
показанных на рис. 5.11, а, б, в, г,
применяются консистентные смазки.
Процесс резания резцами с вра-
щающимися круглыми пластинами
облегчается с увеличением передних
углов. Однако для повышения проч-
ности инструмента и улучшения
теплоотвода применяют резцы с
передним углом у = 5 и 10°. Путем
наклона инструмента к заготовке
можно увеличить передний угол от
10 до 60°. Наклон инструмента
к заготовке оказывает существенное
влияние на параметры обработки
детали. Углу наклона около 30°
соответствует наименьший коэффи-
циент трения, а углу наклона 40—
50° — наименьший расход энергии
на единицу мощности станка, а также
наименьшая усадка стружки и наи-
большая стойкость резца.
При резании самовращающимся
резцом дробление стружки является
более необходимым, чем при резании
62
chipmaker.ru
обычным резцом, так как в первом
случае из-за малой усадки стружка
получается непрерывной, при этом
она может попасть под заднюю
поверхность резца, вызывая удары и
повреждая обработанную поверх-
ность. Дробление стружки можно
осуществить путем радиального бие-
ния режущей кромки резца, однако
при этом возникают вибрации резца
и ухудшается качество обработанной
поверхности. Другим способом явля-
ется дробление стружки путем тор-
цового биения резца в результате
занижения части режущей кромки
по торцу. Но наиболее простым
способом является дробление струж-
ки с помощью радиальной канавки
(глубиной до 2 мм), выполненной
на торцовой поверхности пластины,
длина канавки должна быть больше
ширины срезаемой стружки. Недо-
статком этого способа является кон-
центрация износа у краев канавки
и остаточные следы канавки на
обработанной поверхности детали.
4.	Обработка резцами
с минералокерамическими
пластинами
Резцы с неперетачиваемыми ми-
нералокерамическими пластинами
(типа ЦМ-332) применяются для
чистовой и получистовой обработки
стали, в том числе закаленной,
чугуна, цветных металлов и их
сплавов и неметаллических материа-
лов. Минералокерамические плас-
тины обладают очень низкой тепло-
проводностью и склонны к обра-
зованию трещин при быстром на-
гревании и особенно при быстром
охлаждении. Пластины крепятся
механическими способами (анало-
гично креплению твердосплавных
многогранных пластин). При уста-
новке пластины нельзя допускать,
чтобы она выступала за габарит
головки резца более чем на 1 мм.
Пластины разрушаются, как прави-
ло, при входе и выходе инструмента
из зоны резания, поэтому отводить
резец от детали нужно только при
выключенной подаче. Ддя обработки
Рис. 5.14. Минералокерамическая пластина
квадратной формы (а) и резцы с ее приме-
нением (б, в, г, д) '
на проход применяются также резцы
с пластинами из оксидно-карбидной
минералокерамики (типа'ВЗ,'ВОК-60
и 'ВОК-63).
Конструкция резца с минерало-
керамической пластиной представ-
лена на рис. 5.12.
Пластины из оксидно-карбидчой
минералокерамики типа'ВЗ,'ВО К-60
и 'ВОК-63 выпускаются треугольной
(рис. 5.13), квадратной (рис. 5.14),
ромбической (рис. 5.15) и круглой
(рис. 5.16) форм.
Рис. 5.15. Мицералокерамичеекая ii.i.iciiiii.i
ромбической формы (а) и резцы с ее приме
ненцем (б, в, г, д, е)
ей
chipmaker.ru
Рис. 5.1(>. Минсралокеримическая пластина
нрут.той формы (о) и резцы с ее примене-
нием (б, в)
Режущие пластины треугольной
формы используют для предвари-
тельной чистовой обработки. Наибо-
лее широко распространенными яв-
ляются пластины квадратной формы,
которые используются как для чер-
новой (при толщине пластины
8 мм), так и для чистовой (при
толщине пластины 4 мм) обработки.
Пластины ромбической формы
. с углом ромба 75 или 80° в основ-
ном применяются- для черновой
обработки, а с углом ромба 55° —
для продольного точения по копиру.
Пластины круглой формы чаще
применяются при обработке гладких
Рис. 5.17. Конструкция резца, оснащенного
вставкой из СТМ. впаянной (а) и механически
закрепленной (б):
/ державка, 2 — вставка из СТМ
поверхностей без уступов. При об-
работке резцами, оснащенными ре-
жущей минералокерамикой, особое
внимание следует обращать на
стружколоманче и удаление стружки
из зоны резания. Это обеспечива-
ется регулированием вылета на-
кладного стружколома относитель-
но режущей кромки пластины и
установкой накладного стружколома
под углом 30—35° относительно
режущей кромки.
5.	Резцы со вставками из эльбора
и поликристаллических сверхтвердых
материалов (СТМ)
Резцы из эльбора-Р- и СТМ
применяются для повышения про-
изводительности (ц=4004-
4-800 м/мин) и улучшения качества
обработки деталей из высокопроч-
ных и закаленных сталей, чугуна,
твердых сплавов и т. п. Конструкция
резца, оснащенного вставкой из
СТМ, показана на рис. 5.17. Геомет-
рические параметры: передний угол
у= —5-Ь —10°; задние углы (глав-
ный и вспомогательный) а = <Х| =
= 104-20°; главный угол в плане
Ф=304-45°, вспомогательный угол в
плане ф| = 15°; угол наклона глав-
ной режущей кромки Х=0°, радиус
скругления при вершине резца
г = 0,1 4-0,6 мм (в некоторых случаях
радиус заменяют дополнительной
режущей кромкой длиной 0,3—0,8 мм
при вершине резца, расположенной
параллельно обрабатываемой по-
верхности). Рабочие поверхности
резца после заточки должны быть
доведены. Обязательным условием
эффективного использования ин-
струмента, оснащенного вставками
из эльбора-Р и СТМ, является его
переточка на специализированном
оборудовании.
6.	Режимы резания
Глубина резания опреде-
ляется в основном припуском на
обработку, который выгодно удалять
за один проход. Однако для умень-
шения усилий резания иногда необ-
64
chipmaker.ru
Таблица 2
Материал резца	Обрабатываемый металл	Скорость резания, м/мин, при обработке	
		черновой	ЧИСТОВОЙ
Быстрорежущая сталь Р6М5	Сталь	20-30	35—45
Твердый сплав -ВК8	Чугун	60—70	80—100
Твердый сплав Т15К6	Сталь	100—140	150—200
ходимо снять общий припуск за не-
сколько проходов: 60% при черновой,
20—30% при получистовой и 10—
20% при чистовой обработке.
Глубина резания t равна 3—5,
2 — 3 и 0,5—1 мм для черновой,
получистовой и чистовой обработки
соответственно.
Подача ограничивается сила-
ми, действующими в процессе реза-
ния, которые могут привести к по-
ломке режущего инструмента, де-
формации и искажению формы заго-
товки, а также к поломке станка.
Целесообразно работать с макси-
мально возможной подачей. Обычно
подача назначается по таблицам
справочников (по режимам реза-
ния), составленным на основе спе-
циальных исследований и изучения
опыта работы машиностроительных
заводов. После выбора подачи из
справочников ее корректируют по
кинематическим данным станка, на
котором будет вестись обработка
(берется ближайшая меньшая по-
дача). Подача s равна 0,34-1,5 и
0,14-0,4 мм/об для черновой и чис-
товой обработки соответственно.
При одинаковой площади попе-
речного сечения среза нагрузка на
резец меньше при работе с меньшей
подачей и большей глубиной реза-
ния, а нагрузка на станок (по мощ-
ности) меньше при работе с большей
подачей и меньшей глубиной ре-
зания.
Скорость резания зави-
сит от конкретных условий обработ-
ки, которые влияют на стойкость
инструмента (время работы инстру-
мента от переточки до переточки).
Чем с большей скоростью резания
допускается работа инструмента при
одной и той же стойкости, тем выше
его режущие свойства, тем более
он производителен.
На Скорость резания, устанавли-
ваемую для инструмента, влияют
его стойкость, физико-механические
свойства обрабатываемого материа-
ла, подача н глубина резання, гео-
метрия режущей части резца, раз-
меры сечения державки резца, сма-
зочно-охлаждающая жидкость
(СОЖ), допустимый износ резца.
Физико-механические свойства
обрабатываемых материалов, от ко-
торых зависит их сопротивление
силам резания, в значительной мере
определяют скорость резания. С
большей скоростью обрабатываются
автоматные стали, цветные и легкие
сплавы. Например, скорость резания
при обработке алюминия в 5—6 раз
больше, чем при обработке углеро-
дистой конструкционной стали.
Увеличение подачи и глубины ре-
зания вызывает интенсивный износ
резца, что ограничивает скорость
резания. Например, при увеличении
подачи в 2 раза скорость резания
необходимо уменьшить на 20—25%,
а при увеличении в 2 раза глубины
резания скорость резания следует
уменьшить на 10—15%.
Необходимая скорость резания и
соответствующая ей стойкость ин-
струмента определяются геометрией
режущей части резца, режущими
свойствами инструментального ма-
териала, обрабатываемостью заго-
товки и другими факторами.
Для резцов из быстрорежущих
сталей увеличение площади сечения
державки позволяет повысить ско-
рость резания, так как улучшаются
условия отвода теплоты н повыша-
65
chipmaker.ru
Таблица 3
Обрабатываемый материал	Параметры режима резания		
	V, м/мин	S, мм/об	t, мм
Серый чугун (НВ 170—240)	150—600	0,1—0,6	0,1—4,0
Отбеленный чугун (HRC 54—60)	50—150	0,1.*-0,35	0,3—2,0
Ковкий чугун (НВ 163—269)	200—350	0,15—0,4	0,1—2,0
Закаленные стали: HRC 49—63	70—200	0,08—0,3	0,1—0,5
HRC 32—45	150—300	0,1—0,35	0,1 —1,5
Конструкционные и низкоуглеродистые стали (ав = 500 МПа)	250—500	0,2—0,5	0,5—5,0
Медь и ее сплавы	400—700	0,2—0,5	2,0—5,0
Таблица 4
Обрабатываемый материал	'Вид обработки	Параметры режима резаиия		
		м/мИН	«у, мм/об	/, мм
Сталь закаленная (HRC 55—67)	Чистовая тонкая	80—160	0,04—0,08	0,2—0,6
Сталь закаленная (HRC 40—60)	Получистовая Чистовая Чистовая тонкая	80—120 80—120 80—120	0,12—0,20 0,04—0,10 0,02—0,06	1,0—2,0 0,5—1,9 0,1—0,3
Сталь нетермообра- ботанная	Получерновая Получистовая Чистовая Чистовая тонкая	60—80 80—120 120—200 . 200—300	0,20—0,40 0,12—0,20 0,04—0,10 0,02—0,06	3,0—4,0 2,0—3,0 0,5—2,0 0,1—0,5
Чугун	Чистовая	300—500	0,02—0,04	0,05
ется жесткость резца, а для твердо-
сплавных резцов влияние площади
сечения державки на скорость ре-
зания незначительно.
При черновом точении сталей рез-
цами из быстрорежущих сталей
обильная подача СОЖ (8—12л/мин)
повышает скорость резания на
20—30%, а при чистовом точении
подача • СОЖ с интенсивностью
4—6 л/мин обеспечивает повыше-
ние скорости резания на 8—10%.
Ддя твердосплавного инструмен-
та необходимо постоянное охлаж-
дение, так как при прерывистом
охлаждении могут образоваться тре-
щины на пластине и резец выйдет
из строя.
Ориентировочные значения ско-
рости резания для инструмента из
быстрорежущей стали и твердо-
сплавного инструмента при наруж-
ном точении по стали и чугуну
приведены в табл. 2.
Ориентировочные значения пара-
метров режима резания для ин-
струмента, оснащенного минерало-
керамикой, в зависимости от обра-
батываемого материала приведены
в табл. 3.
Ориентировочные значения пара-
метров режима резания для инстру-
мента .на основе эльбора-Р-в зави-
симости от обрабатываемого мате-
риала и вида обработки приведены
в табл. 4.
7.	Контроль деталей
Наиболее распространенным ин-
струментом для измерения размеров
деталей, полученных после черновой
и получистовой обработки, является
штангенциркуль типа ШЦ-1 (рис.
5.18). Губки Си О предназначены
для измерения наружных, а губки
А и В — для измерения внутренних
поверхностей, с помощью ножки 4
66
chipmaker.ru
Рис. 5.18. Измерения штангенциркулем:
а—правильное измерение небольшого диаметра, б — неправильное, в —правильное измерение
большого диаметра
Рис. 5.19. Предельная скоба нерегулируемая (а) и регулируемая (б):
1, 2 и 3 — винты, 4 и 5 — измерительные головки, 6 — опорная поверхность
измеряют уступы и углубления. Раз-
мер с точностью до 1 мм отсчиты-
вается по линейке 3, а с точностью
до 0,1 мм — по нониусу на каретке 2.
После замера губки фиксируют вин-
том 1.
'В условиях серийного производ-
ства детали измеряют предельными
скобами (рис. 5.19). Особенностью
скоб различных конструкций явля-
ется то, что с их помощью оценивают
два размера обработанной детали:
первый с наибольшим, а второй с
наименьшим отклонением. Размер
с наибольшим отклонением обозна-
чается ПР - (проходной), а размер
с наименьшим отклонением — HF .
(непроходной).'В регулируемых ско-
бах (рис. 5.19, б) размеры НЕ
и ПР-настраиваются перемещением
измерительных головок 4 и 5 отно-
сительно поверхности 6, которые
фиксируются винтами 1, 2 и 3.
Контрольные вопросы
1. Какие резцы применяют для обра-
ботки наружных поверхностей?
- 2. Как влияют разные значения эле-
ментов (углов) резцов на процесс обра-
ботки наружных цилиндрических поверх-
ностей?
3.	-В чем заключаются особенности при-
менения сборных резцов?
4.	Назовите особенности чистовой 06-
раб! тки наружных поверхностей.
5.	Назовите условия применения раз-
личных схем установки самовращающихся
резцов.
6.	Расскажите об условиях применения
резцов с минералокерамическими пласти-
нами, с пластинами из оксидно-карбидной
минералокерамики, со вставками из эльбора
и поликристаллических алмазов.
7.	Как устроен штангенциркуль, пре-
дельные скобы и как ими пользоваться?
67
chipmaker.ru
ГЛАВА 6
обработка торцовых поверхностей
1. Резцы. Режимы резания
Резцы для обработки
торцов и уступов. Торцы и
уступы обрабатывают подрезными,
проходными отогнутыми или проход-
ными упорными резцами.
Рис. 6.1. Подрезные резцы:
а — для обработки наружных торцов, б — для
работы с продольной и поперечной подачами
Рис. 6.2. Проходной отогнутый резец
Рис. 6.3. Проходной упорный резец
Рис. 6.4. Работа проходным упорным резцом
68
Подрезной резец (рис. 6.1, а}
предназначен для обработки наруж-
ных торцовых поверхностей. При
подрезании торца подача резцй осу-
ществляется перпендикулярно оси
обрабатываемой детали. Подрезной
резец (рис. 6.1, б) позволяет обра-
батывать различные торцовые и
другие поверхности с продольной и
поперечной подачами.
Подрезные резцы изготовляют с
пластинами из быстрорежущих ста-
лей й твердых сплавов. Главный
задний угол а=104-15°; передний
угол у выбирают в зависимости от
обрабатываемого материала.
Проходным отогнутым резцом
(рис. 6.2) можно выполнять под-
резку торца при поперечной подаче
$1 и обтачивание прн продольной
подаче «2 резца.
Проходным упорным резцом
(рис. 6.3) можно подрезать торцы
и обтачивать уступы при продоль-
ной подаче $ь
Резцы для подрезания торцов
должны устанавливаться точно по
оси детали, иначе на торце детали
остается выступ. При большом диа-
метре торцовой поверхности припуск
снимают с поперечной подачей в не-
сколько проходов. Уступы более
2—3 мм подрезают проходными рез-
цами в несколько приемов. Сначала
уступ образуется при продольной
подаче si резца, а затем подрезается
при поперечной подаче $2 (рис. 6.4).
Режимы резання. При под-
резании торцов и уступов попереч-
ная и продольная подачи определя-
ются так же, как и при обтачивании
цилиндрических поверхностей. По-
перечная подача обычно берется
меньше продольной. Ддя черновой
обработки торцов рекомендуются
поперечные подачи 0,3-?-0,7 мм/об
при глубине резания 2—5 мм, а для
чистовой обработки—0,1—0,3 мм/об
при глубине резания 0,7—1 мм.
Скорость резания для обра-
ботки торцов и уступов обычно
chipmaker.ru
на 20% выше, чем при обработке
наружных цилиндрических поверх-
ностей, так как время участия резца
в процессе резания незначительно
и он не успевает нагреться до кри-
тической температуры.
2. Обработка канавок и отрезка.
Контроль
Узкие канавки обрабатывают
прорезными резцами. Форма
режущей кромки резца соответствует
форме обрабатываемой канавки.
Прорезные резцы (рис. 6.5) бывают
прямые и отогнутые, которые в свою
очередь делятся на правые и левые.
Чаще применяют прорезные резцы
правые прямые и левые отогнутые.
Жесткость детали не всегда по-
зволяет прорезать канавки заданной
ширины за один проход резца. Когда
необходимо проточить в нежесткой
детали канавку шире 5 мм, то это
осуществляют за несколько проходов
резца с поперечной подачей (рнс.
6.6). На торцах и по диаметру
канавки оставляют припуск 0,5—
1 мм для чистовой обработки, ко-
торую выполняют этим же резцом
или канавочным резцом с размером
режущей кромки, рдвным заданному
размеру канавки.
Заготовки и детали отрезают
отрезными резцами (рис. 6.7).
Ширина режущей кромки отрезного
резца зависит от диаметра отрезае-
мой заготовки и принимается равной
3; 4; 5; 6; 8 и 10 мм. Ддина I
головки отрезного резца должна
быть несколько больше половины
диаметра d прутка, от которого от-
резают заготовку (/>0,5d).
Отрезные резцы изготовляются
цельными, а также с пластинами
из быстрорежущей стали или твер-
дого сплава. Для уменьшения тре-
ния между резцом и разрезаемым
материалом головка резца сужается
к стержню под углом 1—2° (с каждой
стороны резца), угол Х=0, задний
угол а =12° (рис. 6.7, а, г).
'В отрезных резцах вспомогатель-
ный угол в плане должен быть
меньше вспомогательного заднего
Рис. 6.5. Прорезные резцы:
а — прямой левый, б — прямой правый, в — ото-
гнутый левый, г — отогнутый правый
Рис. 6.6. Последовательное (а, б, в) прореза-
ние широкой канавки узким резцом
69
chipmaker.ru
Рис. 6.7. Отрезные резцы различной
конструкции:
а и г — для уменьшения трения между резцом
и разрезаемым материалом, б — для получения
ровного торца у отрезаемой детали, в — для
уменьшения шероховатости поверхности, получен-
ной после отрезки
Рис. 6.8. Способы (а, б, в) отрезки заготовок
угла. Неправильное соотношение
величин этих углов может привести
к повышенному трению задней вспо-
могательной поверхности резца об
обработанную поверхность детали и,
как следствие, к повышенному из-
носу или поломке инструмента.
Отрезные резцы следует устанав-
ливать под прямым углом к оси
обрабатываемой заготовки (рис. 6.8)
Установка режущей кромки резца
выше оси обрабатываемой заготовки
(даже на 0,1—0,2 мм) может при-
вести к его поломке, а при установке
режущей кромки резца ниже оси
заготовки на торце детали остается
необработанный выступ. Расстояние
а от торца приспособления для
закрепления прутка до обработанно-
го торца прутка должно быть мини-
мальным и не превышать диаметра
отрезаемого прутка (рис. 6.8, а).
При отрезке хрупкого материала
заготовка отламывается раньше, чем
резец подойдет к центру заготовки,
в результате чего на торце заготовки
остается выступ (бобышка). Ддя по-
лучения ровного торца режущую
кромку резца выполняют под углом
5—10° (рис. 6.8, б). После отрезки
детали поперечная подача не выклю-
чается и производится срезание бо-
бышки на заготовке. Можно отре-
зать деталь изогнутым отрезным
резцом (рис. 6.8, в), при этом шпин-
дель должен вращаться по часовой
стрелке. Ддя уменьшения шерохова-
тости поверхности, полученной после
отрезки, на задних вспомогательных
поверхностях резца делают фаски
шириной 1—2 мм. Поперечная пода-
ча при обработке канавок — 0,05—
0,3 мм/об (для стальных деталей
диаметром до 100 мм).
Скорость резания при обработке
канавок и при отрезке заготовок
25—30 м/мин (для резцов из
быстрорежущих сталей) и 125—
150 м/мин (для твердосплавных
резцов).
Контроль наружных ус-
тупов, торцов и канавок.
Глубину канавок на наружной по-
верхности детали измеряют линейкой
(рис. 6.9, а), штангенциркулем
70
chipmaker.ru
(рис. 6.9, б), штангенглубиномером
(рис. 6.9, в) и уступомером (рис.
6.9, г).
Ширина обработанного участка
до уступа измеряется линейкой в
том случае, если не требуется боль-
шой точности измерения. При более
высоких требованиях к точности из-
мерения лучше пользоваться штан-
генциркулем, а при серийном про-
изводстве деталей — шаблоном-ус-
тупомером. Проходная сторона шаб-
лона (ПР)- при измерении должна
упираться в обработанную цилинд-
рическую поверхность детали, а не-
проходная сторона (НЕ) — в наруж-
ную цилиндрическую поверхность
детали.
Контрольные вопросы
1.	Назовите резцы и режимы резания,,
применяемые при обработке торцов и ус-,
тупов.
2.	Расскажите о способах протачивания
канавок и отрезки заготовок.
3.	Какие резцы и режимы резания при-
меняют при отрезных работах?
4.	Как измеряют уступы и канавки?
Рис. 6.9. Измерение глубины канавки линей-
кой (а), штангенциркулем (б), штангенглуби-
номером (в) и уступомером (г)
Г Л А В А 7
обработка отверстий
1.	Сверление и рассверливание
Наиболее распространенным ме-
тодом получения отверстий в сплош-
ном материале является сверление.
Движение резания при сверлении —
вращательное, движение подачи —
поступательное. Перед началом ра-
боты проверяют совпадение вершин
переднего и заднего центров станка.
Заготовку устанавливают в патрон
и проверяют, чтобы ее биение (экс-
центричность) относительно оси вра-
щения не превышала припуска, сни-
маемого при наружном обтачивании.
Проверяют биение торца заготовки,
в котором будет обрабатываться от-
верстие, и выверяют заготовки по
торцу. Перпендикулярность торца к
оси вращения заготовки можно обес-
печить подрезко„й торца, при этом в
центре заготовки можно выполнить
углубление для нужного направле-
ния сверла и предотвращения его
увода и поломки.
Сверла с коническими хвостови-
ками устанавливают непосредствен-
но в конусное отверстие пиноли
задней бабки, а если размеры кону-
сов не совпадают, то используют
переходные втулки (рис. 7.1).
Ддя крепления сверл с цилинд-
рическими хвостовиками (диамет-
ром до 16 мм) применяют свер-
лильные кулачковые патроны (рис.
7.2), которые устанавливаются в
пиноли задйей бабки. Сверло закреп-
ляется кулачками 6, которые могут
сводиться и разводиться, перемеща-
ясь в пазах корпуса 2. На концах
71
chipmaker.ru
Рис. 7.1. Переходная втулка
кулачков выполнены рейки, которые
находятся в зацеплении с резьбой
на внутренней поверхности кольца 4.
От ключа 5, через коническую
передачу приводится во вращение
втулка 3 с кольцом 4, по резьбе
которого кулачки 6 перемещаются
вверх или вниз и одновременно
в' радиальном направлении. Ддя
установки в пиноли задней бабки
патроны снабжаются коническими
хвостовиками 1.
Перед сверлением отверстий зад-
нюю бабку перемещают по станине
на такое расстояние от обрабаты-
ваемой заготовки, чтобы сверление
можно было производить на требуе-
мую глубину при минимальном вы-
движении пиноли из корпуса задней
бабки.
Перед началом сверления обра-
батываемая заготовка приводится
во вращение.
Сверло плавно (без удара) под-
водят вручную (вращением махо-
вика задней бабки) к торцу заго-
товки и производят сверление на
небольшую глубину (надсверлива-
ют). Затем отводят инструмент,
Рис. 7.2. Сверлильный кулачковый патрон
останавливают заготовку и проверя-
'ют точность расположения отвер-
стия. Д^я того чтобы сверло не сме-
стилось, предварительно произво-
дят центровку заготовки коротким
спиральным сверлом большого диа-
метра или специальным центровоч-
ным сверлом с углом при вершине
90°. Благодаря этому в начале свер-
ления поперечная кромка сверла не
работает, что уменьшает смещение
сверла относительно оси вращения
заготовки. Д/1я замены сверла ма-
ховик задней бабки поворачивают
до тех пор, пока пиноль не займет
в корпусе бабки крайнее правое
положение, в результате чего сверло
выталкивается винтом из пиноли.
Затем в пиноль устанавливают
нужное сверло.
При сверлении отверстия, глуби-
на которого больше его диаметра,
сверло периодически выводят из об-
рабатываемого отверстия и очища-
ют канавки сверла и отверстие
заготовки от накопившейся стружки.
Д/1Я уменьшения трения инстру-
мента о стенки отверстия сверление
производят с подводом смазочно-
охлаждающей жидкости (СОЖ),
особенно при обработке стальных
и алюминиевых заготовок. Чугунные,
латунные и бронзовые заготовки
можно сверлить без охлаждения.
Применение СОЖ позволяет повы-
сить скорость резания в 1,4—1,5 ра-
за. В качестве СОЖ используются
раствор эмульсии (для конструкци-
онных сталей), компаундированные
масла (для легированных сталей),
раствор эмульсии и керосин (для
чугуна и алюминиевых сплавов).
Если на станке охлаждение не пре-
дусмотрено, то в качестве СОЖ
используют смесь машинного масла
с керосином. Применение СОЖ по-
зволяет снизить осевую и танген-
циальную силы резания на 10—
35% при сверлении сталей, на 10—
18% при сверлении чугуна и цвет-
ных сплавов и на 30—40% при свер-
лении алюминиевых сплавов.
При сверлении напроход в момент .
выхода сверла из заготовки необ-
ходимо резко снизить подачу во
72
chipmaker.ru
избежание поломки сверла. Ддя
сохранности инструмента при свер-
лении следует работать с макси-
мально допустимыми скоростями
резания и с минимально допусти-
мыми подачами.
Если ось сверла совпадает с
осью шпинделя токарного станка,
сверло правильно заточено и жестко
закреплено, то обработанное отвер-
стие имеет минимальные погреш-
ности. У правильно заточенного
сверла работают обе режущие кром-
ки и стружка сходит по двум спи-
ральным канавкам.
Размеры отверстия при сверле-
нии получаются больше заданных
в следующих случаях: режущие
кромки сверла имеют разную длину,
хотя и заточены под одинаковыми
углами; режущие кромки имеют
разную длину и заточены под раз-
ными углами, режущие кромки име-
ют равную длину, но заточены под
разными углами. При неправильно
и недостаточно заточенном сверле
получается косое отверстие с боль-
шой шероховатостью поверхности.
Кроме того, при работе недостаточно
заточенным (тупым) сверлом у
выходной части отверстия образу-
ются заусенцы.
Неодинаковая длина режущих
кромок и несимметричная их за-
точка, эксцентричное расположение
перемычки и различная ширина
ленточек вызывают защемление свер-
ла в отверстии, что увеличивает
силы трения (по мере углубления
сверла в заготовку) и, как след-
ствие, приводит к поломке ин-
струмента.
Обрабатываемое отверстие назы-
вается глубоким, если его глубина
в 5 раз больше его диаметра. При
сверлении глубокого отверстия при-
меняют длинное спиральное сверло
с обычными геометрическими пара-
метрами, которое периодически вы-
водят из обрабатываемого отверстия
для охлаждения и удаления нако-
пившейся в канавках стружки.
Ддя. повышения производитель-
ности обработки применяют сверла
с принудительным отводом стружки,
осуществляемым с помощью жидко-
сти (или воздуха), подводимой в
зону резания под давлением.
С увеличением глубины сверления
ухудшаются условия работы сверла,
ухудшается отвод теплоты, повыша-
ется трение стружки о стенки кана-
вок инструмента, затрудняется под-
вод СОЖ к режущим кромкам.
Поэтому если глубийа сверления
больше трех диаметров обрабаты-
ваемого отверстия, то скорость ре-
зания следует уменьшить.
Ддя сверления отверстий приме-
няют спиральные сверла, которые
изготовляют из инструментальных
сталей (углеродистой У12А и леги-
рованной 9ХС}, из быстрорежущих
сталей (Р6М5 и др.), а также из
твердых сплавов ("ВК6М, 'ВК8М и
'ВКЮМ).
Ддя сверл из быстрорежущих
сталей скорость резания и=25-г-
4-35 м/мин, для сверл из инстру-
ментальных сталей v = 12-4-18 м/мин,
для твердосплавных сверл и=
= 504-70 м/мин. Причем большие
значения скорости резания прини-
маются при увеличении диаметра
сверла и уменьшении подачи. При
ручной подаче сверла трудно обес-
печить ее постоянное (стабильное
значение). Для- стабилизации по-
дачи используют различные устрой-
ства. Ддя механической подачи свер-
ла его закрепляют в резцедержателе.
Сверло 1 с цилиндрическим хвос-
товиком (рис. 7.3, а) с помощью
прокладок 2 и 3 устанавливают в
резцедержателе так, чтобы ось свер-
ла совпадала с линией центров.
Сверло 1 с коническим хвостовиком
(рис. 7.3, б) устанавливают в
державке 2, которую крепят в рез-
цедержателе.
После выверки совпадения оси
сверла с линией центров суппорт
со сверлом вручную подводят к
торцу заготовки и обрабатывают
пробное отверстие минимальной глу-
бины, а затем включают механиче-
скую подачу суппорта. При сверле-
нии напроход перед выходом сверла
из заготовки механическую подачу
значительно уменьшают или отклю-
73
chipmaker.ru
Рис. 7.3. Крепление в резцедержателе сверла
с цилиндрическим (а) и коническим (б)
хвостовиками
чают и заканчивают обработку
вручную.
При сверлении отверстий диамет-
ром 5—30 мм подача s = 0,14-
0,3 мм/об для стальных дета-
лей и s = 0,2 4-0,6 мм/об для чу-
гунных деталей.
Резание при сверлении имеет
ряд особенностей в сравнении с
резанием при точении, поскольку
спиральное сверло — многолезвий-
ный инструмент, который произво-
дит резание пятью режущими кром-
ками (двумя главными, двумя вспо-
могательными и поперечной). Силы,
действующие на сверло в процессе
резания, показаны на рис. 7.4.
На каждую точку А режущей кром-
ки сверла действует сила Р, которая
Рис. 7.4. Силы, действующие на сверло в про-
цессе резания
может быть разложена на составля-
ющие силы Рх, Ру и Рг, действующие
по осям X, Y и Z.
Силы Ру на режущих кромках
направлены навстречу друг другу
и при симметричной заточке равны
по величине, т. е. их действие на
сверло равно нулю. Осевая сила,
действующая вдоль сверла, Ро =
= 2РХ + Рп.к+2РЛ, где Рп.к — сила,
действующая на поперечную кромку
сверла; Рл — сила трения ленточки
сверла о стенки отверстия.
Основную работу при сверлении
выполняют две режущие кромки, а
поперечная кромка (угол резания
которой более 90°) под действием
осевой силы Ро сминает металл с
силой Рп.к~О,5Ро. Суммарный мо-
мент сил резания Л4с=Л4г+Л4п.к +
+Л4Л, где Л4г=(0,84-0,9) Л4С — мо-
мент, создаваемый силой Р?; Мп.к —
момент, создаваемый силой Р„.к;
Мл — момент, создаваемый силой
Рл.
При сверлении отверстий по мере
износа сверла по задней поверхно-
сти осевая сила и крутящий момент
увеличиваются; например, при из-
носе задней поверхности сверла
на 1 мм указанные параметры
возрастают почти на 60—80%.
Ддя повышения эффективности
работы спиральными сверлами ис-
пользуют такие способы, как под-
точка поперечной кромки, изменение
угла при вершине, подточка лен-
точки, двойная заточка, предвари-
тельное рассверливание отвер-
стий и др.
Стандартные сверла имеют угол
при вершине 118°, однако для
обработки более твердых материалов
(и более глубоких отверстий) реко-
мендуется применять сверла с уг-
лом при вершине 135°. Формы
заточки режущей части сверла
показаны на рис. 7.5.
Рассверливание позволя-
ет получить более точные отверстия
и уменьшить увод сверла от оси
детали. При сверлении отверстий
большого диаметра (свыше 25—
30 мм) усилие подачи может ока-
заться чрезмерно большим.
74
chipmaker.ru
Поэтому в таких случаях свер-
ление производят в несколько прие-
мов, т. е. отверстие рассверливают
(рис. 7.6). Режимы резания при
рассверливании отверстий те же,
что и при сверлении.
2.	Зенкерование. Развертывание
Зенкерование. Зенкером
обрабатывают отверстия, предвари-
тельно штампованные, литые или
просверленные (рис. 7.7, а).
Припуск под зенкерование (после
сверления) составляет 0,5—3 мм
на сторону.
Зенкер выбирают в зависимости
от обрабатываемого материала, вида
(сквозное, ступенчатое, глухое) и
диаметра отверстия и заданной точ-
ности обработки.
Зенкер имеет три и более режу-
щие кромки, поэтому при зенкеро-
вании снимается более тонкая струж-
ка и получаются более точные от-
верстия, чем при сверлении; он
прочнее сверла, благодаря чему по-
дача при зенкеровании в 2,5—3 раза
превышает подачу при сверлении.
Зенкерование может быть как
предварительной (перед разверты-
ванием) , так и окончательной опера-
цией. Кроме обработки отверстий
зенкеры применяются для обработки
торцовых поверхностей.
Ддя повышения точности зенке-
рования (особенно при обработке
литых или штампованных глубо-
ких отверстий) рекомендуется пред-
варительно расточить (резцом) от-
верстие до диаметра, равного диа-
метру зенкера на глубину, примерно
равную половине длины рабочей
части зенкера.
Ддя обработки высокопрочных
материалов (ов>750 МПа) приме-
няют зенкеры, оснащенные пласти-
нами из твердого сплава. Скорость
резания для зенкеров из быстро-
режущей стали такая же, как и
для сверл. Скорость резания твер-
досплавных зенкеров в 2—3 раза
больше, чем зенкеров из быстро-
режущей стали. При обработке
высокопрочных материалов и литья
Рис. 7.5. Формы заточки режущей части сверла:
а — нормальная, б — нормальная с подточкой
перемычки, в — нормальная с подточкой перемыч-
ки и ленточки, г — двойная с подточкой перемычки,
д — двойная с подточкой перемычки и ленточки
О)
Рис. 7.6. Элементы резания при сверлении (а)
и рассверливании (б) отверстия:
п — частота вращения сверла, об/мин, st — пода-
ча, приходящаяся на одну режущую кромку, а и
b — толщина и ширина срезаемого слоя, t — при-
пуск на сторону, <р — половина угла при вершине
сверла, D — диаметр основного отверстия, Do —
диаметр предварительно просверленного отверстия
Рис. 7.7. Элементы резания при зенковании
(о) и развертывании (б):
а н b — толщина и ширина среза, sz—подача,
t — глубина резания
75
Рис. 7.8. Токарные расточные резцы, оснащен-
ные пластинами из твердого сплава для обра-
ботки сквозных (а) и глухих (б) отверстий
по корке скорость резания твердо-
сплавных зенкеров следует умень-
шать на 20—30%.
Развертывание. Ддя полу-
чения отверстий высокой точности
и качества обрабатываемой по-
верхности применяют развертыва-
ние.
Развертка имеет значительно
больше режущих кромок, чем зен-
кер, поэтому при развертывании
снимается более тонкая стружка и
получаются более точные отвер-
стия, чем при зенкеровании. От-
верстия диаметром до 10 мм развер-
тывают непосредственно после свер-
ления. Перед развертыванием от-
верстий большего диаметра их пред-
варительно обрабатывают, а торец
подрезают.
Припуск под развертывание
(рис. 7.7, б) 0,15—0,5 мм для
черновых разверток и 0,05—0,25 мм
для чистовых разверток.
При работе чистовыми разверт-
ками на токарных и токарно-ре-
вольверных станках применяют ка-
чающиеся оправки, которые компен-
сируют несовпадение оси отверстия
с осью развертки. Для того чтобы
обеспечить высокое качество об-
работки, сверление, зенкерование
(или растачивание) и развертыва-
ние отверстия производят за одну
установку заготовки в патроне
станка.
Подача при развертывании сталь-
ных деталей 0,5—2 мм/об, а при
развертывании чугунных деталей
1—4 мм/об. Скорость резания при
развертывании 6—16 м/мин. Чем
больше диаметр обрабатываемого
отверстия, тем меньше скорость
резания при одинаковой подаче, а
при увеличении подачи скорость ре-
зания снижают.
Рис. 7.9. Токарные расточные стержневые
резцы:
а -для обработки сквозных отверстий, б -для
обработки глухих отверстий, в и г — конструк-
тивные варианты резцов
Рис. 7.10. Расточной резец, применяемый на
токарно-револьверных станках:
1 — резец, 2— винт крепления резня, ^—дер-
жавка
3.	Растачивание
Если диаметр отверстия пре-
вышает диаметр стандартных сверл
или зенкеров, то такое отверстие
растачивают. Растачивание при-
меняется также при обработке
отверстий с неравномерным
76
chipmaker.ru
припуском или с непрямолинейной
образующей.
Токарные расточные резцы для
обработки сквозных и глухих отвер-
стий показаны на рис. 7.8. У токар-
ных расточных стержневых резцов
(рис. 7.9) консольная часть В вы-
полняется круглой, а стержень
С, служащий для крепления рез-
ца,— квадратным (12X12, 16X16,
20 X 20 и 25X25 мм); такими резца-
ми можно растачивать отверстия
диаметром 30—65 мм. Ддя повы-
шения виброустойчивости режущая
кромка резцов выполняется по оси
стержня (рис. 7.9, в, г). На токарно-
револьверных станках применяют
расточные резцы круглого сечения,
которые крепятся в специальных
державках (рис. 7.10).
Форма передней поверхности и
все углы у расточных резцов, за
исключением заднего, принимаются
такими же, как и у проходных,
применяемых при наружном точении.
Задний угол а^.12° при растачива-
нии отверстий диаметром более
50 мм и а>12° при растачивании
отверстий диаметром менее 50 мм.
Значение углов резания у расточных
резцов можно изменять путем уста-
новки режущей кромки резцов отно-
сительно продольной оси детали
(выше или ниже оси).
При растачивании резец находит-
ся в более тяжелых условиях, чем
при наружном продольном точении,
так как ухудшаются условия для
отвода стружки, подвода СОЖ и
отвода теплоты.
Расточный резец имеет меньшее
сечение державки и больший вылет,
что вызывает отжим резца и спо-
собствует возникновению вибраций;
поэтому при растачивании, как пра-
вило, снимается меньшее сечение
стружки и снижается скорость ре-
зания.
При черновом растачивании ста-
ли принимают глубину резания до
3 мм; продольную подачу 0,08—
0,2 мм/об; скорость резания около
25 м/мин для резцов из быстро-
режущей стали и 50—100 м/мин
для твердосплавных резцов.
При чистовом растачивании глу-
бина резания не превышает 1 мм,
продольная подача 0,05—0,1 мм/об,
скорость резания 40—80 м/мин
для резцов из быстрорежущей стали
и 150—200 м/мин для твердосплав2
ных резцов.
Контрольные вопросы
1. Какие требования предъявляются к
установке и заточке сверл?
2. Какое влияние оказывает выбор
материала сверла на режимы обработки?
3.	, Расскажите о способах повышения
стойкости сверл и производительности свер-
ления.
4.	Когда применяют рассверливание,
зенкерование и развертывание отвер-
стий?
5.	Какие требования предъявляются к
подготовке отверстий под растачивание?
6.	Какие резцы применяют для обра-
ботки уступов и канавок?
Г Л А В А 8
обработка конических поверхностей
1.	Общие сведения о конусах.
Способы обработки
Общие сведения о кону-
сах. Обработка деталей с кониче-
ской поверхностью связана с обра-
зованием конуса, который характери-
зуется следующими размерами
(рис. 8.1): меньшим d и большим D
диаметрами и расстоянием I между
плоскостями, в которых расположе-
ны окружности с диаметрами Dud.
Угол а называется углом наклона
конуса, а угол . 2а — углом конуса.
Отношение K—(D — d)/l называ-
ется конусностью и обычно обозна-
чается со знаком деления (напри-
мер, I : 20 или 1 : 50), а в некоторых
случаях • десятичной дробью (на-
пример, 0,05 или 0,02),
77
chipmaker.ru
Рис. 8.1. Элементы конуса
Рис. 8.2. Обработка конической поверхности
широким резцом
Рис. 8.3. Обработка конической поверхности
путем поворота верхних салазок суппорта
Рис. 8.4. Обработка конической поверхности
путем смещения задней бабки
Отношение У=(£)— d)/2/=tg а
называется уклоном.
Способы обработки ко-
нических поверхностей. При
обработке валов часто встречаются
переходы между обрабатываемыми
поверхностями, имеющие коническую
форму. Если длина конуса не пре-
вышает 50 мм, то его обработку
можно производить широким резцом
(рис. 8.2). Угол наклона режущей
кромки резца в плайе должен
соответствовать углу наклона конуса
на обрабатываемой детали. Резцу
сообщают подачу в поперечном или
продольном направлении.
Ддя уменьшения искажения об-
разующей конической поверхности
и уменьшения отклонения угла на-
клона конуса необходимо устанавли-
вать режущую кромку резца по оси
вращения обрабатываемой детали.
Следует учитывать, что при обра-
ботке конуса резцом с режущей
кромкой длиной более 10—15 мм
могут возникнуть вибрации, уровень
которых тем выше, чем больше длина
обрабатываемой детали, меньше ее
диаметр, меньше угол наклона кону-
са, ближе расположен конус к сере-
дине детали, больше вылет резца
и меньше прочность его закрепления.
'В результате вибраций на обраба-
тываемой поверхности появляются
следы и ухудшается ее качество.
При обработке широким резцом
жестких деталей вибрации могут
отсутствовать, но бри этом возможно
смещение резца под действием
радиальной составляющей силы ре-
зания, что приводит к нарушению
настройки резца на требуемый угол
наклона. Смещение резца зависит
от режима обработки и направления
подачи.
Конические поверхности с боль-
шими уклонами можно обрабаты-
вать при повороте верхних салазок
суппорта с резцедержателем (рис.
8.3) на угол а, равный углу на-
клона обрабатываемого конуса. По-
дача резца производится вручную
(рукояткой перемещения верхних
салазок), что является недостатком
этого метода, поскольку неравномер-
78
chipmaker.ru
ность ручной подачи приводит к
увеличению шероховатости обрабо-
танной поверхности. Указанным спо-
собом обрабатывают конические по-
верхности, длина которых соизмери-
ма с длиной хода верхних салазок.
Конические поверхности большой
длины с а = 84-10° можно обра-
батывать при смещении задней
бабки (рис. 8.4), величина которо-
го ft = £,-sina. При малых углах
sina«tga и h^L (jD —d)/2L Если
L = l, то ft=(D-d)/2.
-Величину смещения задней бабки
определяют по шкале, нанесенной
на торце опорной плиты со стороны
маховика, и риске на торце корпуса
задней бабки. Цена деления на шка-
ле обычно 1 мм. При отсутствии
шкалы на опорной плите величину
смещения задней бабки отсчитывают
по линейке, приставленной к опорной
плите.
Способы контроля величины сме-
щения задней бабки показаны на
рис. 8.5. 'В резцедержателе закреп-
ляют упор (рис. 8.5, а) или индика-
тор (рис. 8.5, б). 'В качестве упора
может быть использована тыльная
сторона резца.
Упор или индикатор подводят к
пиноли задней бабки, фиксируют
их исходное положение по лимбу
рукоятки поперечной подачи или
по стрелке индикатора, а затем
отводят. Заднюю бабку смещают
на величину больше h, а упор или
индикатор передвигают (рукояткой
поперечной подачи) на величину h
от исходного положения. Затем зад-
нюю бабку смещают в сторону упора
или индикатора, проверяя ее по-
ложение по стрелке индикатора или
по тому, насколько плотно зажата
полоска бумаги между упором и
пинолью.
Положение задней бабки для
обработки конической поверхности
можно определить по готовой детали.
Готовую деталь (или образец) уста-
навливают в центрах станка и зад-
нюю бабку смещают до тех пор, пока
образующая конической поверхности
не окажется параллельной направ-
лению продольного перемещения суп-
Рис. 8.5. Способы контроля величины
смещения задней бабки
порта. Ддя этого индикатор уста-
навливают в резцедержатель, подво-
дят к детали до соприкосновения
и перемещают (суппортом)' вдоль
образующей детали. Заднюю бабку
смещают до тех пор, пока отклоне-
ния стрелки индикатора не будут
минимальными, после чего закреп-
ляют.
Ддя обеспечения одинаковой ко-
нусности партии деталей, обраба-
тываемых этим способом, необхо-
димо, чтобы размеры заготовок и
их центровых отверстий имели не-
значительные отклонения. Посколь-
ку смещение центров станка вызы-
вает износ центровых отверстий
заготовок, рекомендуется обрабо-
тать конические поверхности пред-
варительно, затем исправить цент-
ровые отверстия и после этого про-
извести окончательную чистовую
обработку. Для уменьшения разбив-
ки центровых отверстий и износа
центров целесообразно последние
выполнять со скругленными вер-
шинами.
Распространенной является обра-
ботка конических поверхностей с
применением копирных устройств.
К станине станка крепится плита /
(рис. 8.6, а) с копирной линейкой 2,
по которой перемещается ползун 5,
соединенный с суппортом 6 станка
тягой 7 с помощью зажима 8.
Ддя свободного перемещения суп-
порта в поперечном, направлении
необходимо отсоединить винт попе-
речной подачи. При продольном пе-
ремещении суппорта 6 резец по-
лучает два движения: продольное
79
chipmaker.ru
Рис. 8.6. Обработка конической поверхности
с применением копирных устройств при про-
дольном (а) и поперечном (б) перемещении
суппорта
от суппорта и поперечное от копир-
ной линейки 2. 'Величина попереч-
ного перемещения зависит от угла
поворота копирной линейки 2 отно-
сительно оси 3 поворота. Угол пово-
рота линейки определяют по деле-
ниям на плите 1, фиксируют ли-
нейку болтами 4. Подачу резца на
глубину резания производят руко-
Рис. 8.7. Обработка конического отверстия
в сплошном материале:
Ц—готовое (после чистового развертывания)
отверстие диаметрами d и D иа длине /, б -
цилиндрическое отверстие под черновую развертку,
« — съем припуска черновой разверткой, г —
съем припуска получистовой разверткой
.яткой перемещения верхних салазок
суппорта.
Обработку конической поверхно-
сти 4 (рис. 8.6, б') производят по
копиру 3, установленному в пиноли
задней бабки или в револьверной
головке станка. 'В резцедержателе
поперечного суппорта устанавливают
приспособление / с копирным роли-
ком 2 и остроконечным проходным
резцом. При поперечном перемеще-
нии суппорта копирный ролик 2
в соответствии с профилем копира 3
получает продольное перемещение,
которое передается (через приспо-
собление /) резцу. Наружные ко-
нические поверхности обрабатыва-
ются проходными, а внутренние
конические поверхности — расточны-
ми резцами.
Ддя получения конического от-
верстия в сплошном материале
(рис. 8.7) заготовку обрабатывают
предварительно (сверлят, растачива-
ют), а затем окончательно (развер-
тывают).
Развертывание выполняют после-
довательно комплектом конических
разверток (рис. 8.8). Драметр пред-
варительно просверленного отвер-
стия на 0,5—1 мм меньше заходного
диаметра развертки. Формы режу-
щих кромок и работа разверток:
режущие кромки черновой раз-
вертки (рис. 8.8, а) имеют форму
уступов;
получистовая развертка (рис. 8.8,
б) снимает неровности, оставленные
черновой разверткой;
чистовая развертка (рис. 8 8, в)
имеет сплошные режущие кромки
по всей длине и калибрует отверстие.
Если требуется коническое от-
верстие высокой точности, то его
перед развертыванием обрабатыва-
ют коническим зенкером, для чего
в сплошном материале сверлят от-
верстие диаметром на 0,5 мм меньше,
чем диаметр конуса, а затем приме-
няют зенкер. Для уменьшения при-
пуска под зенкерование иногда при-
меняют ступенчатые сверла разного
диаметра.
80
chipmaker.ru
Рис. 8.8. Комплект конических разверток:
а — черновая, б — получистовая, в — чистовая
2.	Обработка центровых отверстий.
Контроль конических поверхностей
Обработка центровых от-
верстий. 'В деталях типа валов
часто приходится выполнять цент-
ровые отверстия, которые исполь-
зуются для последующей обработ-
ки детали и для восстановления ее
в процессе эксплуатации. Поэтому
центровку выполняют особенно тща-
тельно'. Центровые отверстия вала
должны находиться на одной оси и
иметь одинаковые размеры на обоих
торцах независимо от диаметров кон-
цевых шеек вала.
При невыполнении этих требова-
ний снижается точность обработки
и увеличивается износ центров и
центровых отверстий.
Конструкции центровых отвер-
стий приведены на рис 8.9, их раз-
меры — в табл. 5. Наибольшее рас-
пространение имеют центровые от-
верстия с углом конуса 6Q°. Иногда
в тяжелых валах этот угол увеличи-
вают до 75 или до 90°. Ддя того
чтобы вершина центра не упиралась
в заготовку, в центровых отверстиях
выполняют цилиндрические углубле-
ния диаметром d (рис. 8.9).
Ддя защиты от повреждений
центровые отверстия многократного
использования выполняют с предох-
ранительной фаской под углом1 120°
(рис. 8.9, б).
На рис. 8.10 показано, как из-
нашивается задний центр станка
при неправильно выполненном цент-
ровом отверстии в заготовке. При
несоосности а центровых отверстий
и несоосности b центров (рнс. 8.11)
Рис. 8.9 Центровые отверстия:
а — незащищенные от повреждений, ,б — защи-
щенные от повреждений фаской
81
chipmaker.ru
Таблица 5
Примечание. За номинальный диаметр
центрового отверстия условно принимается раз-
мер d.
Рис. 8.10. Износ заднего центра при непра-
вильно выполненном центровом отверстии
в заготовке
Рис. 8.11. Базирование детали при несоосг
ности ее центровых отверстий и центров
станка
деталь при обпаботке базируется
с перекосом, что вызывает значи-
тельные погрешности формы наруж-
ной поверхности детали.
Центровые отверстия в неболь-
ших заготовках обрабатывают раз-
личными методами.
Заготовку закрепляют в само-
центрирующем патроне, а в пиноль
задней бабки вставляют сверлиль-
ный патрон с центровочным инстру-
ментом. Центровые отверстия диа-
метром 1,5—5 мм обрабатывают
комбинированными центровыми свер-
лами без предохранительной фаски
(рис. 8.12, г) и с предохранительной
фаской (рис. 8.12, д). Центровые
отверстия больших размеров обраба-
тывают сначала цилиндрическим'
сверлом (рис. 8.12, а), а затем
однозубой (рис. 8.12, б) или много-
зубой (рис. 8.12, в) зенковкой.
Центровые отверстия обрабаты-
вают при вращающейся заготовке;
подачу центровочного инструмента
осуществляют вручную (от маховика
задней бабки). Торец, в котором
обрабатывают центровое отверстие,
предварительно подрезается резцом.
Необходимый размер центрового
отверстия определяют по углублению
центровочного инструмента, пользу-
ясь лимбом маховика задней бабки
или шкалой пиноли. Ддя обеспече-
ния соосности центровых отверстий
деталь предварительно размечают, а
при зацентровке поддерживают лю-
нетом.
Центровые отверстия размечают
с помощью разметочного угольника
(рис. 8.13, а). Штифты 1 и 2 рас-
положены на равном расстоянии от
кромки АА угольника. Наложив
угольник на торец и прижав штифты
к шейке вала, вдоль кромки АА
проводят риску на торце вала, а
затем, повернув угольник на 60—
90°, проводят следующую риску
и т. д. Пересечение нескольких ри-
сок определит положение центрового
отверстия на торце вала. Для раз-
метки можно также использовать
угольник, показанный на рис. 8.13, б.
После разметки производят на-
кернивание центрового отверстия.
82
chipmaker.ru
Если диаметр шейки вала не превы-
шает 40 мм, то можно производить
накернивание центрового отверстия
без предварительной разметки с по-
мощью приспособления, показанного
на рис. 8.14.
Корпус / приспособления уста-
навливают левой рукой на ,торце
вала 3 и ударом молотка по
кернеру 2 намечают центр отверстия.
Если в процессе работы кониче-
ские поверхности центровых от-
верстий были повреждены или нерав-
номерно изношены, то допускается
их исправление резцом; при этом
верхнюю каретку суппорта поворачи-
вают на угол конуса.
Контроль конических по-
верхностей. Конусность наруж-
ных конических поверхностей из-
меряют шаблоном или универсаль-
ным угломером. Ддя более точных
измерений применяют калибры-втул-
ки (рис. 8.15), с помощью ко-
торых проверяют не только угол
конуса, но и его диаметры. На
обработанную поверхность конуса
карандашом наносят 2—3 риски,
затем на измерительный конус наде-
вают калибр-втулку, слегка нажимая
на нее и поворачивая ее вдоль оси.
При правильно выполненном конусе
все риски стираются, а конец кони-
ческой детали находится между
метками А и Б калибра-втулки.
При измерении конических от-
верстий применяют калибр-пробку.
Правильность обработки коническо-
го отверстия определяется (как
и при измерении наружных конусов)
взаимным прилеганием поверхно-
стей детали и калибра-пробки. Если
риски, нанесенные карандашом на
калибр-пробку, сотрутся у малого
диаметра, то угол конуса в детали
велик, а если у большого диамет-
ра .— угол мал.
Контрольные вопросы
1. Что называется 'конусностью и
как она обозначается?
2 Какие существуют 'методы обра-
ботки конических поверхностей?
3.	Как обрабатывают внутренние ко-
нические поверхности?
Рис. 8.12. Центровочные инструменты
Рис. 8.13. Инструмент для разметки центровых
отверстий
Рис. 8.14. Приспособ-
ление для накернива-
ния центровых отвер-
стий без предваритель-
ной разметки
Рис. 8.15. Калибр-втул-
ка для проверки на-
ружных конусов (а) и
пример- ее примене-
ния (б)
83
chipmaker.ru
ГЛАВА9
ОБРАБОТКА ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
1, Основные сведения
Обрабатываемые поверхности де-
талей (как наружные, так и внут-
ренние) относят к фасонным, если
они образованы криволинейной об-
разующей, комбинацией прямоли-
нейных образующих, расположенных
под различными углами к оси де-
тали, или комбинацией криволи-
нейных и прямолинейных образую-
щих.
На токарных станках фасонные
поверхности получают: используя
ручную поперечную и продольную
подачу резца относительно заготовки
с подгонкой профиля обрабатывае-
мой поверхности по шаблону; обра-
боткой фасонными резцами, про-
филь которых соответствует профи-
лю готовой детали; используют попе-
речную и продольную подачу.резца
относительно заготовки, а также при-
способления и копирные устройства,
позволяющие обработать поверх-
ность заданного профиля; путем ком-
бинирования перечисленных выше
методов для повышения точности и
производительности обработки.
Резцы для обработки фа-
сонных поверхностей. Фа-
сонные поверхности на длинных де-
талях, заданный профиль которых
получается с помощью шаблона,
копира, приспособления и т. п.,
обрабатывают проходными резца-
Рис. 9.1. Твердосплавные резцы для обработки
галтелей и радиусных канавок с7?<20 мм (а)
и /?>20 мм (б)
ми из быстрорежущей стали или
твердосплавными.
При обработке галтелей и кана-
вок радиусом R <20 мм на сталь-
ных и чугунных деталях применяют
резцы, режущая часть которых
выполнена по профилю обрабаты-
ваемой галтели или канавки (рис.
9.1, а).
Ддя обработки галтелей и кана-
вок с R >20 мм режущую часть
резцов выполняют с радиусом скруг-
ления, равным (1,5—2) R(рис. 9.1,
б). При этом используют как про-
дольную, так и поперечную подачу
суппорта.
Ддя повышения производитель-
ности обработки фасонных поверх-
ностей сложного профиля приме-
няют фасонные резцы (рис. 9.2).
'Величина переднего угла у у фа-
сонных резцов зависит от обраба-
тываемого материала: 7=20-9-30°
(для алюминия и меди); у=20°
(для мягкой стали); у =15° (для
стали средней твердости); у=10°
(для твердой стали и мягкого чугу-
на); у=5° (для труднообрабаты-
ваемой стали и .твердого чугуна);
у=0° (для бронзы и латуни).
Задний угол а выбирается в зави-
симости от конструктивных особен-
ностей резцов: а= 10-9-15° для дис-
ковых фасонных резцов и а=12-9-
-9-14° для призматических фасонных
резцов. Приведенные значения у и а
относятся только к наружным точ-
кам профиля резца; с приближением
'|к центру дискового фасонного резца
передний угол уменьшается, а зад-
ний — увеличивается. Размеры ра-
бочей части и высота профиля круг-
лых и призматических фасонных
резцов должны соответствовать про-
филю, который получается при пе-
ресечении фасонной поверхности
дета ли,перед ней поверхностью резца.
На одном из торцов круглого фа-
сонного резца выполнены зубцы,
с помощью которых резец надежно
84
chipmaker.ru
Рис. 9.2. Фасонные резцы:
а — цельный, б — с механическим креплением
режущей части, в — дисковый
закрепляют в резцедержателе станка
и при заточке. Ширина фасонных
резцов не превышает 40—60 мм
и зависит от жесткости системы
СПИД/ и радиального усилия реза-
ния.
2. Обработка проходными резцами
При небольшом числе изготовляе-
мых деталей и при достаточном на-
выке рабочего фасонную поверх-
ность можно обрабатывать проход-
ным резцом при его одновременной
продольной и поперечной подаче,
осуществляемой вручную.
При выборе резца следует об-
ратить внимание на то, чтобы форма
его вершины и расположение режу-
щих кромок позволили обработать
фасонную поверхность детали с за-
данными углами наклона и ра-
диусами.
Ддя приобретения навыка пере-
мещения резца по заданной траек-
тории путем его одновременной
продольной и поперечной подачи
следует предварительно (перед об-
работкой фасонной детали) выпол-
нить несколько упражнений, что
позволит освоиться с особенностями
управления станком при фасонной
обработке. Ддя этого в патроне
или в центрах устанавливают гото-
вую деталь с фасонной поверхно.-
стью сложного профиля. Перемещая
суппорт координированным враще-
нием его рукояток, следят за тем,
чтобы вершина резца перемещалась
в непосредственной близости (с оди-
наковым зазором до 1 мм) от по-
верхности детали.
Убедившись в надежности управ-
ления станком, переходят к обра-
ботке детали с фасонной поверх-
ностью. На рис.- 9.3 показана после-
довательность обработки описанным
выше способом фасонной поверх-
ности рукоятки (рис. 9.3, а). За-
готовку закрепляют в трехкулачко-
вом патроне, используя для этого
поверх'ность А (рис. 9.3, б) и обра-
батывают проходным резцом хво-
стовую часть рукоятки, состоящую
из поверхностей В, С, D и Е. Уста-
новив рукоятку в патроне по по-
верхности С, обрабатывают фасон-
ную часть рукоятки (рис. 9.3, в).
С помощью шкалы на станине станка
производят разметку (вдоль оси за-
готовки) наибольшего и наименьше-
го диаметров фасонной поверхности
рукоятки, а затем проходным резцом
снимают черновой припуск в .не-
сколько проходов (см. заштрихован-
ные участки на рис. 9.3, в).
Окончательный съем припуска
(рис. 9.3, г) выполняют в не-
сколько проходов. 'Вначале аккурат-
но снимают гребешки путем плав-
ного перемещения резца вдоль оси
обрабатываемой детали и возврат-
но-поступательного перемещения по-
перечных салазок суппорта. Затем
к невращающейся заготовке при-
кладывают шаблон с профилем го-
товой детали, измеряют наибольший
и наименьший диаметры фасонной
поверхности и определяют места,
с которых необходимо снять при-
пуск. Производительность и качество
обработки рукоятки зависят от навы-
ка рабочего Д^я облегчения условий
труда й повышения его производи-
85
chipmaker.ru
Рис. 9.3. Последовательность обработки фа-
сонной поверхности рукоятки проходным рез-
цом с применением продольной и поперечной
подач
Рис. 9.4. Обработка фасонной поверхности
по копиру
Рис. 9.5. Приспособления для обработки
фасонных поверхностей по копиру на токарно-
револьвериом станке:
а — маятниковая державка (/ — державка резца,
2 — копирный палец, 3 — копириая лииейка,
4 — толкатель, 5 — ось, 6 — хвостовик для крепле-
ния в револьверной головке); б— приспособление
для обработки торца (/ — подпружиненная скалка
с резцом, 2 — державка, 3 — шпонка, 4 — пружи-
на, 5 — упорное кольцо, 6 — ось, 7 — копирный
ролик, 8 — копир, 9 — хвостовик для крепления
в револьверной головке)
тельности опытные рабочие использу-
ют автоматическую продольную по-
дачу, перемещая вручную только по-
перечный суппорт.
Ддя повышения производитель-
ности и точности обработки фасон-
ных поверхностей проходным рез-
цом применяют копир (рис. 9.4).
Фасонную поверхность рукоятки 1
обрабатывают резцом 5, поперечное
перемещение которого осуществля-
ется копиром 3 и пальцем 2. По-
следний перемещается в поперечном
направлении в соответствии с про-
филем копира. 'Вместе с пальцем 2
в поперечном направлении переме-
щаются тяга 4 и связанный с ней
суппорт с резцовой головкой. При
этом винт поперечной подачи вы-
водится из зацепления с гайкой
поперечного суппорта, а продольная
подача может осуществляться ав-
томатически.
На рис. 9.5 показаны приспо-
собления для обработки фасонной
поверхности по копиру на токарно-
револьверном станке — маятниковая
державка (рис. 9.5, а) и приспособ-
ление для обработки торца (рис.
9.5, б).
Копирную линейку 3 (рис. 9.5, а)
закрепляют в резцовой головке суп-
порта, а державку 1 с проходным
резцом — в револьверной головке
(или в пиноли задней бабки).
При продольном перемещении хвос-
товика 6 державка / с резцом,
опираясь копирным пальцем 2 на
копирную линейку 3, поворачивается
на оси 5, осуществляя поперечную
подачу резца в соответствии с про-
филем копирной линейки.
При обработке торцовых фасон-
ных поверхностей (см. рис. 9.5, б)
копир 8 закрепляют в револьверной
головке (или в пиноли задней бабки),
державку 2 с проходным резцом —
в резцовой головке суппорта. Об-
работку торца производят при попе-
речной подаче резцовой головки.
3. Обработка фасонными резцами.
Контроль
Для обработки галтелей, резьбы
и других фасонных поверхностей
86
chipmaker.ru
применяют фасонные резцы (рис.
9.6). Профиль режущей кромки фа-
сонных резцов полностью совпадает
с профилем обрабатываемой по-
верхности и поэтому передняя по-
верхность резца устанавливается
точно на линии центров ^станка
(рис. 9.7). Поскольку фасонные
резцы затачивают по передней по-
верхности, это нужно учитывать
при повторной установке резцов.
'В горизонтальной плоскости резец
должен быть установлен перпенди-
кулярно линии центров станка;
правильность установки проверяют
угольником, который одним катетом
прикладывают к цилиндрической
поверхности детали, а другим — к
боковой поверхности резца, при
этом между угольником и резцом
должен быть равномерный просвет.
Применение призматических и
круглых фасонных резцов позво-
ляет обрабатывать фасонные по-
верхности сложного профиля. Пе-
редней поверхностью призматиче-
ского фасонного резца служит торец
призмы (рис. 9.7, б), а задний угол а
образуется благодаря наклонному
положению резца в державке.
На рис. 9.8 показаны призмати-
ческие радиальные фасонные резцы,
устанавливаемые на поперечном
суппорте или в револьверной головке
с горизонтальной осью вращения и
предназначенные для работы с попе-
речной подачей. Режущую кромку
резца необходимо устанавливать
по центру обрабатываемой детали.
Задние углы а создаются соответ-
Рис. 9.6. Фасонные резцы:
1 — галтельиый, 2 — резьбовой, 3 — для обработ-
ки бурта
ствующей установкой резца в дер-
жавке, что является преимуществом
этой конструкции.
На рис. 9.9 показаны призма-
тические тангенциальные резцы, ко-
торые при обработке перемещаются
с поперечной подачей по касатель-
ной к обработанной поверхности.
При такой обработке размеры дета-
ли зависят не от глубины резания,
а от положения резца при установке.
'В начальный момент резания танген-
циальный резец касается обрабаты-
ваемой поверхности в точке А (рис.
9.9. а), при этом задний угол
имеет максимальное значение си, а
передний угол — минимальное зна-
чение уь'В конце резания (рис. 9.9,6),
когда резец переместится на длину I,
задний угол имеет минимальное
значение, а передний угол — мак-
симальное. Поскольку разница зна-
чений а и у тем больше, чем больше
припуск, эти резцы применяют в
основном для чистовой обработки.
'В случае расположения режущей
кромки под углом X к обрабаты-
Рис. 9.7. Схемы работы круглого (а), призматического, радиального (б) и призматического
тангенциального (в) фасонных резцов:
1,2,3 — резец, 4 — обрабатываемая деталь
87
chipmaker.ru
Рис. 9.8. Призматический радиальный фасон-
ный резец, установленный перпендикулярно
(а) и под углом ш (6) к детали
ваемой поверхности (рис. 9.9, в)
резец врезается в деталь не сразу,
по всей длине, а постепенно и плавно,
что позволяет обрабатывать малоус-
тойчивые и широкие детали.
Передняя поверхность •круглого
(дискового) резца (см. рис. 9.7, а)
располагается ниже его оси на ве-
личину h, что необходимо для обра-
зования заднего угла. Если h равно
0,1 наружного диаметра резца, то
задний угол а» 12°.
На рис. 9.10 показаны фасонные
круглые резцы с винтовыми обра-
зующими режущих кромок. Эти рез-
цы обеспечивают получение меньшей
шероховатости обрабатываемой по-
верхности по сравнению с круглыми
резцами с кольцевыми образующими.
Резцы с винтовыми образующими
являются высокопроизводительным
инструментом, который применяется
на станках с револьверными го-
ловками.
Подача фасонного резца должна
быть равномерной и не превышать
0,05 мм/об при ширине резца
Рис. 9.10. Фасонные круглые резцы с винто-
выми образующими:
а — для работы с поперечной подачей, б — с про
дольной подачей для обработки внутренних по-
верхностей, в — с продольной подачей для обра-
ботки наружных поверхностей
10—20 мм и 0,03 мм/об при ширине
резца более 20 мм. 'Величина по-
дачи зависит от жесткости детали.
Контроль фасонной по-
верхности. Фасонную поверх-
ность детали контролируют, как пра-
вило, шаблоном. Причины отклоне-
ния фактического профиля: неточ-
ность профиля резца или погреш-
ность его установки, а также дефор-
мации детали при обработке, вызван-
ные чрезмерно большими подачами.
Контрольные вопросы
1.	Какие поверхности относят к фа-
сонным?
2.	Назовите инструмент, применяемый
при фасонной обработке.
3.	Какими способами ведут обработку
фасонных поверхностей?
4.	Как осуществляют контроль фасон-
ной поверхности?
Рис. 9.9. Призматические тангенциальные резцы с режущей кромкой, расположенной перпен-
дикулярно (а и б) и под углом Л (в) к обрабатываемой поверхности
88 •
chipmaker.ru
ГЛАВА 10
ОБРАБОТКА РЕЗЬБОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
1.	Общие сведения о резьбах
'Вершина резца при перемещении
с постоянной ‘подачей вдоль вра-
щающейся заготовки при резании
оставляет на ее поверхности винто-
вую линию (рис. 10.1).
Наклон винтовой линии к плоско-
сти, перпендикулярной оси вращения
заготовки, зависит от частоты вра-
щения шпинделя с заготовкой и по-
дачи резца и называется углом р,
подъема винтовой линии (рис 10.2).
Расстояние между винтовыми линия-
ми, измеренное вдоль оси заготовки,
называется шагом Р винтовой линии.
Если отрезок на поверхности детали,
равный шагу винтовой линии, раз-
вернуть на плоскость, то из прямо-
угольного треугольника АБВ (рис.
10.2) можно определить tg р=
=Р/nd, где d — диаметр заготовки
с винтовой линией.
При углублении резца в поверх-
ность заготовки вдоль винтовой
линии образуется винтовая поверх-
ность, форма которой соответствует
форме вершины резца. Резьба —
винтовая поверхность, образованная
на телах вращения и применяемая
для соединения, уплотнения или
обеспечения заданных перемещений
деталей машин и механизмов. Резь-
бы подразделяются на цилиндриче-
ские (образованные на цилиндриче-
ских поверхностях) и конические
(образованные на конических по-
верхностях).
'В зависимости от назначения
резьбового соединения применяют
резьбы различного профиля (рис.
10.3). Профилем резьбы называ-
ется контур сечения резьбы в плос-
кости, проходящей через ее ось.
Широко применяются резьбы с остро-
угольным, трапецеидальным и пря-
моугольным профилями.
Основные элементы резьбы:
угол а профиля — угол между
боковыми сторонами профиля, изме-
ренный в осевом сечении;
вершина профиля — участок про-
филя, соединяющий боковые сторо-
ны выступа;
впадина профиля — участок про-
филя, соединяющий боковые стороны
канавки;
шаг Р резьбы — расстояние меж-
ду соседними одноименными боко-
выми сторонами профиля в направ-
лении, параллельном оси резьбы;
наружный диаметр d резьбы —
диаметр воображаемого цилиндра,
описанного вокруг вершин наружной
резьбы или впадин внутренней
резьбы;
внутренний диаметр d\ резьбы —
диаметр воображаемого цилиндра,
вписанного во впадины наружной
Рис. 10.1. Схема нарезания наружной резьбы:
а — схема движения инструмента и заготовки,
б — нарезание резьбы резцом
Рис. W.2. Геометрия винтовой линии
89
chipmaker.ru
е)
Рис. 10.3. Резьбы различного профиля:
а — остроугольная, б — прямоугольная, в — трапецеидальная, -г — упорная, д — круглая, е — двух-
и трехзаходная
резьбы или в вершины внутренней
резьбы;
средний диаметр d% резьбы —
диаметр воображаемого соосного
с резьбой цилиндра, образующая ко-
торого пересекает профиль резьбы
в точке, где ширина канавки равна
половине шага резьбы;
угол ц подъема резьбы — угол,
образованный касательной к вин-
товой линии в точке, лежащей'
на среднем диаметре резьбы, и'
плоскостью, перпендикулярной оси
резьбы.
Резьбы бывают л е в ы е и пра-
в ы е. 'Винт с правой резьбой
завертывается при вращении по
часовой стрелке (слева направо),
а винт с левой резьбой — при вра-
щении против часовой стрелки (спра-
ва налево). Различают резьбы о д-
нозахоцные и многозаход-
ные (рис. 10.3, е). Однозаходная
резьба образована одной непрерыв-
ной ниткой резьбы, а многозаход-
ная — несколькими нитками резьбы,
эквидистантно расположенными на
поверхности детали. Число ниток
легко определить на торце детали,
где начинается резьбовая поверх-'
ность.
'В многозаходной резьбе различа-
ют ход и шаг. Ходом многозаходной
резьбы называют расстояние между
одноименными точками одного витка
одной нитки резьбы, измеренное па-
90
раллельно оси детали. Ход мно-
гозаходной резьбы равен шагу резь-
бы, умноженному на число за-
ходов.
По выполняемой работе резьбы
делятся на передающие движение
и крепежные. Первые предназначе-
ны для преобразования вращатель-
ного движения в поступательное,
которое часто применяется в меха-
низмах перемещения составных час-
тей станка, в зажимных устоой-
ствах й т. д. и обычно имеют пря-
моугольный или трапецеидальный
профиль. 'В тех случаях, когда на-
правление действия осевого усилия
не зависит от направления вращения
гайки или винта, применяется резьба
с упорным профилем. Резьбы треу-
гольного профиля применяют для
крепежных деталей. При этом пере-
мещение под нагрузкой совершается
лишь в пределах упругой дефор-
мации тела винта, его резьбы и
скрепляемых деталей, т. е. на малую
величину.
Ниже рассмотрена упрощенная
кинематическая схема нарезания
резьбы на токарно-винторезном стан-
ке (рис. 10.4). Главное движение —
вращение шпинделя с заготовкой 1
осуществляется от электродвигате-
ля М, ременную передачу со шки-
вами di и dz, зубчатые колеса
Zi и Z2, сменные зубчатые колеса
а' и Ь', зубчатые колеса z-> и Z4.
chipmaker.ru
Продольное перемещение резца—
движение подачи производится пе-
редачей вращения от шпинделя
через зубчатые колеса г$ и z&, вин-
товые конические колеса z? и Ze,
Z9 и zio; сменные зубчатые колеса
а и Ь, с и d к ходовому винту 3.
'Вращательное движение ходового
винта преобразуется в поступатель-
ное перемещение суппорта 2 с рез-
цом.
Станок для нарезания резьбы
настраивается следующим образом.
Сначала настраивают кинемати-
ческие цепи главного движения и
подач так, чтобы определенной час-
тоте вращения п заготовки (об/мин)
соответствовала определенная вели-
чина Рр перемещения резца (мм).
Конечными элементами цепи главно-
го движения являются электродвига-
тель с частотой вращения п\
(об/мин) и шпиндель с частотой
вращения п (об/мин). Тогда пере-
даточное отношение кинематической
цепи t=n/ni=tit2W3, где ii —
= d\/d2— передаточное отношение
ременной передачи; i2=Z|/z2; 13 =
= Za/Z4 — передаточные отношения
зубчатых передач; 1т = а'/Ь' — пере-
даточное отношение сменных зубча-
тых колес. Из уравнения следует,
что передаточное отношение кине-
матической цепи равно произведе-
нию передаточных отношений от-
дельных ее передач. Настройка ки-
нематической цепи главного движе-
ния сводится к подбору чисел зубьев
сменных колес а' и Ь', так как
остальные элементы кинематической
цепи являются неизменными (Cj):
1111 la'
«ем = П       П7Г=Т7-
П| «I 12	13 С1 Ь
Используя набор сменных колес
в коробке скоростей, определяют
конкретные сочетания чисел зубьев
колес а' и Ь' для получения нужной
частоты вращения заготовки.
Ддя настройки движения подачи
необходимо составить уравнение ки-
нематической цепи от шпинделя 1
к суппорту 2, который перемещается
от ходового винта с шагом Рх в(мм).
Шпиндель и суппорт являются конеч-
Рис. 10.4. Упрощенная кинематическая схема
нарезания резьбы на токарно-винторезном
станке
ными элементами кинематической це-
пи, которая определяет зависимость
одного оборота шпинделя от пере-
мещения суппорта на величину шага
Рр нарезаемой резьбы:
Z6 Z? Z9 а с
I об.шп •	•	’	•	. • J Рх.В-Г р.
Z6 Zb Zio b а
Это уравнение называется урав-
нением кинематического баланса,
где a/b’C/d=im — передаточное от-
ношение сменных зубчатых колес
гитары подачи. Подбором сменных
колес а, Ь, с, d заканчивают на-
стройку кинематической цепи движе-
ния подачи. Таким образом, на-
стройка . кинематической цепи дви-
жения подачи сводится к подбору
сменных колес, так как остальные
элементы известны и постоянны (Сг),
ПОЭТОМУ /см =z Рр/С2.
Эта зависимость используется
при нарезании метрической резьбы
с шагом Рр (мм).
При нарезании дюймовой резьбы
шаг определяется числом k ниток
резьбы на один дюйм длины детали,
т. е. Рр=25,4/6; в этом случае
гсм = 25,4/6С2.
При нарезании модульной резьбы
шаг определяется значением мо-
дуля т (мм), т. е. Рр = шп; в этом
случае iCK = nm/C2.
91
chipmaker.ru
При нарезании питчевой резьбы
шаг зависит от значения питча р",
т. е. Рр=л/р" в дюймах; в этом
случае /см = л25,4/С2р".
Величину 25,4 представляют
дробью 127/5 и поэтому в набор
сменных зубчатых колес включают
колесо z= 127.'Вел и чину л заменяют
отношением л ~ 22/7. Подбор ос-
тальных сменных колес производит-
ся по методу разложения на мно-
жители.
'В станке мод. 16К20 при наре-
зании метрических и дюймовых
резьб устанавливают следующие
сменные колеса a/6-fe/d=40/86X
X86/64. Переход с нарезания мет-
рической резьбы на нарезание дюй-
мовой производят включением зуб-
чатых колес 38/34-30/33 в коробке
подач.
Если установить в гитаре подач
комбинацию a/6-fe/d=60/86-86/48,
то можно нарезать метрические и
дюймовые -резьбы с шагом, вдвое
большим табличного.
Ддя настройки гитары сменных
колес на нарезание резьбы с шагом,
не предусмотренным таблицами стан-
ка, пользуются формулой a/b’C/d=
= 5/8 Ри/Рт, где Рн — шаг нарезае-
мой резьбы, мм; Рт — табличное зна-
чение шага резьбы, ближайшее к
Р„, мм.
При установке a/b'C/d=60/73X
X 86/36 можно нарезать модульные
и питчевые резьбы. При нарезании
резьб с шагом, не предусмотренным
таблицами станка, пользуются фор-
мулами:
для модульной резьбы d/b-c/d—
=60/73-86/36 т^/гпу,
для питчевой резьбы a/b-c/d=
=60/73-86/36 р"/р"
где тк и р"— модуль и питч наре-
заемой резьбы, а тТ и р" — таб-
личные значения модуля и питча,
близкие к /пн и р"
2.	Нарезание наружной резьбы
резцами
На токарных станках наиболее
широко применяется метод нареза-
ния наружной и внутренней резьб
резцами. Резьбонарезные резцы бы-
вают стержневые, призматические
и круглые; их геометрические пара-
метры не отличаются от геометриче-
ских параметров фасонных резцов.
Наружную резьбу нарезают пря-
мыми или отогнутыми резцами
(рис. 10.5), внутреннюю — изогну-
тым резцом (в отверстиях малого
диаметра) и прямым резцом, уста-
новленным в оправку (в отверстиях
большого диаметра). Расположение
режущих кромок резца должно со-
ответствовать профилю обрабаты-
ваемой резьбы.
Резьбы треугольного профиля
нарезают резцами с углом в плане
при вершине е = 60°± 10' для метри-
ческой резьбы и е=55°±10' для
дюймовой резьбы. Учитывая погреш-
ности перемещения суппорта, ко-
торые могут привести к увеличению
угла резьбы, иногда применяют рез-
цы с е=59°30'. 'Вершина резца
может быть скругленной или с фас-
кой в соответствии с формой
впадины нарезаемой резьбы.
Боковые задние углы резца с
правой и левой сторон обычно де-
лают одинаковыми и равными 3—
5° (для нарезания резьбы с углом
подъема до 4°) или 6—8° (при наре-
зании резьбы с углом подъема свы-
ше 4°). 'Величина боковых задних
углов выбирается исходя из того,
чтобы при нарезании резьбы ис-
ключить трение боковых поверхно-
стей резца о винтовую поверхность
резьбы. При нарезании метрической
резьбы задний угол резца а=104-
4-15° при обработке незакаленных
стальных деталей и а=6° при об-
работке закаленных стальных дета-
лей. При нарезании внутренних
резьб треугольного профиля в от-
верстиях диаметром до 50 мм а уве-
личивают до 18°.
Передний угол резьбонарезных
резцов 7 = 04-25° в зависимости
от обрабатываемого материала. Ддя
твердых и хрупких материалов вы-
бирают меньшие значения у, для
вязких и цветных — большие зна-
чения у. При нарезании резьбы
на деталях из высоколегированных
92
chipmaker.ru
Рис. 10.5. Резьбонарезные резцы:
а	прямой, б —.круглый, в — изогнутый
жаропрочных сталей 7=54-10° для
черновых и чистовых резцов. При
нарезании резьбы чистовыми рез-
цами на деталях из конструкцион-
ных сталей принимают у=0. Пра-
вильность заточки резцов прове-
ряют шаблоном.
Резьбонарезные резцы оснащают
пластинами из быстрорежущей стали
и твердых сплавов. При обработке
стальных деталей применяют резцы
с пластинами из твердых сплавов
марок Т15К6 и Т14К8 (на предва-
рительных операциях), Т30К4 и
Т15К6 (на окончательных опера-
циях). При обработке чугунных
деталей применяют резцы с пласти-
нами из твердых сплавов марок
-ВК6М, 'ВКЗМ, В2К или ВК4.
Предварительно деталь обтачи-
вают таким образом, чтобы ее
наружный диаметр был меньше на-
ружного диаметра нарезаемой резь-
бы. Ддя метрической резьбы диа-
метром до 30 мм эта разница
ориентировочно составляет 0,14—
0,28 мм; диаметром до 48 мм —
0,17—0,34 мм; диаметром до 80 мм—
0,2—0,4 мм.
Уменьшение диаметра заготовки
обусловлено тем, что при нарезании
резьбы материал заготовки дефор-
мируется, и в результате этого
наружный диаметр резьбы увели-
чивается.
Нарезание резьбы в отверстии
производят или сразу после свер-
ления (если к точности резьбы
не предъявляют высоких требова-
ний) или после его растачивания
(для точных резьб). Др а метр от-
г верстия под резьбу do=d — Р, где
do — диаметр отверстия, d — наруж-
ный диаметр резьбы, Р — шаг резьбы
(все размеры в мм).
Диаметр отверстия под резьбу
должен быть несколько больше
внутреннего диаметра резьбы, так
как в процессе нарезания резьбы
металл деформируете! I и в резуль-
тате этого диаметр отверстия умень-
шается. Поэтому результат, полу-
ченный по приведенной выше форму-
ле, увеличивают на 0,2—0,4 мм
при нарезании резьбы в вязких
материалах (стали, латуни и др.) и
на 0,1—0,02 мм при нарезании
резьбы в хрупких материалах (чу-
гуне, бронзе и др.).
'В зависимости от требований
чертежа резьба может заканчи-
ваться канавкой для выхода резца.
'Внутренний диаметр канавки дол-
жен быть на 0,1—0,3 мм меньше
внутреннего диаметра резьбы, а ши-
рина канавки 6 = 2-?ЗР. При наре-
зании болтов, шпилек и некоторых
других деталей при отводе резца
образуется, как правило, сбег
резьбы.
~-Ддя более удобного и точного
нарезания резьбы на торце обраба-
тываемой детали выполняют уступ
длиной 2—3 мм, диаметр которого
равен внутреннему диаметру резьбы.
По этому уступу определяют по-
следний проход резца, после окон-
чания нарезания резьбы уступ сре-
зают.
Точность резьбы во многом зави-
93
chipmaker.ru
Рис. 10.6. Схемы установок резца при нареза-
нии резьбы
сит от правильной установки резца.
Ддя того чтобы установить резец
по биссектрисе угла профиля резьбы
перпендикулярно оси обрабатывае-
мой детали, используют шаблон,
который устанавливают на обрабо-
танной поверхности детали вдоль
линии центров станка. Профиль
резца совмещают с профилем шаб-
лона и проверяют правильность
установки резца по просвету. Резь-
бонарезные резцы следует устанав-
ливать строго по линии центров
станка.
При нарезании резьбы резцами
подача равна шагу нарезаемой
резьбы. Скорость резания для рез-
цов из быстрорежущих сталей при
обработке стали средней твердости
ц = 204-35 м/мин для черновых
проходов и и = 254-50 м/мин для
чистовых проходов. При обработке
деталей из чугуна средней твер-
дости скорость резания уменьшают
в два раза. Скорость резания для
резцов с пластинами из твердого
Рис. 10.7. Схема работы резьбонарезного
резца при повернутых верхних салазках
суппорта
сплава Т15К6 при обработке сталей
средней твердости v=1004-
4-150 м/мин. Большие значения
скорости резания принимают при
нарезании резьб с Р^2 мм, а мень-
шие — при нарезании резьб с
Р^б мм.
На токарных станках реььбу
нарезают резцами за несколько про-
ходов. После каждого прохода резец
отводят в исходное положение.
По нониусу винта поперечной пода-
чи устанавливают требуемую глу-
бину резания и повторяют проход.
При нарезании резьбы с шагом до
2 мм подача составляет 0,05—0,2 мм.
Если резьбу нарезать одновременно
двумя режущими кромками, то об-
разующаяся при этом стружка спу-
тывается и ухудшает качество по-
верхности резьбы. Поэтому перед
рабочим проходом резец следует
смещать на 0,1—0,15 мм пооче-
редно вправо или влево, используя
осевую подачу верхнего суппорта,
в результате чего обработка ведется
только одной режущей кромкой.
Число черновых проходов 3—6,
а чистовых — 3. Схема установок
резца при нарезании резьбы пока-
зана на рис. 10.6.
При нарезании резьбы с шагом
более 2 мм на деталях из трудно-
обрабатываемых сталей подачу рез-
ца можно осуществлять вдоль сторо-
ны профиля (рис. 10.7); глубину
резания в этом случае устанавли-
вают перемещением верхних салазок
суппорта, которые закрепляют под
углом 30° к оси профиля (для
метрической резьбы) или под углом
27°30' (для дюймовой и трубной
резьб). При этом резец работает
только левой режущей кромкой.
При последнем проходе глубину
резания устанавливают винтом по-
перечной подачи, что позволяет
исправить погрешности, образовав-
шиеся при предыдущих проходах.
При нарезании резьб шагом 2—
6 мм число черновых проходов
6—9, а чистовых 3—4 (меньшее
число проходов относится к резьбе
с меньшим шагом, а большее —
к резьбе с большим шагом).
94
chipmaker.ru
При нарезании резьбы рекомен-
дуется делать 4—6 проходов для
резьбы с шагом 0,5—1 мм; 6—8 про-
ходов для резьбы с шагом 1,25—
1,5 мм; 8—10 проходов для резьбы
с шагом 1,75—2 мм; 12—15 про-
ходов для резьбы с шагом 2,5—
3 мм. При нарезании резьб на де-
талях из труднообрабатываемых ста-
лей (нержавеющих, кислотоупорных
и т. д.) число проходов следует
увеличить на 25%.
При нарезании резьбы небольшой
длины резец может быть возвращен
в исходное положение перемещени-
ем суппорта при обратном ходе
станка, без выключения разъемной
гайки. При нарезании длинного
винта суппорт перемещают в исход-
ное положение вручную, выключив
разъемную гайку. Ддя выполнения
следующего прохода необходимо
попасть в винтовую канавку наре-
заемой резьбы. Если нарезается
резьба, шаг которой делится без
остатка на шаг резьбы ходового
винта (или шаг резьбы ходового
винта делится без остатка на шаг
нарезаемой резьбы), то разъемную
гайку можно включать в любой
момент и резец при этом всегда
точно попадет в ранее нарезанную
винтовую канавку.
При нарезании резьбы, шаг ко-
торой делится с остатком на шаг
резьбы ходового винта, разъемную
гайку можно включать только при
определенном положении ходового
винта, когда деталь, ходовой винт
и суппорт займут такое же поло-
жение, как и в начале нарезания
резьбы. Только в этом случае
резец попадет в винтовую канавку.
'В процессе нарезания резьбы
возникает необходимость сменить
изношенный резец или заменить чер-
новой резец чистовым. Ддя того
чтобы устанавливаемый резец попал
в уже прорезанную винтовую канав-
ку, его перемещают с помощью
верхних салазок суппорта или (уста-
новив трензель в среднее положение)
разъединяют ходовой винт и шпин-
дель и затем поворачивают деталь
до такого положения, при котором
Рис. 10.8. Схема нарезания резьбы блоком из
двух резцов — чернового (а) н чистового (б)
резец будет находиться против
винтовой канавки.
Ддя повышения производитель-
ности обработки вместо одного
резца применяют резьбовые гребенки
или многорезцовые державки. На
рис. 10.8 показана схема нарезания
резьбы блоком из двух резцов.
Первый резец (рис. 10.8, а) зата-
чивается под углом 90° и снимает
предварительный слой, оставляя для
второго чистового резца (рис. 10.8,6)
минимальный припуск. Угол заточки
чистового резца — 60°.
Ддя повышения производительно-
сти нарезания резьбы и снижения
Рис. 10.9. Устройство для автоматического
отвода резца при нарезании резьбы
95
chipmaker.ru
Рис. 10.10. Нарезание резьбы обратным ходом:
а — внутренней в глухом отверстии, б — наружной
в упор; 1 — резец, 2 — деталь
утомляемости токаря применяют раз-
личные приспособления. На рис. 10.9
показано устройство для автомати-
ческого отвода резца после каждого
прохода.
'В конце прохода неподвижный
упор / останавливает движение
упора 11 и валика 6 (с лыской), а
корпус 4 продолжает движение.
'В конце нарезаемой резьбы под
действием пружин 8 и 9 сухарь 5
вместе с пинолью 3 и закрепленным
в ней резцом 2 попадает на лыску
валика 6 и нарезание резьбы пре-
кращается. После возврата суп-
порта в исходное положение при
повороте рукоятки с эксцентриком 10
выдвигается пиноль с резцом 2.
'В это время под действием пружи-
ны 7 валик 6 перемещается влево
и запирает пиноль 3 в переднем по-
ложении.
Нарезание резьбы в упор снижает
производительность, требует повы-
шенного внимания рабочего для того,
чтобы избежать поломок инструмен-
та. Поэтому применяют нарезание
резьбы обратным ходом (рис. 10.10):
левый резец вводят в канавку для
выхода резца, изменяют направле-
ние вращения шпинделя и переме-
щения суппорта и нарезают резьбу
на выход по направлению к задней
бабке.
3.	Нарезание прямоугольной,
трапецеидальной
и многозаходной резьб
Нарезание резьбы прямоуголь-
ного и трапецеидального профиля
имеет ряд особенностей в сравне-
нии с нарезанием резьбы треуголь-
ного профиля. Прямоугольные и
трапецеидальные резьбы часто бы-
вают многозаходными (с числом за-
ходов 2, 3 и более), поэтому угол
подъема винтовой линии этих резьб
может значительно превышать угол
подъема винтовой линии треугольной
резьбы и достигает ц>40°.
Резьбы прямоугольного и тра-
пецеидального профиля нарезают
стержневыми резцами, профиль ко-
торых должен соответствовать’ про-
филю, образующемуся при пересе-
чении винтовой поверхности резьбы
с передней поверхностью резца.
Главную режущую кромку выпол-
няют параллельно оси нарезаемой
резьбы, передний угол резца у=0,
а задний а=6 4-8°. Ддя обеспе-
чения нормальных условий резания
необходимо, чтобы действительный
задний угол был не менее 3°.
При нарезании правой резьбы
задний угол у левой режущей кром-
ки резца должен быть на 2° больше
угла подъема винтовой линии резь-
бы, а задний угол у правой режу-
щей кромки — около 3°; при наре-
зании левой резьбы значения этих
углов изменяются на противопо-
ложные.
Наибольшее распространение по-
лучили два способа установки резца
при нарезании резьбы с углом подъе-
ма винтовой линии ц>4° (рис.
10.11). При первом способе глав-
ную режущую кромку устанавли-
вают параллельно оси детали
(рис. 1011, а), что позволяет наре-
зать резьбу, профиль которой совпа-
дает с профилем резца. Недостат-
ком этого способа являются неоди-
наковые условия работы боковых
режущих кромок резца. Угол ре-
зания у правой боковой кромки
больше 90°(—уп), что ухудшает
условия резания этой кромкой.
Ддя устранения этого недостатка на
передней поверхности вдоль режу-
щей кромки выполняют канавку
(рис. 10.11, б). Однако при этом
ослабляется сечение режущей кром-
ки и снижается ее стойкость. Кроме
того, с увеличением угла подъема
96
chipmaker.ru
винтовой линии нагрузка на резец
возрастает и он начинает откло-
няться влево и вниз, что может
привести к подрезанию ' профиля
резьбы.
При втором способе (рис. 10.11,в)
главную режущую кромку резца
устанавливают перпендикулярно
винтовой линии, т. е. боковым
поверхностям резьбовой канавки.
'В этом случае обе боковые режущие
кромки находятся в одинаковых
и более благоприятных условиях
работы. Недостатком этого способна
является искажение профиля резь-
бы, которое тем больше, чем больше
угол подъема винтовой линии.
Учитывая достоинства и недостат-
ки каждого способа, второй способ
установки резца используют при чер-
новых проходах для снятия боль-
ших припусков. При нарезании
резьб с шагом 3—4 мм, а также
при выполнении чистовых проходов
(снимаемый припуск 0,2—0,03 мм)
применяют первый способ установки
резца. Главную режущую кромку
устанавливают точно на линии цент-
ров станка с помощью шаблона.
Ддя точной установки головки рез-
ца применяют специальную дер-
жавку (рис. 10.12).. Головка 3
резца может перемещаться относи-
тельно корпуса 4. Фиксируют го-
ловку в нужном положении (по
риске А относительно шкалы В) вин-
том 6, который навинчивают на
стержень 5 головки по резьбе с
крупным шагом и ввинчивают в кор-
пус 4 по резьбе с мелким шагом.
Такое устройство позволяет надеж-
но закреплять головку 3 в нужном
положении. Резец 1 крепят в головке
винтом 2. Иногда головку резца
выполняют с прорезью, которая
позволяет резцу незначительно от-
жиматься, что повышает качество
обработанной поверхности.
Трапецеидальные резьбы с шагом
более 3—4 мм нарезают двумя
способами. Первый способ: канавоч-
ным резцом, ширина которого на
0,1—0,2 мм меньше ширины про-
филя резьбы, прорезают винтовую
канавку с внутренним диаметром,
Рис. 10.IJ. Способы установки резца при наре-
зании резьбы с углом наклона винтовой
линии ц>4°
равным внутреннему диаметру на-
резаемой резьбы; затем винтовой
канавке придается форма трапеции
(правым и левым резцом), ширина
основания которой по наружному
диаметру резьбы на 0,3—0,4 мм
меньше требуемой; окончательную
обработку боковых поверхностей
резьбы производят'резцом с полным
профилем.
'Второй способ: трапецеидальным
резцом прорезают профильную ка-
навку, ширина которой по среднему
диаметру резьбы на 0,3—0,4 мм
меньше требуемой; затем эту канавку
прорезают резцом на глубину . до
воображаемой поверхности внутрен-
него диаметра резьбы; окончатель-
ную обработку боковых поверхностей
резьбы производят резцом с полным
профилем (рис. 10.13).
'Винтовые канавки многозаходных
резьб обрабатывают способами, при-
меняемыми при нарезании одноза-
ходных резьб соответствующего про-
филя. Точность деления винтовых
канавок в соответствии с числом
заходов при нарезании многозаход-
ных резьб обеспечивается различны-
Рис. 10.12. Дрржавка с поворотной головкой
для резьбового резца
97
chipmaker.ru
Рис. 10.13. Блок из двух резцов для нарезания
трапецеидальной резьбы:
1 — трапецеидальный (профильный) резец, 2 —
прорезной резец
ми методами. При нарезании резьбы
на валиках, .устанавливаемых в
центрах, применяют поводковый
патрон с вырезами для нарезания
двух-, трех- и четырехзаходной
резьб (рис. 10.14, а) или градуиро-
ванный патрон (рис. 10.14, б), на
поводковой части 1 которого нане-
сены деления. Поводковая часть по-
ворачивается относительно корпу-
са 2 на 180° при двухзаходной,
на 120° при трехзаходной и на
90° при четырехзаходной резьбе
(т. е. угол поворота 6=3^0°/z, где
z — число заходов) и фиксируется
в нужном положении гайками 3 и 4.
Рис. 10.14. Патроны для нарезания много-
за ходи ых резьб:
а — поводковый (/, 2, 3 н 4 — прорези для наре-
заний двух- и четырехзаходной резьбы; 21
и 51 ~ прорези для нарезания трехзаходной резь-
бы); б — градуированный (1 — поводковая часть,
2 — корпус, 3 и 4 — гайки)
Ддя перехода от одной винтовой
канавки к другой в соответствии
с числом заходов используют верх-
ний суппорт станка, направляющие
которого устанавливают параллель-
но оси детали. После нарезания
первой винтовой канавки резец
отводят от детали и перемещают
его вдоль детали на шаг резьбы.
Для определения величины переме-
щения используют лимб винта верх-
них салазок суппорта, набор мерных
плиток и др.
Ддя нарезания многозаходной
резьбы применяют также резцовые
блоки, в которых резцы устанавли-
вают вершинами на одном уровне
и с шагом, равным шагу нарезае-
мой резьбы.
4.	Нарезание резьбы плашками
и метчиками
Ддя нарезания наружной резьбы
на винтах, болтах, шпильках и дру-
гих деталях применяются плашки
(рис. 10.15). Участок детали, на ко-
тором необходимо нарезать резьбу
плашкой, предварительно обрабаты-
вают. Дцаметр обработанной поверх-
ности должен быть несколько меньше
наружного диаметра резьбы. Ддя
метрической резьбы диаметром 6—
10 мм эта разница составляет 0,1 —
0,2 мм; диаметром 11-18 мм—
0,12—0,24 мм; диаметром 20—
30 мм-—0,14—0,28 мм. Ддя образо-
вания захода резьбы на торце де-
тали необходимо снять фаску, соот-
ветствующую . высоте профиля
резьбы.
Плашку устанавливают в плаш-
кодержатель (патрон), который за-
крепляют в пиноли задней бабки
или в гнезде револьверной головки.
Скорость резания при нарезании
резьбы плашками и = 34-4 м/мин
для стальных заготовок; и = 2-4-
4-3 м/мин для .чугунных заготовок
и и=10-=-15 м/мин для латунных
заготовок.	I
'Внутренние метрические резьбы
диаметром до 50 мм часто нарезают
метчиками. Обычно на токарном
станке применяют машинные мет-
. 98
chipmaker.ru
чики, что позволяет нарезать резьбу
за один проход. Ддя нарезания резь-
бы в деталях из твердых и вязких
материалов применяют комплекты,
состоящие из двух или трех метчиков.
'В комплекте из двух метчиков пер-
вый (черновой) выполняет 75%
всей работы, а второй (чистовой)
доводит резьбу до требуемого раз-
мера. 'В комплекте из трех метчиков
первый (черновой) выполняет 60%,
средний (получистовой) — 30% и
третий (чистовой) — 10% всей ра-
боты. Метчики в комплекте разли-
чают* по заборной части, наиболь-
шая длина которой у чернового
метчика.
-В отверстиях с прерывистой по-
верхностью (с пазом, канавкой)
резьбу нарезают метчиками с числом
канавок, не кратным числу пазов
на обрабатываемой поверхности.
Ддя этой же цели и для нарезания
отверстий длиной более двух диа-
метров применяют метчики с вин-
товыми канавками (рис. 10.16, а).
Направление винтовой канавки мет-
чика должно быть таким же, как и
у нарезаемой резьбы (правая канав-
ка для правой резьбы, левая —
для левой).
Ддя нарезания в пластичных ма-
териалах коротких сквозных метри-
ческих резьб (диаметром 1,5—8 мм)
и длиной до двух диаметров приме-
няют бесканавочные метчики (рис.
10.16, б), которые обладают большей
прочностью, чем обычные, и обеспе-
чивают более высокое качество
резьбы.
При нарезании коротких сквоз-
ных резьб в деталях из вязких
Рис. 10.15. Резьбонарезные плашки:
а — круглая, б -— квадратная, в — шестигранная,
г — трубчатая, у — передний угол
материалов применяют метчики с
расположением зубьев в шахматном
,порядке (рис. 10.16, в). Преиму-
щество таких метчиков заключается
в том, что в процессе их работы
снижается грение, улучшается про-
цесс стружкообразования и облег-
чается подвод смазочно-охлаждаю-
щей жидкости.
При установке метчика в револь-
верную головку на его хвостовик
надевают и закрепляют винтом
кольцо, вместе с которым метчик
устанавливают в патрон для плашек
и закрепляют, как плашку.
Скорость резания при нареза-
нии резьбы метчиками о=54-
4- 12 м/мин для стальных заготовок;
0=64-22 м/мин для чугунных,
бронзовых и алюминиевых заготовок.
Нарезание резьбы производят с
охлаждением эмульсией или мас-
лом.
Рис. 10.16. Метчики со специальной геометрией:
с — с винтовыми канавками, б — бесканавочные, в — с расположением зубьев в шахматном порядке;
V — передний угол, ср — угол заточки на длине Z
99
chipmaker.ru
5.	Нарезание резьбы
многониточными резцами
Многониточные резцы по конст-
рукции подразделяются на стержне-
вые, призматические и круглые резь-,
бовые гребенки (рис. 10.17). Круглые
резьбонарезные гребенки выполняют
с кольцевой и винтовой резьбой.
Ддя того чтобы при нарезании
резьбы гребенкой припуск распреде-
лялся на большее число зубьев,
часть из них срезается под углом
<р=25-=-30° и образует заборную
часть, а остальные зубья образуют
калибрующую часть. Гребенки мож-
но многократно перетачивать, со-
храняя при этом первоначальную
точность профиля резьбы.
Нарезание резьбы гребенками
является производительным спосо-
бом обработки, так как зубья гре-
бенки — это ряд расположенных по-
следовательно резцов, работающих
одновременно. При этом полный
профиль резьбы получают за один-
два прохода.
Круглые гребенки с кольцевой
резьбой применяют при нарезании
резьбы с небольшим углом подъема
винтовой линии, а гребенки с вин-
товой нарезкой — для резьб с боль-
шими углами подъема ринтовой
линии. Углы подъема винтовой ли-
нии гребенки и нарезаемой резьбы
должны быть близки по значению.
Поэтому диаметр гребенки выбирают
либо равным наружному диаметру
резьбы, либо в кратное число раз
Рис. 10.17. Резьбовые гребенки:
а — стержневая, б — призматическая,
в — круглая
большим, соответственно которому
увеличивают число заходов резьбы
гребенки. Направление резьбы гре-
бенки в этом случае должно быть
противоположным направлению на-
резаемой резьбы. Диаметр гребен-
ки для нарезания внутренней резьбы
должен быть несколько меньше
диаметра нарезаемой резьбы, а по-
этому угол подъема винтовой ли-
нии гребенки должен быть несколько
больше угла подъема винтовой линии
нарезаемой резьбы. Направление
резьбы гребенки в этом случае долж-
но быть одинаковым с направлени-
ем нарезаемой резьбы.
По конструкции и принципу ра-
боты круглая резьбонарезная гре-
бенка не отличается от круглого
фасонного резца.
Нарезать резьбу резцами и гре-
бенками на токарных и токарно-
револьверных станках можно без
ходового винта при наличии спе-
циального копировального приспо-
собления— приклона (рис. 10.18).
От шпинделя через зубчатые ко-
леса Zi и Z2 вращение передается
валу 10, на котором находится
подвижный блок колес гз и Z\,
передающих вращение валу 11
через зубчатые колеса Z5 или z&. Блок
может занимать промежуточное по-
ложение и не входиТь в зацепление
с колесами z,s и Ze; в этом случае
вал 11 не вращается. На валу 11
устанавливается сменный копир 1,
на поверхности которого нарезана
резьба. 'В зацепление с копиром
входит гребенка 2, которая ва-
лом 4 соединяется с суппортом 9.
'В суппорте закрепляется резьбо-
нарезной резец или резьбонарезная
гребенка. Рукояткой 6 рычаг 5 со
штифтом 7 опускается на линейку 8,
в результате чего резец касается
заготовки. Одновременно гребенка 2
входит в зацепление с копиром.
В исходное положение вал 4 воз-
вращается пружиной 3. Если в за-
цеплении находятся колеса Z4 и Z6,
то передаточное отношение равно
единице и шаг нарезаемой резьбы
равен шагу резьбы на копире.
Если в зацеплении находятся колеса
100
chipmaker.ru
Рис. 10.18. Схема резьбонарезного устройства — приклони
z3 и z5, то шаг нарезаемой резьбы
равен половине шага резьбы копира
(передаточное отношение 1=1:2).
На рис. 10.19 показаны схемы
нарезания резьбы гребенками.
 6. Нарезание резьбы
резьбонарезными головками
Резьбонарезные винторезные го-
ловки применяются • для нарезания
наружной и внутренней резьбы на
токарных, токарно-револьверных
станках и на токарных автоматах.
'В винторезных головках применяют
радиальные, тангенциальные и круг-
лые гребенки (рис. 10.20). 'В конце
нарезания резьбы плашки или гре-
бенки автоматически расходятся и
при обратном ходе не соприкаса-
ются с резьбой.
При нарезании наружной резьбы
большее распространение получили
головки с круглыми гребенками,
так как они просты по конструкции,
позволяют работать с большим
числом переточек и обладают боль-
шей стойкостью, чем радиальные и
тангенциальные гребенки. Устрой-
ство и работа винторезных головок
имеют незначительные различия.
'В приведенной на рис. 10.21
конструкции винторезной головки
нарезание наружной резьбы произ-
водят круглыми резьбонарезными
гребенками 2 с кольцевой нарезкой,
которые устанавливают выточкой 3
на кулачках 4 равномерно по ок-
ружности на равном расстоянии от
центра, зависящем от диаметра наре-
заемой резьбы, и крепят винта-
ми 1.
Рис. 10.19. Схемы нарезания резьбы гребенками
101
chipmaker.ru
Рис. 10.20. Резьбонарезные винторезные головки:
а — радиальная, б - тангенциальная, в - круглая
Рис. 10.21. Невращающаяся винторезная головка для нарезания наружной резьбы:
а в рабочем положении, б — с открытыми гребенками
chipmaker.ru
Рис. 10.22. Невращающаяся винторезная
головка для нарезания внутренней резьбы
Опорная поверхность кулачков
обеспечивает угол наклона ф витков
резьбонарезных гребенок, а также
смещение витков соседних гребенок
на 1/z шага резьбы, где z — число
гребенок. Пружинами 5 через штиф-
ты 13 кулачки 4 прижимаются
к обойме 7, которая посредством
-рукоятки 12 может перемещаться
вдоль корпуса 6. 'В рабочем поло-
жении (рис. 10.21, а) резьбонарезные
гребенки сведены, так как кулачки 4
своими выступами М упираются в
обойму 7. Наладку резьбонарезных
гребенок на размер производят или
по годной готовой детали, или по
проходному рабочему резьбовому
калибру, которые устанавливают в
рабочую зону. Изменение размера
производят поворотом кольца 9 вин-
тами 14. 'Вместе с кольцом 9
посредством штифта 8 поворачива-
ется корпус 6 с кулачками 4,
которые, перемещаясь по скошенным
поверхностям Г обоймы 7, удаляются
или приближаются к оси головки.
На станок резьбонарезную голов-
ку устанавливают и закрепляют
хвостовиком 10. Зазор между кор-
пусом 6 и хвостовиком 10 выбира-
ется пружиной 11. Резьбу наре-
зают с принудительной подачей го-
ловки, равной шагу нарезаемой
резьбы Можно нарезать резьбу и
головкой, перемещающейся самоза-
тягиванием. На определенном рас-
стоянии до конца рабочего хода
подача прекращается и головка
останавливается. При этом останав-
ливаются хвостовик 10 и обойма 7,
а корпус 6, увлекаемый резьбой
детали, продолжает перемещаться.
'В результате выступы М кулачков 4
выходят из обоймы 7 и кулачки
вместе' с гребенками 2 под действием
пружин 5 расходятся, освобождая
обрабатываемую деталь. 'Возврат
резьбонарезных гребенок в исходное
положение, а также остановку про-
цесса обработки резьбы производят
поворотом рукоятки 12.
'Внутреннюю резьбу чаще наре-
зают резьбонарезными головками с
призматическими гребенками, ре-
жущие кромки которых распола-
гаются на одном диаметре и имеют
заходный конус. Число гребенок
в комплекте зависит от размера
юз
chipmaker.ru
Рис. 10.23. Схема нарезания резьбы вихревым
методом:
а — наружной, б — внутренней
головки. Гребенки смещены в комп-
лекте относительно друг друга в соот-
ветствии с углом подъема винтовой
линии нарезаемой резьбы.
Гребенки 2 (рис. 10.22) распо-
ложены в радиальных пазах корпу-
са 6 резьбонарезной головки, то-
рец которого закрыт фланцем 1.
Гребенки 2 могут перемещаться по
конической части втулки 4, в резуль-
тате чего изменяется расстояние от
оси головки до рабочей части гре-
бенки. 'Втулка 4 связана с тягой 5
и перемещается внутри корпуса 6
(вдоль оси) с сердечником 10 под
действием пружины 13 или от руко-
ятки 11 с шаровым наконечником 8.
Тяга 5 связана с втулкой резьбовым
соединением, а с сердечником 10 —
проточкой, в которую входит сто-
пор 7. Корпус 6 имеет паз, по ко-
Рис. 10.24. Схема нарезания резьбы чашечным
резцом:
/ — заготовка, 2 — чашечный резец
торому перемещается рукоятка 11.
Наладку резьбонарезной гребенки
на размер производят по рабочему
резьбовому калибру, по эталонной
детали или по кольцу, внутренний
диаметр которого равен наружному
диаметру резьбы.
Наладку на размер резьбонарез-
ных гребенок производят при сня-
тых фланце 1 и стопоре 17. 'В ос-
вободившееся отверстие на шлицы 3
вставляют торцовый ключ, которым
поворачивают по резьбе тягу 5
внутри втулки 4. Последняя удер-
живается от вращения стопором 16,
который входит в осевой паз.
'Вращая тягу 5, можно выдвигать
или убирать внутрь корпуса 6 ко-
ническую часть втулки 4. При этом
гребёнки 2 или выдвигаются, увели-
чивая наружный диаметр резьбы,
или сдвигаются к оси головки,
уменьшая диаметр резьбы.
Автоматическое отключение го-
ловки при окончании нарезания
резьбы производится кольцом 15,
которое упирается в торец детали.
Кольцо 15 устанавливают на нуж-
ный размер, перемещая на стерж
нях 14 относительно муфты 9, и
фиксируют в нужном положении
стопорами 18 в корпусе 12. Муфта 9
выполнена подвижно вдоль корпу-
са 6, а от проворота удерживается
шпонкой-роликом 19. При оконча-
нии нарезания резьбы кольцо 15
упирается в торец детали и муфта 9
останавливается. Корпус 6 продол-
жает перемещаться и фигурный
паз 20 муфты 9 поворачивает руко-
ятку 11 и выводит ее из прямого
участка на фигурный участок паза
в корпусе 6, направленный в сторону
хвостовика. При этом пружина 13
смещает сердечник 10 вместе с кли-
ном 4 в сторону хвостовика, сводит
гребенки к оси головки и выводит
их из резьбы, что позволяет быстро
отвести головку в исходное поло-
жение.
При нарезании длинных винтов
и червяков для повышения произ-
водительности применяют резцо-
вые головки, которые устанавливают
на суппорте станка. Резцовая голов-
104
chipmaker.ru
ка состоит из корпуса, вращающе-
гося от отдельного привода. 'В кор-
пусе закрепляют от одного до че-
тырех резцов, профиль которых
соответствует профилю нарезаемой
резьбы.
Особенностью этого метода наре-
зания резьбы, получившего назва-
ние вихревого (рис. 10.23), является
то, что резцовую головку устанавли-
вают эксцентрично относительно оси
заготовки, на которой нарезают
резьбу, и одновременно под углом к
этой оси, обеспечивающим траекто-
рию движения резцов, соответству-
ющую углу подъема винтовой линии
нарезаемой резьбы.
Таким образом, при вращении го-
ловки резец, закрепленный в ней,
описывает окружность, диаметр ко-
торой больше диаметра заготовки.
При нарезании резьбы резцовой
головкой резец, периодически всту-
пая в контакт с заготовкой, срезаег
серповидную стружку по профилю
резьбы. Подача на шаг нарезаемой
резьбы осуществляется суппортом
станка. Нарезание резьбы выполня-
ется, как правило, за один рабочий
ход.
При нарезании резьбы вихревым
методом скорость резания соответ-
ствует частоте вращения резца и
составляет 150—450 м/мин; кру-
говая подача заготовки 0,2—0,8 мм
на один оборот головки при обра-
ботке наружных резьб и не более
0,2 мм на один оборот головки
при обработке внутренних резьб.
При нарезании длинных винтов
и червяков могут применяться го-
ловки с чашечными резцами (рис.
10.24), устанавливаемыми на суп-
порте станка. . Резцовая головка
представляет собой корпус, в кото-
ром на оси в вертикальной плоско-
сти свободно вращается чашечный
резец. Чашечный резец выполнен
в виде зубчатого колеса, каждый зуб
которого является резцом с необхо-
димыми углами резания. Резьбу на-
резают торцом чашки. Число прохо-
дов и скорость подачи вдоль заготов-
ки зависит от глубины обрабаты-
ваемого профиля резьбы. Поэтому
Рис. 10.25. Схема накатывания резьбы
роликом:
1 — заготовка, 2 — накатной ролик, 3 — накатник
при нарезании резьбы обкаткой мож-
но получить полный профиль резьбы
за один проход или за несколько.
7.. Накатывание резьбы
Получение резьбы накатыванием
осуществляется копированием про-
филя накатного инструмента путем
его вдавливания в металл заготовки.
На токарных, токарно-револьверных
станках и станках-автоматах нака-
тывают резьбы диаметром 5—25 мм
одним роликом (рис. 10.25). Резьбу
накатывают при вращении заготов-
ки I в патроне или цанге и при
поступательном перемещении суп-
порта станка вместе с накатником 3,
в который вмонтирован накатной
ролик 2. При этом необходимо
следить за величиной деформации
заготовки под действием односто-
ронней радиальной силы.
Накатывание резьбы диаметром
до 50 мм происходит в более бла-
гоприятных условиях при примене-
нии резьбонакатных головок (рис.
10.26) с тремя и более роликами.
Рис. 10.26.'Резьбонакатная головка
105
chipmaker.ru
л-л
Рис. 10.27. Раскатннк для получения внут-
ренней резьбы
Рис. 10.28. Резьбовые шаблоны
Рис. 10.29. Резьбовые калибры:
а— предельная резьбовая роликовая скоба, б—
проходное кольцо, в — резьбовой калибр, г —
непроходное кольцо
Головки могут быть самораскрываю-
щимися и нераскрывающимися. Ро-
лики выполняют с кольцевой и вин-
товой резьбой. Ролики с кольцевой
резьбой устанавливают в головке
под углом подъема винтовой ли-
нии накатываемой резьбы и смещают
один относительно другого на 1/z
шага, где z — число роликов в комп-
лекте. Ролики с винтовой резьбой
устанавливают параллельно оси за-
готовки. Резьбонакатные головки
по принципу работы не отличаются
от резьбонарезных головок. Накаты-
вание резьбы производится, как пра-
вило, при самозатягивании головки,
поэтому осевая подача инструмента
на заготовку необходима только в
начальный период, пока ролики не
захватят заготовку.
При накатывании поверхность
резьбы получается уплотненной и без
микронеровностей, характерных для
обработки резанием, что повышает
прочность резьбы.
Резьбы можно накатывать на
деталях из различных материалов.
Материал считается пригодным для
накатывания резьбы, если его отно-
сительное удлинение 6^12%. При
накатывании резьб рекомендуется
применять в качестве" смазочно-
охлаждающей жидкости эмульсию
или масло.
Д,ля получения резьбы методом
пластической деформации на внут-
ренней поверхности применяют рас-
катники (рис. 10.27). Раскатннк
имеет заборную часть с конической
резьбой длиной /i=3P для глухих
и /=(10-?20)Р для сквозных от-
верстий. Калибрующая часть вы-
полнена с цилиндрической резьбой
длиной /2=(5-=-8)Р. По всей рабочей
части раскатника выполняется ог-
ранка fe = 0,2-4-0,6 мм для уменьше-
ния сил трения при обработке резьбы.
В процессе работы раскатннк враща-
ется относительно детали при при-
нудительной подаче вдоль оси.
8. Контроль резьбы
Шаг резьбы измеряют резьбовы-
ми шаблонами. Резьбовой шаблон
106
chipmaker.ru
представляет собой пластину 2 (рис.
10.28), на которой, нанесены зубцы
с шагом резьбы, обозначаемым на
плоскости шаблона. Набор шабло-
нов для метрической или дюймовой
резьбы скрепляется в кассету 1.
Резьбовыми шаблонами определяют
только шаг резьбы.
Правильность выполненной на де-
тали внутренней и наружной резьбы
комплексно оценивают с помощью
резьбовых калибров (рис. 10.29).
Резьбовые калибры разделяются
на проходные, имеющие полный
профиль резьбы и являющиеся как
бы прототипом детали резьбового
соединения, и непроходные, контро-
лирующие только средний диаметр
резьбы и имеющие укороченный
профиль.
Перед контролем проверяемые
детали необходимо очистить от
стружки и грязи. С калибрами сле-
дует обращаться осторожно, чтобы
на рабочей резьбовой поверхности
не появились забоины и царапины.
Д,пя измерения наружного, сред-
него, внутреннего диаметров и шага
резьбы применяют резьбовые микро-
метры (рис. 10.30). Резьбовой мию
рометр имеет в шпинделе и пятке
посадочные отверстия, в которые ус-
танавливают комплекты сменных
вставок, соответствующие измеряе-
мым элементам резьбы. Для удоб-
ства измерений резьбовой микро-
метр закрепляют в стойке, а затем
настраивают по шаблону или этало-
ну. Схема измерений микрометром
показана на рис. 10.31. При на-
стройке микрометра по резьбовым
эталонам погрешность измерений
0,01—0,1 мм.
Рис. 10.30. Измерение резьбовым микрометром
Рис. 10.31. Схема измерения микрометром
среднего (а), внутреннего (б) и наружного
(в) диаметров резьбы
Контрольные вопросы
1.	Назовите основные элементы резьбы.
2.	Чем отличаются однозаходные резь-
бы от Многозаходцых?
3.	Ддя чего предназначены резьбы?
4.	Как настраивают станок на наре-
зание резьбы?
5.	Назовите способы нарезания наруж-
ной и внутренней резьбы.
6.	Как нарезаются прямоугольные,
трапецеидальные и многозаходные резьбы?
7.	Как измеряют резьбы?
ГЛАВА 11
ОТДЕЛОЧНАЯ И УПРОЧНЯЮЩАЯ ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТЕЙ
1.	Общие сведения. Обкатывание,
раскатывание и накатывание
Общие сведения. Отделоч-
ная обработка на токарных станках
производится в основном в тех
случаях, когда необходимо снизить
шероховатость обработанной по-
верхности при невысоких требова-
ниях к точности. Чаще это дости-
гается тонкой пластической дефор-
мацией поверхности детали. При
107
chipmaker.ru
Рис. 11.1 Инструмент для обкатывания на-
ружных поверхностей вращения
этом сглаживаются гребешки микро-
неровностей и образуется наклепан-
ный слой металла глубиной до
3 мм, который обеспечивает повы-
шение твердости поверхности дета-
ли примерно на 30%. Тонкая пласти-
ческая деформация поверхностного
слоя металла может быть получена
обкатыванием вращающимися роли-
ками или шариками, а также вы-
глаживанием инструментом из твер-
дых или сверхтвердых материалов.
Ддя достижения высокой точности
размеров детали и снижения шеро-
ховатости поверхности применяется
метод притирки (доводки).
Обработка обкатывани-
ем, раскатыванием и на-
катыванием. Отделочную и уп-
рочняющую обработку наружных
поверхностей деталей осуществляют
Рис. 11.2. Инструмент для обкатывания (а и
б) и раскатывания (в)
обкатыванием, а внутренних — рас-
катыванием. Оба эти метода прин-
ципиально не отличаются друг от
друга, однако инструменты для об-
катывания и раскатывания имеют
конструктивные особенности. Об-
катывание обеспечивает шерохова-
тость обработанной поверхности
Ra —0,4 4-0,05 мкм (8—11-го клас-
сов) , при этом шероховатость по-
верхности детали до обкатывания
должна быть на два класса ниже,
т. е. 6—9-го классов.
Инструмент для обкатывания,
представленный на рис. 11.1, устанав-
ливают в резцедержатель хвостови-
ком 12. Обкатывание обрабатывае-
мой поверхности производится шари-
ком 8, который упирается в наружную
обойму подшипника 9, насаженного
на ось 10, и удерживается от вы-
падания колпачком 11 со стопором 7.
Под действием усилия обкатывания
шарик 8 отжимается и перемещает
пиноль 6 в расточке корпуса 4,
которая сжимает пружину 3. Послед-
няя, с одной стороны, упирается
в подпятник 5, а с другой — в
пробку 1, с помощью которой регу-
лируется сила сжатия пружины.
Пиноль 6 удерживается от разво-
рота в корпусе 8 болтом 2. На
рис. 11.2 показаны инструменты
для обкатывания и раскатывания
других конструктивных исполнений.
Ддя обработки обкатыванием
резцедержатель с обкатным ин-
струментом подводят до соприкос-
новения шарика с поверхностью де-
тали, предварительно обработанной,
как указано выше. Затем винтом
поперечной подачи суппорта дают
натяг 0,5—0,8 мм, производя от-
счет по лимбу. Устанавливают час-
тоту вращения шпинделя 1200—
1500 обДгнн и продольную подачу
0,3—1,5 мм/об, включают станок
и делают 2—3 продольных прохода
вправо и влево.-В качестве СОЖ ис-
пользуют веретенное масло. Шарики
для обкатывания (раскатывания)
изготовляют из закаленной стали
или йз твердого сплава. Обкаты-
вание можно также производить
роликами.
'08
chipmaker, ru
Рис. 11.3. Схема накатывания рифлений
Процесс получения рифленой
поверхности деталей называется на-
катыванием, которое осуществляется
роликами с насечкой.'В резцедержа-
тель суппорта станка закрепляют
державку 1 (рис. 11.3, а), в которой
устанавливают один ролик для про-
стой накатки (рис. 11.3, б) или два
ролика для перекрестной накатки
(рис. 11.3, в). Ролики изготовляют
из инструментальной стали. При
накатывании ролики 2 и 3 прижима-
ют к вращающейся заготовке, в ре-
зультате чего они вдавливаются в
материал заготовки и образуют на
ее поверхности рифления. При нака-
тывании следует предварительно
проверить, попадают ли зубчики ро-
ликов при последующих оборотах
в сделанные ими насечки. Ролики
надо располагать параллельно на-
катываемой поверхности. Перед ра-
ботой ролики тщательно зачищают
проволочной щеткой, а во время
работы обильно смазывают вере-
тенным или машинным маслом.
Окружная скорость накатывае-
мой детали 10—15 м/мин при обра-
ботке мягких сталей, 20—25 м/мин
при обработке твердых сталей, 25—
40 м/мин при обработке бронзы,
40—50 м/мин при обработке латуни,
80—100 м/мин при обработке алю-
миния. Продольная подача ин-
струмента 1 —1,5 мм/об при обра-
ботке сталей, 1,5—2 мм/об при об-
работке бронзы, 2—2,5 мм/об при
обработке латуни и алюминия.
2.	Алмазное выглаживание.
Обработка абразивной лентой
Алмазное выглажива-
ние. Ддя обработки деталей с вы-
сокой точностью и малой шерохова-
тостью поверхности применяют ал-
мазное выглаживание, с помощью
которого достигается шероховатость
поверхности /?а=0,1 мкм.
'В качестве инструмента при ал-
мазном выглаживании применяют
державку, в которой закрепляют в
оправе кристалл .алмаза или синте-
тического сверхтвердого материала
массой 0,5—1,0 карата. Рабочая по-
верхность алмаза имеет форму полу-
сферы и отличается высоким каче-
ством. Жестко закрепленная в резце-
держателе державка с алмазом при
поперечном движении суппорта под-
водится к вращающейся 'детали.
При дальнейшем движении суппорта
в поперечном направлении создается
небольшой натяг. Затем при равно-
мерной продольной подаче суппорта
алмаз перемещается вдоль обраба-
тываемой поверхности детали.
Обработка абразивной
лентой. Ддя снижения шерохова-
тости поверхности детали применяют
обработку шлифовальной лентой
(полирование). Такая обработка
производится в тех случаях, когда к
обработанным поверхностям не
предъявляют высоких требований по
точности размеров. Полирование
обеспечивает шероховатость обрабо-
109
chipmaker.ru
Рис. 11.4. Обработка наружных поверхностей абразивной лентой:
а - с креплением ленты в резцовой головке, б — вручную
тайной поверхности /?а=1,б4-
4-0,2 мкм.
Существуют различные приемы,
с помощью которых абразивную
ленту прижимают к поверхности вра-
щающейся детали. Запрещается
наматывать абразивную ленту на
обрабатываемую деталь или прижи-
мать ее к детали рукой. Концы аб-
разивной ленты рекомендуется за-
креплять в резцовой головке попереч-
ного суппорта или производить об-
работку вручную (рис. 11.4). Можно
также применять деревянные дер-
жавки с углублением по форме де-
тали, в которое закладывают абра-
зивную ленту.
При обработке сталей и цветных
металлов применяют абразивные
ленты с покрытием электрокорундом,
а при обработке чугуна и других
хрупких металлов — с покрытием
карбидом'ВЗ или К4.
Абразивные ленты с зернистостью
50—25 применяют для зачистки по-
верхностей, обработанных с шерохо-
ватостью Ra = 12,5 4-6,3 мкм; зер-
нистостью 25—16 — для поверхно-
стей с шероховатостью /?а = 3,24-
4-1,6 мкм, зернистостью 16—8 —
для поверхностей с шероховатостью
7?а=О,8 мкм. Обработку абразив-
ной лентой производят при макси-
мально возможной (для- данного
станка) частоте вращения шпинде-
ля; однако при этом не должно быть
вибраций станка. Чтобы абразивная
пыль не попадала в отверстие патро-
на, его закрывают заглушкой из пе-
нопласта.
3.	Притирка поверхностей
Ддя достижения высокой точно-
сти размеров детали и малой шеро-
ховатости ее поверхности применя-
ется притирка (доводка), т. е. обра-
ботка с использованием мелкозер-
нистых шлифпорошков, микропорош-
ков и паст.
Различают следующие виды при-
тирки: грубая — с применением
шлиф порош ков зернистостью 28—
63, при которой обеспечивается ше-
роховатость обработанной поверх-
ности 7?а=0,804-0,40 мкм; пред-
варительная — с применением мик-
ропорошков зернистостью 10—28
для достижения шероховатости обра-
ботанной поверхности /?а=0,24-
4-0,1 мкм; окончательная— для до-
стижения шероховатости обработан-
ной поверхности /?а<0,1 мкм.
Применяемые для притирки пас-
ты состоят из абразивных порош-
ков и химически активных веществ,
которые ускоряют процесс притирки,
образуя на обрабатываемой по-
верхности мягкую пленку, легко уда-
ляемую абразивными зернами.
Притирку наружных и внутренних
поверхностей выполняют притиром,
состоящим из двух и более частей
(рис. 11.5), который устанавли-
вают в державку, обеспечивающую
прижим его к обрабатываемой по-
верхности.
Притиры изготовляют из зака-
ленной стали, чугуна, латуни и меди.
Рабочую поверхность притира по-
крывают ровным слоем шлифпо-
110
chipmaker.ru
рошка (с машинным маслом) или
пасты.'В процессе обработки притир
плавно перемещают вдоль вращаю-
щейся детали. При этом между при-
тиром и деталью создается неболь-
шой натяг.
Если материал притира мягче
обрабатываемого материала, то аб-
разивные зерна внедряются в по-
верхность притира, т. е. происходит
шаржирование поверхности; такие
притиры лучше обрабатывают по-
верхность при меньшем расходе
шлифпорошка и пасты. Ддя охлаж-
дения обрабатываемую поверхность
смазывают жидким машинным мас-
лом или керосином.
Припуск на притирку 0,02—
0,005 мм на диаметр. Окружная ско-
рость детали при притирке 10—
30 м/мин. Ддя получения повышен-
ной точности обработки окружную
скорость снижают до 5—6 м/мин,
чтобы избежать перегрева детали
и искажения ее формы. Деталь пе-
ред притиркой должна иметь шерохо-
ватость поверхности /?а = 0,84-
4-0,4 мкм. При чистовой обработке
рабочий диаметр притира не дол-
жен отличаться от диаметра обраба-
тываемой поверхности детали более
чем на 0,02—0,05 мм.
Рис. 11.5. Обработка притирами:
а — наружной поверхности (1—деталь,2—втул-
ка-притир- 3 — жимок, 4 — гайка для затяжки
притира); б—внутренней поверхности (1 — ко-
нусная оправка, 2 — притир, 3 — деталь)
Контрольные вопросы
1.	Какую отделочную обработку выпол-
няют на токарных станках?
2.	Какими способами снижают шеро-
ховатость поверхности деталей на токар-
ных станках?
3.	Как получают рифленую поверхность
на деталях?
4.	Какие режимы рекомендуются для
накатывания поверхностей?
5.	Какая шероховатость поверхности
обеспечивается притиркой?
6.	Из каких материалов изготовляют
притиры?
ГЛАВА 12
СВЕДЕНИЯ ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ
1.	Основные положения
'В процессе работы конструкция
металлорежущего станка или лю-
бой другой машины должна выдер-
жать действующие на нее нагрузки.
Др я этого детали станка должны
быть выполнены из соответствующе-
го материала и иметь необходимые
размеры и форму, которые опреде-
ляются научно обоснованным рас-
четом.
Сопротивление материалов — на-
ука о прочности и деформируемости
элементов (деталей) сооружений,
машин и механизмов. Основные
объекты изучения этой науки —
брусья (стержни и балки), для кото-
рых устанавливаются соответствую-
щие методы расчета на прочность,
жесткость и устойчивость при дей-
ствии статических и динамических
нагрузок.
Брус — тело, у которого один раз-
мер (длина) велик по сравнению с
двумя другими размерами (в плос-
кости поперечного сечения); иногда
при растяжении брус называют так-
же стержнем, а при изгибе — балкой.
Линия, соединяющая центры тя-
жести поперечных сечений бруса,
называется его осью.
ill
chipmaker.ru
Рис. 12.1. Перемещения бруса под действием
внешних нагрузок
Теоретические положения сопро-
тивления материалов базируются
на законах и выводах теоретической
механики, а также на опытных дан-
ных о свойствах материалов дефор-
мироваться под действием прило-
женных к ним внешних сил.
При анализе движений в меха-
низмах и машинах принято рассмат-
ривать каждую деталь как абсолют-
HQ твердое тело, т. е. совершенно
не изменяющееся под действием
приложенных сил. Фактически при
воздействии на тело внешних нагру-
зок происходит изменение расстоя-
ний между его частицами. Тело при
этом меняет свои размеры и перво-
начальную геометрическую форму,
т. е. деформируется.
Рис. 12.2. Деформация бруса при сдвиге
Внутренние силы, действующие
между частицами, оказывают сопро-
тивление внешним нагрузкам, прило-
женным к телу. Поэтому деформация
тела продолжается до тех пор, пока
не установится равновесие между
конечными внешними нагрузками и
внутренними силами сопротивления
(силами упругости); такое состоя-
ние тела называется и а пряжен -
и ы м.
Если после снятия нагрузки тело
может полностью восстановить свою
первоначальную геометрическую
форму, то его принято считать со-
вершенно упругим, а деформации—
упругими. Если после снятия
нагрузки геометрическая форма тела
восстанавливается не полностью,
то его принято считать частично уп-
ругим, а деформации — остаточ-
ными или пластическими.
Тело, способное безопасно вы-
держать нагрузки в границах допус-
тимых изменений размеров, называ-
ется прочным. Тело обладает
требуемой жесткостью, если оно при
деформациях изменяет свои размеры
в заданных границах.
2.	Деформации деталей
под действием нагрузки
Сложные деформации деталей,
возникающие под действием на-
грузки, можно представить просты-
ми составляющими перемещений.
Если перемещения происходят вдоль
прямой линии, они называются ли-
нейными.
Под действием осевой нагрузки
длина призматического бруса (рис.
12.1, а) увеличивается от I до It на
величину Д/=1\ — I, которая назы-
вается абсолютным удлине-
нием при растяжении и зависит от
длины бруса. Более характерным
показателем линейной деформации
бруса является его относительное
удлинение е=(Л///)100%.
Перемещения, связанные с пово-
ротом линий и плоскостей (сечений),
называются угловыми. Если на
свободный торец стержня действует
момент сил, приложенный в плос-
112
chipmaker.ru
кости поперечного сечения, то тор-
цовое сечение стержня повернется
относительно неподвижно закреплен-
ного торца на угол <р, называемый
абсолютным углом закручивания
стержня (рис. 12.1, б). Относитель-
ный угол закручивания 0 = <р//, где
/ — длина стержня.
Если к свободному торцу стерж-
ня приложить нагрузку, действую-
щую в плоскости его осевого сече-
ния перпендикулярно оси, то торцо-
вое сечение стержня одновременно
совершит два перемещения: линей-
ное на величину f и угловое на угол
6 (рис. 12.1, в).
Если к стержню в сечениях ab и
cd приложить две равные силы Р
(рис. 12.2, а), близко расположенные
к поперечному сечению АВ и направ-
ленные навстречу друг другу, то при
достаточной величине этих сил про-
исходит срез аналогично тому, как
происходит разрезание материалов
ножницами. Предшествующая срезу
деформация, при которой происходит
смещение поверхностей вдоль попе-
речного сечения стержня (см. сече-
ние c'd' на рис. 12.2, б), называется
сдвигом.'Величина, на которую про-
изошло это смещение, называется
абсолютным сдвигом, а угол
у, образовавшийся при смещении,
относительным сдвигом.
Если к призматическому брусу
постоянного сечения приложить сжи-
мающую нагрузку Р (рис. 12.3), его
длина I уменьшается на А/, а попе-
речный размер h увеличивается на
Ай, где А/ — абсолютное увеличение
длины, а Ай — абсолютное увеличе-
ние поперечного размера. Относи-
тельное уменьшение длины бруса
е = А///, а относительное увеличение
поперечного размера е' = Д/г/Л.
При нагружении длинного бруса
продольной сжимающей нагрузкой Р
помимо сжатия происходит продоль-
ный изгиб (рис. 12.4), который вы-
зывает искривление осн бруса.
3.	Расчет бруса при изгибе
При изгибающей деформации
бруса продольные волокна искрив-
Рис. 12.3. Сжатие бруса
ляются под действием сил или мо-
ментов (пар сил), действующих
вдоль оси бруса. Изгиб бруса под
действием сил и моментов, лежащих
в одной плоскости, называется плос-
ким. Изгиб бруса, вызываемый дву-
мя равными и расположенными в
одной плоскости моментами, направ-
ленными в противоположные сто-
роны, называется чистым. Изгиб
бруса, вызываемый изгибающими
моментами, а также действием по-
перечных сил, называется попе-
речным. Брус, работающий на
изгиб, называют балкой.
Балка, опнрающаясй на непод-
вижную и подвижную опоры, назы-
вается простой. Неподвижная шар-
нирная опора (рис. 12.5, а) препят-
ствует смещению балки в вертикаль-
ной и горизонтальной плоскостях
и допускает свободный поворот
опорного сечения балки под дей-
ствием нагрузки. Силы Р\ и Ръ, дей-
ствующие на балку, вызывают в не-
подвижной опоре противодействие в
виде сил Н и V, которые называют
реакциями опоры. Подвижная
шарнирная опора (рис. 12.5,6) урав-
новешивает силы Ря и Рц, приложен-
ные к балке, только в вертикальной
плоскости (реакция V).
Балка, у которой один конец
жестко защемлен в опоре, а дру-
гой — свободен, называется кон-
солью. 'В жесткой опоре (рис.
12.5, в) под действием сил Pi и Р2
Рис. 12.4. Продольный изгиб при сжатии
113
chipmaker.ru
Рис. 12.6. Типы балок:
а — простая; б —консоль, в — одноконсольная,
г — двухконсольная
q
[ННННННННШЦ

Рис. 12.7. "Виды внешних нагрузок
Рис. 12.8. Эпюры поперечных сил и изгибаю-
щих моментов для двухопорной балки
возникают реактивный момент 7И,
вертикальная реакция V и горизон-
тальная реакция Н.
На рис. 12.6 показаны балки
различных типов.
'Внешние нагрузки на балку име-
ют следующий вид: силы Pi, Р%,
Ря, , приложенные в отдельных
точках (рис. 12.7, а); распределен-
ная нагрузка, действующая на от-
дельном участке балки (рис. 12.7, б)
или по всей ее длине (рис. 12.7, в);
"сосредоточенные моменты (пары
сил) (рис. 12.7, г).
Расчет балок начинают с опреде-
ления опорных реакций, для чего
составляют три уравнения равнове-
сия: SX = 0; 2У=0; 2М = 0.
Балка находится в равновесии,
если сумма проекций всех сил (вклю-
чая реакции опор) на осям X и У рав-
на нулю и сумма моментов всех сил
относительно любой точки балки
равна нулю. Если силы, изгибающие
балку, перпендикулярны ее оси, то
для определения’ реакций опор ис-
пользуют только два уравнения рав-
новесия: 2У=0 и 27И = 0.
Пример 1. Балка АВ свободно
лежит на двух опорах и нагружена
сосредоточенной силой Р (рис.
12.8, а). Поскольку сила Р действует
вертикально вниз, то реакции опор
А и В направлены вертикально вверх
и определяются из двух уравнений
равновесия:
2Ма=0, Ра — В1=0; ЕУ=О, А —
— Р-\-В = 0.
Из первого уравнения находим
В = Ра/1. Подставив значение В во
второе уравнение, находим
Если на балку действует сложная
нагрузка или несколько различных
нагрузок, то для определения наибо-
лее опасных сечений (т. е. таких, в
которых появляются наибольшие
напряжения) необходимо знать из-
менение моментов и поперечных сил
по длине всей балки. Ддя большей
наглядности строят графики изме-
нения поперечных сил и моментов
по длине балки, называемые эпюрами
114
chipmaker.ru
поперечных сил и изгибающих мо-
ментов.
Ддя определения воздействия на
балку сложной нагрузки или не-
скольких различных нагрузок удоб-
но построить сначала эпюры от
каждой нагрузки в отдельности
(сложная нагрузка разделяется на
ряд простейших), а затем путем
сложения ординат составляющих
эпюр получить окончательные эпюры
от полной нагрузки.
Построим эпюры поперечных сил
(рис. 12.8, б) и изгибающих мо-
ментов (рис. 12.8, в) для балки (см.
рис. 12.8, а), которая имеет два
участка: первый — от левой опоры
А до сечения С, где приложена си-
ла Р; второй — от сечения С до
правой опоры В.
'Во всех сечениях первого участка,
лежащих левее сечения С, действует
сила, равная реакции лецрй опоры
А = Р(Ь/1) и направленная вверх,
т. е. на первом участке поперечная
сила постоянна. Ддя построения эпю-
ры откладываем от точки Ai вверх
отрезок AiА' (в масштабе, соответ-
ствующем величине силы А) и про-
водим горизонтальную линию А'С'
до конца первого участка. В сече-
нии С, где приложена сила Р, попе-
речная сила делает скачок вниз
(из точки Ci в точку С') на величину
этой силы. Поэтому на втором участ-
ке поперечная сила равна реакции
правой опоры В = Ра/1 и для по-
строения эпюры проводим горизон-
тальную линию CjBi.
При построении эпюры изгибаю-
щих моментов выбираем любой уча-
сток балки, ограниченный сечением
1—1 на расстоянии х от левой опоры.
Изгибающий момент на этом участке
определяют по формуле М, ,=Ах=
= РЬ/1-х, откуда видно, что момент
увеличивается прямо пропорци-
онально расстоянию х. Величина <х
в этом уравнении изменяется в пре-
делах 0<х<а. Следовательно, для
построения графика достаточно оп-
ределить значения моментов в двух
сечениях: при х=0 момент Л1л=0
(опора Л), а при х = а момецт
Mc=Pab/l (сечение С).
Рис. 12.9. Построение эпюр поперечных сил
для консо 1ьной балки
Ддя сечения 2—2 изгибающий
момент определяем по формуле
М2_2=Ах— Р (х — а)=РЬ/1-х —
— Р(х— а), которая является урав-
нением первой степени. Величина х в
этом уравнении изменяется в пре-
делах а<х<(а-|-6). При х—а
момент Mc=Pab/l (сечение С), а
при х —а-\~Ь = 1 момент Л4в=0 (опо-
ра В).
Следовательно, эпюра изгибаю-
щих моментов изобразится ломаной
линией Л1С1В1, построенной на сжа-
тых волокнах балки. Из эпюры вид-
но, что в сечении С, где поперечная
сила Р переходит через нуль, изги-
бающий момент имеет максимальное
значение Мmax=Pab/l, т. е. сечение
С— наиболее нагруженное.
Пример 2. Балка (рис. 12.9, а)
защемлена одним концом и изгиба-
ется сосредоточенной силой Р, прило-
женной у свободного конца По-
строим эпюры поперечных сил и из-
гибающих моментов. Из уравнений
равновесия находим: 2У=Л—Р =
= 0, Д =	2Мл=0, -М + Р1=0,
М = Р1.
'Во всех сечениях балки, лежа-
щих левее сечения 1—1, действует
сила, равная силе Р и направленная
вверх. Поэтому для построения эпю
ры поперечных сил (рис. 12.9, б) от
точки, соответствующей опоре А, от-
кладываем вверх отрезок (в масшта-
бе, соответствующем реакции А)
и проводим горизонтальную линию
до точки, соответствующей опо-
ре В.
115
chipmaker.ru
Ддя определения изгибающего
момента в произвольном сечении
1—1, отстоящем на расстоянии х от >
заделки, составим уравнение рав-
новесия моментов от всех нагрузок,
лежащих по одну сторону от сечения
(например, слева): М/_/= —Л1+
-|-Лх. Подставив значения М и А,
ПОЛУЧИМ Л4Л; = —Р1 — Рх =
= —Р(1—х), где х может прини-
мать любые значения в пределах
0<х</. При х=0 момент МА=
— —Р1 (опора Л), а при х=/
момент Л1в=0 (свободный конец В).
Поскольку уравнение моментов яв-
ляется уравнением первой степени, то
эпюра изгибающих моментов (рис.
12.9, в) изображается прямой, соеди-
няющей точку Bi, где Л1=0, с точкой
Ci, где М= —Р1. Из эпюры видно,
что для консольной балки наибо-
лее нагруженным является сечение
балки в месте ее заделки.
Зная усилия, действующие на
балку при изгибе, можно опреде-
лить напряжения, возникающие в ее
наиболее нагруженных сечениях.
Под действием нагрузки балка про-
гибается таким образом, что ее
иижние продольные волокна удли-
няются .(растягиваются), а верх-
ние— укорачиваются (сжимаются).
Отсюда следует, что существует и та-
кой слой волокон, называемый нейт-
ральным, который не меняет своей
длины. Применяя закон Гука для
осевого растяжения (сжатия), по-
лучаем зависимость а=Ее, где о —
напряжение при растяжении (сжа-
тии); Е — модуль упругости; е —
относительное удлинение (укорачи-
вание) волокон.
Так как относительное удлинение
(укорачивание) возрастает от ней-
трального слоя к крайним волокнам
балки, то возникающее при изгибе
напряжение a=My/j=M/W, где
М — изгибающий момент; у — рас-
стояние наиболее удаленного волок-
на балки от нейтрального .слоя;
/—момент инерции балки; W=
-= j/y — момент сопротивления сече-
ния балки изгибу.
Например, для балки прямо-
угольного сечения с основанием b и
высотой h момент сопротивления'
W = 7	= bh' = —
"	й/2	12-Й/2	6 ’
для балки квадратного сечения со
стороной а момент сопротивления
^ = 779 = 7^776 = “3/6;
для балки
метром d
круглого сечения диа-
момент сопротивления
nd4 nd3 _ .
Так как вблизи от нейтрального
слоя (оси бруса) материал мало на-
пряжен, то целесообразно сосредо-
точить материал в тех местах, где
напряжение наибольшее. Поэтому
предпочтительны балки с сечением
в виде двутавра, швеллера и т. п.
Уравнение прочности при изгибе
имеет вид: o=Almax/IF^[a], где
[о] — допускаемое напряжение при
изгибе для материала балки.
При этом [о] / [<тр] или [о]=
=[асж], где [ор] — допускаемое на-
пряжение на растяжении; [осж] —
допускаемое напряжение на сжатие.
4.	Расчет бруса при кручении
Под действием моментов или пар
сил, действующих в плоскостях,
перпендикулярных оси' бруса, на-
встречу друг другу, продольные
волокна бруса деформируются (ис-
кривляются) по винтовой линии.
'В общем случае на брус действу-
ют несколько крутящих моментов,
приложенных в различных сечениях
по его длине и взаимно уравнове-
шенных. Крутящий момент, дей-
ствующий в каком-либо сечении на
одну часть бруса, равен по величине
и противоположен по направлению
крутящему моменту, действующему в
том же сечении иа другую его
часть. Условно считают крутящий
момент положительным, если он на-
правлен по ходу часовой стрелки
при взгляде от сечения к любому
торцу бруса. Если к брусу приложе-
но несколько крутящих моментов,
то величина этого момента постояи-
116
chipmaker.ru
на в пределах каждого участка меж-
ду смежными крутящими момента-
ми и меняется скачкообразно в
сечениях, где эти моменты прило-
жены.
Эпюра крутящих моментов при-
ведена на рис. 12.10.
Под действием крутящих момен-
тов, направленных в разные сторо-
ны, на поверхности любого сечения
бруса возникают касательные на-
пряжения т, характер изменения ко-
торых показан на эпюре (рис. 12.11).
На основании закона Гука для
сдвига можно записать зависимость
т = бу, где G — модуль сдвига; у =
= г0— угол сдвига (рис. 12.12);
г — наибольший радиус сечения;
0 — относительный угол закручивав
ния на единицу длины I бруса.
Относительный угол закручива-
ния 0 = MKp/GJp, где Л1Кр—кру-
тящий момент; /р — полярный мо-
мент инерции сечения бруса.
Максимальное касательное на-
пряжение при кручении круглого бру-
са Tmax=MKpr/Jp — MKf,/Wf, где UZp —
полярный момент сопротивления;
г — наибольший радиус сечения.
Условие прочности вала при кру-
чении имеет вид rmax=MKp,тах/№РС
<[ткр], где f-Гкр) — допускаемое ка-
сательное напряжение при круче-
нии.
Ддя стали [ткр]=(0,554-0,6) [ор],
для чугуна [ткр] «=(1,04-1,2) [ор].
Условие жесткости вала при
кручении имеет вид 0тах=
= MKpmax/G/p<[0], где 0тах и [0] —
соответственно максимальный и до-
пускаемый относительный угол за-
кручивания.
5.	Механические свойства металлов
и методы их определения
Механические свойства металлов
характеризуются прочностью, твер-
достью, ударной вязкостью и др.
Прочность — способность ма-
териалов сопротивляться действию
внешних сил, выдерживать их, не
разрушаясь. Упругость —способ-
ность материалов возвращаться в
первоначальное состояние по пре-
Эпюра
мкр
и
Рис. 12.10. Эпюра крутящих моментов для вала
Рис. 12.12. Деформация бруса при кручении
кращению действия сйлы, вызвав-
шей изменение их положения, фор-
мы и объема. Пластичность —
способность материалов деформиро-
ваться (изменять форму и объем)
под действием внешних сил, не раз-
рушаясь, изменять свою форму и
размеры после снятия сил, т. е. полу-
чать необратимую деформацию.
Твердость — способность мате-
риалов сопротивляться проникнове-
нию в него другого более твердого
материала. Ударйая вяз-
кость — способность материалов
/сопротивляться динамическим на-
грузкам—ударам. Ползучесть —
способность, металла медленно и не-
прерывно удлиняться От постоянных,
приложенных к нему сил, особенно
при работе в условиях повышен-
ных и высоких тепловых режимов.
'Выносливость — способность
117
chipmaker.ru
материала выдерживать повторные
или знакопеременные нагрузки.
Ддя определения прочности ма-
териал (в виде специально изготов-
ленных образцов круглого или пря-
моугольного сечения определенных
размеров) испытывают на растяже-
ние и сжатие. При испытании на
растяжение образец зажимают в
захваты испытательной машины и
нагружают вдоль оси все возрастаю-
щей силой Р до разрыва образца.
Др определенного значения силы
Р образцы из стали равномерно уд-
линяются, утончаясь с ростом удли-
нения. Превышение определенного
значения Р связано с появлением
шейки, т. е. местного сужения об-
разца. При дальнейшем росте Р
растяжение концентрируется в зоне
шейки, а сечение в середине шейки
стремительно уменьшается и проис-
ходит разрыв образца. Сила Р рас-
тяжения, при которой происходит
разрыв образца, называется разру-
шающей. 'Временное сопротивление,
или предел прочности поперечного
сечеиия, csB=^P/F(T[a), где F—
площадь поперечного сечения об-
разца.
Ддя хрупких материалов (таких,
как чугун) сопротивление сжатию
выше, чем сопротивление растяже-
нию. Поэтому прочность таких ма-
териалов характеризуется величиной
силы Р сжатия, при которой проис-
ходит разрушение образца с пло-
щадью F сечения.
Пластичность металлов характе-
ризуется относительным удлинением
б образца при разрыве по сравнению
с его первоначальной длиной. Путем
измерения расстояния между мет-
ками (кернами), нанесенными на
рабочей части образца до и после
разрыва, относительное- удлинение
определяют по формуле
6= ~1° 100%,
где /о — длина участка образца до
начала испытания; /к — длина уча-
стка после разрыва.
Предел ои прочности при изгибе
определяют для хрупких металлов
(главным образом чугуна, а также
для закаленных сталей).
Нагрузка может быть сосредо-
точенной, приложенной посередине
пролета, или приложенной к двум
точкам на равном расстоянии от
опор с одинаковым усилием (чистый
изгиб). Предел прочности при изгибе
он = Л4и/№, где Мв— изгибающий
момент от приложенной нагрузки;
W — момент сопротивления.
Твердость определяют вдавлива-
нием в поверхность испытуемого ме-
талла стального шарика (метод
Бринелля), алмазного конуса (ме-
тод Роквелла) или алмазной пира-
миды (метод'Виккерса).
По методу Бринелля шарик из
твердой стали вдавливается задан-
ной и точно известной силой в плос-
кую поверхность металлического
образца. 'В результате на образце
остается отпечаток в виде шарово-
го сегмента. Число твердости (НВ)
определяют делением нагрузки на
площадь отпечатка. Перед числом
твердости, полученным по методу
Бринелля, ставится символ НВ
(например, НВ 240).
При измерении твердости алмаз-
ной пирамидой по'Виккерсу, наконеч-
ник в форме правильной четырех-
гранной пирамиды вдавливается в
испытуемый образец (или изделие)
под действием нагрузки, приложен-
ной в интервале определенного вре-
мени. После удаления нагрузки про-
изводят измерение диагонали отпе-
чатка на поверхности образца. Чис-
ло твердости (HV) определяют де-
лением нагрузки на площадь боко-
вой поверхности полученного пира-
мидального отпечатка. Перед чис-
лом твердости, полученным по ме-
тоду 'Виккерса, ставится символ
HV (например, HV 300). Метод'Вик-
керса позволяет измерять твердость
всех материалов, начиная с самых
мягких и кончая самыми твердыми.
Числа твердости по 'Виккерсу и по
Бринеллю имеют одинаковую раз-
мерность и для материалов с твердо-
стью до НВ 450 практически'совпа-
дают.
118
chipmaker.ru
При измерении твердости по Рок-
веллу наконечник в виде алмазного
конуса или стального шарика вдав-
ливается под определенной нагруз-
кой в испытуемый образец (или из-
делие). За единицу твердости по
Роквеллу условно принята величи-
на, соответствующая осевому пере-
мещению наконечника на 0,002 мм.
Перед числом твердости, полученным
по методу Роквелла, ставится символ
HRC (например, HRC 35—40).
Контрольные вопросы
1.	Какие объекты изучает наука со-
противление материалов?
2.	Какие деформации испытывает тело
при растяжении, сдвиге, сжатии, кручении?
3.	С чего начинают расчет балок на
изгиб?
4.	Как определяют наиболее нагружен-
ные сечения балки?
5.	В чем заключается условие проч-
ности вала при закручивании?
6.	Как определяют прочность мате-
риала?
7.	Как измеряют ^твердость мате-
риала?
ГЛАВА 13
ОСНОВЫ ТЕОРИИ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ
1.	Вклад отечественной науки
в теорию резания
'В начале XVIII в. русский меха-
ник и изобретатель А. К- Нартов
создал самоходный суппорт для то-
карного станка.'В середине XVIII в.
гениальный русский ученый М.'В. Ло-
моносов изобрел сферотокарный ста-
нок для обработки металлических
зеркал, построил’ лоботокарные и
шлифовальные станки.
Основоположником учения о ре-
зании металлов является профес-
сор И. А. Тиме, впервые сформули-
ровавший основные законы реза-
ния. 'В своем труде «Сопротивле-
ние металлов и дерева резанию» он
подробно описал процесс образова-
ния стружки, дал ее классификацию,
формулу расчета силы резания.
Начало научного исследования
микрогеометрии обработанной по-
верхности положено профессором
*В. Л. Чернышевым, при содей-
ствии которого на Тульском ору-
жейном заводе проводились измере-
ния размеров и шероховатости об-
работанных поверхностей. 'В то же
время профессор К- А. Зворыкин
изложил оригинальную теорию про-
цесса резания, впервые применил
гидравлический динамометр для оп-
ределения сил резания. В 1912 г.
Я- Г. Усачев более подробно иссле-
довал явления, происходящие при
резании металлов. Его особой за-
слугой является применение металло-
графии для исследования процессов
резания и разработка метода оп-
ределения температуры рабочей ча-
сти резца с помощью термопары.
Широкое развитие наука о реза-
нии металлов получила в нашей
стране после 'Великой Октябрьской
социалистической революции. Со-
ветские ученые и инженеры внесли
больший вклад в разработку и
внедрение в производство процессов
резания на высоких режимах, в со-
здании усовершенствованных кон-
струкций -режущего инструмента,
обеспечивающего высокоэффектив-
ную обработку деталей.
'Важную роль в развитии теории
резания металлов играет связь науки
с производством. Часто открытие или
изобретение, сделанное рабочим, на-
ходит затем теоретическое обосно-
вание в трудах ученых и инженеров,
получает дальнейшее развитие и ши-
роко применяется в промышленно-
сти.
2.	Образование стружки
и сопровождающие его явления
Процесс резания (стружкообра-
зования) является сложным физи-
ческим процессом, сопровождаю-
щимся большим тепловыделением,
деформацией металла, износом ре-
119
chipmaker.ru
Рис. 13.1. Типы стружек:
а — сливная; б — скалывания, в — надлома
жущего инструмента и наростооб-
разованием на резце. Знание законо-
мерностей процесса резания и со-
провождающих его явлений позво-
ляет рационально управлять этим
процессом и изготовлять детали
более качественно, производитель-
но и экономично.
При резании различных мате-
риалов образуются следующие ос-
новные типы стружек (рис. 13.1):
сливные (непрерывные), скалывания
(элементные) и надлома.
Сливная стружка (рис.
13.1, а) образуется при резании
пластических металлов (например,
мягкой стали, латуни) с высокими
скоростями резания и малыми по-
дачами при температуре 400—
500°С. Образованию сливной струж-
ки способствуют уменьшение угла
резания (при оптимальном значе-
нии переднего угла) и высокое ка-
чество смазочно-охлаждающей жид-
кости.
Стружка скалывания (рис.
13.1, б) состоит из отдельных элемен-
тов, связанных друг с другом и имеет
пилообразную поверхность. Такая
стружка образуется при обработке
твердой стали и некоторых видов
латуни с малыми скоростями реза-
ния и большими подачами. С из-
менением условий резания стружка
Рис. 13.2. Нарост на резце:
а — величина нароста, 6 и 6| — углы резания до
и после образования нароста соответственно
скалывания может перейти в слив-
ную и наоборот.
Стружка надлома образу-
ется при резанин малопластичных
материалов (чугуна, бронзы) и со-
стоит из отдельных кусочков.
Режущий инструмент деформиру-
ет не только срезаемый' слой, но и
поверхностный слой обрабатываемой
детали. Деформация поверхностного
слоя металла зависит от различных
факторов и ее глубина составляет
от сотых долей миллиметра до не-
скольких миллиметров. Под действи-
ем деформации поверхностный слой
металла упрочняется, увеличивается
его твердость и уменьшается плас-
тичность, т. е. происходит так на-
зываемый наклеп обрабатываемой
поверхности.
Чем мягче и пластичнее обраба-
тываемый металл, тем интенсивней
процесс образования наклепа. Чугу-
ны обладают значительно меньшей
способностью к упрочнению, чем ста-
ли. Глубина и степень упрочнения
при наклепе увеличиваются с уве-
личением подачи и глубины резания
и уменьшаются с увеличением ско-
рости резания. При работе плохо
заточенным инструментом глубина
наклепа примерно в 2—3 раза боль-
ше, чем при работе остро заточен-
ным инструментом. Применение сма-
зочно-охлаждающей жидкости зна-
чительно уменьшает глубину и сте-
пень упрочнения поверхностного
слоя.
При обработке металлов, особен-
но пластичных, в непосредственной
близости к режущей кромке резца
на переднюю поверхность резца на-
липает обрабатываемый материал,
образуя металлический нарост, име-
ющий клиновидную форму и по твер-
дости в 2—3 раза превышающий
твердость обрабатываемого мате-
риала. Являясь как бы продолжени-
ем резца, нарост (рис. 13.2) изменяет
геометрические параметры резца
(61 < 6), участвует в резании ме-
талла и оказывает влияние на ре-
зультаты обработки, износ резца и
силы, действующие на резец.
При обработке нарост периодиче-
120
chipmaker.ru
ски скалывается и вновь образуется;
отрыв частиц нароста по длине режу-
щего лезвия происходит неравномер-
но, что приводит к мгновенному из-
менению глубины резания. Эти
явления, повторяющиеся периоди-
чески, увеличивают шероховатость
обработанной поверхности-. С увели-
чением пластичности обрабатывае-
мого металла размеры нароста воз-
растают. При обработке хрупких ме-
таллов, например чугуна, нарост,
как правило, не образуется.
При скорости резания г><5м/мин
нарост не образуется. Наибольшая
величина нароста соответствует v =
= 104-20 м/мин для инструмента из
быстрорежущей стали и v>90м/мин
для твердосплавного инструмента.
Поэтому при этих скоростях не реко-
мендуется производить чистовую
обработку.
С увеличением подачи нарост
увеличивается, поэтому при чисто-
вой обработке рекомендуется подача
0,1—0,2 мм/об. Глубина резания су-
щественного влияния на размеры
нароста не оказывает.
Ддя уменьшения нароста реко-
мендуется уменьшать шероховатость
передней поверхности режущего ин-
струмента, по возможности увели-
чивать передний угол у (например,
при у = 45° нарост почти не образу-
ется) и применять смазочно-охлаж-
дающие жидкости. При черновой об-
работке образование нароста, на-
против, благоприятно сказывается
на процессе резания.
3.	Тепловые явления при резании
'В процессе резания металлов
около 80% работы затрачивается
на пластическое и упругое деформи-
рование срезаемого слоя и слоя,
прилегающего к обработанной по-
верхности и поверхности резания,
и около 20% работы — на преодоле-
ние трения по передней и задней по-
верхностям резца. Примерно 85—
90% всей работы резания превраща-
ется в тепловую энергию, количество
которой (в зоне резания) существен-
но влияет на износ и стойкость ин-
струмента, на шероховатость обра-
ботанной поверхности.
Установлено, что свыше 70% этой
теплоты уносится стружкой, 15—
20% поглощается инструментом,
5—10% — деталью и только 1% из-
лучается в окружающее простран-
ство.
Температура в зоне резания зави-
сит от физико-механических свойств
обрабатываемого материала, режи-
мов резания, геометрических пара-
метров режущего инструмента и при-
меняемой смазочно-охлаждающей
жидкости.
При обработке стали выделяется
больше теплоты, чем при обработке
чугуна. С увеличением прочности
и твердости обрабатываемого мате-
риала температура в зоне резания
повышается и при тяжелых условиях
работы может достигнуть 1000—
И 00° С.
При увеличении подачи темпера-
тура в зоне резания повышается,
но менее интенсивно, чем при уве-
личении скорости резания. Глубина
резания оказывает наименьшее (по
сравнению со скоростью и подачей)
влияние на температуру в зоне
резания.
С увеличением угла 6 резания и
главного, угла <р в плане температура
в зоне резания возрастает, а с уве-
личением радиуса г скругления рез-
ца — уменьшается. Применение сма-
зочно-охлаждающей жидкости суще-
ственно уменьшает температуру в
зоне резания.
4.	Износ режущего инструмента
Износ режущего инструмента
значительно отличается от износа
деталей машин, - поскольку зона
резания, в которой работает инстру-
мент, характеризуется высокой хи-
мической чистотой трущихся поверх-
ностей, высокими температурой и
давлением в зоне контакта. Ме-
ханизм износа инструмента при ре-
зании металлов сложен и включает
в себя абразивный, адгезионный
и диффузионный износ. Удельное
влияние каждого из них зависит от
121
chipmaker.ru
Рис. 13.3. Геометрические формы износа резца:
h, износ по задней поверхности; hp — радиаль-
ный износ, h„ — глубина лункн, г радиус
скругления
свойств материала, инструмента и
детали и условий обработки (прежде
всего скорости резания).
Абразивный износ инстру-
мента заключается в следующем:
стружка внедряется в рабочую по-
верхность инструмента и путем мик-
роцарапаний удаляет металл с этой
поверхности. Интенсивность абра-
зивного износа повышается при сни-
жении скорости резания.
Адгезионный износ инстру-
мента происходит в результате схва-
тывания или прилипания трущихся
поверхностей и последующего от-
рыва мельчайших частиц материала
Рис. 13.4. Геометрические формы износа
сверла:
ft, — износ по задней поверхности, h„ — износ по
ленточке, hlf — износ по передней поверхности,
/гц — износ цилиндрического участка, hK — износ
конического участка
инструмента. Результатом этого из-
носа, происходящего при температу-
ре ниже 900°С, являются кратеры
на рабочих поверхностях инструмен-
та, образующие при слиянии лунки.
Адгезионный износ уменьшается при
повышении твердости инструмента.
Дл ф ф У з и’о.н н ы й износ ин-
струмента, происходящий при темпе-
ратуре 900—1200°С, является резуль-
татом взаимного растворения метал-
ла детали и материала инструмента.
Активность процесса растворения по-
вышается при повышении температу-
ры контактного слоя, т. е. при возрас-
тании скорости резания. Поэтому
диффузионный износ можно рассмат-
ривать как один из видов химическо-
го износа, приводящего к изменению
химического состава и физико-хими-
ческих свойств поверхностных слоев
инструмента и снижающего его из-
носостойкость.
Чем выше механические свойства
обрабатываемого материала и со-
держание в нем углерода, хрома,
вольфрама, титана, молибдена, тем
интенсивней износ инструмента. Наи-
большее влияние на интенсивность
износа оказывает скорость резания,
меньшее — подача и глубина реза-
ния.
Как правило, инструмент изнаши-
вается по задней и передней поверх-
ностям. За критерий износа обычно
принимают допустимый износ h3 по
задней поверхности инструмента
(рис. 13.3, а). Например, для твер-
досплавных резцов при черновой об-
работке й3= 1,04-1,4 мм для стали
и Д3 —0,8-4-1,0 мм для чугуна, а
при чистовой обработке /г3=0,44-
4-0,6 мм для стали и /г3=0,б4-
4-0,8 мм для чугуна. Преобладаю-
щий износ по задней поверхности
обычно наблюдается при обработке
с низкими скоростями резания ста-
лей с малой (не более 0,15 мм)
толщиной среза, а также при обра-
ботке чугуна.
Преобладающий износ по перед-
ней поверхности резца наблюдается
при большом давлении и при высокой
температуре в зоне резания. Такие
условия возникают при обработке с
122
chipmaker.ru
высокими скоростями резания и без
охлаждения стали с большой (более
0,5 мм) толщиной среза. При износе
резца по передней поверхности на по-
следней образуется лунка (рис.
13.3, б), ширина и глубина которой
непрерывно увеличиваются. При этом
ширина перемычки между лункой
и режущей кромкой непрерывно
уменьшается, и когда перемычка ис-
чезает, наступает полный или ката-
строфический износ (рис. 13.3, в).
На практике инструмент изнаши-
вается по задней и передней по-
верхностям одновременно и при этом
увеличивается радиус г скругления
режущей, кромки (рис. 13.3, г).
Преобладание одного из этих видов
износа над другими зависит от
режима обработки.
Геометрические формы износа
сверла показаны на рис. 13.4. Д,дя
сверл из быстрорежущей стали
ft3=0,5-=-1,2 мм для чугуна и /г3^
^1,1 мм для стали, а для сверл,
оснащенных пластинами из твердого
сплава, А3 = 0,44-1,3 мм для чугуна
и стали. Большие значения износа
допустимы для сверл большего
диаметра.
Износ сверла по задней поверх-
ности у периферийной части режу-
щей кромки является наиболее
распространенным и возникает вслед-
ствие увеличения температуры в
зоне резания. Износ перемычки
сверла наиболее часто возникает
при обработке твердых материалов
или при высокой скорости резания.
Износ сверла по передней поверх-
ности наиболее значителен при глу-
боком сверлении. Износ участка
ленточки, примыкающего к режущей
части сверла, зависит от величины
деформаций, увода сверла и других
факторов.
При чистовой обработке дета-
лей за технологический критерий
износа инструмента принимают до-
пустимый износ, при превышении
которого точность получаемых раз-
меров и шероховатость обработан-
ной поверхности не удовлетворяют
заданным (по техническим требова-
ниям). Так, технологическим крите-
рием износа мерных инструментов
для обработки отверстий (напри-
мер, разверток) является износ по
задней поверхности, при котором об-
рабатываемое отверстие не уклады-
вается в заданный допуск по разме-
ру или по качеству поверхности.
Стойкость инструмента характе-
ризуется его способностью без пере-
точки длительное время обрабаты-
вать заготовки в соответстии с тех-
ническими требованиями. Величина
стойкости определяется временем не-
посредственной работы инструмента
(исключая время перерывов) от пе-
реточки до переточки; это время на-
зывается периодом стойкости ин-
струмента или стойкостью инстру-
мента. Наибольшее влияние на стой-
кость инструмента оказывает ско-
рость резания. Так, повышение ско-
рости резания на 50% снижает
стойкость инструмента примерно на
75%, в то время как аналогичное
увеличение подачи снижает стой-
кость на 60%.
5.	.Влияние смазочно-охлаждающей
жидкости (СОЖ) на процесс резания
Применение СОЖ благоприятно
воздействует на процесс резания
металлов: значительно уменьшается
износ режущего инструмента, повы-
шается качество обработанной по-
верхности и снижаются затраты
энергии на резание.
При этом уменьшается наростооб-
разование у режущей кромки ин-
струмента и улучшаются условия
для удаления стружки и абразивных
частиц из зоны резания. Наимень-
ший эффект дает применение СОЖ
при обработке чугуна и других
хрупких материалов.
При работе твердосплавным ин-
струментом на высоких скоростях
резания рекомендуется обильная и
непрерывная подача СОЖ, так как
при прерывистом охлаждении в
пластинах твердого сплава могут
образоваться трещины и инструмент
выйдет из строя.
Наиболее эффективно -примене-
ние СОЖ при обработке вязких
123
chipmaker.ru
и пластичных металлов, при этом
с увеличением толщины среза и
скорости резания положительное
воздействие СОЖ на процесс струж-
кообразования уменьшается. 'Выбор
СОЖ зависит от обрабатываемого
материала и вида обработки.
СОЖ должна обладать высоки-
ми охлаждающими, смазывающими
антикоррозионными свойствами и
быть безвредной для обслуживаю-
щего персонала.
'Все СОЖ можно разбить на
две основные группы — охлаждаю-
щие и смазочные. К первой группе
относятся водные растворы и эмуль-
сии, обладающие большой теплоем-
костью и теплопроводностью. Ши-
рокое распространение получили вод-
ные эмульсии, содержащие поверх-
ностно-активные вещества; водные
эмульсии применяются при обдироч-
ных работах, когда к шероховатости
обработанной поверхности не предъ-
являют высоких требований.
Ко второй группе относятся мине-
ральные масла, керосин, а также
растворы поверхностно-активных ве-
ществ в масле или керосине- Жид-
кости этой группы применяются при
чистовых и отделочных работах.
Также нашли применение осер-
ненные масла (сульфофрезолы), в
которых в качестве активированной
добавки используется сера.
6.	Жесткость и вибрации системы
СПИД
'Возникающие при резании на-
грузки воспринимаются инструмен-
том и приспособлением, в котором
инструмент закреплен, а также де-
талью и приспособлением, в котором
она установлена и закреплена. 'Воз-
никающие нагрузки передаются при-
способлениями на сборочные едини-
цы (узлы) и механизмы станка, бла-
годаря чему образуется замкнутая
технологическая система станок—
приспособление — инструмент — де-
таль (СПИД).
'В процессе обработки детали сила
резания не остается постоянной
в результате действия следующих
факторов: изменяется сечение сре-
заемой стружки, изменяются меха-
нические свойства материала дета-
ли; изнашивается и" затупляется ре-
жущий инструмент; образуется на-
рост на передней поверхности резца
и др. Изменение силы резания
обусловливает соответствующее из-
менение деформаций системы СПИД,
нагрузки на механизмы станка и ус-
ловий работы электропривода, что
приводит к колебаниям заготовки
и инструмента. Характер изменения
этих колебаний во времени назы-
вают вибрациями. 'Вибрации оказы-
вают значительное влияние на усло-
вия обработки детали и зависят от
жесткости системы СПИД, т. е. от
способности системы препятствовать
перемещению ее элементов под дей-
ствием изменяющихся нагрузок. Же-
сткость системы СПИД,является од-
ним из основных критериев работо-
способности и точности стрнка под
нагрузкой.
Колебания при резании разде-
ляют на вынужденные, причина воз-
никновения которых — периодиче-
ски действующие возмущающие си-
лы, и автоколебания, которые не за-
висят от воздействия возмущающих
сил.
Источникам возмущающих сил
являются неуравновешенные части
станка (шкивы, зубчатые колеса,
валы), выполненные с дефектом пе-
редаточные звенья, неуравновешен-
ность обрабатываемой детали, не-
равномерный припуск на обработку и
другие факторы.
Основными источниками возник-
новения автоколебаний являются
следующие: изменение сил резания
вследствие неоднородности механи-
ческих свойств обрабатываемого
материала; появление переменной
силы резания в процессе удаления
нароста с режущей части инструмен-
та; изменение сил трения на по-
верхностях инструмента вследствие
изменения скорости резания в про-
цессе работы и др. На интенсив-
ность автоколебаний оказывают
влияние физико-механические свой-
ства обрабатываемого материала,
124
chipmaker.ru
параметры режима резания, геомет-
рические параметры инструмента,
жесткость отдельных элементов и
всей системы СПИД, зазоры в от-
дельных звеньях системы СПИД.
С увеличением скорости резания
вибрации сначала возрастают, а
затем уменьшаются. При увеличении
глубины резания Пибрации возраста-
ют, а с увеличением подачи —
уменьшаются. При увеличении глав-
ного угла <р в плане (резца) виб-
рации уменьшаются, а при увели-
чении радиуса г скругления режу-
щей кромки резца — возрастают.
Износ резца по задней поверхности
способствует возрастанию вибраций.
Чем больше вылет резца из рез-
цедержателя и чем меньше размеры
державки резца в поперечном сече-
нии, тем меньше жесткость си-
стемы СПИД, что приводит к увели-
чению вибраций станка, причем с по-
вышением скорости резания интен-
сивность влияния этих факторов на
увеличение вибраций возрастает.
Зная причины возникновения виб-
раций, можно найти способы их
уменьшения. Рациональными явля-
ются' такие способы, с помощью ко-
торых можно значительно уменьшить
вибрации станка, не снижая pro про-
изводительности.	'
7.	Основные факторы, влияющие
на силу резания
Зная силы, действующие в про-
цессе резания, можно рассчитать и
выбрать режущий инструмент и при-
способления, определить мощность,
затрачиваемую на резание, а также
осуществлять рациональную эксплу-
атацию станка, инструмента и при-
способлений.
Образование стружки в процессе
резания происходит под действием
силы резания, преодолевающей со-
противление металла. Силу Р реза-
ния (в Н) при обработке точением
можно разложить на три состав-
ляющие (рис. 13.5):
тангенциальную Рг, направлен-
ную вертикально вниз и определяю-
щую мощность, потребляемую приво-
Рис. 13.5. Силы, действующие на резец:
1 — резец, 2 — заготовка;_ Р — сила резания,
Рх, P# и Р2 —- составляющие силы резания, v —
скорость резания, s — подача, t — глубина резания
дом главного движения станка; ради-
альную Ру, направленную вдоль по-
перечной подачи (эта сила отжимает
резец и учитывается при расчете
прочности инструмента и механизма
поперечной подачи станка); осевую
Рх, направленную вдоль продольной
подачи (эта сила стремится отжать
резец в сторону суппорта и учиты-
вается при определении допустимой
нагрузки на резец и механизмы стан-
ка при продольной подаче).
Между тремя составляющими си-
лы резания существуют примерно
следующие соотношения: Рй=(0,25ч-
4-0,5)Я; Рх=(0,1 4-0,25)Я.
'В большинстве случаев Pz»0,9P,
что позволяет многие практические
расчеты производить не по силе Р
резания, а по тангенциальной ее со-
ставляющей Рг.
'В процессе резания на величину
Рг, Ру и Рх влияют следующие фак-
торы: обрабатываемый металл, глу-
бина резания, подача, передний угол
резца, главный угол резца в плане,
радиус скругления режущей кромки
резца, смазочно-охлаждающие жид-
кости, скорость резания и износ
резца.
Физико-механические свойства
обрабатываемого металла суще-
ственно влияют на величину силы
резания. Чем больше предел проч-
ности при растяжении ов и твер-
дость обрабатываемого металла;
тем больше Рг, Ру и Рх.
125
chipmaker.ru
Увеличение глубины резания и
подачи также приводит к увеличе-
нию составляющих силы резания,
причем глубина резания больше вли-
яет на силу резания, чем подача.
Чем меньше передний угол у или
чем больше угол резания 6 = 90° — у,
тем больше сила резания.
При увеличении главного угла <р
в плане сила Ру резко уменьшается,
а сила Рх увеличивается. Д,дя
твердосплавных резцов при увеличе-
нии <р от 60 до 90° сила Рг практи-
чески не изменяется. При увеличе-
нии радиуса г скругления режущей
кромки резца силы Рг и Ру возраста-
ют, а сила Рх уменьшается.
Смазочно-охла «дающие жидко-
сти уменьшают силу Рг при неболь-
шой толщине срезаемой стружки,
увеличение толщины среза и скоро-
сти резания снижает эффект при-
менения СОЖ.
При увеличении скорости резания
с 50 до 400—500 м/мин сила Рг
значительно уменьшается; дальней-
шее повышение скорости резания
дает лишь небольшое уменьшение
силы Рг.
Износ резца по задней поверх-
ности значительно увеличивает силы
Ру и Рх.
Материал режущей части резца
также оказывает влияние на силу ре-
зания; например, твердосплавные
резцы снимают стружку с несколько
меньшей силой резания, чем резцы
из быстрорежущей стали.
8.	Шероховатость поверхности
и точность обработки
На поверхностях деталей после
их механической обработки всегда
остаются неровности. Совокупность
неровностей, образующихся при об-
работке, называют шероховатостью
поверхности. Величина шероховато-
сти оказывает непосредственное вли-
яние на качество неподвижных и под-
вижных соединений. Дртали с боль-
шой шероховатостью поверхности в
неподвижных соединениях не обес-
печивают требуемой точности и на-
дежности сборки, а в подвижных
соединениях быстро изнашиваются
и не обеспечивают первоначальных
зазоров.
На поверхности, обработанной
токарным резцом, образуются неров-
ности в виде винтовых выступов и
винтовых канавок (рис. 13.6). Не-
ровности, расположенные в направ-
лении подачи s, образуют попереч-
ную шероховатость, а неровности,
расположенные в направлении ско-
рости v резания,— продольную ше-
роховатость. Высота Н и характер
неровностей зависят от обрабаты-
ваемого материала, режима резания,
геометрии режущих кромок инстру-
мента и других факторов (рис. 13.7).
'Величина Н увеличивается с уве-
личением подачи и уменьшается с
увеличением радиуса скругления ре-
жущей кромки резца.
При увеличении скорости резания
высота Н неровностей уменьшается.
Увеличение вспомогательного угла в
плане, уменьшение заднего угла,
затупление режущей кромки приво-
дят к увеличению шероховатости по-
верхности. 'В производственных ус-
ловиях шероховатость обработан-
ной поверхности детали оценивают
методом сравнения с образцом.'В ка-
честве образца используют обрабо
тайную деталь, шероховатость по-
верхности которой аттестована.
Отклонения размеров и других
параметров готовой детали от ука-
занных в чертеже определяют по-
грешность обработки, величина кото-
рой должна находиться в пределах
допуска.
Погрешности подразделяют на
систематические и случайные. К си-
стематическим относятся погреш-
ности, которые при обработке партии
деталей повторяются на каждой
детали. Систематические погреш-
ности по величине больше случай-
ных и определяют точность обраба-
тываемой детали.
Основными причинами системати-
ческих погрешностей обработки яв-
ляются:
неточность станка (например, не-
прямолинейность направляющих ста-
нины и суппортов, непараллельность
126
chipmaker.ru
или неперпендикулярность направля-
ющих оси шпинделя, неточность из-
готовления шпинделя и его опор
и т. д.); деформация сборочных
единиц (узлов) и деталей станка под
действием сил резания и нагрева
в процессе работы; неточность из-
готовления режущих инструментов,
приспособлений и их износ; дефор-
мация инструментов и приспособле-
ний под действием сил резания и
нагрева в процессе обработки; по-
грешности установки и базирования
заготовки на станке; деформация
обрабатываемой заготовки под дей-
ствием сил резания и зажима, а так-
же благодаря нагреву в процессе
обработки; погрешности, возникаю-
щие при установке инструментов
и их настройке на размер; погреш-
ности в процессе, измерения, вызы-
ваемые неточностью измерительных
инструментов и приборов, их износом
и деформациями, а также ошибкой
рабочего при оценке показаний из-
мерительных устройств.
Причины, вызывающие система-
тические погрешности, можно уста-
новить и устранить.
К случайным относятся по-
грешности, возникающие вследствие
случайных упругих деформаций за-
готовки, станка, приспособления и
режущего инструмента (например,
из-за неоднородности обрабатывае-
мого материала).
9.	Паспорт токарного станка
Паспорт станка является руко-
водством в процессе ремонта и экс-
плуатации станка, при выборе типа
станка для разработки технологи-
ческого процесса, при назначении
режимов обработки, при проекти-
ровании оснастки и т. д.
Паспорт токарного станка яв-
ляется документом, в котором содер-
жатся основные технические данные
и характеристика станка: наиболь-
шие размеры обрабатываемых за-
готовок; частота вращения шпин-
деля; подача; наибольшее усилие,
допускаемое механизмом подач;
мощность электродвигателя главно-
Рис. 13.6. Образование поперечной (о) и про-
дольной (б) шероховатости поверх пост и при
токарной обработке
го привода; габаритные размеры и
масса станка. 'В паспорте привс
дятся основные параметры суппор-
тов, шпинделя, резцовой головки,
задней бабки и других сборочных
единиц (узлов) станка. Могут быть
приведены сведения по механике
главного привода и подач: частота
прямого и обратного вращения
шпинделя или планшайбы| наиболь-
ший допустимый крутящий момент,
соответствующий частоте вращения
шпинделя или планшайбы ступени
рабочих подач суппортов и скорости
установочных перемещений; эскизы
важнейших деталей станка с указа-
нием рабочего пространства и край-
них положений перемещения сбороч-
ных единиц (узлов) и т. п.
Рис. 13.7.'Высота Н неровностей при точении:
а—влияние вспомогательного угла в плане.
б — влияние подачн s, в влияние радиуса г
скругления режущей кромки резца
127
chipmaker.ru
В паспорте описывается комплект
приспособлений и принадлежностей,
поставляемых заказчику со станком:
сменные и запасные зубчатые колеса;
инструмент для обслуживания стан-
ка; ремни для главного привода и
других сборочных единиц; патроны;
оправки; люнету; центры упорные
и вращающиеся; шкивы; вспомога-
тельный инструмент и др.
'В паспорте приводятся результа-
ты испытания токарного станка на
соответствие нормам точности и
жесткости, которые показывают до-
пускаемые и фактические значения
точности перемещения сборочных
единиц (узлов) станка, а также точ-
ности обработки и качества обра-
ботанной поверхности изделия —
образца.
10.	Испытание и проверка станка
на геометрическую точность
Одним из необходимых условий
для обеспечения требуемой точно-
сти и долговечности работы станка
является его правильная установка
и крепление на фундаменте. Тип
фундамента зависит от нагрузки,
передаваемой основанию станка,
массы( станка и сил инерции, дей-
ствующих во время работы станка.
Фундаменты под металлорежущие
станки бывают двух типов: первый —
фундаменты, которые являются толь-
ко основанием для станка, второй —
фундаменты, которые жестко связа-
ны со станком и придают станку
дополнительную устойчивость и
жесткость.
Токарные станки устанавливают,
как правило, на фундаментах второго
типа согласно установочному чер-
тежу, который дается в руководстве
по эксплуатации станка. В чертеже
указываются необходимые размеры
для изготовления фундамента, а
также расположение станка в поме-
щении с учетом свободного простран-
ства для выступающих и движущих-
ся частей станка. При установке
станка на бетонное основание раз-
мечают гнезда по размерам, соот-
ветствующим отверстиям крепления
станины станка, а затем Гнезда вы-
рубают. После установки и выверки
станка по уровню фундаментные
болты заливают цементным раство-
ром. Установку станка в горизон-
тальной плоскости выверяют с по-
мощью уровня, устанавливаемого в
средней части суппорта параллель-
но и перпендикулярно оси центров.
'В любом положении каретки суппор-
та на направляющих станка откло-
нение уровня не должно превышать
0,04 мм на 1000 мм. Если фунда-
ментные болты предварительно за-
литы в фундаменте, то выверку
производят, когда они не затянуты.
После установки и выверки про-
изводят внешний осмотр станка и
испытывают его на холостом ходу,
под нагрузкой, на точность и
жесткость.
Испытание станка на хо-
лостом ходу. Привод главного
движения последовательно проверя-
ют на всех ступенях частоты вра-
щения. Затем проверяют взаимо-
действие всех механизмов станка;
безотказность и своевременность
включения и выключения механиз-
мов от различных управляющих
устройств; работу органов управле-
ния; исправность системы подачи
СОЖ и гидро- и пневмооборудова-
ния станка.
'В процессе испытания на холос-
том ходу станок должен на всех
режимах работать устойчиво, без
стуков и сотрясений, вызывающих
вибрации. Перемещение рабочих
органов станка механическим или
гидравлическим приводом должно
происходить плавно, без скачков и
заеданий. При испытании станка на
холостом ходу проверяются также
его паспортные данные (частота
вращения шпинделя, подача, переме-
щения кареток суппорта и др.). Фак-
тические данные должны соответ-
ствовать значениям, указанным в
паспорте.
Испытание станка под
нагрузкой позволяет выявить ка-
чество его работы и проводится в ус-
ловиях, близких к произведственным.
Испытание производят путем обра-
128
chipmaker.ru
Рис. 13.8. Схемы проверки
точности токарного станка
ботки образцов на таких режимах,
при которых нагрузка не превышает
номинальной мощности привода в те-
чение основного времени испытания.
В процессе испытания допускается
кратковременная перегрузка станка
по мощности, но не более чем на
25%. Время испытания станка под
полной нагрузкой должно быть не
менее 0,5 ч. При этом все механизмы
и рабочие органы станка должны
работать исправно; система подачи
СОЖ должна работать безотказно;
температура подшипников скольже-
ния и качения не должна превышать
70—80°С, механизмов подач 50°С,
масла в резервуаре 60°С-
Новые станки в процессе эксплуа-
тации, а также после ремонта про-
веряют на геометрическую
точность в ненагруженном со-
стоянии, на точность обрабо-
танных деталей и на получае-
мую при этом шероховатость
обработанной поверхности.
Требования к точности изложены в
руководстве по эксплуатации станка.
При проверке на точность станка
проверяют прямолинейность про-
дольного перемещения суппорта в
горизонтальной плоскости; одновы-
сотность оси вращения шпинделя
передней бабки и оси отверстия
пиноли задней бабки^по отношению
к направляющим станины в верти-
кальной плоскости; радиальное бие-
ние центрирующей поверхности
шпинделя передней бабки под уста-
новку патрона; осевое биение шпин-
деля передней бабки и др.
Прямолинейность продольного
перемещения суппорта в горизон-
тальной плоскости проверяют с по-
мощью цилиндрической оправки, за-
крепленной в центрах передней и
задней бабки, и индикатора, уста-
новленного на суппорте (рис. 13.8, а).
Смещением задней бабки в попереч-
ном направлении добиваются, чтобы
показания индикатора на концах
оправки были одинаковы или отлича-
лись не более чем на 0,02 мм на 1 м
хода суппорта.
Одновысотность оси вращения
шпинделя передней бабки и оси
отверстия пиноли задней бабки по
отношению к направляющим ста-
нины в вертикальной плоскости про-
веряют при удалении задней бабки
от передней на '/4 наибольшего рас-
стояния между центрами (рис.
13.8, б). Проверку выполняют с по-
мощью цилиндрических оправок,
вставленных в отверстия шпинделя
и пиноли задней бабки, и индикатора,
установленного на суппорте. Наи-
большее показание индикатора на
образующей оправки шпинделя оп-
ределяют возвратно-поступательным
поперечным перемещением суппорта
в горизонтальной плоскости отно-
сительно линии центров. Не изменяя
положения индикатора, таким же
способом определяют его показания
на образующей оправки задней баб-
ки. Разница в показаниях индикато-
129
chipmaker.ru
ра не должна превышать 0,06 мм
у станков для обработки деталей
с наибольшим диаметром 400 мм.
Дрпускается только превышение оси
отверстия пиноли над осью шпин-
деля передней бабки.
Радиальное биение центрирую-
щей поверхности шпинделя передней
бабки под патрон проверяют с по-
мощью индикатора (рис. 13.8, в).
При этом измерительный стержень
индикатора устанавливают перпен-
дикулярно образующей центрирую-
щей шейки шпинделя. Радиальное
биение шейки вращающегося шпин-
деля для патрона с наибольшим диа-
метром обрабатываемой детали
400 мм не должно превышать
0,01 мм.
Осевое биение шпинделя перед-
ней бабки измеряют с помощью
оправки, вставленной в отверстие
шпинделя, и индикатора, установ-
ленного на станке при вращаю-
щемся шпинделе (рис. 13.8, г).
Измерительный стержень индикато-
ра с плоским наконечником упирает-
ся в шарик, который установлен в
центровое отверстие оправки. Осевое
биение шпинделя для установки дета-
лей с наибольшим диаметром 400 мм
не должно превышать 0,01 мм.
Радиальное биение конического
отверстия шпинделя передней бабки
проверяют с помощью оправки дли-
ной /=300 мм, вставленной в от-
верстие шпинделя, и индикатором,
установленным в резцедержатель
станка при вращающемся шпинделе
(рис. 13.8, д). Ддя станков с наиболь-
шим диаметром обрабатываемой де-
тали 400 мм радиальное биение оп-
равки у торца шпинделя (положе-
ние 1) не должно превышать 0,01 мм,
а на расстоянии / = 300 мм от торца
шпинделя (положение 2) — 0,02 мм.
Параллельность оси вращения
• шпинделя передней бабки продольно-
му перемещению суппорта проверя-
ют с помощью оправки длиной / =
= 300 мм, установленной в отверстие
шпинделя, и индикатором, установ-
ленным на суппорте станка (рис.
13.8, е). Измерение производят по
образующей оправки в вертикальной
(положение 3) и горизонтальной
(положение 4) плоскостях. При этом
снимают показания индикатора по
двум диаметрально расположенным
образующим оправки (при повороте
шпинделя на 180°), перемещая
суппорт с индикатором от торца
шпинделя на расстояние /=300 мм.
Затем определяют среднеарифме-
тическое значение отклонений, из-
меренных по двум образующим (от-
дельно для горизонтальной и для вер-
тикальной плоскостей). Ддя станков
с наибольшим диаметром обрабаты-
ваемой детали 400 мм допускаемая
непараллельность оси шпинделя на-
правлению продольного перемеще-
ния суппорта в вертикальной плос-
кости не-должна превышать 0,03 мм
(причем непараллельность должна
быть направлена только вверх), а в
горизонтальной плоскости — 0,012
•мм (непараллельность должна быть
направлена только в сторону суп-
порта).
Точность работы токарных стан-
ков проверяют при обработке об-
разцов. На станках с наибольшим
диаметром обрабатываемой детали
400 мм точность геометрической фор-
мы цилиндрической поверхности про-
веряют при обработке образцов дли-
ной 200 мм. Предварительно обра-
ботанный образец с тремя поясками,
расположенными по концам и в се-
редине образца, устанавливают в
патрон или в центры станка и об-
рабатывают по наружной поверхно-
сти поясков. Проверяют постоянство
диаметра в любом поперечном се-
чении, при этом разность между
измеренными максимальным и мини-
мальным значениями не должна
превышать 0,02 мм. Измерение про-
изводят пассаметром, микрометром
или другими инструментами.
Плоскостность торцовой поверх-
ности проверяют при обработке об-
разцов диаметром d = 200 мм, уста-
новленных в кулачки патрона. Тор-
цовая поверхность образца может
иметь кольцевые канавки (у перифе-
рии, в середине и в центре) и должна
быть предварительно обработана.
После проточки торцовой поверх-
130
chipmaker.ru
ности образец не снимают со станка.
Результаты обработки могут быть
проверены индикатором, установ-
ленным на суппорте так, чтобы на-
конечник индикатора был перпен-
дикулярен измеряемой поверхности.
Измерение производят путем переме-
щения в • поперечном направлении
верхней части суппорта на длину,
равную или больше D. Отклонение,
определяемое как половина наиболь-
шейталгебраической разности пока-
заний индикатора, не должно превы-
шать 0,016 мм. Плоскостность тор-
цовой поверхности можно также про-
верить, касаясь наконечником инди-
катора контрольной линейки, прило-
женной к обработанному торцу об-
разца. Линейку прикладывают в
разных осевых сечениях проверяе-
мой поверхности и определяют от-
клонение так же, как описано выше.
Точность нарезаемой резьбы про-
веряют на образце (диаметр кото-
рого примерно равен диаметру хо-
дового винта станка), закрепленном
в центры станка, при нарезании тра-
пецеидальной резьбы длиной не бо-
лее 500 мм с ш^гом, примерно рав-
ным шагу ходового винта станка.
При этом ходовой винт непосред-
ственно соединяют со шпинделем
через сменные зубчатые колеса с
отключением механизма коробки по-
дач. После чистовой обработки про-
веряют равномерность резьбы с по-
мощью соответствующих приборов
и методов проверки. По результатам
измерений определяют накопленную
погрешность шага резьбы — раз-
ность между фактическим и задан-
ным расстоянием между любыми
одноименными (не соседними) про-
филями витка резьбы в осевом се-
чении по линии, параллельной оси
винта. Величина накопленной по-
грешности шага резьбы не должна
превышать 0,04 мм на длине 300 мм.
Контрольные вопросы
1.	Какие виды стружек образуются
при резании?
2.	Как образуется нарост, что влияет
на его величину, как он влияет на процесс
резания?
3.	Как распределяются по величине
составляющие силы резания?
4.	Как распределяется теплота в зоне
резания?
5.	Какие бывают виды износа ин-
струмента?
6.	Как влияют вибрации на инструмент
и качество обработки?
7.	Как проверяют токарный станок на
точность?
ГЛАВА 14
МАШИНЫ, МЕХАНИЗМЫ И
МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
1.	Основные сведения
Преобразуя природу, человек со-
здавал технические устройства, об-
легчающие труд и повышыющие его
физические возможности. Для при-
ведения в действие этих устройств
человек применял силу своих муску-
лов или преобразовывал и использо-
вал силы природы.
Так появились машины, которые
состоят из приводной части, пре-
образующей различные виды энер-
гии в энергию движения, исполни-
тельных механизмов — рабочих ор-
ганов, выполняющих полезную рабо-
ту, и механических передач, кото-
рые передают энергию движения от
приводной части машины к рабо-
чим органам.
Энергия движения в машине пе-
редается путем взаимодействия раз-
личных деталей, некоторые из них
являются неподвижными и позво-
ляют подвижным деталям преобра-
зовывать и изменять механическую
энергию и направление движения
внутри машины. В некоторых слу-
чаях взаимодействующие детали
для удобства их применения и в
соответствии с их назначением кон-
структивно объединяются в сбороч-
ные единицы (узлы). Детали и сбо-
рочные единицы, взаимодействую-
131
chipmaker.ru
щие внутри машины при передаче
механической энергии, принято рас-
сматривать парами.
Кинематической парой называют
подвижное соединение двух сопри-
касающихся звеньев. Свойства па-
ры зависят от формы тех поверх-
ностей, которыми звенья соприка-
саются при своем относительном
движении. Пара, в которой отсут-
.ствует относительное движение меж-
ду соприкасающимися звеньями,
называется соединением. Звенья мо-
гут состоять из отдельных деталей
или’ из нескольких деталей, не-
подвижно скрепленных друг с дру-
гом.
В кинематических парах разли-
чают ведущие и ведомые звенья.
Звено, задающее движение в кине-
матической паре, называется веду-
щим, а звено, получающее движе-
ние,— ведомым (рабочим). По ха-
рактеру соприкосновения звеньев
кинематические пары подразделяют
на низшие, высшие и смешанные.
Звенья в низших парах соприкаса-
ются по поверхностям (плоским,
вращения, ринтовым и др.), а звенья
в высших парах — по линиям или
точкам (например, в парах кулач-
кового типа, зубчатых парах и др.).
Характерная особенность низшей
пары — трение скольжения меж-
ду соприкасающимися поверхно-
стями:
Система • подвижно соединенных
звеньев образует кинематическую
цепь. Если такая цепь используется
для получения вполне определенных
движений ведомых звеньев, то она
называется механизмом.
Для графического изображения
кинематических пар применяют ус-
ловные обозначения (см. рис. 2.12).
Кинематические цепи, вычерченные с
использованием условных обозна-
чений кинематических пар, назы-
ваются кинематическими схемами.
Эти схемы представляют собой
систему последовательно располо-
женных взаимодействующих звень-
ев, связывающих рабочие звенья
с источником движения.
2.	Механические' передачи токарных
станков
Механизмы, предназначенные для
передачи энергии (как правило,
с преобразованием скоростей и со-
ответствующим изменение'м сил и мо-
ментов), называются механическими
передачами. Такие передачи приме-
няются преимущественно для пере-
дачи вращательного движения (зуб-
чатые, ременные, цепные и др.),
а также для преобразования вра-
щательного движения в поступа-
тельное или наоборот (реечные,
винтовые, кулачковые и др.).
Ременные передачи в то-
карных станках используют в ос-
новном для изменения частоты вра-
щения при передаче движения от
электродвигателя к коробке ско-
ростей.
Ременная передача (рис. 14.1, а)
состоит из ведущего А и ведомого В
шкивов и соединяющего их беско-
нечного ремня, который может быть
плоским (рис. 14.1, б), поликлино-
видным (т. е. состоящим из набора
клиновых ремней) (рис. 14.1, в) и
зубчатым (рис. 14.1, д).
Плоский ремень (непрерывная
лента из синтетических материалов
или из прорезиненной ткани) обес-
печивает плавную (без толчков и
шума) передачу движения, предох-
раняет механизмы станка от воз-
можных перегрузок (вследствие про-
скальзывания ремня по поверхно-
стям шкивов), позволяет соединять
шкивы, расположенные на зна-
чительном расстоянии друг от друга.
Клиновидные ремни имеют тра-
пецеидальную форму поперечного
сечения и располагаются на шкивах
в кольцевых канавках, имеющих
такую же форму сечения. Для по-
вышения гибкости на внутренней
или наружной поверхности клино-
видного ремня могут быть выполне-
ны углубления (рис. 14.1, г).
В поликлиновидном ремне несколько
небольших по сечению клиновидных
ремней объединены общим основа-
нием. Клиноременная передача по-
зволяет передавать большие мощ-
132
chipmaker.ru
Рис. 14.1. Ременная передача
ности при меньшей ширине шки-
вов по сравнению с плоскоремен-
ной.
Зубчатый ремень обеспечивает
передачу движения между веду-
щим и ведомым шкивами без про-
скальзывания, благодаря наличию
на внутренней поверхности ремня
поперечных зубьев, входящих в
зацепление с соответствующими
зубьями на шкивах.
Оба шкива ременной передачи
вращаются в одну сторону. Частота
вращения ведомого шкива может
быть больше или меньше частоты
вращения ,ведущего в зависимости
от диаметров шкивов.
Отношение частоты пд вращения
ведущего шкива к частоте пъ вра-
щения ведомого шкива называется
передаточным отношением i ремен-
ной передачи, которое обратно про-
порционально отношению диамет-
ров шкивов: /—пА/нБ—£>б/£)а.
Скорость движения ремня в ре-
менных передачах v = 5 -у- 60 м/с, а
в быстроходных плоскоременных пе-
редачах п.^100 м/с.
Зубчатые передачи используют
для изменения частоты и направ-
ления вращения при передаче дви-
жения от ведущего вала к ведо-
мому.
Валы с параллельными осями
соединяются цилиндрическими пе-
редачами, с пересекающимися ося-
ми — коническими передачами, с
перекрещивающимися осями — чер-
вячными, винтовыми цилиндриче-
скими и винтовыми коническими
(гипоидными) передачами. Враще-
ния от одного вала к другому пе-
редается путем взаимного зацепле-
ния зубчатых колес, зубья которых
в зоне контакта имеют профцль,
очерченный эвольвентой (рис. 14.2).
Зубчатые колеса имеют расчетную
окружность, называемую делитель-
ной, по которой происходило бы ка-
чение ведущего и ведомого колес
при отсутствии зубьев. Делительная
окружность делит зуб на две части—
головку и ножку. Расстояние между
одноименными точками двух сосед-
них зубьев, измеренное по делитель;
ной окружности, называется шагом,
1~"2лг/х, где 2лг — длина делитель-
ной окружности (г — радиус дели-
тельной окружности); г — число
зубьев колеса.
133
chipmaker.ru
Рис. 14.2. Эвольвентная зубчатая передача
Основной характеристикой зубча-
тых колес является модуль т, кото-
рый равен отношению диаметра
делительной окружности к числу
зубьев колеса: m=2r/z=t/n.
Передаточное отношение зубча-
той передачи i=n<2,/n\ —z\/z<2., где
«2 и «1 — частота вращения ведо-
мого и ведущего колес, а 22 и zi —
число зубьев ведомого и ведущего
колес. Зубчатые передачи для вра-
щательных движений показаны на
рис. 14.3. Зубчатые колеса, зубья
которых расположены параллельно
оси вращения, называются прямозу-
быми цилиндрическими и могут быть
наружного (рис. 14.3, й) и внутрен-
него (рис. 14.3', б) зацепления.
У косозубых зубчатых колес (рис.
14.3, в) зубья расположены под
углом к оси вращения, благодаря
чему увеличивается длина контакта
между зубьями. Конические зубча-
тые колеса (рис. 14.3, г) соединяют
валы, расположенные под углом,
а винтовые (рис. 14.3, д) и червяч-
ные (рис. 14.3, е) передачи — валы
с перекрещивающимися осями. Ко-
нические колеса выполняются с пря-
мыми или криволинейными зубьями.
Для преобразования вращатель-
ного движения в поступательное
(рис. 14.4) применяют реечную
или винтовую передачу. Реечная
передача (рис. 14.4, а) может быть
выполнена с прямозубым или косо-
зубым зацеплением цилиндрического
колеса с рейкой. Перемещение рейки
определяется формулой S — лтгп,
где т — модуль; z — число зубьев
колеса; п — частота вращения зуб-
чатого колеса. Для реечной передачи
с червяком (рис. 14.4, в) перемеще-
ние рейки S=nmzn, где z — число
заходов червяка.
Винтовая передача (рис. 14.4, б)
также используется для преобразо-
вания вращательного движения в
поступательное и состоит из винта
Рис. 14.3. Зубчатые передачи для вращательных движений
134
chipmaker.ru
и гайки. При одном обороте винта
или гайки сопрягаемый элемент пе-
ремещается на шаг резьбы. В вин-
товой паре скольжения затрачи-
ваются значительные усилия на
преодоление сил трения, которые
приводят к износу витков сопря-
гаемых элементов и увеличению
зазоров. В тех случаях, когда не-
обходимо обеспечить точность и
стабильность перемещений, применя-
ют передачу винт — гайка качения,
в которой гайка с винтом сопряга-
ются через шарики. Перекатываясь
по винтовым канавкам винта и гайки,
шарики возвращаются по каналу
возврата (или по специальному
вкладышу) от последнего витка гай-
ки к первому, т. е. непрерывно
циркулируют.
Цепная передача служит для из-
менения частоты вращения при пе-
редаче движения от ведущего вала
к ведомому, расположенным на зна-
чительном расстоянии друг от друга.
В отличие от ременных цепные пере-
дачи работают при меньших окруж-
ных скоростях и передают значитель-
ные мощности без проскальзывания.
Цепная передача с втулочно-роли-
ковой цепью (рис. 14.5) состоит
из звездочек /, насаженных на
ведущий и ведомый валы и сое-
диненных втулочно-роликовой
цепью.
Внутренние 3 звенья цепи соеди-
нены втулкой 6, на которой сво-
бодно вращается ролик 4. Наруж-
ные 2 звенья цепи соединены осью 5,
относительно кбторой могут повора-
чиваться внутренние звенья. Зведоч-
ки могут быть соединены также
зубчатой цепью (рис. 14.6), которая
передает большую мощность по
сравнению с втулочно-роликовой и
работает при больших окружных
скоростях и с меньшим шумом.
Передаточное отношение цепной
передачи i=«2/ni = Zi/z2, где ni и
иг; zi и Z2 — частота вращения и чис-
ло зубьев соответственно ведущей
и ведомой звездочек.
Фрикционные передачи,
которые нашли применение в приво-
дах станков, обеспечивают бессту-
Рнс. 14.4. Зубчатые передачи для преобра-
зования вращательного движения в посту-
пательное:
а — реечная с цилиндрическим зубчатым колесом
(1— колесо, 2— рейка); б — винтовая с гайкой
скольжения (/ — виит, 2—гайка); в—реечная
с червяком (/— червяк, 2— рейка)
Рис. 14.5. Цепная передача с втулочно-ролико-
вой цепью
Рис. 14.6. Цепная передача с зубчатой цепью
135
chipmaker.ru
Рис. 14.7. Фрикционный вариатор
пенчатое изменение передаточного
отношения между ведущим и ведо-
мым звеньями. Фрикционный вари-
атор (рис. 14.7) состоит из двух
дисков (ведущего и ведомого), меж-
ду которыми расположен ролик, име-
ющий возможность перемещаться в
осевом направлении. При этом изме-
няются радиусы контактов ролика
с дисками и скорость вращения ве-
домого (верхнего) диска при по-
стоянной скорости вращения ниж-
него (ведущего) диска, а соответ-
ственно и передаточное отношение
вариатора 1 = Гъ/ л.
В ряде конструкций вариаторов
используются специальные клино-
видные ремни или стальные кольца,
которыми соединяются ведущие и
ведомые раздвижные конусные шки-
вы. Осевое сближение одной пары
конусных шкивов вызывает осевое
удаление друг от друга второй пары,
Рис. 14.8. Классификация типов соединений
а соответственно изменяются радиу-
сы контакта Г| и га ремня со шки
вами и передаточное отношение.
Вариатор характеризуется диапазо-
ном регулирования ^=imax/imin, где
fmax И гтт - МЭКСИМЭЛЬНОе И МИНИ-
мальное передаточное отношение
вариатора. Для вариатора с клино-
выми ремнями Д=8-Ь15.
3.	Соединения
/
Размещение и установка меха-
нических передач в станке, а также
их взаимная связь обеспечиваются
соединениями, которые образуются
соединительными деталями.
Классификация наиболее распро-
страненных типов соединений при-
ведена на рис. 14.8. Различают
разъемные и неразъемные соеди-
нения. К разъемным относят сое-
динения, которые при необходимо-
сти можно разобрать на составные
части, выполнить необходимую рабо-
ту (например, ремонт, смазку) и
опять соединить вместе. К неразъем-
ным относят соединения, не под-
лежащие разборке на составные
части (например, сварные, клепа-
ные) .
По принципу действия соединения
могут быть подвижными и непод-
вижными. Подвижными называются
соединения, у которых детали имеют
возможность перемещаться без на-
рушения взаимных связей. Непод-
вижные соединения бывают неразъ-
емными и разъемными.
Большое распространение по-
лучил метод соединения дета-
лей штифтами, которые бывают
цилиндрическими и коническими и
имеют различное назначение; фикси-
руют положение одной детали от-
носительно другой; служат проме-
жуточным элементом для пере-
дачи осевого усилия или момента;
выполняют роль контрольных штиф-
тов. В последнем случае штифты
устанавливают для того, чтобы со-
прягаемые детали можно было вер-
нуть в исходное положение при
повторной сборке.
136
chipmaker.ru
Клиновые соединения (рис. 14.9)
образуются с помощью клина 1,
который соединяет детали 2 и 3.
Этот метод позволяет быстро соби-
рать или разбирать детали.
Силы, действующие в клиновом
соединении, показаны на рис. 14.10.
Под действием силы Q клин /,
перемещаясь по плоскости cd, на-
клонной . поверхностью ab создает
вертикальную силу зажима W,
которой противодействуют сила N,
направленная перпендикулярно к
наклонной плоскости клина, и силы
Fi и Fa трения, направленные в
сторону, противоположную действию
силы Q. Равнодействующей сил N
и Ff является сила Ri, которую
можно разложить на составляющие
W и Т. Из условия равновесия
сил, действующих в клиновом сое-
динении, находим, что вертикаль-
ные составляющие W силы зажима
взаимно уравновешиваются, а сила
Q уравновешивается силами Р и
F2, т. е. Q^T-FF2^W\tg(a + ^+
H-tg^L так как из треугольника
сил 7= №tg (а + чл): /?2= U^tgcp2.
Для клинового механизма при
наличии трения только на наклон-
ной плоскости tgtp2 = 0; в этом слу-
чае Q= Wig (a + <pi).
В рассматриваемом клиновом
соединении а ~ угол наклона рабо-
чей (наклонной) поверхности ab кли-
на; <pi — угол трения скольжения
на наклонной поверхности ab клина;
<Р2 — угол трения скольжения на
горизонтальной поверхности cd кли-
на; tgt.pi— fi — коэффициент трения
скольжения на наклонной поверх-
ности клина; tg фа=/2 — коэффици-
ент трения скольжения на горизон-
тальной поверхности клина.
Отношение силы W зажима к ис-
ходной силе Q называется переда-
точным отношением /с сил. Если
tg <Р2=0, тод— U7/Q=l/tg (а + чд).
При Q = 0 сила W зажима ста-
новится движущей и стремится
сдвинуть клин вправо. При этом
силы Fi и Fa трения изменят свое
направление на противоположное
и будут препятствовать движению
клина вправо; соответственно сила
Рис. 14.9. Клиновое соединение
/?i будет действовать с левой сто-
роны по отношению к силе N.
Следовательно, сила, выталкива-
ющаяклин, Т= №[tg(a — <pi)—tg <+>2!;
из формулы вытекает, что при
а-+(р клин не может быть приведен
в движение, т. е. наступает само-
торможение клинового механизма.
Самоторможение клина при трении
на двух поверхностях определяется
неравенством	или
2tp при tpi ==Ч,2==Ч)-
Для сопряженных стальных по-
верхностей коэффициент трения
скольжени я f=tg <р—0,1, откуда
Ф=5°4Е. Следовательно, самотормо-
жение клина при трении на двух
поверхностях будет обеспечиваться
при 11°.
Резьбовые соединения
являются наиболее распространен-
ными при креплении деталей. В од-
них случаях резьба может быть
Рис. 14.10. Силы, действующие в клиновом сое-
динении
137
chipmaker.ru
Рис. 14.11. Схема для расчета силы зажима:
а — передаваемой гайкой с рукояткой, б — пере-
даваемой гайкой с ключом
выполнена непосредственно на сое-
диняемых деталях, в других —
для соединения деталей применяют
стандартизованные детали (болты,
гайки, шпильки и др.), которые
называют крепежными.
В большинстве случаев основным
элементом, определяющим точность
резьбового соединения, является
средний диаметр резьбы. Резьбо-
вые соединения собирают с пред-
варительным натяжением стержня
крепежной детали и без предвари-
тельного натяжения.
Величину предварительной за-
тяжки для. создания натяжения в те-
ле соединительной крепежной детали
(болта, шпильки и т. д.) определяют
по закону Гука. Под действием силы
Q болт удлиняется на величину
&l=Ql/ES, где /, Е и S — длина,
модуль упругости материала и пло-
щадь поперечного сечения болта.
Если закрепляемые детали соедине-
ны так, что в стержне болта не
создано натяжение, то в процессе
работы под действием силы Q воз-
можно раскрытие стыка деталей на
величину А/. Чтобы избежать дбра-
зования зазора в стыке, необхо-
Рис. 14 12. Схема для расчета шпоночного
соединения
димо после закрепления деталей
без зазора дополнительно повер-
нуть болт или гайку еще на некото-
рый угол и тем самым создать пред-
варительную затяжку соединения.
Чтобы полностью избежать образо-
вания зазора в стыке деталей, необ-
ходимо предварительную затяжку
болта довести до величины А/,
что будет соответствовать минималь-
но необходимой затяжке.
Для затягивания гайки или болта
с осевой силой W (рис. 14.11, а, б)
необходимо приложить момент М3=
= Fl, где F— сила, приложенная к
рукоятке ключа на плече длиной /.
Так как высота профиля резьбы
невелика по сравнению с ее диамет-
ром, то, развертывая среднюю вин-
товую линию на плоскость, можно
преобразовать винтовой механизм в
клиновой. Угол наклона рабочей по-
верхности заменяющего клинового
соединения (т. е. угол подъема
винтовой линии резьбы) Х=
р
= arctg —7—, где Р и dcp— шаг и
° ласр	н
средний диаметр резьбы.
Момент для затяжки резьбового
соединения М3=Л4,Р4-Л1Т, где Мр —
момент сопротивления вращению в
резьбе; Л4Т — момент от сил трения
на опорной поверхности.
Момент Мр =	tg(X+p)..
Здесь р — приведенный угол тре-
ния; tg р — f/ (cos а/2), где а —
угол при вершине резьбы, f=0,14-
4-0,15—коэффициент трения при
плоском контакте двух сопрягаемых
деталей.
Момент силы трения на опорной
поверхности
где Dud — наружный и внутренний
диаметры опорной поверхности.
Подставляя в формулу для оп-
ределения М3 значения Мр и Л4Т,
получаем
138
chipmaker.ru
Л1.= и/[^1е(Х+Р)-4.^],
откуда можно определить силу W,
действующую по оси болта (силу
зажима).
В резьбовом соединении, смазан-
ном машинным маслом, при моменте
затяжки М3= 104-25 Н-м создается
осевая сила №=54-10 кН. При по-
вторной затяжке с тем же моментом
осевая сила будет больше, так как
уменьшатся силы трения благодаря
приработке поверхностей резьбового
соединения.
Шпоночные соединения в
основном применяют для соединения
деталей по цилиндрической или
конической поверхности, когда при
этом необходимо исключить их вза-
имное вращение при передаче кру-
тящего момента. Промежуточным
элементом, участвующим в переда-
че крутящего момента между соеди-
ненными деталями, являются шпон-
ки, которые бывают призматические
и сегментные. Шпонка с одной сто-
роны заглубляется в вал, образуя
неподвижное соединение, а с другой
стороны входит в паз отверстия,
образуя подвижное соединение. Бла-
годаря этому шпонка не только
соединяет сопрягаемые детали, но и
позволяет перемещать одну деталь
относительно другой.
Прочность шпоночного соедине-
ния на смятие (рис. 14.12) упро-
щенно определяется следующим
образом. Определяют крутящий мо-
мент Л4кр, передаваемый шпонкой,
и вычисляют силу F, действующую
на шпонку, по формуле F=MKp/0,5d,
где d — диаметр вала.
Затем определяют напряжение
смятия на рабочей поверхности
шпонки и сравнивают его с допус-
каемым:
°‘= (7^,
где /, b и h — соответственно длина,
ширина и высота шпонки; [ос] —
допускаемое напряжение смятия для
шпонки. Для неподвижных сталь-
ных и чугунных деталей [<ус]=
= 804-150 МПа, а для подвижных
(если перемещение вдоль шпонки
происходит под нагрузкой) [<тс]=
= 10-4-30 МПа.
Шлицевые соединения
применяют в тех случаях, когда
требуется передать большой по ве-
личине крутящий момент, ко-
торый не может быть передан шпо-
ночным соединением. Зубья шлице-
вого соединения бывают, прямо-
угольного, треугольного или эволь-
вентного профиля. Напряжение смя-
тия на рабочих поверхностях шли-
цев Oc=2AfKp/(dCpz//iij)), где Мкр —
передаваемый крутящий момент;
dcp — средний диаметр шлицевого
соединения; z — число зубьев; h —
рабочая высота зуба; / — длина по-
верхности контакта зубьев; ф = 0,7-4-
4-0,8 — коэффициент неравномерно-
сти распределения напряжения по
отдельным зубьям.
Шлицевое соединение работоспо-
собно, если ос^[ос]. Для неподвиж-
ных соединений при средних услови-
ях работы [(Ус]=804-120 МПа.'
Детали шлицевого соединения цент-
рируют по наружному диаметру,
по внутреннему диаметру, по боко-
вым сторонам зубьев. Наиболее
распространенным является центри-
рование по наружному диаметру.
4.	Муфты, механизмы обгона,
реверсивные и кулачковые
механизмы
Муфты предназначены для по-
стоянного или периодического сое-
динения валов между собой и пе-
редают вращение без изменения на-
правления и частоты.
Втулочная муфта (рис. 14.13, а)
передает вращение от вала / на
вал // с помощью втулки 1 и шпо-
нок 2. Втулочно-пальцевая муфта
(рис. 14.13, б), состоящая из полу-
муфт 1 и 2, с помощью резиновых
колец 3, установленных на паль-
цах 4, амортизирует ударную на-
грузку при передаче вращения от
вала / на вал //. Если оси ведущего
и ведомого валов расположены со
смещением от оси вращения, то при-
139
chipmaker.ru
Рис. 14.13. Муфты
меняют муфту (рис. 14.13, в), полу-
муфты / и 3 которой закреплены
на валах I и II и соединены между
собой диском 2. Выступы диска, рас-
положенные крестообразно, входят
в соответствующие пазы полумуфт.
Для периодического соединения
валов применяют зубчатую муфту
(рис. 14.13, г). Левая полумуфта 1
при перемещении вправо наружны-
ми зубьями входит в зацепление
с внутренними зубьями правой по-
лумуфты 2.
Для предохранения механизмов
станка от перегрузок вращение
может передаваться через предох-
ранительную кулачковую или много-
дисковую фрикционную, или обгон-
ную муфту.
В кулачковой муфте (рис. 14.13Д)
вращение передается через кулачки
полумуфт 1 и 2, сопрягаемые уси-
лием пружины 3, которое регули-
руется гайкой 4. При перегрузках
скошенные поверхности кулачков
позволяют раздвигать полумуфты
и нарушать синхронность враще-
ния валов.
Многодисковая фрикционная
муфта (рис. 14.13, е) передает вра-
щение через фрикционные диски.
При этом диски 3 с внутренними
выступами соединены с полумуф-
той I, а диски 4 с наружными вы-
ступами — с полумуфтой 2. Величи-
на передаваемой (с одного вала,
на другой) нагрузки определяется
силой Р сжатия дисков.
Многодисковая электромагнит-
ная муфта (рис. 14.14) состоит из
140
chipmaker.ru
корпуса 1, который вращается вместе
с валом 13, катушки 2, дисков 11,
вращающихся с корпусом 1, дисков
6, размещенных между дисками 11
и вращающихся зместе с зубчатым
колесом 7, якорей 9 и 10, стопор-
ного кольца 8. Питание муфты
осуществляется через щетку 5 и то-
косъемники 3 и 4.
При выключенной муфте зубча-
тое колесо 7 свободно вращается
на втулке 12 вала 13. При вклю-
ченной муфте якоря 9 и 10
прижимают диски 6 и 11 к корпу-
су 1. Форма дисков и их малая
толщина обеспечивают большое
магнитное сопротивление в ради-
альном направлении. Таким образом
осуществляется передача вращения
от вала 13 через втулку 12
зубчатому колесу 7. Электромаг-
нитные муфты могут быть однодис-
ковыми; принцип их работы такой
же, как и многодисковых.
Механизмы обгона при-
меняют в тех случаях, когда валу,
имеющему медленное вращение, тре-
буется периодически сообщать быст-
рое вращение.
Обгонная муфта (см. рис.
14.13, ж) состоит из полумуфты 1,
соединенной с одним валом, и полу-
муфты 2, соединенной с другим
валом. Ролики 3 усилием пружины 4
заклиниваются между полумуфтами
и передают вращение от полумуф-
ты 2 к полумуфте 1. При увели-
чении частоты вращения полумуф-
ты 2 ролики 3 смещаются в более
широкую часть выемки, в результате
чего полумуфты начинают свобод-
но вращаться относительно друг
друга.
Храповой механизм (рис. 14.15)
состоит из храпового колеса 4, дис-
ка 1 и защелки 2. Вращение от ко-
леса 5 через диск 1, свободно сидя-
щий на валу 3, с помощью защел-
ки 2 передается храповому, коле-
су 4, а от него через шпонку вала 3.
При изменении направления враще-
ния колеса 5 на противоположное
забелка 2 выйдет из зацепления с
храповым колесом 4 и вращение
на вал 3 передаваться не будет.
Рис. 14.14. Электромагнитная муфта
Реверсивные механизмы,
наиболее распространенные кинема-
тические схемы которых показаны на
рис. 14.16, служат для изменения
направления движения механизмов
станка. Чаще всего реверсирование
осуществляется с помощью цилинд-
рических или конических зубчатых
колес. В механизме с цилиндриче-
скими зубчатыми колесами (рис.
14.16, а) муфта М может соединить
с верхним валом зубчатое колесо zi.
В этом случае движение будет пере-
даваться от верхнего вала через
муфту М и зубчатую передачу
Рис. 14.15. Храповой механизм
141
chipmaker.ru
Рис. 14.16. Кинематические схемы реверсивных
механизмов
Рис. 14.17. Кулачковые механизмы
Z\ и гг на нижний вал. Если муфта М
соединит с верхним валом зубчатую
передачу £з, z$ и z4, то нижний вал
получит противоположное направ-
ление вращения.
Реверсивный механизм (рис.
14.16, б) изменяет направление
вращения нижнего вала изменением
положения скользящего колеса z%,
которое входит в зацепление или с
колесом Z\, или с паразитным коле-
сом z4. На рис. 14.16, в показана ки-
нематическая схема реверсивного ме-
ханизма, у которого изменение на-
правления вращения нижнего вала
может быть получено зацеплением
скользящего блока зубчатых колес Z\
и 2з, либо с зубчатым колесом г4, либо
с паразитным зубчатым колесом z&.
На рис. 14.16, г показана кине-
матическая схема реверсивного ме-
ханизма, составленного из кониче-
ских зубчатых колес и кулачковой
муфты. Направление вращения гори-
зонтального вала изменяется пере-
ключением кулачковой муфты.
Кулачковые механизмы
служат для преобразования вра-
щательного движения кулачка в
поступательное движение механиз-
мов станка. Кулачковые механизмы
бывают с плоским кулачком (рис.
14.17, а), с цилиндрическим ку-
лачком барабанного типа (рис.
14.17, б) или с торцовым кулачком
(рис. 14.17, в).
Контрольные вопросы
1.	Расскажите об устройстве ремен-
ных передач.
2.	В чем заключается принципиальное
отличие цепной передачи от ременной?
3.	Дайте классификацию зубчатых пе-
редач.
4.	Назовите виды соединений.
ГЛАВА 15
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И УСТАНОВКА ЗАГОТОВОК (ДЕТАЛЕЙ)
1.	Назначение приспособлений
Приспособлениями называют
вспомогательные сменные устрой-
ства, устанавливаемые на стан-
ках и предназначенные для по-
вышения производительности и точ-
ности обработки, расширения техно-
логических возможностей станка и
облегчения условий работы станоч-
ника.
Приспособления для токарных
станков по назначению можно раз-
делить на три группы: 1) приспособ-
ления для закрепления обрабаты-
ваемых заготовок; 2) вспомога-
тельный инструмент для закрепления
режущего инструмента; 3) приспо-
142
chipmaker.ru
собления, расширяющие техноло-
гические возможности станков, т. е.
позволяющие производить не свой-
ственные этим станкам работы
(фрезерование, одновременное свер-
ление нескольких отверстий и т. д.).
Приспособления и режущие ин-
струменты составляют технологиче-
скую оснастку станка.
По степени специализации при-
способления подразделяются на уни-
версальные, специализированные и
специальные.
Универсальные приспо-
собления применяют для закреп-
ления заготовок, размеры которых
в значительной степени различаются
между собой (например, универсаль-
ный трехкулачковый патрон).
Специализированные
приспособления (цанговые и
мембранные патроны, оправки и др.)
применяются при обработке груп-
пы деталей, сходных по размерам,
конфигурации и технологии изго-
товления.
Специальные приспособ-
ления применяются при обработке
определенных деталей или при вы-
полнении определенной операции.
Универсальные приспособления
используют в единичном и мелко-
серийном производстве, а специали-
зированные и специальные — в круп-
носерийном и массовом.
2.	Основные конструктивные
элементы приспособлений
Деталь, закрепленная в приспо-
соблении, должна быть лишена тако-
го числа степеней свободы, которое
обеспечивает неподвижность детали
от начала до конца обработки. Тре-
буемое положение обрабатываемой
детали в приспособлении и стабиль-
ность этого положения в процессе
обработки обеспечиваются устано-
вочными и зажимными элементами,
между которыми деталь устанавли-
вается и закрепляется.
Установочные элемен-
т ы называют опорами, которые де-
лятся на основные и вспомогатель-
ные. Основными называют неподвиж-
Рис. 15.1. Опорные штыри с плоской (и),
сферической (6), рифленой (е) опорной по-
верхностью и сменные (г)
ные опоры, координирующие обраба-
тываемую деталь в трех взаимно пер-
пендикулярных плоскостях, благода-
ря чему деталь лишена шести степе-
ней свободы относительно приспособ-
ления. Основные опоры бывают по-
стоянные, регулируемые и плаваю-
щие. В качестве постоянных опор при
установке заготовок применяют
опорные штыри (рис. 15.1) и пласти-
ны. Схема установки детали на посто-
янные опоры показана на рис. 15.2.
Регулируемые (рис. 15.3,а) и пла-
вающие (рис. 15.3,6) опоры приме-
няют при установке заготовок на-
грубо обработанные или необрабо-
танные поверхности. В тех случаях,
когда заготовку устанавливают по
необработанным поверхностям и она
занимает неустойчивое положение,
применяют вспомогательные (под-
Рис. 15.2. Схема установки заготовки (детали)
по двум отверстиям с параллельными осями
(а) по поверхности и параллельному ей
отверстию (6)
143
chipmaker.ru
Рис. 15.3. Регулируемая (а) и плавающая
(б) опоры
вижные) опоры, которые подводят
к детали в точках приложения сил
резания или сил зажима после того,
как заготовка займет определенное
положение на основных опорах.
Зажимные элементы, за-
крепляя заготовку в приспособлении,
обеспечивают прилегание ее базовых
поверхностей к основным и вспомога-
тельным опорам и создают силы за-
жима, противодействующие силам
резания.
Заготовки с наружной цилинд-
рической поверхностью закрепляют
в призмах, втулках и кольцах, а за-
готовки с внутренней цилиндриче-
ской поверхностью — с помощью
оправок и установочных пальцев.
3.	Кулачковые патроны
На токарных станках применяют
двух-, трех- и четырехкулачковые
патроны с ручным и механизиро-
ванным приводом зажима.
Рис. 15.4. Трехкулачковый самоцентрирующий
патрон
В двухкулачковых самоцентри-
рующих патронах закрепляют раз-
личные фасонные отливки и поковки;
кулачки таких патронов, как прави-
ло, предназначены для закрепления
только одной детали.
В -трехкулачковых самоцентри-
рующих патронах закрепляют за-
готовки круглой и шестигранной
формы или круглые прутки большого
диаметра.
В четырехкулачковых самоцент-
рирующих патронах закрепляют
прутки квадратного сечения, а в пат-
ронах с индивидуальной регулиров-
кой кулачков — детали прямоуголь-
ной или несимметричной формы.
Наиболее широко применяют
трехкулачковый самоцентрирующий
патрон (рис. 15.4). Кулачки 1, 2
и 3 патрона перемещаются одновре-
менно с помощью диска 4.
На одной стороне этого диска вы-
полнены пазы (имеющие форму ар-
химедовой спирали), в которых рас-
положены нижние выступы кулачков,
а на другой — нарезано коническое
зубчатое колесо, сопряженное с тре-
мя коническими зубчатыми колеса-
ми 5. При повороте ключом одного
из колес 5 диск 4 (благодаря зуб-
чатому зацеплению) также повора-
чивается и посредством спирали пе-
ремещает одновременно и равномер-
но все три кулачка по пазам корпу-
са 6 патрона. В зависимости от на-
правления вращения диска кулачки
приближаются к центру патрона или
удаляются от него, зажимая или ос-
вобождая деталь. Кулачки обычно
изготовляют трехступенчатыми и
для повышения износостойкости за-
каливают.
Различают кулачки крепления за-
готовок по внутренней и наружной
поверхностям; при креплении по
внутренней поверхности заготовка
должна иметь отверстие, в котором
могут разместиться кулачки.
Кулачковые патроны могут осна-
щаться механизированным приво-
дом — тяговым или встроенным.
Патроны с тяговым приводом
имеют зажимные элементы, связан-
ные цельными или пустотелыми тяга-
144
chipmaker.ru
Рис. 15.5. Двухкулачковый рычажный патрон со сменными кулачками
ми с пневмо- или гидроцилиндром.
На рис. 15.5 представлена конструк-
ция двухкулачкового рычажного
патрона со сменными кулачками 14,
которые предварительно устанавли-
ваются по заготовке (относительно
оси вращения) путем смещения суха-
рей 12 (скрепленных с кулачками
14 винтами 13) по пазам в ползу-
нах 11. Ползуны 11 перемещаются
к центру патрона рычагами 10, ко-
торые при движении упора 15 (вмес-
те с тягой 3) поворачиваются вокруг
оси 9 в корпусе 8. При повороте рыча-
ги 10 опираются на поверхности 7.
Перемещение ползунов 11 (вместе с
кулачками 14) от центра патрона
производится конической поверхно-
стью упора 15 при обратном движе-
нии тяги 3, связанной с упором по-
средством направляющей втулки 6 и
соединительных деталей 2, 4 и 5. Пат-
рон крепится к станку винтами /.
Патрон с встроенным приводом
(рис. 15.6) имеет встроенный пнев-
моцилиндр 6 с поршнем 5 и крепится
к станку фланцем 1. Резиновое коль-
цо // смягчает удары поршня о фла-
нец 4. Уплотнительные кольца 10
и 12 обеспечивают герметичность
пневмопривода. Ползуны 7 (с за-
жимными кулачками 8) имеют выс-
тупы 9, которые входят в пазы порш-
ня 5. Угол наклона пазов 40°30', что
обеспечивает условия самоторможе-
ния. При подаче воздуха по кана-
лам 2 и 3 в левую или правую полость
цилиндра ползуны 7 перемещаются
от центра патрона или к его центру
и через кулачки 8 разжимают или
зажимают заготовку.
Четырехкулачковый патрон с не-
зависимым перемещением кулачков
(рис. 15.7) состоит из корпуса 1,
в котором выполнены четыре паза,
в каждом пазу смонтирован кула-
чок 4 с винтом 3, используемым для
независимого перемещения кулачков
по пазам в радиальном направле-
нии. От осевого смещения винт 3
удерживается сухарем 2. При пово-
роте кулачков на 180° патрон может
применяться для крепления загото-
вок по внутренней поверхности.
На передней поверхности патрона
нанесены концентричные круговые
риски (расстояние между рисками
10—15 мм), с помощью которых
кулачки выставляются на одинако-
вом расстоянии от центра патрона.
4.	Центры. Хомутики
Центры. В зависимости от
формы и размеров обрабатываемых
деталей применяют центры различ-
ных типов (рис. 15.8). Угол при вер-
шине рабочей части центра (рис.
15.8, а) обычно равен 60°. Ко-
нические поверхности рабочей 1 и
хвостовой 2 частей центра не долж-
ны иметь забоин, так как это привод
дит к погрешностям при обработке
заготовок. Диаметр опорной части
3 меньше малого диаметра конуса
хвостовой части, что позволяет выби-
вать центр из гнезда без поврежде-
145
chipmaker.ru
Рис. 15.6. Патрон с встроенным пневмоприводом
ния конической поверхности хвосто-
вой части.
Центр, показанный на рис. 15.8,6,
служит для установки заготовок диа-
метром до 4 мм. У этих заготовок
вместо центровых отверстий изготов-
ляют наружный конус с углом при
вершине 60°, который входит во внут-
ренний конус центра; поэтому такой
центр называется обратным. Если
Рис. 15.7. Четырехкулачковый патрон с неза-
висимым перемещением кулачков
необходимо подрезать торец заго-
товки, то применяют задний срезан-
ный центр (рис. 15.8,в), который
устанавливают только в пиноль зад-
ней бабки.
Центр со сферической рабочей
частью (рис. 15.8,г) применяют в
тех случаях, когда требуется обра-
ботать заготовку, ось которой не сов-
падает с осью вращения шпинделя
>• ганка.
Центр с рифленой поверхностью
рабочей части (рис. 15.8,д) исполь-
зуют при обработке без поводкового
патрона заготовок с большим цент-
ровым отверстием.
В процессе обработки передний
центр вращается вместе с деталью
и служит только опорой, а задний
центр не вращается и поэтому (вслед-
ствие потери твердости от повышен-
ного нагрева) интенсивно изнашива-
ется. Для предотвращения износа
рабочую часть заднего центра изго-
товляют из твердого сплава (рис.
146
chipmaker.ru
15.8,е). При обработке с большими
скоростями резания и нагрузками
применяют задние вращающиеся
центры (рис. 15.9). В хвостовой части
4 центра на опорах качения 2, 3 и 5
смонтирована ось, на конце которой
выполнена рабочая часть 1 центра,
что обеспечивает ее вращение вместе
с обрабатываемой заготовкой.
Хомутики. Передачу враще-
ния от шпинделя к обрабатываемой
заготовке, установленной в центрах
станка, осуществляют с помощью хо-
мутика, который надевают на заго-
товку и закрепляют винтом / (рис.
15.10,а), при этом хвостовик 2 хому-
тика упирается в палец поводкового
патрона.
Более удобен в работе самозатя-
гивающий хомутик (рис. 15.10,6),
в котором хвостовик 2 закреплен в
корпусе 5 подвижно на оси 4. Нижняя
часть хвостовика 2, обращенная к
заготовке, выполнена эксцентрично
по отношению к оси 4 и имеет на-
сечку. Для установки хомутика на
заготовку хвостовик 2 наклоняют в
сторону пружины 3, которая после
установки хомутика предварительно
затягивает заготовку хвостовиком.
В процессе обработки палец-пово-
док 1 патрона производит оконча-
тельную затяжку заготовки хвосто-
виком пропорционально силе реза-
ния.
5.	Поводковые патроны
При обработке в центрах 4 и 6
(рис. 15.11) передачу движения за-
готовке может осуществлять повод-
ковый патрон 1 через палец-поводок2
и хомутик 3, который крепится на
детали 5 винтом.
Для сокращения вспомогатель-
ного времени при черновой обработке
в центрах валов диаметром 15—
90 мм применяют самозажимные по-
водковые патроны (рис. 15.12). За-
готовку 9 устанавливают в центрах
станка и поджимают пинолью задней
бабки. При этом центр 2 патрона,
смещаясь, сжимает пружины 12 до
тех пор, пока заготовка своим торцом
не нажмет на цангу 10, которая жест-
ко закрепляет центр. При пуске
Рис. 15.8. Типы центров:
1 — рабочая часть, 2 — хвостовая часть, 3 — опор
пая часть
Рис. 15.10. Токарные хомутики:
а — обычный, б — самозатягивающий
147
chipmaker.ru
Рис. 15.11. Обработка в центрах с приводом
заготовки от поводкового патрона
шпинделя вместе с корпусом патро-
на 1 приводится во вращение коль-
цо 5, которое крепится к корпусу
винтами 11. Кольцо 5 пальцами 6
поворачивает кулачки 8 против часо-
вой стрелки относительно осей 7 до
соприкосновения зубчатой поверхно-
4 5
Рис. 15,12. Самозажимной поводковый патрон
сти кулачков с поверхностью заго-
товки. Сила зажима заготовки ку-
лачками зависит от силы резания.
Для равномерной нагрузки на ку-
лачки 8 кольцо 4Л в котором закреп-
лены оси 7, может перемещаться
в радиальном направлении и обеспе-
чивать самоустановку кулачков по
поверхности заготовки. После оста-
новки шпинделя деталь, вращаясь
по инерции, поворачивает диском 3
кулачки 8 по часовой стрелке отно-
сительно осей 7 и освобождается
от крепления.
6.	Цанговые патроны.
Мембранные патроны
Цанговые патроны. Цан-
говые патроны применяют главным
образом для закрепления холоднотя-
нутого прутка или для повторного за-
жима заготовок по предварительно
обработанной поверхности. По конст-
рукции различают патроны с втяги-
ваемой (рис. 15 13,а), выдвижной
(рис. 15.13,6) и неподвижной (рис.
15.13,в) цангами. По 'назначению
цанги делятся на подающие и за-
жимные.
Основные типы цанг для токар-
ных станков представлены на рис.
15.14. Подающая цанга (рис. 15.
14,а) представляет собой стальную
закаленную втулку, имеющую три
неполных разреза, образующих пру-
жинящие лепестки, концы которых
поджаты друг к другу. Форма и раз-
меры отверстия подающей цанги
должны соответствовать профилю
прутка. Подающая цанга навинчи-
вается на подающую трубу, которая
получает осевое перемещение и осу-
ществляет подачу расположенного в
ней прутка от кулачкового механиз-
ма или от гидромеханического при-
вода. При загрузке станка пруток
проталкивается между лепестками
подающей цанги и раздвигает их.
Лепестки прижимаются силой своей
упругости к поверхности прутка. При
перемещении подающей трубы лепес-
тки подающей цанги под действием
сил трения сжимаются и увеличи-
те
chipmaker.ru
вают силу сцепления при подаче
прутка.
Зажимная цельная цанга (рис.
15.14, в) выполняется в виде втулки
с пружинящими лепестками. Цанга
с тремя лепестками применяется при
обработке заготовок диаметром до
3 мм, с четырьмя — диаметром до
80 мм и с шестью — диаметром свы-
ше 80 мм. Угол при вершине конуса
цанги обычно равен 30°.
На рис. 15.14, б показана зажим-
ная цанга со сменными вкладыша-
ми. Перед обработкой прутка друго-
го сечения ослабляют винты 3 и ус-
танавливают вкладыши 1 нужного
профиля и размера, ориентируя их по
штифтам 2.
Для обработки заготовок малого
диаметра применяют зажимные
разъемные цанги (рис. 15.14,г), у ко-
торых кулачки разводятся пружина-
ми. В некоторых случаях применяют
разъемные цанги со сменными вкла-
дышами (рис. 15.14,е), форма и раз-
меры которых зависят от формы и
размеров обрабатываемого прутка.
Мембранные патроны.
Мембранные патроны применяют в
том случае, когда необходимо обра-
ботать партию заготовок с высокой
точностью центрирования. В мемб-
ранном патроне рожкового типа
(рис. 15.15,а, б) обрабатываемую за-
готовку I устанавливают между тор-
цами винтов 4, которые через рож-
Рис. 15.13. Цанговые патроны
ки 3 связаны с мембраной 2. При про-
гибе мембраны в сторону заготовки
концы рожков 3 с винтами 4 расхо-
дятся и освобождают заготовку; при
снятии нагрузки происходит закреп-
ление заготовки. Настройка патрона
на размер детали и усилие зажима
регулируются винтами 4.
Мембранные патроны чашечного
типа позволяют закреплять заготов-
ки за внутреннюю (рис. 15.15,в)
и наружную (рис. 15.15,г) поверх-
ности. Заготовки в обоих случаях
крепятся с помощью мембраны /
при затяжке винта 3.
7.	Закрепление заготовок
Способ установки и закрепления
заготовок на станке выбирают в за-
Рнс. 15.14. Основные типы цанг для токарных станков:
а —- подающая, б — зажимная со сменными вкладышами, в — зажимная цельная, г — зажимная разъем-
ная, д—формы отверстий подающих и зажимных цанг, е— сменные вкладыши цанг
149
chipmaker.ru
висимости от их размеров, жестко-
сти и требуемой точности обработки.
При l/D<4 (где / — длина обраба-
тываемой заготовки, D — ее диа-
метр) заготовки закрепляют в патро-
не, при 4<l/D<. 10 — в центрах или
в патроне с поджимом задним цент-
ром, при //Z)>10 — в центрах или
в патроне и центре задней бабки и
с поддержкой люнетом.
Самой распространенной являет-
ся установка обрабатываемой заго-
товки в центрах станка.
Заготовку обрабатывают в цент-
рах, если необходимо обеспечить
концентричность обрабатываемых
поверхностей при переустановке за-
готовки на станке, если последую-
щая обработка выполняется на шли-
фовальном станке и тоже в центрах
и если это предусмотрено техноло-
гией обработки.
Заготовки устанавливают в цент-
рах с помощью токарных оправок
(рис. 15.16). На среднюю часть 1 оп-
равки (рис. 15.16,а), выполненную
с малой конусностью (обычно
1:2000) и предварительно смазан-
ную, устанавливают с натягом за-
готовку 4. Для создания натяга на-
носят легкие удары по торцу оправ-
ки молотком с медным наконечни-
ком или деревянной киянкой таким
образом, чтобы не повредить торцы
оправки и центровые отверстия 3.
Лыска 2 оправки служит опорой для
болта, которым закрепляют хомутик.
Положение заготовок вдоль оси при
базировании на таких оправках не-
одинаково и зависит от диаметра
отверстия заготовки.
Заготовку 1 (рис. 15.16,6) можно
установить на цилиндрической оп-
равке 2 и закрепить на ней с по-
chipmaker.ru
мощью гайки 4 и быстросменной
шайбы 3. Наружный диаметр гай-
ки 4 меньше внутреннего диаметра
оправки, что позволяет значительно
сократить время на смену заготовки.
При использовании таких оправок
точность обработки снижается, так
как заготовка устанавливается на
оправку с зазором.
Когда внутренние отверстия заго-
товок имеют значительные отклоне-
ния по диаметру, применяют раз-
жимные (цанговые) оправки (рис.
15.16,в). Цанга 4 представляет собой
втулку, внутренняя поверхность ко-
торой выполнена конической, а на-
ружная, предназначенная для бази-
рования заготовки /,— цилиндри-
ческой. Цангу 4 с деталью 1 переме-
щают и закрепляют на оправке 2 с
помощью гайки 3, а освобождают
с помощью гайки 5, предварительно
ослабив гайку 3. Для обеспечения
пружинящего свойства цанги 4 ее
изготовляют с продольными проре-
зями.
Шпиндельную оправку (рис. 15.16,
г) конусной поверхностью 1 уста-
навливают в шпиндель станка. За-
готовку 3 устанавливают на цилинд-
рическую поверхность 4, в которой
выполнены продольные прорези. На-
тяг между цилиндрической частью
оправки и заготовкой создают с по-
мощью винта 2.
На рис. 15,16,5 показана оправка
с упругой оболочкой. Корпус 1 оп-
равки крепится к фланцу шпинделя
станка. На корпусе 1 закреплена
втулка 2, канавки которой вместе с
канавками корпуса образуют поло-
сти А, В и С, заполняемые гидро-
пластом. При вращении вннта 5
плунжер 7 перемещается, выдавли-
вая гидропласт из полости С в по-
лость А. Тонкая стенка втулки 2 под
давлением гидропласта деформиру-
ется, увеличивая наружный диаметр
втулки и создавая натяг при закреп-
лении заготовки 3. Упор 6 ограни-
чивает перемещение плунжера 7,
а пробка 4 закрывает отверстие, че-
Рис. 15.17. Установка заготовок в патроне
с поджимом задним центром:
/ — заготовка, 2 и 3 — резцы
151
chipmaker.ru
Рис. 15.18. Неподвижный люнет
рез которое выходит воздух при за-
полнении оправки гидропластом.
При установке длинных заготовок
в качестве второй опоры используют
задний центр (рис. 15.17). Предва-
рительно закрепленную в патроне
заготовку поджимают задним цент-
ром, а затем окончательно зажима-
ют кулачками патрона. Такой способ
установки обеспечивает повышенную
жесткость крепления заготовки й
применяется преимущественно1 при
черновой обработке.
При установке заготовок, у кото-
рых длина выступающей из патрона
части составляет 12—15 диаметров
и более, в качестве дополнительной
опоры используют люнеты (непод-
вижные и подвижные). Неподвиж-
Рис. 15.19. Подвижный люнет
ный люнет (рис. 15.18) устанавли-
вают на направляющих станины
станка и крепят планкой 5 с помо-
щью болта и гайки 6. Верхняя часть 1
люнета откидная, что позволяет
снимать и устанавливать заготовку
на кулачки или ролики 4, которые
служат опорой для обрабатываемой
заготовки и поджимаются к заготов-
ке винтами 2. Прсле установки вин-
ты 2 фиксируются болтами 3. В тех
местах заготовки (обычно посере-
дине), где устанавливаются ролики
люнета, протачивают канавку.
Подвижный люнет (рис. 15.19)
крепится на каретке суппорта и пе-
ремещается при обработке вдоль за-
готовки. Подвижный люнет имеет
два кулачка, которые служат опо-
рами для заготовки; третьей опорой
является резец.
В тех случаях, когда заготовки
не могут быть установлены и закреп-
лены в патронах, применяют план-
шайбы (рис. 15.20). Планшайба 2
представляет собой плоский диск, ко-
торый крепится к фланцу 1, уста-
навливаемому на шпинделе станка.
Рабочая поверхность планшайбы
может быть выполнена с радиаль-
ными или концентрическими пазами.
Обрабатываемые заготовки центри-
руют и закрепляют на планшайбе
с помощью сменных наладок и при-
хватов.
На рис. 15.20,а показано закреп-
ление заготовки 4 типа кольца, ко-
торую устанавливают на опорную
втулку 3 и при обработке наружной
поверхности закрепляют шайбами 5
и 6 и винтом 8 с гайкой 7, а при об-
работке внутренних поверхностей —
прихватами 9.
На рис. 15.20,6 показано закреп-
ление заготовки 5 типа кронштейна,
которую устанавливают на уголь-
нике 7 по центрирующим пальцам 6
и закрепляют откидным зажимом 4.
Возникающий при этом дисбаланс
устраняют противовесом 3. На рис.
15.20,в, г показано закрепление за-
готовок 3 (типа колец, крышек,
фланцев и т. п.), которые крепят к
планшайбе 2 прихватами 4.
152
chipmaker.ru
Рис. 15.20. Примеры применения планшайб
8.	Приводы приспособлений
Для облегчения условий труда
рабочих при закреплении заготовок
(деталей) на станки устанавливают
механизированные приводы: пневма-
тические, гидравлические, электриче-
ские и магнитные.
Пневматические приво-
д ы по сравнению с приводами дру-
гих типов отличаются высоким быст-
родействием и обеспечивают регули-
рорание и контроль силы зажима. Уп-
равление пневмоприводом удобно и
не требует больших физических уси-
лий.
На рис. 15.21 показан токарный
патрон с вращающимся пневмопри-
водом, позволяющим автоматизиро-
вать закрепление заготовки. Пат-
рон 5 связан с пневмоцилиндром 2
тягой 4 с муфтой 3, которые разме-
щены внутри шпинделя станка. Сжа-
тый воздух из магистрали через вла-
гоотделитель 6 и кран 7 управления
подается через неподвижную муф-
ту 1 в переднюю или заднюю по-
лость пневмоцилиндра 2, который
вращается вместе со шпинделем.
Перемещение поршня со штоком, а
с ним муфты 3 и тяги 4 приводит в
действие кулачки патрона.
153
chipmaker.ru
Рис. 15.21. Токарный патрон с пневмоприводом
На рис. 15.22 показана автома-
тизированная с помощью пневмо-
цилиндра пиноль задней бабки то-
карного станка. Усилие, необходимое
для зажима заготовки центром, соз-
дается сжатым воздухом, который
поступает в полость 3 пневмоцилинд
ра 4 и перемещает поршень 2 вместе
с пинолью 1. Перемещение поршня
2 прекращается только тогда, когда
создается необходимая осевая сила
для зажима обрабатываемой заго-
товки. После окончания обработки
воздух подается в полость 5 пнев-
моцилиндра. Вначале перемещается
влево цилиндр 4 вместе с тягой 6,
которая поворачивает колесо 7. Пос-
леднее отводит фиксатор 8, с по-
мощью которого пиноль стопорилась
в выдвинутом положении. Затем пе-
ремещается вправо поршень 2 вместе
с пинолью 1 и заготовка освобож-
дается.
Гидравлические приво-
ды по принципу работы аналогичны
пневматическим, но обладают по
сравнению с ними следующими преи-
муществами: возможностью созда-
вать большие усилия при относитель-
но небольших габаритных размерах
гидроцилиндрэв; большей устойчиво-
стью к изменяющейся в процессе
обработки нагрузке на заготовку.
Однако гидроприводы более трудо-
емки в эксплуатации, что объясня-
ется необходимостью иметь более
герметичные уплотнения, систему
сбора и отвода утечек и др.
На рис. 15.23 показан лопастный
гидроцилиндр, который применяется
для закрепления заготовки в патро-
не станка, устанавливается на дру-
гом конце шпинделя и вращается
вместе с ним в кожухе 8. Масло в
гидроцилиндр подается через непо-
движную муфту 5, смонтированную
на валу 6 на шарикоподшипниках.
Затем масло поступает в корпус 1
и начинает вращать лопасть 4, уста-
новленную между крышками 7 и 10,
до тех пор, пока она не остановится
упором 2. Вращение от лопасти 4
передается ротору 3, жестко соеди-
ненному с гайкой 9, которая, вра-
щаясь в корпусе на роликоподшип-
никах 13, заставляет винт 11 пере-
мещаться вдоль оси шпинделя.
Винт 11 через тягу 12 сводит или
разводит кулачки, в результате чего
обрабатываемая заготовка закреп-
ляется или освобождается.
Электромеханические
приводы значительно проще по
конструкции и более удобны в экс-
плуатации, чем пневмо- и гидропри-
воды. В состав электромеханическо-
го привода входят электродвигатель.
Рис. 15.22. Пиноль задней бабки токарного станка с пневмоприводом
154
chipmaker, ru
Рис. 15.23. Лопастный гидроцилиндр
6 S 7
A
Рис. 15.24. Токарный патрон с электромеханическим приводом
Рис. 15.25. Магнитный патрон
chipmaker.ru
Рис. 15.26. Цилиндрические державки для
крепления резцов перпендикулярно (а) и под
углом (б) к обрабатываемой поверхности:
I корпус, 2— стержень, 3—направляющий
винт, 4 — винт для закрепления резна
передаточный механизм и система
управления электродвигателем.
На рис. 15.24 показан токарный
патрон с электромеханическим при-
водом. Электродвигатель 7 соединен
с патроном /2 посредством червяч-
ной передачи 3 и вала 8, связанного
с тягой // муфтами 4 и 9 и гайкой 10.
Для зажима заготовки 14 кулачками
13 включается электромагнит 6, ко-
торый через рычаг 5 вводит в зацеп-
ление зубья муфты 4, обеспечивая
передачу вращения от электродвига-
Рис. 15.27. Хвостовая регулируемая державка
теля 7 на вал 8 с гайкой 10. При этом
тяга 11, перемещаясь вдоль оси,
сводит или разводит кулачки патро-
на. При достижении необходимой си-
лы зажима кулачки муфты 9 выхо-
дят из зацепления. При этом муфта,
сжимая пружину 2, поворачивает ры-
чаг, который нажимает на конечный
выключатель /, в результате чего
электродвигатель 7 и электромаг-
нит 6 выключаются.
Магнитные и электро-
магнитные приспособления
имеют следующие преимущества пе-
ред описанными выше станочными
приспособлениями: немеханический
способ крепления заготовок (дета-
лей), исключающий приложение со-
средоточенной нагрузки; удобный до-
ступ к обрабатываемой поверхности;
удобство установки и закрепления
заготовки.
Закрепление заготовки на зерка-
ле магнитного приспособления осу-
ществляется с помощью магнитного
потока, создаваемого постоянным
магнитом или электромагнитом.
Магнитный патрон (рис. 15.25)
предназначен для закрепления заго-
товок (типа дисков, колец и т. п.)
из магнитных материалов. Патрон
состоит из неподвижного магнитного
блока / с набором радиально распо-
ложенных магнитов и подвижного
блока 2, перемещение которого осу-
ществляется вручную рукояткой 4
через конические зубчатые колеса 3.
Изменяя расстояние между этими
блоками, можно либо ослабить маг-
нитный поток и снять заготовку,
либо усилить его и закрепить заго-
товку для последующей обработки.
Магнитный патрон крепится на конце
шпинделя с помощью переходного
фланца так же, как и токарный
патрон.
9.	Вспомогательный инструмент
Для установки и закрепления
режущего инструмента на станке
применяют вспомогательный инстру-
мент, который во многом определя-
ет точность и производительность
токарной обработки.
156
chipmaker.ru
В качестве примера рассмотрим
вспомогательный инструмент к то-
карно-револьверным станкам. Прин-
цип работы этого инструмента общий
для всех токарных станков; изме-
няется только хвостовая часть, с по-
мощью которой инструмент устанав-
ливается на станке. На токарно-ре-
вольверных станках применяют ци-
линдрические державки, .призмати-
ческие державки с цилиндрическими
хвостовиками и державки сложных
форм с цилиндрическими хвостови-
ками.
Цилиндрические державки (рис.
15.26, а, б), устанавливаемые в боль-
шие отверстия револьверной головки,
применяют при относительно тяже-
лых режимах резания для крепления
различных резцов прямоугольного и
круглого сечения.
Хвостовая регулируемая держав-
ка (рис. 15.27) с косым креплением
резца предназначена для станков
с вертикальной осью вращения ре-
вольверной головки. Корпус 5 дер-
жавки имеет направляющие типа
«ласточкин хвост», в которых с по-
мощью регулировочного винта 3 (со
шкалой 4) перемещается каретка 1,
фиксируемая винтом 2.
Байонетные державки (рис. 15.28,
а, б) состоят из байонетных патро-
нов и оправок и применяются глав-
ным образом для крепления развер-
ток, которые получают возможность
самоуста на вливаться в процессе ре-
зания. Такие державки позволяют
быстро удалять и вставлять режущий
инструмент с большим вылетом.
Упоры, применяемые на токарно-
револьверных станках для ограни-
чения подачи прутка или поворота
револьверной головки с горизонталь-
ной осью вращения, бывают жест-
—В)
Рис. 15.28. Байонетные державки для инстру-
ментов с цилиндрическим (а) и коническим
(б) хвостовиком:
/ — качающаяся байонетная оправка, 2—винт
для крепления инструмента, 3—байонетный пат-
рон, 4 — штифт для передачи вращения инстру-
менту
Рис. 15.29. Регулируемый упор
кие, регулируемые и откидные. Ре-
гулируемый упор (рис. 15.29) состоит
из втулки 3, в которую на нужный
размер L завинчивают упор-винт 2
и фиксируют его гайкой 1. В жестких
упорах размер L не регулируется.
Откидные упоры обычно применяют-
ся тогда, когда все гнезда револь-
верной головки заняты, и крепятся,
как правило, к передней стенке станка.
Контрольные вопросы
 1. Для чего предназначены приспособ- 
ления?
2.	Назовите типы токарных патронов.
3.	Назовите типы центров станка.
4.	Расскажите о способах установки и
закрепления заготовок.
ГЛАВА 16
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ
1.	Типы производства
Производственным процессом на-
зывается совокупность всех дейст-
вий, в результате которых исходные
материалы и полуфабрикаты превра-
щаются в готовую продукцию (из-
делия). Производственный процесс
157
chipmaker.ru
включает в себя подготовку станков
и организацию обслуживания рабо-
чих мест, получение и хранение ма-
териалов и полуфабрикатов, изго-
товление деталей, сборку изделий,
технический контроль в процессе из-
готовления и испытания готовых из-
делий, консервацию и сдачу на склад
готовой продукции.
Производственный процесс сос-
тоит из основных (изготовление и
сборка изделий) и вспомогательных
(изготовление и заточка инструмен-
та, изготовление оснастки и приспо-
соблений, ремонт станков, внутриза-
водское хранение и транспортиро-
вание и т. д.) процессов.
Часть производственного процес-
са, непосредственно связанная с
обработкой деталей, называется тех-
нологическим процессом. Последо-
вательность и способы обработки
заготовок (деталей), содержащиеся
в технологическом процессе, зависят
от производственной программы,
размеры которой определяют масш-
таб производства. В зависимости
от масштаба различают единичное,
серийное и массовое производство.
В условиях единичного производ-
ства на каждом станке обрабаты-
вают штучные детали, отлича(ощие-
ся большим разнообразием форм,
размеров, массы, материалов и т. д.
В единичном производстве приме-
няют универсальные станки, универ-
сальные приспособления и инстру-
мент; квалификация рабочих в таком
производстве наиболее высокая по
сравнению с квалификацией рабочих
в серийном и массовом производстве.
В условиях серийного производ-
ства детали изготовляют периоди-
чески повторяющимися партиями
или сериями, что позволяет выпол-
нять на каждом рабочем месте не-
сколько повторяющихся операций.
В таком производстве наряду с уни-
версальным применяют специализи-
рованное оборудование, предназна-
ченное для выполнения определен-
ных операций (одной или несколь-
ких); широко используют перенала-
живаемые приспособления, универ-
сальный и специальный режущий,
вспомогательный и измерительный
инструмент. Серийное производство
отличается от единичного более вы-
сокой производительностью труда
и более коротким производствен-
ным циклом и условно разделяется
на мелко-, средне- и крупносерий-
ное. Мелкосерийное производство
имеет много общего с единичным,
а крупносерийное — с массовым.
В условиях массового производ-
ства детали изготовляют партиями
больших размеров, что позволяет ис-
пользовать специальные станки, ос-
настку и инструмент, предназначен-
ные для выполнения определенной
операции.
Крупносерийное и массовое про-
изводство характеризуется высокой
степенью автоматизации и наивыс-
шей (по сравнению с другими ти-
пами производства) производитель-
ностью труда.
2.	Производительность труда
и пути ее повышения
Под производительностью труда
понимается количество продукции,
произведенное в единицу времени.
Производительность труда зависит
от конструкции станка и его тех-
нического состояния, квалификации
станочника, оснащенности станка ре-
жущим и вспомогательным инстру-
ментом, применения прогрессивной
технологии и т. д. Чем больше дета-
лей изготовит рабочий в единицу
времени (час, смену) на данном ра-
бочем месте, тем выше производи-
тельность его труда.
Штучное время Гшт — техниче-
ски обоснованная норма времени, не-
обходимая для выполнения данной
технологической операции при при-
менении современных методов обра-
ботки на основе передовой техники
и опыта новаторов производства:
Тшт— ТоН- ТвЧ- Тт.оЧ- 7'о.О_Ь Т'отд, где
То — основное (машинное) время,
затрачиваемое на изменение разме-
ров, формы и шероховатости по-
верхности обрабатываемой заготов-
ки; Тв — вспомогательное время,
затрачиваемое на управление стан-
158
chipmaker.ru
ком, установку, закрепление заго-
товки и снятие детали, подвод и от-
вод режущего инструмента, измере-
ние детали и т. д.; 7’оп=7’о+7’в —
оперативное время; TVo — время
технологического процесса, затрачи-
ваемое на обслуживание станка
(смазку, удаление стружки, смену
инструмента); То.о — время, затра-
чиваемое на организационное обслу-
живание станка (подготовку станка
к работе в начале смены, уборку
рабочего места в конце смены, пе-
редачу станка сменщику); ТОта —
время на отдых и естественные
потребности.
Полное (калькуляционное) вре-.
мя, необходимое для выполнения
данной технологической операции:
Тк= (ГитН- Т„„) /п, где Тп.3 — подго-
товительно-заключительное время,
затрачиваемое рабочим на изучение
чертежа, наладку станка, приспособ-
ления и инструмента, получение кон-
сультации у мастера; п — число де-
талей в партии.
Установлено, что при обработке
на токарных станках Т’о=(0,3-=-
4-0,72) Гк; Тв= (0,184-0,25) Тк;
Тп = (0,034-0,18) Т- Тол= (0,024-
4-0,06) Т-, То+ Т = (0,74-0,9) 7'шт.
Следовательно, одним из основных
направлений повышения производи-
тельности труда на токарных стан-
ках является сокращение основного
(машинного) и вспомогательного
времени.
Основное время можно значи-
тельно уменьшить, если при разра-
ботке технологического процесса на-
значать минимальные припуски на
обработку, используя для этого за-
готовки, которые по размерам и фор-
ме максимально приближены к го-
товой детали. Применение совершен-
ных заготовок помимо повышения
производительности труда позволяет
уменьшить отходы металла, идущие
в стружку, расход режущего ин-
струмента и электроэнергии.
Основное время можно также со-
кратить: использованием многбинст-
рументной обработки; применением
инструмента повышенной стойкости
из твердых сплавов и минерало-
керамики; совершенствованием кон-
струкции инструмента; наиболее
полным использованием технологи-
ческих возможностей станка при на-
значении режимов резания.
При черновой обработке произ-
водительность определяется объе-
мом стружки, снимаемой в единицу
времени: q = vst (где v, s и t — соот-
ветственно скорость резания, подача
и глубина резания), а при чистовой
обработке — площадью стружки,
снимаемой в единицу времени: F=
= vs.
Если глубина резания ограничена
припуском на обработку, то произ-
водительность можно повысить уве-
личением скорости резания (ско-
ростное резание) и подачи (силовое
резание), а также одновременным
повышением скорости резания и по-
дачи, что позволяет в несколько раз
уменьшить основное (машинное)
время. При скоростном резании
предъявляются повышенные тре-
бования к жесткости системы СПИД,
поскольку при ее недостаточной
жесткости возникают вибрации,
снижающие стойкость режущего
инструмента и ухудшающие каче-
ство обработанной поверхности.
Вспомогательное время можно
значительно уменьшить: применени-
ем быстродействующих приспособ-
лений (самозажимных поводковых
патронов, приспособлений с гидро-
и пневмоприводом и др.) для уста-
новки и крепления заготовок; при-
менением фасонного и комбиниро-
ванного режущего инструмента (рис.
16.1 и 16.2); применением быстро-
сменного вспомогательного инстру-
мента; использованием устройств
для повышения скорости холостых
ходов, что сокращает потери времени
на подвод и отвод инструмента; ав-
томатизацией рабочего цикла.
Цикличность переходов при об-
работке (рис. 16.3) также сокра-
щает вспомогательное время в ре-
зультате исключения холостого хо-
да, так как при этом переходы при
обработке первой и второй деталей
не повторяют, а выполняют в обрат-
ной последовательности, т. е. по-
159
chipmaker.ru
Рис. 16.1. Комбинированные резцы для подрезки торцов и обработки канавок (а), для чисто-
вого обтачивания, обработки галтелей и подрезки торцов (б), для подрезки торца и обработки
напроход (в), для обработки напроход и снятия фаски (гиф, для растачивания и снятия
фаски (е и ж), для фасонной обработки и отрезки (з), для фасонной обработки по наружной
и торцовой поверхностям (и), для растачивания, подрезки торца и снятия фаски (к и л)
следний переход для первой детали
(растачивание отверстия) является
первым переходом при обработке
второй детали.
Основная часть подготовитель-
но-заключительного времени Тп—3
тратится на наладку и настройку
станка. Чем меньше число деталей
в партии, тем чаще приходится пе-
реналаживать станок и тем больше
Т,-3. Основные пути сокращения Тп-3:
использование деталей-шаблонов
при наладке станка; применение
съемных, предварительно налажен-
ных револьверных головок; установ-
ка предварительно налаженного на
размер инструмента; применение
Рис. 16.2. Комбинированный зенкер для обра-
ботки наружных и внутренних фасок (а),
торцовый зенкер для растачивания отверстий
(б), комбинированные сверла (в, г)
унифицированных и механизирован-
ных приспособлений и унифициро-
ванного вспомогательного инстру-
мента..
Повышение производительности
труда в значительной степени на-
ходится в зависимости от квалифи-
кации станочника, совершенства его
навыков, от использования передо-
вого опыта новаторов и достижений
науки и техники.
Повысить производительность
труда и улучшить организацию про-
изводства позволяет метод группо-
вой обработки заготовок. При раз-
работке технологических процессов
групповой обработки за основу берут
не отдельную заготовку, а группу
сходных по конструкции и размерам
заготовок (рис. 16.4). При этом ис-
пользуют одинаковые режущий ин-
струмент. и приспосооления. Обра-
ботка такой группы производится
без переналадки станка.
Сущность метода групповой об-
работки состоит в том, что в каж-
дой группе определяют комплексную
деталь, которая имеет все элементы
поверхностей, встречающиеся в де-
талях этой группы (рис. 16.5); опре-
деляют требования по точности об-
работки и шероховатости поверх-
160
chipmaker.ru
ности; разрабатывают технологиче-
ский процесс для изготовления комп-
лексной детали. При этом учитывают
сходство видов заготовки, единство
вспомогательного и режущего ин-
струмента и одинаковую последова-
тельность операций. В результате по-
лучают несколько технологических
процессов, которые характеризуются
одинаковым способом крепления за-
готовки; несколькими одинаковыми
переходами (проточка, центровка,
сверление, подрезка, отрезка и др.),
обязательными при изготовлении
всех деталей группы; небольшим
числом переходов, свойственных
лишь отдельным деталям группы
(обработка уступов и канавок, на-
резание резьбы и т. п.).
Разработанные технологические
процессы и схемы настройки револь-
верных головок, имеющие между со-
бой много общего, могут быть объе-
динены в один (групповой) техно-
логический процесс с общей схемой
наладки станка.
Предварительно составленный
групповой технологический процесс
проверяется и окончательно отраба-
тывается технологом и наладчиком
токарного станка в процессе проб-
ного изготовления деталей данной
группы. При этом определяются га-
бариты деталей, которые могут быть
обработаны по данному технологи-
ческому процессу и данным схемам
наладки и настройки станка, до-
стигаемые точность и- качество об-
работки; уточняется перечень необ-
ходимого -вспомогательного инст-
румента.
Применение группового метода
обработки заготовок (деталей) й
создание на этой основе групповой
схемы наладки и настройки токар-
ных станков позволяет переходить от
изготовления одной детали к другой
при незначительной затрате времени,
необходимого лишь на подналадку
станка. Время наладки станка этим
методом сокращается в 2—6 раз по
сравнению с временем наладки тра-
диционным методом.
Метод групповой обработки пре-
дусматривает закрепление за дан-
Рис. 16.3. Цикличность переходов при обра-
ботке втулок
ным станком определенной группы
деталей, что позволяет унифициро-
вать конструктивные элементы и
наладку станка и, как следствие,
повысить производительность об-
работки.
3.	Выбор рационального режима
обработки
Назначение режима резания —
это выбор самого выгодного соче-
Рис. 16.4. Группы заготовок, обрабатываемые
на токарном станке без переналадки
161
chipmaker.ru
Рис. 16.5. Комплексная (а) и другие детали (б) группы для токарной обработки:
/ — наружная резьба, 2— наружная канавка, 3—цилиндрическая наружная поверхность, 4 — кони-
ческая наружная поверхность, 5—внутренняя поверхность с уступами, 6—внутренняя канавка, 7 —
внутренняя резьба, 8— внутренняя цилиндрическая и торцовые поверхности
тания глубины резания, подачи и
скорости резания, обеспечивающих
наименьшую трудоемкость обработ-
ки при полном использовании режу-
щих свойств инструмента, эксплуа-
тационных возможностей станка при
достижении требуемого качества
детали.
Глубина резания, устанавливае-
мая в зависимости от припуска на
обработку, в меньшей степени, чем
скорость резания и подача, влияет
на стойкость инструмента. Поэтому
при черновой обработке назначают
максимальную глубину резания,
чем обеспечивают снятие большей
части припуска за один проход. При
получистовой обработке глубина ре-
зания составляет 1—4 мм, а при чис-
товой обработке — 0,1 — 1 мм (в за-
висимости от требуемых точности и
качества обработки).
Подача влияет на стойкость ин-
струмента меньше, чем скорость ре-
зания. Поэтому после назначения
глубины резания определяют подачу.
При черновой обработке максималь-
но возможная подача определяется
исходя из прочности станка, режу-
щего инструмента и обрабатываемой
заготовки. При чистовой обработке
подача выбирается такой, чтобы
обеспечить обработку с требуемыми
точностью и качеством поверхности.
В зависимости от выбранной глу-
бины резания и подачи определяют
скорость резания, обеспечивающую
оптимальную производительность
обработки. Выбранную скорость v ре-
зания проверяют по соответствую-
щим формулам или по нормативным
данным справочников.
Затем определяют расчетную час-
тоту вращения шпинделя пр =
= 1000п/л/), где D — наибольший
диаметр обрабатываемой заготовки,
мм.
Расчетную частоту пр вращения
шпинделя сравнивают с паспортными
данными и выбирают фактическую
частоту вращения шпинделя
<Пр, где «ф — ближайшая меньшая
(по сравнению с пр) частота враще-
ния шпинделя по паспорту станка.
Затем определяют фактическую ско-
рость резания (м/мин): Пф = л/)Пф/
/1000. Рассчитанную с учетом вы-
бранного режима резания мощность
сравнивают с мощностью электро-
двигателя главного движения по
формуле Л^Р<Л^шп = Л^3т], где N3 —
мощность электродвигателя; т) —
КПД станка; Np—расчетная мощ-
ность, затрачиваемая на резание;
/Ушп—мощность на шпинделе. Если
Np> Niun, то уменьшают скорость ре-
зания.
Рассчитанный с учетом выбран-
ного крутящий момент резания так-
же сравнивают с допустимым крутя-
щим моментом на шпинделе по фор-
муле Мр^Мшп-
162
chipmaker.ru
4.	Экономическая оценка
технологических процессов
Условие наибольшей экономич-
ности всего технологического про-
цесса изготовления детали (или от-
дельной его операции), т. е. условие
наименьшей себестоимости детали,
является основным критерием це-
лесообразности технологического
процесса или отдельной операции.
Однако помимо наибольшей эконо-
мичности технологического процесса
может выдвигаться требование наи-
большей его производительности, что
иногда приводит к повышению се-
бестоимости процесса и к повышен-
ному расходу инструмента.
Экономичность того или. иного
технологического процесса опреде-
ляется путем составления различных
вариантов изготовления детали и
сравнения'себестоимости обработки,
получаемой при осуществлении этих
вариантов в заданных условиях
производства.
Себестоимость изготовления де-
тали производится бухгалтерским
или дифференцированным методом.
При бухгалтерском методе се-
бестоимость изготовления детали
определяют по формуле С1 = Л1-)-
-J-3-J-/C где М — стоимость ма-
териалов за вычетом расходов, руб.;
3 — прямая заработная плата ос-
новных рабочих по всем операциям
технологического процесса, руб.;
К — начисления на заработную пла-
ту, связанные с социальными рас-
ходами, и накладные расходы (це-
ховые и общезаводские), руб.
Накладные расходы включают
в себя затраты на содержание и
амортизацию зданий и сооружений,
оборудования, приспособлений и
инструмента, а также затраты на со-
держание административно-управ-
ленческого и инженерно-техниче-
ского персонала, вспомогательных
рабочих и др.
Бухгалтерский метод расчета се-
бестоимости не позволяет оценить
влияние ряда важных факторов на
себестоимость изготовления отдель-
ной детали. В том случае, когда
нужно произвести более точный
расчет, себестоимость определяют
дифференцированным методом по
формуле С2 = М + О-\-П+И-\-3 +
+ А\ Где О—расходы на амортиза-
цию и содержание оборудования,
приходящиеся на отдельную деталь,
руб.; Г] —, расходы на амортизацию
и содержание приспособлений и про-
чей технологической оснастки, при-
ходящейся на отдельную деталь,
руб.; И — расходы на амортизацию
и содержание инструмента, приходя-
щиеся на отдельную деталь, руб.
Для сопоставления по себестои-
мости нескольких (конкурирующих)
вариантов технологических процес-
сов применяют графоаналити-
ческий метод.
При этом себестоимость изготов-
ления партии деталей определяют
по формуле C=mx-\-b, а себестои-
мость изготовления одной детали —
по формуле С' = m-\-b/x, где m —
расходы, прямо пропорциональные
числу изготовленных за определен-
ный промежуток времени деталей
(заработная плата рабочих и на-
ладчиков, стоимость материалов,
расходы на содержание и аморти-
зацию оборудования, приспособ-
лений и инструмента, расходы на
электроэнергию); b — расходы, не
зависящие от числа изготовленных
деталей (стоимость оборудования,
приспособлений, инструмента; расхо-
ды на отладку технологического про-
цесса и другие периодические расхо-
ды); х — число деталей в партии.
Графики изменения величин С и С
в зависимости от числа х деталей
в партии приведены на рис.
16.6.
На рис. 16.7 приведены графики
изменения себестоимости обработки
партии деталей в зависимости от
числа х деталей в партии и типа то-
карного станка: С\ — токарный ста-
нок, Сг — токарно-револьверный
станок, Сз — токарный автомат.
Сравнение этих трех вариантов
технологических процессов сводится
к рассмотрению следующих зависи-
мостей: Ci = m\X-j-bi; C2—m2X~\-b2\
Сз = iti^x -f- Ьз.
163
chipmaker.ru
Рис. 16.6. Графики изменения величии С и С'
в зависимости от числа х деталей в партии
Для простоты расчетов предста-
вим, что bi, bz и Ьз — стоимость со-
ответственно токарного станка, то-
карно-револьверного и токарного
автомата, a mt, m2 и тз — соответ-
ственно затраты на материалы и
заработную плату основным рабо-
чим. Поскольку стоимость токарно-
револьверного станка меньше, чем.
стоимость автомата, и больше, чем
стоимость токарного станка, то Ь\<
<Ь2<Ьз. Так как затраты на мате-
риал во всех случаях одинаковы, а
заработная плата при работе на то-
карно-револьверном станке больше,
чем при работе на автомате, и мень-
ше, чем при работе на токарном стан-
ке, то mi>mz>m3.
Поскольку mi, m2 и тз — танген-
сы углов наклона прямых к оси х,
то самой крутой по отношению к этой
оси будет зависимость С, (токарный
станок), а самой пологой — зави-
симость Сз (токарный автомат).
. ' Из рис. 16.7 видно, что при х —
=xi затраты bi для токарных стан-
ков удваиваются, а при х—Хь — ут-
раиваются. При х=Хз затраты Ьг
для токарно-револьверных станков
удваиваются. При изготовлении де-
Рис. 16.7. Графики изменения себестоимости
обработки’ партии деталей в зависимости от
числа х деталей в партии и типа токарного
станка
талей на токарном автомате затраты
Ьз с ростом числа деталей в партии
не возрастают.
Следовательно, при x<xi рацио-
нальным вариантом является обра-
ботка деталей на токарном станке;
при xi <х<Хз — на токарно-револь-
верном станке, а при х>Х2 — на
токарном автомате.
5.	Организация и обслуживание
рабочего места токаря
Рабочим местом называет-
ся участок производственной площа-
ди цеха, на котором расположен ста-
нок с комплектом приспособлений,
вспомогательного и режущего ин-
струмента, технической документа-
ции и других предметов и материа-
лов, находящихся непосредственно в
распоряжении токаря.
Оснащенность рабочего места и
организация труда на нем в значи-
тельной мере определяют производи-
тельность труда токаря.
Рабочее место оснащается: одним
или несколькими станками с постоян-
ным комплектом принадлежностей;
комплектом технологической оснаст-
ки постоянного пользования, состоя-
щим из приспособлений, режущего,
измерительного и вспомогательного
инструмента; комплектом техниче-
ской документации, постоянно на-
ходящейся на рабочем месте (инст-
рукции, справочники, вспомога-
тельные таблицы и т. д.); комплек-
том предметов ухода за станком и
рабочим местом (маслёнки, щетки,
крючки, совки, обтирочные материа-
лы и т. д.); инструментальными шка-
фами, подставками, планшетами,
стеллажами й т. п.; передвижной и
переносной тарой для заготовок и
изготовленных деталей; подножны-
ми решетками, табуретками или
стульями.
Комплект технологической ос-
настки и комплект предметов ухода
за станком и рабочим местом по-
стоянного пользования устанавли-
ваются в зависимости от характера
выполняемых работ, типа станка и
принятой схемы инструментального
164
chipmaker.ru
хозяйства в цехе. Наибольшим ко-
личеством такой оснастки распола-
гают токари, работающие в условиях
единичного и мелкосерийного про-
изводства, и значительно меньшим
токари, работающие в условиях
серийного и крупносерийного про-
изводства. Количество такой осна-
стки определяет размеры, внутрен-
нее устройство и число шкафов, тум-
бочек и стеллажей.
Правильная организация рабоче-
го места — это такое содержание
станка, такой порядок расположе-
ния приспособлений, инструмента,
заготовок и готовых деталей, при
котором достигается наивысшая про-
изводительность труда при мини-
мальных затратах физической, нерв-
ной и умственной энергии.рабочего.
На рабочем месте не должно быть
ничего лишнего, т. е. не используе-
мого в работе. Все используемые при
работе предметы должны иметь по-
стоянные места хранения, а те пред-
меты, которые используются чаще,
должны располагаться ближе и в бо-
лее удобных местах.
Создание условий, обеспечиваю-
щих возможность рационального
использования станка, его оснаще-
ния, рабочего времени, производст-
венных навыков и творческих спо-
собностей рабочего, является основ-
ной задачей научной организации
труда на рабочем месте токаря.
Научная организация труда
(НОТ) — это система мероприятий,
направленных на внедрение в прак-
тику методов и форм организации
труда, основанных на достижениях
науки и передового производствен-
ного опыта и проводимых в целях
достижения наиболее высокой про-
изводительности труда при одновре-
менном создании благоприятных ус-
ловий для уменьшения утомляемости
и сохранения здоровья рабочего-
станочника.
К организации производства на
рабочем месте предъявляются сле-
дующие основные требования: соз-
дание условий для высокопроизво-
дительной работы; механизация и
автоматизация производственного
процесса, максимально устраняю-
щая применение ручного труда;
ритмичное снабжение рабочего места
сырьем и материалами; повыше-
ние квалификации рабочего и обу-
чение его передовым приемам тру-
да; безопасность работы; воспи-
тание у рабочего коммунистического
отношения к труду и чувства това-
рищеской взаимопомощи.
Правильная организация рабо-
чего места оказывает заметное
влияние на сокращение вспомога-
тельного времени,z затрачиваемого
на выполнение' отдельных операций.
Удобное расположение необходимых
для работы инструментов и приспо-
соблений обеспечивает производи-
тельную работу станочника при
меньшей его утомляемости.
Планировка рабочего места за-
висит от многих факторов, в том чис-
ле от типа станка и его размеров,
размеров и формы обрабатываемых
заготовок, типа и организации про-
изводства и др. Чаще применяются
планировки рабочего места двух ти-
пов. По первому типу планировки
инструментальный шкаф (тумбочка)
располагается справа от рабочего,
а стеллаж для деталей — слева.
Такая планировка является рацио-
нальной, если преобладает обработ-
ка заготовок с установкой в центрах
левой рукой. По второму типу пла-
нировки инструментальный шкаф
(тумбочка) располагается с левой
стороны от рабочего, а стеллаж —
с правой (рис. 16.8). Такая плани-
ровка рабочего места удобна при
установке и снятии заготовки правой
рукой или двумя руками (при изго-
товлении длинных и тяжелых де-
талей) .
Сохранность и готовность обору-
дования к безотказной,и производи-
тельной работе обеспечиваются по-
вседневным уходом за рабочим мес-
том. Большое значение для длитель-
ной и бесперебойной работы станка
имеет своевременная и правильная
его смазка в соответствии с требо-
ваниями, изложенными в руковод-
стве по эксплуатации. Смазка стан-
ка является прямой обязанностью
165
chipmaker.ru
Рис. 16.8. Планировка рабочего места токаря:
I — инструментальный шкаф, 2—планшет для
чертежей, 3 — планшет для измерительных инстру-
ментов, 4 — ящик для вспомогательного инстру-
мента, 5 — ящики для инструмента и деталей,
6 — стеллаж, 7 — решетка
токаря. Периодически токарь дол-
жен производить проверку точности
работы станка и его регулировку
в соответствии с указаниями руко-
водства по эксплуатации.
Плохая организация рабочего
места, загроможденность рабочего
места и проходов, неисправность
станка и приспособлений, недоста-
точное знание рабочим устройства
станка и правил его эксплуатации,
неисправность электрооборудования
и электропроводки, отсутствие ог-
раждений и предохранительных уст-
ройств, работа неисправным инст-
рументом, загрязненность станка и
подножной решетки могут привести
к несчастным случаям.
В процессе работы токарь дол-
жен быть предельно внимательным,
так как станок является объектом
повышенной опасности. Для безо-
пасной работы необходимо знать
устройство всех сборочных единиц
(узлов) и механизмов станка, пра-
вильно назначать режим резания,
надежно крепить заготовку, приме-
нять исправный инструмент со
стружколомами, защитные устрой-
ства и т. д.
Это далеко не полный перечень
правил безопасности труда. В каж-
дом цехе имеются специальные ин-
струкции, в которых кроме общих
требований техники безопасности
приведены специфические требова-
ния, характерные для цеха, в кото-
ром установлен станок. Инструктаж
по правилам безопасности на каж-
дом рабочем месте проводит мастер
в соответствии с цеховым графиком.
Рациональная организация рабочего
места, выполнение правил эксплуа-
тации станка и соблюдение правил
безопасности являются важнейшими
условиями высокопроизводительно-
го труда.
Контрольные вопросы
1.	Дайте характеристику типов произ-
водства.
2.	Как определяется штучное время?
3.	В чем заключается сущность метода
групповой обработки?
4.	Как оценивается эффективность тех-
нологических процессов?
ГЛАВА 17
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ
1.	Основные введения об
электроприводе.
Устройство электродвигателя
Электропривод. Энергию
движения металлорежущие станки
получают от электропривода, состоя-
щего из электродвигателя, средств
управления и защиты и преобра-
зующего электрическую энергию в
механическую. Станок может при-
водиться в движение от нескольких
электродвигателей. Различают при-
вод главного движения, привод по-
дачи, привод быстрых перемещений
и т. д.
В качестве электропривода при-
меняют двигатели переменного и по-
стоянного тока. Чаще применяют
асинхронные двигатели переменного
трехфазного тока с короткозамкну-
тым ротором, который соединяется
.166
chipmaker.ru
Рис. 17.1. Асинхронный закрытый электродвигатель с короткозамкнутым ротором
непосредственно или через ременную
передачу с коробкой передач. Асин-
хронные двигатели могут быть с од-
ной или двумя частотами вращения
(например, 3000/1500; 1500/750).
Для бесступенчатого регулирова-
ния скорости вращения органов
станка применяют асинхронные дви-
гатели с независимым возбуждением
и двигатели постоянного тока, ко-
торые позволяют изменять скорость
вращения в диапазоне 10:1.
В состав электропривода кроме
электродвигателя и исполнительных
органов станка, с которыми соединен
электродвигатель, входят аппарату-
ра управления двигателем, системы
электроизмерительных приборов,
электрические цепи, аппаратура за-
щиты и др.
Общие сведения об уст-
ройстве асинхронных элек-
тродвигателей. Устройство
асинхронного закрытого электро-
двигателя с короткозамкнутым рото-
ром показано на рис. 17.1. Дви-
гатель имеет алюминиевую или
литую чугунную станину 10. Обмот-
ка 9 статора уложена в пазы сердеч-
ника 12 статора. Концы фаз обмотки
через отверстие в станине выведены
в коробку, которая состоит из кор-
пуса 21, переходного патрубка 22
и крышки 20. Сердечник 13 ротора
стянут стержня.ми обмотки и корот-
козамыкающими кольцами 7 и жест-
ко посажен на вал 2 двигателя. Гру-
зы 18 служат для балансировки ро-
тора. Вал ротора со шпонкой 3 вра-
щается в двух одинаковых подшип-
никах 5 и 19. Кольцевые пружины 4
предназначены для выборки зазоров
в подшипниках и компенсации теп-
лового удлинения вала ротора, а так-
же для снижения шума и вибрации
двигателя при работе. Для крепления
болтами 8 к станине щиты 1 и 16 име-
ют приливы 25.
Охлаждение двигателя произво-
дится вентилятором 17, расположен-
ным на валу 2, закрытым кожухом 15
с помощью винтов 14. Поверхность
теплоотдачи увеличена ребрами 23.
Для охлаждения внутри двигателя
предусмотрены лопатки 6. Сбоку
к станине крепится паспортная таб-
личка 24, на которой указывается
тип двигателя, его заводской номер,
завод-изготовитель, мощность двига-
теля, частота вращения, нормаль-
ное напряжение и другие данные.
Для транспортировки двигателя
предусмотрен рым-болт 11, а для за-
земления — болт 26.
2.	Механические характеристики
асинхронных двигателей
Асинхронный двигатель с корот-
козамкнутым ротором является наи-
более компактным, надежным и эко-
номичным в эксплуатации, сохра-
няющим примерно постоянную час-
тоту вращения при изменениях на-
грузки от минимальной (при холос-
том ходе) до номинальной. При пи-
тании обмотки статора трехфазным
током в двигателе создается вра-
щающееся магнитное поле, которое
167
chipmaker.ru
^Рис. 17.2. Механические характеристики
асинхронного двигателя
пересекает замкнутые обмотки ро-
тора и наводит в них ток. Ток ро-
торной обмотки взаимодействует с
магнитным полем двигателя и в ре-
зультате создается вращающий мо-
мент, который приводит во враще-
ние ротор двигателя в ту же сторону,
в какую вращается магнитное поле.
Если частоты вращения ротора
и магнитного поля равны, то маг-
нитное поле не пересекает обмотку
ротора и в ней не возникнет ток;
вращающий момент при этом отсут-
ствует. Поэтому частота вращения
ротора всегда меньше частоты вра-
щения магнитного поля.
Так как магнитное поле двигателя
при изменении нагрузки в довольно
широких пределах остается постоян-
ным, то увеличение вращающего
момента должно происходить цели-
ком в результате увеличения тока
в обмотке pofopa. Чтобы скорость
пересечения магнитных линий увели-
чилась, ротор при увеличении на-
грузки должен вращаться медлен-
нее. Частота вращения и ток ротора
изменяются автоматически.
Частота вращения (об/мин) вра-
щающегося магнитного поля назы-
вается синхронной частотой враще-
ния и , определяется по формуле
no=f60/r, где f — частота питающе-
го тока, г — число пар полюсов.
Отношение разности частоты по
вращения магнитного поля и частоты
п» вращения ротора к частоте вра-
щения поля по называется скольже-
168
нием и вычисляется по формуле
По —Пн
s=——: 100%.
По
Двигатели с частотой вращения
ротора (пн), отличающейся от син-
хронной частоты вращения магнит-
ного поля (по), называются асин-
хронными.
Частота вращения ротора
(об/мин) асинхронных электродви-
гателей определяется зависимостью
60(
n„= —(1-S).
Р
Следовательно, частота вращения
асинхронного двигателя может изме-
няться при изменении частоты питаю-
щего тока, скольжения и числа пар
полюсов, В станкостроении распро-
странено регулирование частоты воа-
щения асинхронного двигателя изме-
нением числа пар полюсов. Такое
регулирование бывает двух- й трех-
ступенчатым.
Момент М (Н-м) на валу двига-
теля, угловая скорость со (1/с) вра-
щения его вала, частота пи (об/мин)
вращения вала двигателя и меха-
ническая мощность Р (Вт), разви-
ваемая двигателем, связаны следую-
щей зависимостью: М = Р/ы, где
<1)=лпн/30.
Механическая характеристика
трехфазного асинхронного коротко-
замкнутого двигателя показана на
рис. 17.2 (кривая 1).
При пуске двигателя, когда ин=0,
скольжение 5 = 1. Если у электро-
двигателя полностью отсутствует ка-
кое-либо сопротивление его враще-
нию, то n0=nH; М = 0; 5=0. Такое
вращение называют идеальным хо-
лостым ходом. Таким образом, при
нарастании скорости вращения от
пн = 0 До ин=«о скольжение изме-
няется от 1 до 0. Часть характеристи-
ки, заключенная в пределах от
5=0 до 5 = 1, соответствует режиму
работы двигателя. В реальных усло-
виях при холостом ходе имеется со-
противление вращению ротора (вы-
званное трением в подшипниках,
сопротивлением воздуха вращению
вентилятора и др.), в результате
чего ин<«о и появляется скольже-
ние. Величина критического момента
Мк определяет перегрузочную спо-
chipmaker.ru
собность электродвигателя, которой
соответствует критическое скольже-
ние 5К.
Часть характеристики, заключен-
ная в пределах от 5 = 0 до S=SK,
является рабочей частью механи-
ческой характеристики. В этой об-
ласти, где момент двигателя мало
зависит от частота его вращения,
работают все асинхронные двигатели
привода станков.
В той части характеристики,
где SK<5< 1, электроприводы стан-
ков не работают; этот участок они
проходят только в процессе пуска.
Наибольшая мощность Р„, с кото-
рой может работать двигатель в нор-
мальном для него режиме, момент
Л4Н, частота пн вращения двигателя
и скольжение SH, которые соответ-
ствуют допустимому току /н, назы-
ваются номинальными.
У отечественных электродвигате-
лей отношение критического момента
к номинальному Хк = Л4к/Л1н =
= 1,654-2,5.
В первый момент пуска двигате-
ля, когда ротор еще неподвижен
(S = 1), электродвигатель развивает
начальный пусковой момент Мп.
Отношение Хп = Мп/Мн = 1 4- 2.
В справочниках обычно приводят-
ся следующие технические данные
асинхронных двигателей: номиналь-
ная мощность на валу Ри (кВт); но-
минальная частота вращения пи
(об/мин); синхронная частота вра-
щения по (об/мин); отношения Хк
и Ап.
У электродвигателя с фазовым
ротором активное сопротивление
цепи ротора можно изменять, вводя
в эту цепь реостат; при этом крити-
ческое скольжение S* будет изме-
няться пропорционально активному
сопротивлению цепи ротора. Рабочая
часть механической характеристики
получает при этом больший наклон.
Величина критического момента Мк
не зависит от величины активного
сопротивления в цепи ротора и его
величина остается постоянной.
Механические характеристики,
соответствующие работе электродви-
гателя при отсутствии каких-либо
дополнительных сопротивлений
в схеме, называются естественными
(см. рис. 17.2, кривая /), а механи-
ческие характеристики, соответст-
вующие работе электродвигателя
при наличии дополнительных сопро-
тивлений в схеме, называются искус-
ственными (см. рис. 17.2, кри-
вые 2 и 3).
Если работающий асинхронный
двигатель переключить на вращение
в обратную сторону, т. е. в сторону,
противоположную вращению магнит-
ного поля, то возникает торможение
вала электродвигателя при 5>1;
эта характеристика изображена
штриховой линией. В этом случае
происходит переход из точки А на
кривой 1, соответствующей рабоче-
му режиму, в точку С на штриховой
кривой; величину тормозного момен-
та определяет отрезок CD\ торможе-
ние может происходить в интервале
от 5=2 до 5=1. Часть характерис-
тики кривой 1, соответствующая
S<0, определяет работу асинхрон-
ного двигателя в режиме генерато-
ра. Этот режим является также
тормозным.
3.	Общие сведения о конструкции
двигателей постоянного тока
Устройство двигателя постоянно-
го тока показано на рис. 17.3. Двига-
тель имеет станину 12 (с опора-
ми 26), изготовленную из низкоугле-
родистой стали, которая выполняет
роль магнитопровода. Сердечники 15
главных полюсов статора набраны
из листов электротехнической стали,
на каждом сердечнике расположено
по две катушки 16 и 22. Сердечни-
ки 11 дополнительных полюсов
статора выполнены цельными и на
них размещены катушки 10.
Ротор в двигателе постоянного
тока называется якорем. Сердечник
14 якоря собран на валу 7 и стянут
шайбами 8, напрессованными на вал.
Обмотка якоря уложена в полуот-
крытые пазы 23 и крепится клиньями
из текстолита. Лобовые части обмот-
ки закреплены бандажами 9 из
стальной луженой проволоки. Концы
169
chipmaker.ru
обмотки подсоединены к коллектор-
ным пластинам 2, которые опрессова-
ны на металлической втулке 4
пластмассой 3.
Вал 7 якоря вращается в шари-
ковых подшипниках 20, установлен-
ных в щитах 6 и 18 и закрытых
крышками 19 и 21. На переднем
подшипниковом щите 6 установлена
щеточная траверса 5. Щеткодержа-
тели устанавливают на текстолито-
вых пальцах, закрепленных на тра-
версе. Число щеточных пальцев рав-
но числу полюсов. Выводные концы
24 от якорных обмоток и обмоток
возбуждения главных полюсов
пропущены через отверстия в стани-
не в коробку 25 выводов.
Вентиляция двигателя обеспечи-
вается вентилятором 17, который
расположен на валу 7. Воздух
засасывается через жалюзи в крыш-
ках 1, проходит через двигатель
и выбрасывается наружу через от-
верстия, расположенные снизу в щи-
те 18. Для обслуживания коллек-
тора и щеток необходимо снять
крышку 1 с щита 6. Для транспор-
тировки двигателя служит рым-
болт 13.
4.	Механические характеристики
двигателей постоянного тока
В станкостроении двигатели по-
стоянного тока применяют для бес-
ступенчатого изменения частоты вра-
щения шпинделя станка или ходово-
го винта привода подач. Наиболее
часто применяются двигатели с па-
раллельным (независимым) возбуж-
дением.
Частота вращения двигателя по-
стоянного тока определяется по фор-
муле п=(и — 1^гя/СеФ, откуда видно,
что изменять п можно, изменяя
сопротивление гя цепи якоря, маг-
нитный поток Ф или подводимое
к двигателю напряжение и(Се —
коэффициент, учитывающий конст-
руктивные особенности двигателя;
7Я — ток якоря).
Широкое применение получило
регулирование частоты вращения
двигателя магнитным потоком. Дви-
170
chipmaker.ru
гатели включают пусковым реоста-
том. При повышении частоты вра-
щения двигателя путем изменения
магнитного потока предельно допус-
тимая мощность двигателя сохра-
няется постоянной во всем диапазо-
не частот вращения. Предельно
допустимый момент изменяется об-
ратно пропорционально частоте вра-
щения. Двигатели постоянного тока
запускаются автоматически, так как
ручное управление реостатом не
обеспечивает заданных условий пус-
ка. Изменяя магнитный поток двига-
телей с параллельным возбуждением,
можно бесступенчато регулировать
частоту вращения двигателя в диапа-
зоне 4:1 и более.
Если якорь работающего двига-
теля отключить от сети и замкнуть
на реостат, сохранив возбуждение,
электродвигатель переходит в режим
работы генератора. При этом ток
в якоре меняет направление и момент
торможения называется динамичес-
ким. В станкостроении, как прави-
ло, не применяют динамическое тор-
можение (противовключением), а ис-
пользуют торможение с постоянным
сопротивлением.
Механическая характеристика
двигателя постоянного тока с парал-
лельным возбуждением приведена на
рис. 17.4. Запуск двигателя осу-
ществляется пусковым реостатом /,
который имеет несколько секций и
позволяет изменять сопротивление
ступенчато. При полном сопротивле-
нии реостата двигатель работает
с механической характеристикой 4.
При этом двигатель развивает за-
данный момент Mi«2MH. При раз-
гоне двигателя, когда момент умень-
шается до заданного значения Мч~
«1,1МН, сопротивление реостата
уменьшается на одну секцию и двига-
тель при той же скорости переходит
на разгон с характеристикой 3.
Вследствие уменьшения сопро-
тивления сила тока якоря, а следова-
тельно, и момент возрастают. Секции
реостата постепенно отключают, пока
двигатель не перейдет на работу
с естественной механической харак-
теристикой 1, для которой Л4 = 0
Рис. 17.4. Механические характеристики дви-
гателя постоянного тока с параллельным
возбуждением
при п = п0 и М = МК при п = ин.
Номинальную силу тока якоря
можно определить как разность
номинальных значений силы тока
двигателя и силы тока возбуждения.
Однако сила тока возбуждения
двигателей параллельного возбужде-
ния мала и в расчетах ею часто
пренебрегают. При ослаблении маг-
нитного потока с помощью реостата
2 двигатель начинает работать на
характеристиках 5, 6, 7 и 8. По мере
уменьшения магнитного потока воз-
растают скорость холостого хода
и наклон характеристик.
Механическая характеристика 9
соответствует измененной полярнос-
ти якоря двигателя. При этом изме-
няется направление действия момен-
та электродвигателя под нагрузкой.
5.	Аппаратура управления и защиты,
применяемая на токарных станках
Электрическими аппаратами на-
зывают электротехнические устрой-
ства, предназначенные для включе-
ния и отключения, управления, регу-
лирования и защиты электрообору-
дования и участков электрических
цепей станков.
Электротехнические устройства
соединяют или разрывают электри-
ческую цепь посредством электри-
ческих контактных соединений. Мес-
то соприкосновения элементов
171
chipmaker.ru
Рис. 17.5. Типы контактов:
'а, б, в — точечные, г, д, е — линейные,
ж — поверхностный
Рис. 17. 6. Контактное соединение с главными
и дугогасительнымн контактами
1 2 5
Рис. 17 7. Рубильник-предохранитель
Рис. 17.8. Пакетный выключатель:
а — общий вид, б — секция (пакет)
электрических соединений называют
электрическим контактом.
Детали, посредством которых обра-
зуется электрический контакт, на-
зываются контактами.В зависимости
от формы соприкосновения в электри-
ческих аппаратах различают то-
чечный, линейный и поверхностный
контакты (рис. 17.5).
Контактное соединение
с главными и дугогасительными
контактами показано на рис. 17.6.
При отключении контакта сначала
размыкаются главные контакты 1—1,
однако разрыва цепи в этот момент
не происходит, так как ток проходит
по дугогасительным контактам 2—2.
Затем размыкаются дугогасительные
контакты и цепь разрывается. Вклю-
чение контактов происходит в обрат-
ном порядке: сначала включаются
дугогасительные контакты, а за-
тем — главные.
Рубильники с дистанцион-
ным рычажным приводом использу-
ют в распределительных щитах.
На рис. 17.7 приведена схема трех-
полюсного рубильника-предохрани- ‘
теля с боковым рычажным приводом,
предназначенного для включения или
отключения электрических цепей под
нагрузкой, а также для их автома-
тического отключения при недопусти-
мых перегрузках и коротких замы-
каниях. Рубильник состоит из осно-
вания 1 и пластмассовой траверсы 2,
на которой закреплены в зависимости
от числа полюсов два или три
предохранителя 3.
Для одновременного включения
или выключения нескольких электри-
ческих цепей применяют пакетные
выключатели и переключа-
тели, которые состоят из двух
основных частей — контактной си-
стемы и механизма переключения
(рис. 17.8, а, б). Контактная система
набирается из отдельных пакетов,
каждый из которых состоит из изо-
лятора 2 и расположенных в его
пазах неподвижных контактов 5.
Последние выводятся наружу и к ним
с помощью винтов присоединяют
подводящие провода. В средней
части изолятора расположены пру-
172
chipmaker.ru
жинящие подвижные контакты . 7
с' фибровыми искрогасительными
шайбами 6. Пакеты других полюсов
выключателей отличаются только
расположением неподвижных кон-
тактов в пазах изолятора. Пакеты
собирают на шпильках в скобе 1
и после установки крышки 3 стяги-
вают 'гайками. Механизм переклю-
чения состоит из рукоятки 4 с валом,
который соединен с устройством
фиксированных положений выклю-
чателя, расположенным в крышке 3,
и механизмом мгновенного измене-
ния положения контактов 7. Ско-
рость переключения подвижных кон-
тактов не зависит от скорости
вращения рукоятки 4.
Для автоматического включения,
выключения или переключения элек-
трических цепей (в зависимости от
промежуточного или конечного поло-
жений подвижных рабочих органов
станка) применяют п у т ев ы е и к о-
нечные выключатели. По кон-
струкции они мало чем отличаются
друг от друга и могут быть взаимо-
заменяемы. Конечный выключатель
(рис. 17.9) имеет корпус 7 с крыш-
кой 8, в котором на стойке 1 (из ди-
электрика) укреплены неподвижные
2 и подвижные 4 (мостикового типа)
контакты. При воздействии подвиж-
ного органа станка на штифт 6 вместе
с ним перемещается стержень 3 с кон-
тактами 4. В результате размыкает-
ся верхняя пара контактов и замы-
кается нижняя пара, т. е. происхо-
дит переключение контактов. Воз-
врат контактов в исходное положе-
ние производится пружиной 5.
Для дистанционного управления
работой органов станка применяют-
ся кнопки управления, кото-
рые могут иметь одну или несколько
пар контактов. Кнопочный элемент
(рис. 17.10) имеет замыкающие и
размыкающие контакты мостикового
типа. При нажатии на головку 1 пе-
ремещается стержень 5, на котором-
расположен подвижный контакт 3;
при этом размыкается верхняя пара
контактов 2 и замыкается нижняя
пара контактов 4.
Для автоматического размыкания
Рис. 17.9. Конечный выключатель
электрических цепей при нарушении
нормального режима их работы
(короткое замыкание, перегрузка
по току, падение или отключение
напряжения) применяют автоматы.
Конструкция автомата, пока-
занного на рис. 17.11, позволяет
практически мгновенно разрывать
электрическую цепь при токах, пре-
вышающих значения, на которые от-
регулирован автомат. Автомат имеет
пластмассовый корпус, состоящий из
основания 1 (рис. 17.11, а), на кото-
ром смонтирован механизм автомата
с дугогасительными элементами 2 и 3,
и крышку 4, закрепленную к основа-
нию винтами. Контактная система
автомата состоит из неподвижных 19
и подвижных 18 контактов. Подвиж-
ный контакт 18 расположен на кон-
Рис. 17.10. Кнопочный элемент
173
chipmaker.ru
Рис. 17.11. Автомат:
а— отключен, б — взведен или отключен вручную, в— включен
тактном рычаге 17, который повора-
чивается на оси 16 и соединен
ломающимися контактами 7 с ру-
кояткой 6.
Для включения автомата пог ле
автоматического отключения рукоят-
ку 6 необходимо перевести в нижнее
положение, при котором входят
в зацепление рычаги 8 и 9 механизма
свободного расцепления, а затем пе-
ревести ее вверх. При перемещении
рукоятки 6 вверх пружины 5 пере-
мещают шарнир, соединяющий ло-
мающиеся рычаги 7, из положения,
показанного на рис. 17.11, б, через
мертвую точку в положение, пока-
занное на рис. 17.11, в; при этом
контактный рычаг 17 поворачивается
вокруг неподвижной оси 16 и кон-
такты 18 и 19 замыкаются. Под-
вижные контакты всех полюсов авто-
мата расположены на одном изоли-
рованном валу 15, в связи с чем
включение контактов разных фаз
происходит одновременно.
Для ручного отключения автома-
та рукоятку 6 переводят в нижнее
положение. При этом под действием
пружин 5 шарнир ломающихся рыча-
гов 7 перейдет через мертвое поло-
жение и контакты 18 и 19 разомкнут-
ся (см. рис. 17.11, б) со скоростью,
не зависящей от скорости перевода
рукоятки оператором.
Автоматическое отключение авто-
мата происходит под действием ме-
ханизма, который освобождает рычаг
8. При этом под действием пружин 5
ломающиеся рычаги 7 изменят
взаимное расположение и контакты
разомкнутся. Рычаг 9 приводится
в действие рейкой 11, поворот кото-
рой происходит под тепловым воз-
действием на биметаллическую плас-
тину 10 или от перемещения якоря 12
к магнитопроводу 13 под действием
174
chipmaker.ru
тока перегрузки. Действие биметал-
лической пластины 10 при нагреве
током основано на деформации ее
свободного конца с регулировочным
винтом, который поворачивает рейку
11, связанную с рычагом 9 другим
концом 14. По положению рукоятки
управления 6 можно судить о ком-
мутационном положении контактов?
рукоятка 6 в верхнем положении —
автомат включен, в нижнем — авто-
мат выключен, в среднем — автома-
тически отключен.
Аппараты, предназначенные для
дистанционного частого включения
или отключения силовых цепей при
нормальном режиме работы, назы-
ваются контакторами.
Конструкция контактора показа-
на на рис. 17.12, а, б. Сердечник 8
установлен с помощью амортизато-
ров из цилиндрических пружин 10 на
основании 1 и закреплен чекой 9.
Катушка 3 свободно надета на
сердечник, который имеет коротко-
замкнутые витки 19. Якорь рамоч-
ной конструкции может поворачи-
ваться относительно оси 7. Сердеч-
ник 4 якоря установлен на оси 2 с ре-
зиновым амортизатором. Текстолито-
вая прокладка 18, расположенная
между средним керном и телом яко-
' 175
chipmaker.ru
Рис. 17.13. Электрическая схема магнитного
пускателя
ря, исключает залипание якоря под
влиянием остаточного магнетизма
при отключении контактора.
Подвижные контакты 13 само-
устанавливающиеся, что позволяет
цилиндрическим опорным поверхнос-
тям колодки 16 и поводка 15 устанав-
ливаться по отношению к мостиково-
му контакту 13 в таком положении,
при котором пружина 14 обеспечи-
вает наилучшие условия для контак-
тирования. Неподвижные контакты
12 вместе с выводами крепят к осно-
ванию 11 дугогасительной камеры 5.
Размыкание контактов производится
при обесточенной катушке пружина-
ми 17. Блок контакты 6 служат для
управления электрическими цепями
контактора.
Для защиты электрических цепей
при нарушении нормального режи-
ма работы применяют тепловые
реле.
Для защиты электрических цепей
от перегрузки служат плавкие
предохранители, которые от-
ключают защищаемый участок цепи
расплавлением токоведущего элемен-
та. Плавкие предохранители вклю-
чаются в электрическую цепь после-
довательно. Если ток в цепи превы-
шает допустимое значение, то плав-
кий элемент предохранителя, после-
довательно включенный в цепь,
расплавляется и разрывает защи-
щаемый участок электрической цепи.
Магнитные, пускатели,
предназначенные для пуска, останов-
ки и изменения направления враще-
ния электродвигателя, состоят из
контакторов, теплового реле, кнопок
управления и плавких предохрани-
телей.
При работе с реверсивным дви-
гателем применяются два контакто-
ра, при отключении одного из них
и включении другого происходит
чередование фаз и асинхронный
двигатель изменяет направление вра-
щения. Электрическая.cxejaa магнит-
ного пускателя для нереверсивного
двигателя приведена на рис. 17.13.
При нажатии на кнопку «Пуск»
замыкаются ее контакты и напря-
жение подается на катушку контак-
тора К, что приводит к замыканию
контактов К и контакта БК, который
шунтирует кнопку «Пуск»; поэтому
контактор останется включенным да-
же тогда, когда кнопка «Пуск» уже
будет не нажата. Отключают кон-
тактор нажатием на кнопку «Стоп»,
которая включена последовательно
в цепь питания катушки контактора.
При этом прекращается подача на-
пряжения на катушку контактора
и контакты К размыкаются. Контак-
тор отключается также при падении
напряжения до 40—60% номиналь-
ного и при внезапном прекращении
подачи электроэнергии в электри-
ческую сеть. При появлении напря-
жения контактор включается только
после нажатия ча кнопку «Пуск».
6.	Электроизмерительные приборы
Классификация. Электроиз-
мерительные приборы предназначены
для оценки изменения нагрузки
в электрической цепи при работе
станка на холостом ходу и при
нагрузке. Основными электроизмери-
тельными приборами являются ам-
перметры, вольтметры, ваттметры,
омметры и др. Действие электро-
измерительных приборов основано на
различных проявлениях электричес-
кого тока (магнитном, тепловом,
индукционном и др.).
176
chipmaker.ru
По роду тока электроизмеритель-
ные приборы делятся на приборы
переменного или постоянного тока
и приборы постоянного и перемен-
ного тока; по принципу действия —
на магнитоэлектрические, электро-
магнитные, электродинамические,
тепловые, индукционные и вибраци-
онные; по степени точности — на
восемь классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5;
1; 1,5; 2,5; 4. Цифры обозначают
допустимую погрешность измерения
в процентах. Приборы классов 0,05;
0,1; 0,2 и 0,5 используют в лаборато-
риях и как контрольные, а приборы
остальных классов — как щитовые.
На шкалах приборов указывают-
ся следующие параметры: класс точ-
ности; род тока; система прибора,
его наименование, положение, какое
должен занимать прибор при работе;
напряжение, при котором испытана
изоляция прибора.
Принцип действия. Работа
приборов магнитоэлектрической си-
стемы основана на взаимодействии
магнитного поля постоянного магни-
та с магнитным полем катушки,
которое возникает при прохождении
по обмотке катушки электрического
тока. Схема такого прибора приве-
дена на рис. 17.14. Между полюсны-
ми наконечниками 2 постоянного
магнита 1 неподвижно закреплен
стальной сердечник 3 цилиндричес-
кой формы, с помощью которого
создается однородное радиально
направленное магнитное поле. В воз-
душном зазоре между полюсными
наконечниками и цилиндрическим
сердечником свободно перемещается
на оси катушка (рамка) 4, которая
охватывает стальной сердечник. Ка-
тушка соединяется через противо-
действующие пружины 5 и 6 с источ-
ником измеряемого постоянного то-
ка. На оси укреплена указательная
стрелка 8 и противовесы 7. Для не-
посредственного измерения перемен-
ного тока магнитоэлектрические при-
боры не годятся. Кроме того, эти
приборы очень чувствительны к пере-
грузкам, поэтому их применяют
в основном как контрольные и лабо-
раторные приборы.
Рис. 17.14. Схема прибора магнитоэлектри-
ческой системы
Работа приборов электромагнит-
ной системы основана на взаимодей-
ствии магнитного поля, создаваемо-
го измеряемым током в полюсной
катушке, со стальным сердечником,
помещенным в поле и являющимся
подвижной частью прибора. Схемы
приборов электромагнитной системы
приведены на рис. 17.15.
Рис. 17.15. Схемы приборов электромагнитной
системы:
а—с прямоугольной катушкой и магнитным ус-
покоителем, б — с круглой катушкой
177
chipmaker.ru
Рис. 17.16. Схема включения амперметра
с шунтом
На рис. 17.15, а показан прибор
с прямоугольной катушкой 3, в кото-
рой имеется узкая щель. При проте-
кании тока в катушке создается
магнитное поле, которое втягивает
в щель сердечник 8, эксцентрично
посаженный на оси 2. При этом
поворачивается ось 2 вместе со
стрелочным указателем 4 и противо-
весами 9. На оси закреплены также
спиральная пружина 1 и алюминие-
вый сектор 5 магнитного успокоите-
ля 6. Экран 7 защищает прибор
от влияния внешних магнитных по-
лей. Сила, втягивающая сердечник 8
в щель катушки 3, создает вращаю-
щий момент, пропорциональный
квадрату тока, протекающего по ка-
тушке. Поэтому приборы электро-
магнитной системы имеют квадра-
тичные, т. е. неравномерные, шкалы.
На рис. 17.15, б показан прибор
с круглой катушкой 1, внутри кото-
рой закреплен неподвижный сердеч-
ник 2 из магнитной стали. Подвиж-
ный сердечник 3 закреплен на оси
прибора. При протекании тока в ка-
тушке оба сердечника намагничи-
ваются и отталкиваются друг от дру-
га. При этом подвижный сердечник
поворачивает на определенный угол
ось прибора вместе с закреплен-
ным на ней стрелочным указате-
лем 4.
Рис. 17.17. Схема включения вольтметра с
добавочным сопротивлением
Достоинствами приборов электро-
магнитной системы являются: прос-
тота конструкции; отсутствие под-
вижных токоведущих частей, что
позволяет измерять большие токи
и обходиться без шунтов и транс-
форматоров тока; возможность изме-
рения как постоянного, так и пере-
менного тока. Недостатками этих
приборов являются зависимость по-
казаний прибора от внешних магнит-
ных полей, низкая точность и нерав-
номерная шкала.
Схемы включения. Прибо-
ры, применяемые для измерения то-
ка, называются амперметрами. Для
измерения постоянного тока исполь-
зуют приборы всех систем, но пред-
почтительными являются приборы
магнитоэлектрической системы как
более точные и чувствительные.
Для измерения переменного тока
применяют приборы всех систем,
кроме магнитоэлектрических.
Амперметр включают в элект-
рическую цепь последовательно. Для
расширения пределов измерения ам-
перметров постоянного тока при-
меняют шунты, которые позволяют
пропускать через прибор только
часть измеряемого тока. Шунт пред-
ставляет собой сопротивление, кото-
рое включают в электрическую цепь
последовательно (рис. 17.16). Ампер-
метр А подключают параллельно
шунту: /=/а4-/ш; rm = lara/(l — 7а),
7, 7а и 7Ш — ток в цепи, амперметре
и шунте соответственно; га и гш —
сопротивление амперметра (и соеди-
нительных проводов) и шунта соот-
ветственно.
Приборы, применяемые для изме-
рения напряжения, называются
вольтметрами. Вольтметр под-
ключают к тем точкам цепи, между
которыми необходимо определить
напряжение. Вольтметры представ-
ляют собой миллиамперметры с боль-
*шим добавочным сопротивлением.
Для измерения напряжения постоян-
ного тока применяют приборы всех
систем, но предпочтительными яв-
ляются приборы магнитоэлектричес-
кой системы. Для измерения напря-
жения переменного тока применяют
178
chipmaker.ru
приборы всех систем, кроме магни-
тоэлектрических.
Для расширения пределов изме-
рения вольтметров служат добавоч-
ные сопротивления, которые вклю-
чаются последовательно с вольт-
метром (рис. 17.17). Для измерения
вольтметром напряжения v, которое
в п раз больше номинального на-
пряжения UH, необходимо включить
такое добавочное сопротивление гд,
чтобы ток, проходящий че[ ез вольт-
метр при измерении напряжения U,
не превышал величины тока вольт-
метра /в при измерении напряжения
UK. Следовательно, /в=£Л/гв =
= ^/(Гв4-Гд)=П^н/(Гв4-Гд), откуда
га=гв(п — 1).
Для измерения сопротивлений,
величина которых неизвестна, ис-
пользуют электрическую схему со-
единения сопротивлений, величина
которых известна, в сочетании
с вольтметром (рис. 17.18), которая
называется схемой моста. Мост
состоит из сопротивлений п, гч и г,
которые вместе с измеряемым сопро-
тивлением гх образуют замкнутый
контур АБВДА. В одну диагональ
этого контура включают вольтметр
В, а в другую — источник питания.
Сопротивления гь г2 и г можно
подобрать так, что при замкнутых
кнопках Pi и Рч ток через вольт-
метр не пойдет. В этом случае потен-
циалы точек Б и Д одинаковы, т. е.
^7дб=^ад; ^бв=^дв или 7iri=72rx;
7\Гч — 1чГ-
Из двух последних уравнений
следуег: /1Г1/71г2 = 72Гх//2Г, откуда
Гх = ГГ1/Г2-
Для измерения сопротивления гх
устанавливают равные или кратные
сопротивления л и г2. Затем кнопкой
Р\ включают источник питания и под-
бирают сопротивление г так, чтобы
стрелка прибора при нажатии кноп-
ки Рч установилась на нуле шкалы.
После этого по приведенной выше
формуле определйют гх.
Если в схеме измерительного
моста сопротивления и, г2 и г и на-
пряжение U источника питания неиз-
менны, то ток в цепи измеритель-
ного прибора зависит только от
Рис. 17.18. Схема моста для измерения сопро-
тивления
сопротивления гх. Это дает возмож-
ность определять значение искомого
сопротивления по шкале.
7.	Электрическая схема
токарного станка
Рассмотренные выше элементы
составляют электрооборудование
станка, а взаимодействие их опре-
деляется принципиальной электриче-
ской схемой.
На рис. 17.19 представлена прин-
ципиальная электрическая схема то-
карного станка мод. 16К20, в соот-
ветствии с которой осуществляется
управление четырьмя электродвига-
телями: главного привода Ml, быст-
рых перемещений М2, электронасоса
М3 и гидростанции М4 (при наличии
гидросуп порта).
Пуск электродвигателей Ml и М4
осуществляется нажатием кнопки S4,
которая замыкает цепь катушки
контактора Д1, переводя его на
самопитание. Останов электродвига-
теля Ml осуществляется нажатием
кнопки S3.
Управление электродвигателем
М2 осуществляется нажатием толч-
ковой кнопки, встроенной в рукоятку
фартука и воздействующей на ко-
нечный выключатель S8.
Пуск и останов электродвигателя
М3 производятся переключателем
S7. Электродвигатель М3 сблокиро-
ван с электродвигателем Ml и вклю-
чение его возможно только после
замыкания контактов пускателя Д1.
Для ограничения холостого хода
179
chipmaker.ru
Рис. 17.19. Принципиальная электрическая схема токарного станка моде 16К20
электродвигателя Ml в схеме имеется
реле времени КЗ. В средних (нейт-
ральных) положениях рукояток
включения фрикционной муфты глав-
ного привода замыкается нормально
закрытый контакт конечного выклю-
чателя S6 и включается реле вре-
мени КЗ, которое через установлен-
ное время отключает электродвига-
тель Ml.
В электросхеме предусмотрены
блокировочные устройства. При
включенном в сеть станке откры-
вание дверей электрошкафа станка
приводит к срабатыванию путевого
выключателя S1, который возбуж-
Рис. 17.20. Расположение электрооборудования иа токарном станке мод. 16К20:
/ — место установки электродвигателя главного привода, 2 — рукоятка управления фрикционной муфтой
главного привода, 3.— электрошкаф, 4 — вводный автоматический выключатель, 5 — сигнальная лампа,
6—выключатель электронасоса подачи охлаждающей жидкости, 7—амперметр в цепи двигателя
главного привода, 8— лампа местного освещения, 9—выключатель лампы местного освещения,
10 — кнопка включения электродвигателя быстрых ходов каретки и поперечных салазок, 11 — рукоятка
управления механическими перемещениями каретки и поперечных салазок, 12— рукоятка управления
фрикционной муфтой, связанная с рукояткой, 2', 13— кнопочная станция привода главного движения
180
chipmaker.ru
дает катушку дистанционного рас-
цепителя F1, в результате чего
автоматический выключатель отклю-
чает электрооборудование станка от
сети. При этом индикатор напряже-
ния ИЗ гаснет. При открывании ко-
жуха сменных колес срабатывает
микропереключатель 55, который от-
ключает электродвигатель Ml.
При проведении пусконаладочных
работ переключатель S2 устанавли-
вается в положение 1, а при их окон-
чании — в положение 2. В противном
случае при закрывании двери элект-
рошкафа отключится вводный авто-
матический выключатель.
В электросхеме предусмотрено
подключение лампы Н2 для освеще-
ния рабочей зоны станка, которая
включается выключателем S9. От пе-
регрузок двигателя защищены тепло-
выми реле F5, Гб, F7.
Расположение электрооборудова-
ния на токарном станке мод. 16К20
показано на рис. 17.20. Электроап-
паратуру управления станком поме-
щают в электрошкаф. Соединитель-
ные провода между шкафом управ-
ления и электроаппаратами, распо-
ложенными в станке и вне его,
размещают в металлических трубах
или в металлорукавах. Соединения
проводов выполняют с помощью
разветвительных коробок.
Электроэнергию к электрошкафу
подводят от цеховых шинных сборок
(стальных полос, заключенных в об-
щий короб из листовой стали),
укрепленных на стенах или стойках.
В некоторых случаях» станки под-
ключают к кабелю, заложенному
в шинопроводы и уложенному в полу
цеха. Проводку от короба к станку
выполняют в трубах, металлорука-
вах или в коробах меньшего сечения.
Контрольные вопросы
1.	Назовите типы электродвигателей, при-
меняемых в приводах токарных станков.
2.	Что входит в состав электропривода?
3.	Назовите основные составные части
асинхронного электродвигателя.
4.	Расскажите о принципе действия асин-
хронного электродвигателя и дайте его
механическую характеристику.
5.	Назовите основные составные части
двигателя постоянного тока.
6.	Расскажите о принципе действия элект-
родвигателя постоянного тока с параллель-
ным возбуждением и дайте его механи-
ческую характеристику.
7.	Перечислите электрические аппарата
для управления электродвигателем и расска-
жите об их назначении.
8.	Назовите электроизмерительные прибо-
ры и расскажите, как они работают.
ГЛАВА 18
ГИДРО- И ПНЕВМОПРИВОДЫ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ
1.	Основные сведения
Гидро- и пневмоприводом называ-
ют совокупность устройств, предназ-
наченных для приведения в движение
механизмов станка посредством
жидкости под давлением или сжато-
го воздуха. Для сообщения рабочей
среде (жидкости или воздуху) приво-
да потенциальной энергии служит
насос, который для этой цели исполь-
зует механическую энергию электро-
двигателя. Насос соединяется трубо-
проводом с гидродвигателем, кото-
рый преобразует энергию жидкости
или воздуха в механическое пере-
мещение рабочего органа станка.
Для управления механическими пе-
ремещениями рабочих органов стан-
ка посредством гидродвигателя в
трубопровод включены регулирую-
щая и распределительная гидроап-
паратура.
Схема гидропривода показана на
рис. 18.1. Жидкость из бака / по
трубопроводу поступает в насос 2.
работающий от электродвигателя.
। По трубопроводу 3 жидкость под
I давлением поступает в гидрораспре-
, делитель 4, а из него по трубопро-
181
chipmaker.ru
Рис. 18.1. Схема гидропривода
Рис. 18.2. Гидробак
Рис. 18.3. Сапун
Рис. 18.4. Соединение резинотканевого шланга
с арматурой
воду 7 в гидродвигатель — лопаст-
ный цилиндр 8, который соединен
с механизмом зажима заготовки.
Изменение направления вращения
лопасти 9 цилиндра осуществляется
рукояткой 5 (или электромагнитом)
гидрораспределителя 4. Скорость по-
ворота лопасти 9 до упора 10 регули-
руется клапаном 12 путем изменения
давления жидкости в трубопроводе
7, которое определяется по мано-
метру 6. Отработавшая жидкость
и возможные утечки сливаются в бак
1 по трубопроводам 14, 13 и 11.
Пневмопривод работает по анало-
гичной схеме с той лишь разницей,
что воздух под давлением может
подаваться также из централизован-
ной пневмосети, а отработанный
воздух и утечки возвращаются в ат-
мосферу. Таким образом постоянное
по скорости движение электродвига-
теля насоса преобразуется в изме-
няемое по скорости и направлению
движение гидро- или пневмодви-
гателя.
В качестве рабочей жидкости
для гидроприводов металлорежущих
станков используют качественные
масла (индустриальное 12, 20, 30 и
турбинное 22, 30 и др.) с минималь-
ным содержанием маханических при-
месей, водорастворимых кислот и
щелочей.
Гидробак представляет собой гер-
метичную емкость сварной конструк-
ции 1, предназначен для питания
гидросистемы маслом и расположен
вне станка (рис. 18.2). Гидробак
может быть смонтирован в нише ста-
нины станка. Масло, как правило,
заливают через фильтр 5, чтобы
предотвратить попадание грязи
в гидробак при заливке. Между
сливным 4 и всасывающим 2 патруб-
ками располагаются перегородки,
которые исключат прямой ток масла
между патрубками 4 и 2, что позво-
ляет осесть тяжелым частицам по
пути к всасывающему патрубку 2.
Обычно дно в гидробаке выполняют
с уклоном в сторону сливного патруб-
ка, где располагается сливное отвер-
стие. В нижней части дна бака
собирается осадок из продуктов из-
182
chipmaker.ru
носа элементов гидросистемы, за-
грязнений и других примесей. На
крышке бака установлен сапун 3
(защитное устройство в виде грибка,
снабженное фильтром), предназна-
ченный для отвода из бака газо-
образных примесей, выравнивания
давления (внутри и снаружи бака),
а также для защиты бака от попа-
дания внутрь его стружки (рис. 18.3).
Неподвижные элементы гидро-
системы соединяют жесткими труба-
ми (металлическими бесшовными),
а подвижные — гибкими трубами
(резинотканевыми и пластмассовы-
ми). Гидросистемой называется раз-
ветвленная сеть, которая образуется
путем соединения трубопроводов
между собой и с другими элемента-
ми, входящими в нее.
Соединение резинотканевых
шлангов с арматурой при давлении
рабочей жидкости 10—15 МПа
(рис. 18.4) осуществляется с по-
мощью зажимной обоймы 1 (нако-
нечника) и ввернутого в нее ниппеля
2, присоединительный штуцер кото-
рого имеет коническую резьбу. На
хвостовике обоймы выполнена внут-
ренняя резьба большого шага. При
монтаже в хвостовую часть обой-
мы 1 (имеющую внутреннюю резьбу
крупного шага) ввинчивают шланг 3,
а затем в переднюю часть — ниппель
2, который своим конусом обжимает
шланг 3 по внутренней резьбе обоймы
и герметизирует соединение.
Соединения жестких трубопрово-
дов представлены на рис. 18.5.
Соединение тонкостенных, предвари-
тельно развальцованных труб пока-
зано на рис. 18.5, а. Соединение,
показанное на рис. 18.5, б, обеспе-
чивается тем, что к трубопроводу
приваривается шаровой штуцер /,
который притягивается к конической
поверхности тройника 2 накидной
гайкой 3. Соединение с врезающимся
кольцом показано на рис. 18.5, в.
Стальное кольцо 1 (с острой кром-
кой) надевается на трубу 3 и затем
поджимается к конической поверх-
ности тройника 4 накидной гайкой 2.
При этом острая кромка врезного
кольца 1 деформируется и уплотняет
Рис. 18.5. Соединение жестких трубопроводов
соединение. При повторной сборке
соединения врезное кольцо 1 заме-
няют. Торцовые уплотнения медными
кольцами (рис. 18.5, г) допускают
многократный демонтаж трубопрово-
да и обеспечивают надежное уплот-
нение соединенных труб.
Для очистки масла от попавших
в него твердых частиц применяют
фильтры. В качестве фильтрующего
элемента используют сетки, фетр,
войлок, бумагу и т. д. Недостатком
этих фильтров является необходи-
мость частичного демонтажа для
замены фильтрующего элемента.
Этого недостатка лишен нашедший
широкое применение пластинчатый
фильтр (рис. 18.6), который состоит
из набора пластин 1, разделенных
скребками 2, толщина которых опре-
деляет размер фильтрующей щели
между пластинами 1. Масло посту-
пает в отверстие 3 корпуса фильтра,
проходит через фильтрующие щели,
Рис. 18.6. Пластинчатый фильтр
183
chipmaker.ru
Рис. 18.7. Пластинчатый насос
в которых задерживаются частицы,
загрязняющие масло. »Очищенное
масло отводится через отверстие 5.
Для очистки фильтрующих проме-
жутков периодически поворачивают
ручку 4, вместе с которой поворачи-
ваются скребки 2, удаляющие грязь
из фильтрующих промежутков. Грязь
собирается в стакане и периодически
удаляется из него через отверстие,
закрытое пробкой 6.
2.	Насосы
Пластинчатый насос (рис. 18.7)
состоит из статора 1 и ротора 2. В ра-
диальных пазах ротора помещены
пластины 3. Оси ротора и статора
расположены с эксцентриситетом е.
При вращении ротора пластины
в его пазах совершают возвратно-
поступательное движение, прижи-
маясь торцами (под действием
центробежных сил и силы давления
жидкости) к поверхности статора.
В результате объемы пространства
между пластинами изменяются. При
увеличении объемов создается раз-
Рис. 18.8. Шестеренный насос
режение и . жидкость, поступая из
масляного бака по трубопроводу
через отверстия в торцовых крышках,
заполняет пространство между плас-
тинами. При уменьшении объемов
пространства жидкость вытесняется
через отверстия в торцовых крыш-
ках в напорную магистраль. Из-
меняя эксцентриситет е, можно регу-
лировать поток жидкости при неиз-
менной частоте вращения ротора.
При е=0 объемы пространства,
заключенные между пластинами 3, не
изменяются и подачи жидкости нет.
Шестеренный насос внешнего
зацепления (рис. 18.8) состоит из
двух зубчатых колес, которые нахо-
дятся в зацеплении и установлены
с минимальным зазором между
вершинами зубьев колес и цилиндри-
ческими расточками в корпусе. От
ведущего зубчатого колеса 1 приво-
дится во вращение ведомое зубчатое
колесо 3. Масло, попаддя в полости
между зубьями и корпусом, перено-
сится из зоны 5 в зону 2. В зоне 5
образуется разрежение, и масло по
каналу 4 всасывается в нее. В зоне 2
зубья колес входят в зацепление
и вытесняют масло из впадин между
зубьями, в результате чего масло
нагнетается в магистраль, соединен-
ную с полостью 2.
При необходимости получить вы-
сокое рабочее давление масла при-
меняют поршневые насосы. Наиболь-
шее распространение нашли аксиаль-
но-поршневые насосы (рис. 18.9).
В расточках ротора 1 перемещаются
поршни 2, которые через шатуны 4
связаны с шайбой 5, наклоненной
к валу 3 под углом а. Вал 3 связан
с шайбой 5 шарнирно, а с ротором
1 — шлицами. При вращении ротора
1 вместе с шайбой 5 наклон шайбы
сохраняется и поэтому поршни со-
вершают возвратно-поступательное
движение. При этом под одним
поршнем образуется разрежение
и масло по каналам 8 и 9 всасывает-
ся из бака в цилиндр, а другой
поршень сжимает масло, которое по
каналам 6 и 7 нагнетается из ци-
линдра в напорную магистраль.
Объем поступающего в напорную
184
chipmaker.ru
магистраль масла можно регулиро-
вать изменением угла а наклона
шайбы 5. При а-=90° подачи масла
нет.
3.	Контрольно-распределительная
аппаратура и исполнительные органы
Ррис. 18.9. Аксиально-поршневой иасос
Контрольно-распреде-
лительная аппаратура
(дроссели, клапаны и др.) предназ-
начена для регулирования расхода
масла, защиты гидросистемы от пе-
регрузки, отвода излишней жидкос-
ти, поддержания постоянного дав-
ления, снижения давления в ответ-
влении от главной магистрали.
Регулирование количества масла,
подаваемого от насоса в гидро-
систему, производят дросселями пу-
тем изменения поперечного сечения
отверстия дросселя, через которое
' масло поступает в магистраль. По-
перечное сечение отверстия может
изменяться осевым перемещением иг-
лы (рис. 18.10, а)г поворотом стеож-
ня (рис. 18.10, б) или установкой
шайбы (диафрагмы) с отверстием
требуемого диаметра (рис. 18.10, в).
Напорные гидроклапаны
(рис. 18.11) служат для автомати-
ческого ограничения чрезмерного
давления рабочей жидкости. При
увеличении давления в магистрали
до величины, на кото.рую клапан
отрегулирован, пружина клапана
сжимается и открывает отверстие.
Через это отверстие жидкость сли-
вается до тех пор, пока давление
не снизится до’требуемой величины. ,
Переливные клапаны (рис. 18.12)
позволяют получить в гидросистеме
постоянное давление, перепуская
значительные потоки рабочей
жидкости в гидробак. При нормаль-
ном давлении жидкости в гидро-
системе плунжер 3 перекрывает
отверстие клапана, к которому из
магистрали подается масло; при этом
масло поступает по каналу 1 под
нижние торцы плунжера 3. Затем
через дроссель 8 по каналу в плун-
жере 3 масло поступает в полость 6,
расположенную над верхним торцом
плунжера 3, к напорному клапану 5.
Рис. 18.10. Дроссели:
а — игольчатый, б — щелевой, в —диафрагменный
Рис. 18.11. Напорный гидроклапан
Рис. 18.12. Переливной клапан
185
chipmaker.ru
Рис. 18.13. Редукционный клапан
Рис. 18.14. Схема работы распределителей
потока
Рис. 18.15. Схема работы поворотного крана
При превышении заданной величины
давления (в магистрали) клапан 5
открывается и давление в полости 6
падает. Так как под нижние торцы
плунжера 3 подведено полное давле-
ние, то плунжер перемещается вверх
и открывает отверстие 2, через
которое масло из напорной магист-
рали через отверстие 7 попадает в
сливную магистраль, соединенную
с баком. Управление работой пере-
ливного клапана осуществляется
через отверстие 4.
Редукционные клапаны (рис.
18.13) применяют для понижения
давления на отдельных участках
гидросистемы. Масло из магистра-
ли под рабочим давлением по-
дается в канал 1, который пере-
крывается плунжером 2 под дейст-
вием на его верхний торец пружины 5
в полости 4 и давления масла, пода-
ваемого по каналу 3. При уменьше-
нии давления в полости 6 ниже за-
данной величины плунжер 2 под
действием рабочего давления сме-
щается и открывает выход для масла
из канала 1 в канал 6. Как только
давление в канале 6 достигнет задан-
ной величины, плунжер 2 перекры-
вает канал 1, что приводит к падению
давления в канале 6.
Распределительные устройства
служат для изменения направления
потока жидкости в магистрали гидро-
системы. Плунжер в распределителе
потока (рис. 18.14) соединяет пооче-
редно обе полости цилиндра с напор-
ной или сливной магистралью. Пере-
мещение плунжера выполняется
вручную, кинематическими устройст-
вами (например, кулачками), элект-
ромагнитами, а также гидравличе-
Рис. 18.16. Гидроцилиндр двустороннего действия:
1, 5, 8 — уплотнения, 2 — гильза, 3 — шток, 4 — стопорное кольцо, 6 ~~ поршень, 7 — проушина
186
chipmaker.ru
скими и пневматическими устройст-
вами.
К распределительным устройст-
вам относятся также поворотные
краны (рис. 18.15). В положении
/ рукоятки масло из магистрали
через отверстие 5 в корпусе 1, канал 3
в плунжере и. отверстие 7 поступает
в полость гидроцилиндра, переме-
щает шток вверх. Из другой полости
гидроцилиндра масло через отверс-
тие 6, канал 4 в плунжере 2 и от-
верстие 8 поступает в сливную ма-
гистраль. В положении // рукоятки
масло из магистрали через отверстие
5 и полость а, образуемую выемкой
в плунжере 2, поступает в отверстие
6; масло на слив поступает через
отверстие 7, полость б, канал 4
и полость в в отверстие 8, соеди-
ненное со сливной магистралью.
Исполнительные органы,
называемые гидродвигателями, слу-
жат для преобразования энергии
масла в гидросистеме в механичес-
кую, используемую для перемеще-
ния рабочих органов. В металло-
режущих станках в качестве гидро-
двигателей применяются гидроци-
линдры, роторные и пластинчатые
гидродвигатели и др.
На рис. 18.16 показан гидро-
цилиндр двустороннего действия,
предназначенный для сообщения
возвратно-поступательного движе-
ния рабочим органам станка. Внут-
ри цилиндрической полости гильзы 2
перемещается поршень 6, который
соединен со штоком 3 запорными
кольцами 4. Цилиндр герметизи-
руется уплотнениями 5, 1 и 8. Про-
ушиной 7 цилиндр соединяется со
станиной станка, а конец штока
соединяется с исполнительным орга-
ном станка, совершающим возврат-
но-поступательное движение. Обыч-
но если масло подается в отверстие
А, то поршень, перемещаясь вправо,
сообщает исполнительному органу
рабочий ход, а если в отверстие Б,
то исполнительный орган возвраща-
ется в исходное положение.
Для получения угловых периоди-
, ческих движений применяют плас-
тинчатые поворотные гидродвигатели
Рис. 18.17. Схема пластинчатого поворотного
двигателя
(рис. 18.17). Такой гидродвигатель
состоит из корпуса, вала с лопастью
1 и упора 2 с уплотнением 3, разде-
ляющего полость цилиндра на две
части. При подаче масла в отверстие
А, расположенное слева от упора
2, лопасть 1 поворачивает вал
против часовой стрелки, а.при подаче
масла в отверстие Ь, расположен-
ное справа от упора 2,— по часовой
стрелке.
4.	Типы и элементы пневмоприводов.
По конструкции силовой части
пневмоприводы делятся на поршне-
вые (пневмоцилиндры) и диафраг-
менные (пневмокамеры) и могут
быть стационарными и вращающи-
мися.
Поршневые цилиндры применяют
в тех случаях, когда необходим
большой ход штока. По конструк-
ции и принципу действия поршне-
Рис. 1818. Пневмокямера двустороннего
действия
187
chipmaker.ru
Рис. 18.19. Фильтр-влагоотделитель
вне пневмоцилиндры не отличаются
от поршневых гидроцилиндров.
Пневмокамеры применяют в тех слу-
чаях (например, в зажимных
устройствах), когда шток при не-
Рис. 18.20. Регулятор давления
большом ходе должен передавать
значительные усилия.
Пневмокамера двустороннего
действия (рис. 18.18) крепится к кор-
пусу устройства фланцем с болта-
ми 6. При подаче через отверстие 1
сжатый воздух попадает в бесшто-
ковую полость, которая образуется
с одной стороны крышкой 2, а с дру-
гой — эластичной диафрагмой 3, за-
жатой по наружному диаметру D
крышками 2 и по внутреннему
диаметру d диском 4 с закреплен-
ным в нем штоком 5. Сжатый
воздух перемещает вправо диафраг-
му 3 вместе с диском 4 и штоком 5,
который соединен с зажимным меха-
низмом. При подаче сжатого воздуха
в отверстие 7 диафрагма 3 вместе
с присоединенными к ней деталями
возвращается в исходное положение.
Элементы пневмоприво-
дов. Фильтры-влагоотделители npiy
меняют для очистки сжатого воздуха,
поступающего из воздушной маги-
страли, от влаги и механических
примесей. Воздух, поступающий во
влагоотделитель через отверстие П
(рис. 18.19) и щели отражателя 5,
мгновенно расширяется и охлажда-
ется. Сконденсированные водяные
пары капельками оседают на стенках
стакана 1, а затем стекают вниз
и скапливаются под заслонкой 3.
Осушенный воздух проходит через
фильтр 2 и очищается от меха-
нических примесей. После очистки
воздух поступает в магистраль
к пневмоприводу. Накопившаяся
влага и механические примеси уда-
ляются из стакана 1 под действием
сжатого воздуха через запорный кла-
пан 4.
Для регулирования "давления в
пневмоприводах применяют регуля-
торы давления, среди которых наибо-
лее распространены регуляторы дав-
ления с диафрагмой (рис. 18.20).
Очищенный воздух проходит через
отверстие П в корпусе 8, кольцевой
зазор (между клапаном 6 с резино-
вым кольцом 4 и корпусом), полость,
внутри которой перемещается тол-
катель 7, и выходит через отверс-
тие О. Через отверстие К воздух
188
chipmaker.ru
Рис. 18.21. Маслораспылнтель
поступает в полость М, сжимая
диафрагму 3, и уравновешивает
силу давления пружины 2. Клапан 6
будет открыт, пока давление в вы-
ходном отверстии и в полости М
не повысится до заданной величины,
при этом диафрагма 3, сжимая пру-
жины 2, выпрямится. При падении
давления в выходном отверстии и в
полости М диафрагма под действием
пружины 2 прогнется и через толка-
тель 7 отожмет клапан 6, увеличив
поступление сжатого воздуха из от-
верстия П в выходное отверстие О.
Следовательно, давление на выходе
из отверстия О регулятора поддер-
живае-ся постоянным и соответству-
ет силе пружины 2, которая регули-
руется винтом 1. Когда пружина 2
разжата, клапан 6 под действием
пружины 5 перекрывает поступление
воздуха в отверстие О.
Для смазки трущихся поверхнос-
тей деталей пневмоцилиндра приме-
няют маслораспылнтель (рис. 18.21).
Воздух из магистрали поступает
через входное отверстие 3 и кольце-
вой канал 9 к выходному отверстию
5,	а также через каналы 2 и 1 в резер-
вуар 11 с маслом. При полном
открытии дросселя 10 давление в ре-
зервуаре 11 и в полости 4 одинаково
и масляные капли не образуются.
При перекрытии отверстия дросселя
10 давление в полости 4 понижается
и масло из резервуара, где более
высокое давление воздуха, через
трубку 6 подается в трубку 8 при
отжатом шарике 7.
Рис. 18.22. Схема работы распределительного
краиа с плоским-золотником
189
chipmaker.ru
Направление движения сжатого
воздуха изменяют распределитель-
ным краном, схема работы которого
показана на рис. 18.22. Если ру-
коятка крана 6 расположена так,
чтобы каналы золотника 5 были па-
раллельны горизонтальной оси, то
сжатый воздух подается в левую
полость 1 цилиндра и поршень 2 со
штоком 4 перемещается вправо; при
этом воздух из полости 3 цилиндра
выпускается через распределитель-
ный кран в атмосферу. При положе-
нии рукоятки крана 6, в котором
каналы золотника 5 располагаются
вдоль вертикальной оси, сжатый
воздух подается в полость 3 цилинд-
ра, а воздух из полости 1 цилиндра
выпускается через распределитель-
ный кран в атмосферу.
Контрольные вопросы
1.	Что называют гидро- и пневмоприво-
дом?
2.	Как устроен и для чего предназна-
чен гидробак?
3.	Какие существуют способы соединения
трубопроводов?
4.	Назовите аппараты управления и защи-
ты гидропривода.
5.	Для чего предназначены гидродвига-
тели? Как они работают?
6.	Назовите типы пневмоприводов и рас-
скажите об их работе.
ГЛАВА 19
АВТОМАТИЗАЦИЯ И МЕХАНИЗАЦИЯ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ
1.	Общие сведения
В целях повышения производи-
тельности и качества обработки на
токарных станках, облегчения усло-
вий труда токаря, а также для
создания возможностей многостаноч-
ного обслуживания проводится по-
стоянная работа по автоматизации
и механизации токарных станков.
Под механизацией станка пони-
мают его оснащение различными
устройствами, облегчающими труд
рабочего при выполнении технологи-
ческих операций. Автоматизация
представляет собой механизацию
приемов управления станком и его
обслуживания. Механизация и авто-
матизация распространяются на ус-
тановочные перемещения, контроль
и регулированйе технологического
процесса и управление станком.
Технические средства автомати-
зации и механизации токарного
станка схематически представлены
на рис. 19.1.
К средствам механизации отно-
сятся транспортные средства, зажим-
ные устройства (самозажимные по-
водковые патроны, патроны с пневмо-
или гидрозажимом, задняя бабка
с гидро- или пневмоприводом пино-
ли), механизированный привод по-
дач резцовых салазок, механизи-
рованная подача задней бабки,
гидросуппорт (рис. 19.2).
Применение гидросуппорта поз-
воляет обрабатывать по копиру
наружные и внутренние поверх-
ности деталей сложной формы,
установленных как в центрах, так и
в патроне. Гидросуппорт устанавли-
вают вместо обычного суппорта.
Задающим движением для гидросуп-
порта является продольная (для об-
работки наружных и внутренних по-
верхностей) или поперечная (при
обработке торцовых поверхностей)
подача станка. Профиль копира 15
устанавливают на неподвижной по-
верхности станка вдоль обрабаты-
ваемой поверхности. Масло от насо-
са 1 с мотором М по гибкому
шлангу 2 подается в полость 3
цилиндра 4, из которой по калибро-
ванному отверстию в поршне 5 оно
перетекает в полость 6. Поршень
5 крепится к неподвижным салаз-
кам суппорта.
Так как площадь поршня 5
в полости 3 в два раза меньше
площади поршня 5 в полости 6, то
190
chipmaker.ru
при одинаковом давлении масла
в обеих полостях суппорт 16 подво-
дится к линии центров. Давление
масла в полости 6 регулируется
золотником 10 гидрораспределите-
ля 8, который под действием пру-
жины 11 стремится перекрыть ка-
нал 7, при этом с помощью штока
12 и рычага 13 наконечник 14
щупа прижимается к копиру 15.
Если при движении наконечника 14
по копиру рычаг 13 сжимает пружи-
ну 11, то изменяется проходное
сечение для выхода масла из по-
лости 6 в сливную магистраль 9.
При этом давление в полости 6 будет
падать при сохранении давления в
полости 3, в результате чего суппорт
4 сместится в направлении от оси
центров и относительно неподвижно-
го поршня 5. Вместе с суппортом 4
переместится корпус гидрораспреде-
лителя 8 и приведет систему в рав-
новесие.
К средствам автоматизации мож-
но отнести устройства управления
(датчики, кулачки, ограничители,
конечные выключатели, упоры),
устройства измерения, загрузочные
устройства и устройства уборки
стружки, действие которых скоорди-
нировано с работой станка и требует
вмешательства рабочего только при
наладке станка или при его подна-
ладке в процессе работы.
Конструкция продольного упора,
устанавливаемого на направляющих
станка, приведена на рис. 19.3.
Упор состоит из корпуса 1, при-
крепляемого к станине планкой 2 и
болтами 3 и 4. На нужный размер
упор устанавливают винтом 6, осна-
щенным шкалой, и контрят гайкой 5.
Для облегчения труда рабочего
для загрузки станков заготовками
применяют различные устройства,
которые в зависимости от вида
заготовок предназначаются для сор-
тового материала (прутков, труб,
проволоки и т. п.) и штучных заго-
товок (прковок, штамповок, отли-
вок и т. д.). Загрузочные устрой-
ства для штучных заготовок в зави-
симости от степени автоматизации
делят на механизированные (подъем-
Транспортныв устройства
3 Гидравлические
суппорты
/Зажимные
устройства.
Загрузочные
устройства
Устройства
управления


Измерительные
устройства
Устройства для
уВорки стружки
Рис. 19.1. Технические средства автоматизации
и механизации токарного станка
но-транспортное оборудование), по-
луавтоматические (магазинные
устройства) и автоматические (бун-
керные устройства, промышленные
роботы).
Подъемно-транспортное оборудо-
вание включает в себя мостовые
краны, кран-балки, тельферы, кон-
сольные краны и т. п. Для транс-
портирования заготовок и готовых
деталей применяют специальную та-
ру и стеллажи, которые доставляют
к станку или на склад с помощью
электрокара, погрузчика, штабелера
и другого цехового транспорта.
Полуавтоматические загрузочные
устройства (магазинные) применяют
для быстрой загрузки станков заго-
товками небольшой массы. В зави-
симости от формы заготовок, темпа
загрузки и других факторов магази-
Рис. .19.2. Гидрофицированный суппорт токар-
ного станка
191
chipmaker.ru
Рис. 19.3. Продольный упор
Рис. 19.4. Загрузочные устройства
а — блок-схема магазинного загрузочного устрой-
ства {М — магазин, ОТС — отсекатель, П — пи-
татель); б и в — лотковые магазины, г—секцион-
ный магазин, д — шахтный магазин, е — схема ав-
томатического загрузочного устройства (Б—бун-
кер, ОУ - ориентирующее устройство)
Рис. 19.5. Отсекатели качающиеся (а и в),
шиберные (б и е), дисковые (г),
кулачковые (д)
ны выполняют лотковыми, трубчаты-
ми, цепными, секционными и т. д.
Загрузочные устройства этого типа
состоят из магазина М, отсекателя
ОТС и питателя П (рис. 19.4, а—е).
Магазин предназначен для создания
запаса заготовок. Отсекатели
(рис. 19.5) служат для отделения
одной или нескольких заготовок от
общего потока (рис. 19.5, а—е),
их конструкции зависят в основном
от формы заготовок и поэтому отли-
чаются большим разнообразием;
управление отсекателями осуществ-
ляется от станка. Питатели подают
заготовки в рабочую зону и бывают
шиберного, маятникового, револь-
верного и других типов.
Расширяется применение про-
мышленных роботов для установки
заготоврк и снятия деталей, выпол-
нения контрольных операций в про-
цессе обработки и др. Промышлен-
ные роботы значительно облегчают
труд рабочего при обслуживании
станка или группы станков.
Магазинное загрузочное устрой-
ство для токарного станка показа-
но на рис. 19.6. На кронштейне 2,
установленном на передней бабке 12
станка, закреплен лоток 1. Заготовку,
движущуюся по направляющей 3,
в самозажимной кулачковый патрон
11 подает питатель 5, установлен-
ный на шлицевом валу 9, который
может поворачиваться в опорах
кронштейна 10. При повороте пита-
теля 5 влево для загрузки стайка
тяга 8 под действием пружины 7
перемещается вправо (так как упор 6
в этом случае не ограничивает её
движение) и зажимает заготовку
рычагом 4 на оси О. От выпадания
деталь удерживается верхней частью
питателя 5. После установки детали
в патроне питатель 5 перемещается
вправо; при этом тяга 8, упираясь
одним концом в упор 6, другим
концом поворачивает рычаг 4 на оси
О против часовой стрелки и дает
ему возможность принять очередную
деталь из магазина.
Для обработки деталей в услови-
ях серийного производства эффек-
тивно использование токарных авто-
192
chipmaker.ru
Рис. 19 6. Магазинное загрузочное устройство для токарного станка
матов и полуавтоматов. Например,
для обработки деталей типа втулок,
колец, валов применяют токарные ав-
томаты, на которых все операции,
включая контроль размеров деталей,
производятся автоматически. Функ-
ции рабочего при обслуживании то-
карного автомата сводятся лишь
к тому, чтобы следить за исправной
работой автомата, периодически за-
гружать его заготовками и периоди-
чески контролировать качество обра-
ботки.
При обслуживании токарного по-
луавтомата рабочий произродит сме-
ну заготовки, пуск станка, измере-
ние готовой детали и другие опера-
ции, связанные с обработкой заго-
товки.
Токарные автоматы и полуавто-
маты в зависимости от ориентации
оси шпинделя подразделяются на
горизонтальные и вертикальные; в
зависимости от числа шпинделей —
на одношпиндельные и многошпин-
дельные; в зависимости от приме-
няемой заготовки (пруток, труба,
поковка, отливка, штамповка и
др.) — на прутковые и патронные.
Автоматы и полуавтоматы, свя-
занные между собой транспортными
и загрузочными устройствами, обра-
зуют автоматизированные участки
(если имеется возможность перена-
ладки на обработку других деталей)
или автоматическую линию (если
такая возможность практически от-
сутствует) .
2.	Винторезные токарные станки.
Токарные полуавтоматы
Винторезные токарные
станки. В отличие от токарно-
винторезных станков винторезные
станки предназначены только "для
нарезания резьб, т. е. для обра-
ботки массовых деталей, к точности
резьбы которых предъявляются вы-
сокие требования, которые невоз-
можно обеспечить при обработке на
токарно-винторезных станках. В
соответствии с этим винторезные
станки должны иметь повышенные
точность и жесткость. В конструкции
таких станков предусмотрены: жест-
кая и монолитная станина; перед-
няя бабка повышенной жесткости;
193
chipmaker.ru
Рис. 19.7. Схема наладки многорезцового токарного полуавтомата на обработку ступенчатого
вала
шпиндель, смонтированный на под-
шипниках скольжения или качения
повышенной жесткости и точности,
суппорт без верхней поворотной час-
ти; удлиненные направляющие ка-
ретки суппорта; ходовой винт боль-
шого диаметра, смонтированный на
роликоподшипниках и размещенный
внутри станины между направляю-
щими, что исключает перекосы ка-
ретки суппорта при движении по
направляющим станка.
Кроме того, на станке имеются
корректирующие устройства (линей-
ки), компенсирующие неравномер-
ность тепловой деформации ходового
винта, погрешности его изготовления
и др. Повышение точности и жест-
кости винторезной кинематической
цепи достигается также сокраще-
нием числа звеньев. Например, от-
сутствует коробка подач, а настрой-
ку винторезной цепи на шаг нарезае-
мой резьбы выполняют гитарой смен-
ных зубчатых колес. На станке также
предусмотрен автоматизированный
цикл нарезания резьбы.
Токарные полуавтоматы.
Токарные гидрофицированные полу-
автоматы предназначены для много-
резцовой и копировальной обработ-
ки и являются быстроходными, мощ-
ными й высокопроизводительными
194
станками, которые широко приме-
няются в условиях серийного и мас-
сового производства.
Многорезцовые полуавтоматы мо-
гут иметь один или два шпинделя
и от двух до четырех суппортов.
Одношпиндельные многорезцовые
полуавтоматы могут быть центро-
выми и патронными, а двухшпин-
дельные— патронными. На рис. 19.7
показана схема наладки многорез-
цового токарного полуавтомата на
обработку в центрах ступенчатого
вала. В переднем суппорте закреп-
лены проходные резцы 1—5, которые,
перемещаясь с продольной подачей,
обрабатывают поверхности. Резцы
6—8, закрепленные в заднем суппор-
те, перемещаясь с поперечной пода-
чей, обрабатывают канавки, подре-
зают торцы и снимают фаски.
Токарные гидрокопировальные
одношпиндельные полуавтоматы
предназначены для изготовления де-
талей сложного профиля с цилинд-
рическими, коническими и фасонны-
ми поверхностями. Особенность этих
станков в том, что они оснащены
верхним гидрокопировальным суп-
портом, который расположен над
деталью, установленной в центрах
станка. Обработка фасонного профи-
ля ведется одним резцом, воспроиз-
chipmaker.ru
водящим иа детали фасонный про-
филь шаблона, по которому пере-
мещается щуп гидрокопировального
суппорта. Резцами, установленными
на нижних суппортах, производят
подрезку торцов, протачивание кана-
вок и др.
В станке все суппорты осуществ-
ляют автоматизированные циклы
рабочих и холостых движений,
которые выполняются в определен-
ной последовательности. Окончание
обработки одним суппортом служит
командой для включения в работу
другого суппорта. Управление полу-
автоматом производится прикреп-
ленными к кареткам суппортов ку-
лачками, которые при движении
вместе с суппортами нажимают на
конечные выключатели и выполняют
необходимые переключения. Для
сокращения цикла обработки, а так-
же переналадки и настройки на дру-
гую деталь полуавтоматы осна-
щаются системами числового про-
граммного управления.
3.	Одношпиндельные токарные
автоматы
Одношпиндельные токарные ав-
томаты по способу обработки под-
разделяются на фасонно-отрезные,
продольного точения и токарно-
револьверные.
Фасонно-отрезные автоматы
предназначены для изготовления ко-
ротких деталей диаметром до 25 мм.
Заготовкой является пруток или про-
волока, свернутая в бунт. Работа
автомата начинается с установки
упора 3 по оси шпинделя станка
и подачи прутка или проволоки до
этого упора (рис. 19.8). Затем упор
3 отводится в исходное положение.
Обработка детали 2 производится
врезной подачей фасонного резца
суппортом 4. Обработанная деталь
отрезается резцом, установленным
в отрезном суппорте 1. Фасонно-от-
резные автоматы могут име^ь до пяти
радиально расположенных суппор-
тов, оснащенных отрезными и фасон-
ными резцами и работающих вреза-
Рис. 19-8. Схема работы фасонно-отрезного
автомата
нием с поперечной подачей. Кроме
того, фасонно-отрезные автоматы
могут быть оснащены дополнитель-
ным шпинделем, расположенным по
оси прутка. Шпиндель имеет вра-
щательное движение и поступатель-
ное перемещение, что позволяет
сверлить, нарезать резьбу и др.
На автоматах продольного точе-
ния (рис. 19.9) обработка заготовок
из прутка 18 производится осевым
перемещением шпиндельной бабки 12
при неподвижных режущих инстру-
ментах или при совмещенном ра-
диальном перемещении инструмента
в суппортах 1, 2, 3, 4 и 5. Сложение
этих движений позволяет изготов-
лять детали сложного профиля —
ступенчатые валики, детали со сфе-
рической и конической поверхнос-
тями и др.
Всего на вертикальных суппортах
автоматов можно установить до пяти
резцов для обработки наружной
и внутренней поверхностей. Горизон-
тальные суппорты 1 и 2 установле-
ны на балансире 6, который может
качаться на оси 7. При вращении
кулачка 9 упор 10, прижимаясь
пружиной 8, поворачивает балансир
6 и перемещает суппорты 1 и 2 отно-
сительно оси шпинделя. Особен-
ностью конструкции автоматов про-
дольного точения является нали-
чие люнетной втулки 13, которая
служит опорой обрабатываемой за-
готовки. Близкое расположение ре-
жущего инструмента 15 к люнетной
втулке позволяет производить обра-
195
chipmaker.ru
Рис. 19.9. Схема работы автомата продольного точения
ботку с минимальной деформацией
от сил резания и высокой точностью
на длине, равной 20—30 диаметрам
детали.
После отрезки готовой детали
отрезной резец 14 не отводится,
а используется в качестве упора
для подаваемого прутка. После
отрезки детали зажимная цанга 11 1
разжимается и пруток перемещается
грузом 17 через штангу 16 до упора
в резец 14. После разжима цанги 11
бабка 12 отводится от люнетной
втулки 13 на рабочий ход; затем цан-
га зажимается, резец 14 отводится
и цикл повторяется.
Одношпиндельные автоматы про-
дольного точения позволяют произ-
водить посредством пяти суппортов
многоинструментную обработку ци-
линдрических, конических и фасон-
ных поверхностей, а также прорез-
ку канавок и подрезку торцов
из прутков диаметром до 16 мм.
Технологические возможности авто-
матов продольного точения значи-
тельно расширяются при использо-
вании различных приспособлений.
Токарно-револьверные одношпин-
дельные автоматы ’предназначены
для изготовления деталей из прутка
диаметром до 40 мм и оснащены
тремя или четырьмя поперечными
суппортами и шестипозиционной ре-
вольверной головкой с горизонталь-
ной осью вращения, перпендикуляр-
ной оси шпинделя станка. Суппорты
работают с поперечной врезной по-
дачей, а револьверная головка —
с продольной. Токарно-револьверные
одношпиндельные автоматы по срав-
нению с фасонно-отрезными автома-
тами позволяют изготовлять детали
более сложного профиля.
Рнс. 19.10. Схема работы многошпиндельнопо автомата:
а — расположение суппортов, б — схема привода
196
chipmaker.ru
4.	Многошпиндельные автоматы
Для обработки заготовок диамет-
ром более 20 мм в серийном
производстве используют горизон-
тальные и вертикальные много-
шпиндельные автоматы. Горизон-
тальные автоматы могут быть четы-
рех- и шестишпиндельными (реже
пяти- и восьмишпиндельными).
Шпиндели предназначены для за-
крепления обрабатываемых прутков
и получают вращение от одного
привода (рис. 19.10). Шпиндели
располагаются в барабане парал-
лельно горизонтальной оси его вра-
щения. Шпиндельный барабан имеет
фиксированные положения, соответ-
ствующие числу шпинделей, что поз-
воляет последовательно менять пози-
ции шпинделей. Число поперечных
суппортов в многошпиндельных авто-
матах обычно соответствует числу
шпинделей. Подвод и отвод инстру-
мента суппортами производится при
повороте кулачков распределитель-
ного вала, который расположен
над шпиндельным барабаном. Мно-
гошпиндельные автоматы имеют про-
дольный суппорт, который представ-
ляет собой каретку (с числом гра-
ней, соответствующих числу шпин-
делей), расположенную на одной оси
со шпиндельным барабаном. По каж-
дой грани каретки перемещаются
суппорты с инструментом. Управ-
ляются суппорты от кулачков рас-
пределительного вала. Изменение
хода суппортов производится изме-
нением длины плеч рычагов. В неко-
торых продольных суппортах разме-
щаются инструментальные шпинде-
ли, которые имеют самостоятельное
вращательное движение для сверле-
ния отверстий, нарезания .резьбы
и др.
Наладка шестишпиндельного ав-
томата приведена на рис. 19.11.
В позиции 1 шпиндельного бараба-
на обтачивание шестигранного прут-
ка по наружной поверхности и на-
ружной фаске производится попе-
речными суппортами, а сверление —
продольным суппортом. В позиции 2
производятся сверление, подрезание
Рис. 19.11. Схема наладки шестишпиндельного
автомата
торца и растачивание внутренней
фаски; в позиции 3 — досверлива-
ние отверстия и обтачивание наруж-
ной поверхности; в позиции 4 — зен-
керование отверстия и обтачивание
наружной поверхности; в позиции
5 — растачивание канавки; в пози-
ции 6 — нарезание внутренней резь-
бы и отрезка готовой детали. На-
ружные поверхности могут обраба-
тываться режущими инструментами,
установленными на продольных и по-
перечных суппортах. Нарезание
резьб выполняется путем изменения
частоты вращения плашки или мет-
чика, которые вращаются в том же
направлении, что и заготовка. При
вращении инструмента с частотой
вращения большей, чем частота вра-
щения заготовки, происходит нареза-
ние резьбы. По окончании нарезания
резьбы частота вращения инстру-
мента становится меньше, чем час-
тота вращения заготовки, и происхо-
дит вывинчивание инструмента. Ис-
пользование инструментальных
шпинделей позволяет устанавливать
нужную частоту вращения инстру-
мента (в зависимости от диаметра
сверла, развертки и др.), отличную
от частоты вращения заготовки.
Технологический процесс разра-
батывают таким образом, чтобы вре-
мя обработки на всех позициях
было по возможности одинаковым.
Машинное время цикла равно вре-
мени наиболее продолжительной об-
работки в одной из позиций.
В патронном исполнении при об-
работке штучных заготовок (штам-
197
chipmaker.ru
Рис. 19.12. Схема затылования фрезы
повок, отливок и т. п.) по приве-
денному выше автоматическому цик-
лу многошпиндельный автомат мо-
жет работать как полуавтомат.
В этом случае после окончания об-
работки станок останавливают и
вручную заменяют готовую деталь
заготовкой.
5.	Токарно-затыловочные станки
Токарно-затыловочные станки
предназначены для затылования чер-
вячных, дисковых и фасонных фрез
и других инструментов с помощью
резца или шлифовального круга.
Кроме того, на этих станках можно
нарезать метрическую, дюймовую
и модульную резьбы. Конструктивно
токарно-затыловочный станок вы-
полнен аналогично токарно-винто-
резному.
Фреза — вращающийся инстру-
мент, который производит резание
зубьями, расположенными по окруж-
ности на рабочей поверхности фре-
зы. Каждый зуб представляет собой
резец, который имеет все парамет-
ры режущих кромок, характерные
для токарных резцов. Кроме того,
у фасонных фрез каждый зуб может
иметь профиль определенной формы,
который должен сохраниться при пе-
реточках. В этом случае, как и фа-
сонные резцы, зубья фасонных фрез
затачивают по передней поверхности,
а для того, чтобы при переточках
сохранились профиль зубьев и задние
углы, производят затылование зубь-
ев. Фрезы затылуют резцом, который
при равномерном вращении фрезы
в центрах станка равномерно пере-
мещается в радиальном направлении
(начиная от вершины зуба фрезы)
по задней, поверхности, образуя
нужный профиль.
Зная задний угол а, диаметр D
и число z зубьев фрезы, можно
определить величину К. затылования,
т. е. величину радиального переме-
щения резца (рис. 19.12, а, б):
K=(n£>/z)tga.
В качестве кривой затылования
принята архимедова спираль. Для
затылования фрезы необходимо, что-
бы резец (рис. 19.13, а) за один
оборот шпинделя станка совершил
столько же двойных ходов, сколько
Рис. 19.13. Основные методы затылования:
а схема снятия припуска, б затылование червячной фрезы, виг — затылование цилиндрической
• фрезы с прямыми и винтовыми зубьями соответственно
198
chipmaker.ru
зубьев у фрезы. После каждого
полного оборота шпинделя, а следо-
вательно, и обрабатываемой фрезы
производится подача суппорта с рез-
цом в направлении фрезы. На
рис. 19.13, б—г показаны методы
затылования.
Затылование зубьев фрезы обес-
печивается специальным механизмом
(рис. 19.14), соединенным с попереч-
ными салазками суппорта. Измене-
ние величины ^ода затылования
от 0 до 18 мм регулируется изме-
нением положения камня 5 с опорой
4 относительно оси 3 качания рычага
2. Перемещение камня 5, связанного
с поперечными салазками суппорта
6, производится винтом 7. При пере-
мещении камня 5 вправо увеличи-
вается плечо рычага 2 и величина
хода затылования суппорта с инстру-
ментом и наоборот. При этом ампли-
туда качания рычага 2 от кулачка 1
остается постоянной, но профиль
кулачка обеспечивает плавную пода-
чу резца при резании и быстрый
его отвод в конце хода.
После установки фрезы в центрах
станка резец устанавливают в резце-
держатель. Затылование может вы-
полняться также комплектом из
двух-трех резцов. При этом один из
них имеет режущую кромку, па-
раллельную оси шпинделя, и им
обрабатывают верхнюю затылован-
ную часть фрезы. Установку режу-
щей кромки этого резца выполняют
по контрольной оправке. Чтобы
проверить правильность установки
резца, нужно на обработанные места
двух соседних зубьев наложить
лекальную линейку. Если между
обработанной поверхностью зубьев
и линейкой не будет зазора, то резец
установлен правильно.
Другой резец имеет две главные
режущие кромки, у которых угол
при вершине равен углу впадины
обрабатываемой фрезы. Установку
такого резца производят по шаблону.
Тыльную сторону шаблона следует
прижать к контрольной оправке,
установленной в центрах станка. Ра-
бочая сторона шаблона при этом
должна плотно прилегать к двум
Рис. 19.14. Схема механизма изменения
величины хода затылования
главным режущим кромкам резца.
После пробной обработки боковой
поверхности зуба фрезы проверяют
обработанный профиль зуба шабло-
ном, принимая за базу наружную
затылованную поверхность зуба.
После окончания обработки одной
боковой поверхности зуба, не изме-
няя положения резца, подводят его
к противоположной стороне соседне-
го зуба и производят окончатель-
ную обработку впадины фрезы. Если
необходимо установить другой боко-
вой резец, то применяют тот же
способ установки, что и для первого
бокового резца.
Для шлифования зубьев червяч-
ных и других фрез на станке вместо
резцедержателя устанавливают шли-
фовальную головку. Шлифовальный
круг правится специальным устрой-
ством по форме шлифуемых зубьев.
Затем круг устанавливают на угол
винтовой линии и подводят к обра-
батываемой поверхности фрезы. По-
следовательность обработки и изме-
рения зубьев фрезы в * процессе
шлифования такие же, как и при
обработке резцами.
Контрольные вопросы
1.Что дает автоматизация и механиза-
ция станков?
2. Какими средствами можно автомати-
зировать станок?
3. Перечислите токарные станки, специа-
лизированные на изготовление определенных
деталей, автоматы и полуавтоматы. Как они
работают?
199
chipmaker.ru
ГЛАВА 20
ОСНОВЫ ПРОГРАММНОГО
УПРАВЛЕНИЯ СТАНКАМИ
1. Общие сведения
Повышение производительности
и качества работы на токарных
станках связано с дальнейшей меха-
низацией ручных работ и автомати-
зацией цикла обработки'. Циклом
обработки называется совокупность
перемещений рабочих органов, по-
вторяющихся при обработке каждой
заготовки. Простейшим примером
автоматизации цикла является ис-
пользование кулачка 3 и конечного
выключателя 4, которые размыкают
цепь электродвигателя 1 и останав-
ливают перемещение суппорта 2
(рис. 20.1).
Комплекс перемещений рабочих
органов в цикле работы станка
осуществляется в определенной по-
следовательности, т. е. по программе.
Управляющая программа — сово-
купность команд, соответствующая
заданному алгоритму функциониро-
вания станка по обработке конкрет-
ной заготовки. Алгоритм — способ
достижения цели (решения задачи)
с однозначным описанием процедуры
его выполнения. Программа работы
исполнительных органов станка за-
дается с помощью программоноси-
теля. Программоноситель — носи-
тель данных, на которых записана
управляющая программа. В качест-
ве программоносителя используют
перфоленту, магнитную ленту, маг-
нитный диск. На программоносителе
может быть представлена геометри-
ческая и технологическая инфор-
мация.
Технологическая информация со-
держит данные о последовательности
ввода в работу различных инстру-
ментов, изменении режима резания,
включении смазочно-охлаждающей
жидкости и т. д. Геометрическая
информация характеризует форму
и размеры элементов детали и инст-
румента и их взаимное положение
в пространстве.
200
При ручном управлении станком
программу обработки задает рабочий
после изучения чертежа детали. Он
определяет порядок переходов при
обработке различных поверхностей,
число проходов, необходимый инст-
румент в его смену, режим реза-
ния и т. д.
В программном управлении стан-
ками широко применяют системы, ко-
торые значительно сокращают время
переналадки станка, обеспечивают
высокую точность и стабильность
обработки. Программное управление
станком — это автоматическое уп-
равление его работой по програм-
ме, заданной в виде чисел или
символов, определяющих величины
и характер перемещений его ис-
полнительных органов. Наиболее
распространенными системами про-
граммного управления станком явля-
ются системы числового програм-
много управления (СЧПУ), основан-
ные на использовании чисел для за-
дания программы перемещений ис-
полнительных органов станка в
процессе обработки.
Функции, выполняемые СЧПУ,
можно разделить на основные и до-
полнительные. Основной функцией
СЧПУ является управление приво-
дами подач станков в соответствии
с заданной программой. Дополни-
тельные функции предусматривают
изменение по программе частоты
вращения шпинделя, вида инстру-
мента и т. п.
Обобщенная структурная схема
СЧПУ представлена на рис. 20.2.
Устройство 1 ввода программы
считывает программу, т. е. преобра-
зовывает ее в электрические сигна-
лы и направляет в устройство 4 отра-
ботки программы, которое через
устройство 5 управления приводом
воздействует на объект регулирова-
ния — привод 6 подач. Величину
перемещения подвижной сборочной
единицы (узла) станка, связанного
chipmaker.ru
с приводом 6 подач, контролирует
датчик 8, включенный в цепь глав-
ной обратной связи. Информация
с датчика 8 через устройство 7
обратной связи поступает в устройст-
во 4 . отработки программы, где
происходит сравнение фактического
перемещения сборочной единицы
(узла) подачи с заданным по про-
грамме для внесения соответствую-
щих корректив в произведенные
перемещения. Для исполнения до-
полнительных функций с устройства
1 ввода программы электрические
сигналы поступают в устройство 2
технологических команд, которое
воздействует на исполнительные эле-
менты 3 технологических команд
(двигатели, электромагниты, элект-
ромагнитные муфты и др.); при этом
исполнительные элементы включают-
ся или выключаются.
Станки с ЧПУ быстро перенала-
живаются без смены или переста-
новки механических элементов. До-
статочно изменить вводимую в ста-
нок информацию и он начнет рабо-
тать по другой программе, т. е. обра-
батывать другую заготовку (деталь).
Это определяет высокую универсаль-
ность станков с ЧПУ. Применение
станков с ЧПУ удобно в тех случаях,
когда требуется быстрый переход на
изготовление другой детали, обра-
ботка которой на обычных станках
потребовала бы изготовления и при-
менения специальной оснастки.
На станках с ЧПУ точность
размеров и формы обрабатываемой
детали, а также требуемая шерохо-
ватость поверхности обеспечиваются
жесткостью и точностью станка,
дискретностью и стабильностью по-
зиционирования и ввода коррекции,
а также качеством СЧПУ.
Автоматическая (по программе)
обработка на станках с ЧПУ обеспе-
чивает стабильность качества и иден-
тичность изготовленных деталей всей
партии, так как при этом исклю-
чаются негативные факторы, имею-
щие место при ручном управлении
(усталость рабочего, отвлечение его
внимания внешними воздействиями,
отрицательные и положительные эмо-
Рис. 20.1. Схема автоматизированного цикла:
1 — электродвигатель, 2 — суппорт, 3 — кулачок,
4 — конечный выключатель
ции, погрешности отсчета текущего
размера при обработке, временное
нарушение координации движения
рук и др.), а также исключаются
ошибки рабочего, связанные с обес-
печением точности размеров при пе-
реходе от одной обрабатываемой
поверхности к другой.
Применение станков с ЧПУ поз-
воляет создавать новые прогрессив-
ные формы организации производ-
ства с использованием вычислитель-
ной техники и значительно сокра-
тить сроки освоения выпуска новых
изделий. При использовании станков
с ЧПУ появляется возможность
централизованной подготовки про-
грамм с применением современных
средств вычислительной техники,
обеспечивается возможность дистан-
ционного управления станками и од-
новременного управления нескольки-
ми станками.
Рис. 20.2. Обобщенная структурная схема
СЧПУ:
1 — устройство ввода программы, 2 — устройство
технологических команд, 3 — исполнительные эле-
менты технологических команд, 4—устройств от-
работки программы, 5—устройство управления
приводом, 6 — привод подач, 7 — устройство об-
'	ратной связи, 8 — датчик
201
chipmaker.ru
2. Классификация СЧПУ
СЧПУ могут быть разомкнутыми,
замкнутыми и самонастраивающими-
ся (адаптивными). В разомкнутых
СЧПУ (рис. 20.3, а) используют
один поток информации. Програм-
ма 1 проходит через считывающее
устройство 2, в результате чего на
выходе последнего появляются
командные сигналы, которые после
преобразования в звене 3 направ-
ляются к механизму 4, осуществ-
ляющему перемещение исполнитель-
ных органов станка (например,
суппортов). Соответствие действи-
тельного перемещения заданному
не проверяется.
В замкнутых СЧПУ (рис. 20.3, б)
используют два потока информации
(т. е. имеется обратная связь).
Один поток поступает от считы-
вающего устройства 2, а второй —
от устройства 7, измеряющего дейст-
вительные перемещения суппортов,
кареток или других исполнительных
органов станка. Программа /, прохо-
дя через считывающее устройство 2,
вызывает сигналы, которые посту-
пают сначала в звено 3, а затем
после преобразования — в систему
А. Последняя состоит из сравниваю-
щего устройства 4, в которое посту-
пают задающие сигналы от звена 3
(направляющиеся через усилитель 5
к исполнительному двигателю 6)
и сигналы от датчика 7 о действи-
тельных перемещениях исполнитель-
ных органов станка. В сравниваю-
щем устройстве 4 поступающие сиг-
налы сравниваются и в случае их
расхождения появляется сигнал, ко-
торый направляется через звено 5
к исполнительному двигателю 6.
Рис. 20.3. Схема действия разомкнутой (а)
и замкнутой (б) СЧПУ
В результате этого исполнительные
органы станка перемещаются до тех
пор, пока действительная величина
перемещения не будет соответство-
вать заданной, после чего сигналы
на выходе сравнивающего устройст-
ва 4 исчезнут.
В самонастраивающихся систе-
мах в информацию, поступающую
от считывающего устройства, вносят-
ся дополнительные изменения с уче-
том поступающей из блока памяти
информации о результатах обработ-
ки предыдущей заготовки. Это позво-
ляет повысить точность обработки,
так как изменения условий работы
запоминаются и обобщаются в сбо-
рочных единицах (узлах) самона-
стройки памяти станка, а затем
преобразуются в управляющий сиг-
нал.
Все действия, выполняемые эле-
ментами станка по сигналам СЧПУ,
делятся на две группы: первая —
перемещения исполнительных орга-
нов станка; вторая — включения
и выключения, обеспечивающие из-
менение режима резания, смену инст-
румента и т. д.
СЧПУ классифицируют по раз-
личным признакам: по виду управ-
ления движением — позиционные,
прямоугольные, непрерывные (кон-
турные) ; по принципу работы —
сравнения (только для позиционных
и прямоугольных) и без сравнения;
по типу привода — со ступенчатым
(только для позиционных и прямо-
угольных) и бесступенчатым регули-
рованием, с шаговым, со следящим;
по типу датчика измерительного
устройства — с абсолютным, цикли-
ческим, импульсным, без датчика
положения (только для СЧПУ с ша-
говым приводом); по числу одно-
временно управляемых координат —
по одной (только для позиционных
и прямоугольных), двум, трем, четы-
рем и более.
Система адаптивного управления
отличается от обычной СЧПУ авто-
матической приспособляемостью
процесса обработки заготовки к из-
меняющимся условиям обработки
(по определенным критериям) в це-
202
chipmaker.ru
лях лучшего использования возмож-
ностей станка и инструмента. Стан-
ки с обычной СЧПУ (в отличие
от станков с системой адаптивного
управления) отрабатывают програм-
му без учета действия случайных
факторов — величины припуска,
твердости обрабатываемого материа-
ла, ширины резания, состояния ре-
жущих кромок инструмента, изме-
нения жесткости системы СПИД
и т. д. В зависимости от поставлен-
ной задачи и методов ее решения
системы адаптивного управления
разделяют на системы регулирования
какого-либо параметра (например,
подачи, скорости резания и т. д.)
и системы, обеспечивающие поддер-
жание наибольшего значения одного
или нескольких параметров.
Представленная на рис. 20.4 си-
стема адаптивного управления то-
карным станком может быть исполь-
зована для повышения точности
обработки. Одним из факторов,
в значительной степени снижающих
точность обработки, являются упру-
гие деформации системы СПИД.
Благодаря регулированию поддер-
живается постоянная величина уси-
лия резания самой деформации, что
обеспечивает необходимую точность
при обработке заготовок с перемен-
ным припуском.
Позиционные СЧПУ обеспечива-
ют точную установку исполнитель-
ного механизма в заданное положе-
ние. В процессе обработки исполни-
тельный орган в определенной после-
Рис. 20.4. Токарный станок с системой адап-
тивного управления:
1 — электромагнитный усилитель, 2 — электродви-
гатель, 3 — сравнивающее устройство, 4 — задаю-
щее устройство, 5 резец с датчиком
довательности обходит заданные
координаты по осям X и У
(рис. 20.5, а). В этом случае сначала
выполняется установка (позициони-
рование) исполнительного органа в
точке с заданными координатами,
а затем — обработка. Разновид-
ностью позиционных СЧПУ являются
прямоугольные СЧПУ, в которых
программируются не точки, а отдель-
ные отрезки, но при этом продоль-
ная и поперечная подачи разделены
во времени. Прямоугольные СЧПУ
(рис. 20.5, б) обеспечивают после-
довательное включение продольной
или поперечной подачи, при этом
происходит обработка поверхности
ступенчатой формы; такие СЧПУ
используются в токарных, карусель-
ных, револьверных, фрезерных и дру-
гих станках. Обработка ступенчатых
валов и других деталей с прямо-
угольными контурами производится
только по траекториям, параллель-
Рис. 20.5. Виды обработки при использовании позиционных (а), прямоугольных (б) и контур-
ных (в) СЧПУ::
1,2,3 — номера обрабатываемых отверстий; х,, х2, х$ и у„ у2, у3 — координаты отверстий по осям X и У;
Дх2, Дх3, Др2, Ду3-» яриращення координат; snp и snon — продольная и поперечная подача
203
chipmaker.ru
ным направлению перемещений ра-
бочих органов.
Контурные СЧПУ (рис. 20.5, в).
обеспечивают непрерывное управле,-
ние движениями рабочих органов
в соответствии с заданными зако-
нами изменения пути и скорости
перемещения для получения необ-
ходимого контура обработки. При
контурной обработке инструмент
движется относительно заготовки
по криволинейной траектории,
которая получается в резуль-
тате сложения движений по
двум (плоская криволинейная тра-
ектория) или трем (пространст-
венная криволинейная траектория)
прямолинейным координатам. Такие
СЧПУ используются в токарных
и фрезерных станках, при изготов-
лении деталей с фасонными поверх-
ностями. Подача s инструмента в
каждый данный момент получается
как результат сложения подач по от-
дельным координатным осям, т. е.
сложением поперечной snon и про- .
дольной snp подач. Таким образом,. I
перемещения инструмента по различ-
ным координатным осям функцио-
нально связаны друг с другом.
3. Сведения об основных кодах
По виду информации системы
программного управления делятся на ,
числовые и нечисловые. В числовых '
системах величину перемещения ис-
полнительных органов или значения
координат точек обрабатываемой
поверхности относительно начальной
системы координат задают с по-
мощью чисел.
В нечисловых системах, работаю-
щих по методу переключений, каж- -
дому перемещению исполнительного
органа соответствует определенное
состояние электрической схемы стан-
ка, а информация о требуемых пе-
ремещениях рабочих органов задает-
ся предварительным набором с по- .
мощью упоров, шаблонов, копиров,
кулачков и т. д.
Информация СЧПУ может за^а- 
ваться в различных кодах. Код — 1
это условное обозначение цифр,
чисел и букв, необходимых для
составления программы, нанесения
ее на программоноситель и правиль-
ного прочтения СЧПУ. К коду
предъявляются следующие требова-
ния: краткость записи, легкость
прочтения человеком после непро-
должительной практики пользования
этим кодом; минимальная вероят-
ность ошибки при автоматических
чтении и записи кода.
Существуют понятия «цифра»
(0, 1, 2, ..., 9) и «число», которое
является последовательностью цифр
с учетом их разрядности.
Совокупность приемов, наимено-
вания и записи чисел называются
счислением. В качестве основания
для построения системы счисления
можно использовать любое целое
число В~^ 1, т. е.
z=ZiBn -1+z,Bn ~2+zkBn -3+... +
+ ZpBn~n, где Z — кодируемое чис-
ло; Z„ Zj, Zk,.... Zp — цифры, из кото-
рых составлено число; п — разряд
цифры; В>1—основание счисле-
ния.
В СЧПУ применяют и единичный
код, называемый также унитарным.
В этом коде число выражается ко-
личеством цифр 1. Например, числа
1, 2, ..., 9, 10 записываются в уни-
тарном коде следующим образом:
1; 11; ...; 111111111, 1111111111.
В десятичной системе
счисления число представляется
как сумма произведений цифр (0, 1,
2, ..., 9) на 10", где п — разряд этой
цифры.
В этой системе основание 2?= 10.
Например, число 1265,4 записывает-
ся следующим образом: 1265,4 =
= 1 -103 4-2 - 102 + 6- 10'+ 5- 10° +
+4-10-'.
Этот вид записи, имея наиболь-
шую наглядность при записи чисел
на бумаге, вызывает наибольшие
трудности при реализации в схемах
вычислительной техники. Читающее
устройство не может в одной стро-
ке различать десять возможных
цифр, поэтому каждый разряд цифр
должен иметь десять строк с разде-
лением от 0 до 9, т. е. для пятираз-
рядного числа нужно пятьдесят
204
chipmaker.ru
строк. В двоичной систе м'е
счисления основание В—2. При
этом цифры (0, 1, 2, ..., 9) изобра-
жаются как четырехразрядные дво-
ичные числа (табл. 6).
Таблица 6
Циф-
ры
23
22
2‘
2°
Как образуется число
О
1
2
3
4
5
6
7
8
9
О
О
О
О
О
О
О
О
1
1
О
о
о
о
1
1
1
1
о
о
о
о
1
1
о
о
1
1
о
о
о
1
о
1
о
1
о
1
о
1
0-8-|-0-4-|-0-2 + 0-1=0
0-84-0-44-0-.2+1-1 = 1
0-8 + 0-44-1-2 + 0-1=2
0-8 + 0-4+1-2+Ы=3
0-8+1-4-|-0-2 + 0-1=4
0-8+1-4 + 0-2+1-1=5
0-8+1 -4+1 -2 + 0-1 =6
0-8-1-1-4-1-1-2+1-1=7
1-8 + 0-4-|-0-2 + 0-1=8
1-8 + 0-4 + 0-2+1 • 1 =9
7=0-23+1 -224-1-21 +1 -2°=
=04-4 + 2+1=0 1.1 1
z 5=0-23+ 1 •22+0-21 +1 -2° =
= 0+4+0+1=010 1
1=0-23 + 0-22 + 0-2' + 1-2° =
=0 + 0 + 0+1=000 1
6 = 0-23+1-22+1-2*+0-2°=
=0+4 + 2+0=01 1 О
Окончательная форма записи:
7516=0111 | 0101 | 0001 | ОНО.
Здесь сохраняются десятичные
разряды (единицы, десятки, сотни
и т. д.), но- цифры в каждом из
разрядов записываются в двоичном
коде (см. табл. 6). Для записи
любой из десяти цифр достаточно
четырех знаков, а количество строк
соответствует количеству разрядов
числа, т. е. для пятиразрядного
числа нужно пять строк.
В = 2
Для записи всех цифр от 0 до 9
при двоичной системе счисления тре-
буется четыре дорожки, а не десять,
как при десятичной системе. Однако
при переходе к числам, которые
имеют несколько десятичных разря-
дов, чтение их в двоичной системе
практически невозможно, так как не-
обходимо делать довольно длитель-
ные вычисления. Например, число
8943,95 в двоичном коде будет
иметь следующий вид:
8943,95= 1000 1001 0100 ООН, 1001 0101
8	9	4	3	9	5
Двоичная система счисления для
изображения чисел в управляющей
программе использовалась при реа-
лизации в схемах и на перфоленте.
Поскольку в этой системе для изобра-
жения любых чисел используются
всего две цифры 0 и 1, то при построе-
нии блоков вычислительной техники
можно использовать элементы, имею-
щие два устойчивых состояния
(наличие или отсутствие напряжения
в цепи и т. д.).
Десятично-двоичная система
счисления удобна при пользовании,
как десятичная, и обладает преиму-
ществами двоичной.
• Например, запись числа 7516'
в десятично-двоичной системе имеет
вид:
4.	Программоносители
Запись программы для станков
с ЧПУ осуществляется на програм-
моносителях: перфолентах, перфо-
картах, магнитных лентах.
Перфокарту изготовляют из
картона. Она имеет форму прямо-
угольника, один конец которого сре-
зан для ориентации при установке
карты в считывающее устройство.
На перфокарте напечатаны 80 -коло-
нок цифр, в каждой колонке помеще-
ны цифры от 0 до 9. Программа
записывается путем пробивки отвер-
стий на месте соответствующих
цифр.
Перфоленту изготовляют из
бумаги или непрозрачного материа-
ла на синтетической основе. Про-
грамма записывается путем пробив-
ки отверстий в ленте в определенных
местах. Различают два типа перфо-
лент — пятидорожковую (шириной
17,5 мм) и восьмидорожковую (ши-
риной 25,4 мм). К достоинствам
.перфоленты относятся: простота за-
писи и обработки информации; воз-
можность автоматизировать процесс
записи; низкая стоимость; возмож-
ность многократного использования
и др.
205
chipmaker.ru
Магнитная лента как нЪси-
тель информации широко применяет-
ся в вычислительной технике. Запись
на ленте производят аналогично
звуковой записи. Магнитную ленту
шириной 35 мм изготовляют из
ацетилцеллюлозы, покрытой тонким
слоем ферромагнитной эмульсии.
Лента разделена по ширине на де-
вять дорожек, на каждую из кото-
рых записывают информацию в соот-
ветствии с управляющей програм-
мой.
Главным достоинством магнитной
ленты является возможность много-
кратно воспроизводить, стирать и за-
писывать вновь управляющие про-
граммы. К недостаткам следует от-
нести: влияние на магнитную ленту
внешней среды (температуры, влаж-
ности, магнитных полей); довольно
быстрый износ магнитного слоя;
абразивное воздействие магнитного
слоя на элементы лентопротяжного
механизма; необходимость специаль-
ной аппаратуры для записи программ
на ленту; большой расход ленты.
5.	Запись управляющей информации
Различают два вида представле-
ния управляющей информации: ко-
дированный и декодированный.
Отнесение управляющей информа-
ции к тому или иному виду зависит
от кода, используемого при програм-
мировании. Если программа записа-
на в унитарном коде, то соответст-
вующее представление информации
называется декодированным. Запись
программы в любом другом коде
соответствует представлению управ-
ляющей информации в кодированном
виде.
Информация в декодированном
виде записывается, как правило,
на магнитную ленту, а в кодирован-
ном — на перфоленту или перфокар-
ты. Магнитные ленты применяют в
токарных станках с шаговыми дви-
гателями, которым необходим деко-
дированный вид программ.
Для преобразования информа-
ции, представленной в кодированном
виде, в информацию декодирован-
ного вида используют кодопреобра-
зующее устройство — интерполятор,
который преобразует вводимые в не-
го от управляющей программы
числа в определенное число импуль-
сов, соответствующим образом рас-
пределенных по управляемым коор-
динатам. Каждый импульс, выходя-
щий из интерполятора, воздействуя
на привод соответствующей коорди-
наты, обеспечивает перемещение ра-
бочего органа станка на величину
одной дискреты (дискретность — это
величина перемещения на один им-
пульс, мм/имп), а частота импуль-
сов определяет скорость перемеще-
ния рабочего органа. Интерполято-
ры подразделяют на линейные и
линейно-круговые. Линейные интер-
поляторы обеспечивают прямоли-
нейную траекторию перемещения ис-
полнительного органа между опор-
ными точками, а линейно-круго-
вые — траекторию, состоящую из от-
резков прямой и дуг окружности.
Отверстия в перфоленте (как пра-
вило, пяти- или восьмидорожковой),
предназначенные для ее продвиже-
ния транспортным механизмом, на-
зываются транспортными; остальные
отверстия в перфоленте — кодовые.
Ряд отверстий, расположенный в на-
правлении транспортирования пер-
фоленты, называется кодовой дорож-
кой, а ряд отверстий, расположен-
ный перпендикулярно направлению
транспортирования перфоленты, на-
зывается строкой. Шаг перфорации,
или шаг строки,— расстояние между
осями рядом расположенных строк.
Положение кодового отверстия в
строке определяется расстоянием от
центра транспортного отверстия до
центра соответствующего кодового
отверстия в строке.
Для пятидорожковой перфоленты
наибольшее распространение полу-
чил буквенно-цифровой код, который
позволяет регистрировать на перфо-
ленте цифры (0, 1, 2, ..., 9) и буквы
(Н, Е, Д, Т, Ч, П, Ш, С, В, Я). Цифры
используют для записи размерной
информации, а буквы — для записи
команд. Для удобства записи и чте-
ния выбранные буквы являются на-
206
chipmaker.ru
чальными в названиях цифр: Н —
нуль; Е--единица, Д—двойка, Т —
тройка, Ч — четверка, П — пятерка,
III — шестерка, С — семерка, В —
восьмерка, Я — девятка, поскольку
буква Д уже использована. Для за-
писи команд используют тот же код,
но при этом в пятой дорожке
записывают символ «1»—признак
буквы. Применение указанных сим-
волов для кодирования команд по-
зволяет легко читать перфоленту.
При составлении программы каж-
дая буква соответствует определен-
ной команде, которая начинается
на эту букву: Е — первая координата
перемещения X; Д — вторая коорди-
ната перемещения У; Т — третья
координата перемещения Z; П — по-
дача, Ш — шпиндель (скорость),
С — смена кадров, Н — конец кадра,
В — вспомогательные команды и т. Д.
Несколько строк перфоленты,
описывающих работу одного испол-
нительного органа, составляют слово
программы, т. е. последователь-
ность символов, рассматриваемых в
определенной связи как единое це-
лое. Слово состоит из адреса, обоз-
наченного буквой, и числа, отобра-
жающего либо величину перемеще-
ния, либо скорость подачи, либо код
какой-то другой функции. Например,
слово У4-012345 означает следую-
щее: перемещение суппорта станка в
положительном направлении оси У
на величину 12 345 дискрет (импуль-
сов), что при дискретности 0,01 мм/
/имп означает перемещение на
123,45 мм. Адрес — часть слова
управляющей программы, опреде-
ляющая назначение следующих за
ним данных, содержащихся в этом
слове.
Несколько слов, описывающих
обработку определенного участка
заготовки, составляют фразу, кото-
рая содержит информацию о гео-
метрических и технологических па-
раметрах, необходимых для обра-
ботки определенного участка или
для выполнения вспомогательных
функций (начало программы, уско-
ренный подвод инструмента и т. п.).
Последовательность фраз в програм-
ме определяет последовательность
обработки отдельных участков за-
готовки (детали).
Различают два способа записи
программы: с фразами постоянной
и переменной~длины. Фразы постоян-
ной длины называют кадрами.
Кадр программы — последователь-
ность слов, расположенных в опре-
деленном порядке и несущих инфор-
мацию о технологической операции.
При записи программы кадрами каж-
дому слову отведено определенное
число строк.
При записи фразами с перемен-
ной длиной используют три спосо-
ба: адресный, табуляционный и уни-
версальный. При адресном способе
записи каждое слово начинается
с буквы, которая указывает на-
значение последующей числовой ин-
формации. Длина фраз при этом ока-
зывается переменной; одна фраза
от другой отделяется буквой Н
(знак окончания фразы). При табу-
ляционном способе записи все слова
фразы следуют друг за другом в оп-
ределенной последовательности
и разделяются буквой Я (знак та-
буляции, условно обозначаемый
TAB). При универсальном способе
используют отдельные элементы ад-
ресного и табуляционного спосо-
бов.
На рис. 20.6 показан кадр прог-
раммы, записанный на пятидорож-
ковой ленте: первое слово сверху
(перемещение по оси X) выража-
ется числом 1728; второе слово (пе-
ремещение по оси У) — числом 624;
третье слово (перемещение по оси Z)
отсутствует; четвертое слово (ско-
рость подачи) выражается числом
180; пятое слово (седьмая ступень
частоты вращения шпинделя) выра-
жается числом 7; шестое слово,
состоящее из четырех вспомогатель-
ных команд (а, б, в, г), говорит о
том, что заданы команды а и г.
При записи на восьмидорожко-
вую перфоленту (рис. 20.7) число
информационных разрядов кода рав-
но 7; восьмую дорожку используют
для обнаружения единичных оши-
бок. Кодовые дорожки нумеруются
207
chipmaker.ru
последовательно (1, 2,..., 8), начи-
ная с базовой кромки. Базовая кром-
ка — край перфоленты, от которого
начинается нумерация кодовых до-
рожек; между ведущей дорожкой
и базовой кромкой расположены
три кодовые дорожки. Для пред-
ставления информации на перфолен-
те используют 7-битный код. Бит
(отверстие) — единица информации
на перфоленте.
Каждая строка содержит одну
кодовую комбинацию с соответст-
вующим знаком четности. Для обна-
Рис. 20.7. Восьмидорожковая перфолента:
/ — кодовые дорожки, 2 — кромка базовая, 3—
номер кодовой дорожки, 4 — порядковый номер
бита в кодовой комбинации
ружеиия ошибок информации к каж-
дой кодовой комбинации добавля-
ется восьмой бит, выбор значения
которого произведен таким обра-
зом, чтобы число «единиц» В одной
строке было четное. Проверочный
элемент располагается на. восьмой
дорожке после наибольшего знача-
щего разряда. Направление дви-
жения перфоленты .противоположно
направлению, в котором перфори-
руются и считываются кодовые ком-
бинации.
6.	Подготовка и ко жирование
управляющих программ
Одной из важнейших задач при
эксплуатации станков с ЧПУ явля-
ется подготовка и кодирование уп-
равляющих программ (УП). Под-
готовка УП (например, на станке
мод. 16К20ФЗС5 с системой ЧПУ
Н22-1М) в общем случае означает
подготовку и нанесение на програм-
моноситель команд, которые необхо-
димы для обработки и могут быть
автоматически прочитаны и выполне-
ны системой ЧПУ и самим станком.
В процессе программирования ре-
шающее значение имеет сбор и упо-
рядочение информации перед тем,
как она будет нанесена на програм-
моноситель.
На рис. 20.8 приведена кодовая
таблица символов, используемых при
кодировании УП обработки (на ме-
таллорежущих станках с ЧПУ) 7-
битным кодом на восьмидорожковой
перфоленте.
УП составляют таким образом,
чтобы в кадре записывалась только
та геометрическая, технологическая
и вспомогательная информация, ко-
торая изменяется по отношению к
предыдущему кадру. При неизме-
няемой геометрической, технологи-
ческой и вспомогательной информа-
ции рекомендуется не записывать
слова в кадре по соответствующим
адресам, кроме символа табуляции
(при универсальном способе запи-
си УП).
Каждая УП начинается символом
«Начало программы». Каждый кадр
208
chipmaker.ru
программы содержит: слово, номер
кадра, информационные слова и сим-
вол «Конец кадра». УП может со-
держать главу программы и глав-
ный кадр. Глава программы — опре-
деленное количество заданных в
необходимой последовательности
кадров, из которых первый является
главным. Главный кадр — первый
в последовательности кадров, ха-
рактеризующий начальное состоя-
ние следующего за ним участка
УП.
В главном кадре программируют-
ся: подготовительные функции, раз-
мерная информация по всем коор-
динатам, подача, частота вращения
шпинделя, инструмент и вспомога-
тельные функции.
Адреса /, /, К используют только
при круговой интерполяции. Адреса
F и S вводят только при изменении
скорости подачи и частоты враще-
ния шпинделя; подготовительную
функцию G — при изменении ус-
ловий перемещения; номер коррек-
ции L — при смене инструмента;
адрес Т — при изменении номера
инструмента; X, Y и Z — в зависи-
мости от обрабатываемого контура.
После адресов геометрической ин-
формации (X, Y и Z) обязательно
указывают знак «-(-» или «—», а за-
тем числовую информацию о вели-
чине перемещения.
Для СЧПУ типа Н22-1М порядок
слов в кадре должен соответствовать
адресам, приведенным в табл. 7.
В одном кадре не могут указываться
два одноименных адреса.
Подготовительная функция G
определяет режим работы пульта
ЧПУ. Функции G01, GIO, G11—ли-
нейные перемещения, программируе-
мые при обработке заготовок (по
длине) нормальных, длинных и ко-
ротких, а именно: длинные ООО 001 —
999 999 импульсов; нормальные
00 001—99 999 импульсов; короткие
0001—9999 импульсов.
Цена импульса по координате Z
составляет 0,01 мм, по координате
Z — 0,005 мм. Величина конечной
точки перемещения (X или Z; Х и Z)
выбирается в соответствии с указан-
Кодовая таблиц*
Л» бит* (P-контрольный бит)
Ьй дорожки (Т-СИИХрОНИЗИ-
рующая дорожка)
JSO 7-ЬЦ
Значение
Отсутствие отверстий
Шаг назад	__________ _
Табуляция
Конец кадра. Смен* строки
Возврат каретки ______________________
Интервал______________________________
Начало примечания
Конец примечания
Начало программы, останови* перемотки
Главный кадр
Пропуск кадра
Знак плюс_____________________________
Знак минус____________ _______________
Цифр* 0	__________________
Цифра 1	________________________
Цифра 2_______________________________
Цифра 3_______________________________
_Цифра4_______________________________
Цифра $
Цифра 6	~	'
Цифра 7_______________________________
Цифра 8
Цифре 9_________________
Вращательное движение вокруг оси X
Вращательное движение вокруг оси У
Вращательное движение вокруг оси Z
Вращательное движение вокруг любой оси
2-я подача и пр.______________________
Подача, выдержка времени
Путевое условие_______________________
вспомогательная функция
Параметр интерполяции по ОСИ X________
Параметр интерполяции по оси Y________
Параметр интерполяции по оси Z________
Подпрограммы на перфоленте 
Дополнительная функция
Номер кадра______
Не используется	’	~
3-е перемещение, параллельное X___
Приращение глубина! и прочее
Ускоренный ход в направлении 2 и пр.
Ч исло оборотов ш пинделя
Номер инструмента
2-е перемещение, параллельное X ______
2-е перемещение, параллельное у_______
2-е перемещение, параллельное 2_______
Перемещение по X__________________
Перемещение по У__________________
Перемещение no ?______________________
Гашение____________________
Символ Сочетание отверстий
iai
!□!
1ПП1
1ПП1
юш
□□I
□□□I
--
!□□□□□
!□□□□□□
!□□□□□
!□□□□□□
!□□□□!---
!□□□□!
Ю
!□
IDI
!□!
!□□□
!□□□□
!□□
laauoa
!□□□
!□□□□
!□□□□
!□□□□□
4-
(□□I_______
lauiaiaiiu
iQQBoaai
шапппг

Рис. 20.8. Кодовая таблица
ными пределами обрабатываемых
длин заготовок.
Незначащие нули и знаки «-]-»
и «—» програмируются обязательно.
Функции G02, G20, G21 — круговое
перемещение по часовой стрелке,
программируемое при обработке
нормальных, длинных и коротких
заготовок соответственно; функции
G03, G30, G31 — круговое переме-
щение против часовой стрелки,
программируемое при обработке
нормальных, длинных и коротких
размеров соответственно.
При обработке в нескольких кад-
рах размеров одного порядка (на-
пример, нормальных) функции G01,
G02 или G03 программируются в
первом из этих кадров. Функции
G17, G18 и G19 — выбор при кру-
говой интерполяции плоскости обра-
ботки (соответственно ХУ, XZ и YZ) ;
G25 — возврат в «0» станка; G26 —
работа в приращениях; G27 — рабо-
209
chipmaker.ru
Таблица 7
Слово		* Содержание	Использование
адрес	разряд- ность		
N	3	Номер кадра	Обязательно в начале кадра
G	2	Подготовительная функция	Вводится при изменении услоаий пере-
			мещения
X	6 '	Координаты конечной точки	Обязательно если Х=#0
Z			Обязательно если Z=#0
			Указываются знаки обязательно
J	6	Координаты центра круга	Обязательно при J=/=Q и при К=/=0. Обяза-
к		относительно начальной точки	тельно указывается знак «-р»
		дуги	
D	6	Шаг резьбы £>^40 мм	Только при G33.
			Обязательно указывается знак « + »
F	5	Величина подачи, мм/мин	Вводится при изменении подачи
S	3	Изменение частоты вращения	Вводится при изменении частоты враще-
		шпинделя	иия шпинделя
Т	3	Выбор инструмента	Вводится при смене инструмента
L	2	Выбор корректора иистру-	Используется при вводе и отмене кор-
		мента	рекции инструмента
М	3	Вспомогательные команды	
fe2	2—3	Конец кадра	Обязательно
та в абсолютной системе координат;
G33 — нарезание резьбы; G40—ot
мена коррекции инструмента; G58—
линейное смещение «О» детали.
Функции G25, G33, G58 автоматиче-
ски предполагают использование
длинных размеров.
Скорость подачи F задается
пятью разрядами; старший разряд
после адреса — признак диапазона
подач. При программировании в
старшем разряде: «1» — рабочая
подача 1 —1200 мм/мин; «2» — ра-
бочая подача 0,05 — 60 мм'Умин;
«7» — скорость быстрого хода (быст-
рый ход программируется функ-
цией F 700 000). Остальные разряды
обозначают подачу в мм/мин. Ско-
рость быстрого хода 4800 мм/мин
по координате Z и 2400 мм/мин по
координате X.
Программирование величины по-
дачи в диапазоне «2» необходимо
производить согласно данным, при-
веденным ниже.
Максимальная программируемая
рабочая подача, на которой допус-
кается изменение направления дви-
жения без введения выдержки вре-
мени или промежуточного кадра, не
должна превышать 300 мм/мин.
Рекомендуется при расстояниях ме-
нее 20 мм программировать не быст-
рые ходы, а максимальную подачу
из диапазона «1» подач. Нельзя
программировать подряд ускоренные
перемещения в противоположных
направлениях (нужно ввести вы-
держку времени между кадрами или
кадр с другой информацией).
Технологические команды S име-
ют три разряда; старший разряд пос-
ле адреса принимает значение «0»
или «1». При наличии «0» выпол-
нение технологических команд начи-
нается вместе с отработкой геомет-
рической информации; при наличии
«1» отработка следующего кад-
ра начинается только после ответа
Программируе-
мая подача,
мм/мии . .	1	2	3	4	5	6	...	11	1200
Действительная
подача,
мм/мин . . 0,05	0,1	0,15	0,20	0,25	0,30	...	0,55	60
210
chipmaker.ru
Таблица 8
Номер диапазона		Скорость								
		1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Номер функции Частота вращения	S11 12,5	S12 18	S13 25	S14 35,5	S15 50	S16 71	S17 100	S18 140	S19 200
II	Номер функции Частота вращения	S21 50	S22 71	S23 100	S24 140	S25 200	S26 280	S27 400	S28 500	S29 800
III	Номер функции Частота вращения	$41 125	542 180	543 250	544 355	545 500	$46 700	547 1000	548 1400	549 2000
об исполнении технологических ко-
манд.
Функция 5 — 5000...5099 — вы-
бор номера скорости без выдачи сиг-
нала от станка о выполнении коман-
ды. При установленной на токарном
станке автоматической коробке ско-
ростей, обеспечивающей выбор де-
вяти частот вращения шпинделя в
диапазонах I, II и III, программиро-
вание смены скоростей осуществля-
ется командами функции 5 (табл. 8).
Переключение диапазонов частот
вращения осуществляется вручную с
помощью рукоятки, установленной
на шпиндельной бабке станка.
Включение частот вращения шпин-
деля рекомендуется вводить отдель-
ным кадром. Для включения часто-
ты вращения шпинделя кадр должен
содержать: функцию 5, функцию
AI03 или Л/04 для определения на-
правления вращения шпинделя.
Функция Т — TWO .;. 71)99—выбор
номера инструмента без выдачи
сигнала о выполнении команды.
7400 ... 7499 — выбор номера инст-
румента с обязательной выдачей сиг-
нала от станка о выполнении ко-
манды. При смене инструмента не-
обходимо соблюдать следующее ус-
ловие: вершины всех инструментов
должны располагаться (по оси Z)
от торца заготовки или патрона на
расстоянии не менее 15 мм. При
кодировании необходимо учитывать,
что старший разряд имеет значения
«0» и «1»; два остальных разряда
предназначены для обозначения но-
мера инструмента.
Функция М—ЛЮ00...Л1099 —
вспомогательные команды без выда-
чи сигнала от станка о выполнении
команды. ЛП00...ЛП99 — вспомога-
тельные команды с обязательной
выдачей сигнала от станка о выпол-
нении команды. Значение вспомо-
гательных функций приведено в
табл. 9.
Для нарезания резьбы необходи-
мо: запрограммировать вспомога-
тельную функцию G33, затем по
Таблица 9
№ п/п	Код	Содержание	Отменяет	Примечание
1	М00	Останов по программе	МОЗ, М04	После отработки кадра
2	М01	Останов с подтверждением	МОЗ, М04	При положении тумб-
				лера «Технолог», «Вкл.»
3	М02	Конец программы	МОЗ, М04	
4	МОЗ	Вращение шпинделя по часо-	М04, МОБ	
		вой стрелке	М02	
5	М04	Вращение шпинделя против ча-	МОЗ, М05.М02	
		совой стрелки		
6	МОБ	Останов шпинделя	МОЗ, М04	
7	М08	Включение охлаждения	М09	
8	М09	Отключение охлаждения	М08	
211
chipmaker.ru
координате X программировать выб-
ранное из приведенных ниже дан-
ных число импульсов на один оборот
датчика резьбонарезания. Это число
должно быть больше необходимого
шага нарезаемой резьбы. При на-
резании резьбы необходимо указать
направление вращения шпинделя.
Шаг ....	0<РС2,5	2,5<Р<5
Число импуль-
сов .	.	Х4-000256	X-J-000512
Коррекция инструмента позволя-
ет компенсировать износ инструмен-
та и разницу в его установке (т. е.
разницу между рассчитанным и дей-
ствительным положением инструмен-
та). Коррекция инструмента — это
линейное перемещение по коорди-
натам X и Z, осуществляемое пб
5<Р<10	10<Р<20
Х4-001024 Х 4-002048
команде с пульта ЧПУ, на величину,
набираемую оператором на коррек-
торах. Это перемещение лежит в пре-
делах от — 99,99 до 4-99,99 мм по
оси Z и от — 49,995 до 4-49,995 мм
по оси X.
Таким образом, перемещения ин-
струмента в процессе коррекции
являются линейными и происходят
в кадрах с линейными перемещения-
ми. Для ввода коррекции инструмен-
та необходимо запрограммировать
функцию L, разрешающую ввод кор-
рекции и имеющую два разряда
Старший разряд обозначает воз-
можность ввода коррекции. При
программировании вводится: кор-
рекция по оси X; коррекция по оси Z;
коррекция по осям X и Z одновре-
менно. Младший разряд предназна-
чен для выбора номера корректора.
В систему ЧПУ. с декадных пе-
реключателей вводятся величина
и знак коррекции по одной или по
обеим координатам, а также пода-
ча F для отработки этого переме-
щения.
Программирование коррекции ин-
струмента может осуществляться как
в отдельном кадре, так и в кадре,
содержащем перемещения.
При отмене коррекции величина,
набранная на декадных переключа-
телях, отрабатывается с противо-
положным знаком. Отмена коррек-
ции происходит по функции G40.
Кроме этого, необходима информа-
ция о величине подачи F.
За «О» станка принимают точку,
в которой находится инструмент пе-
ред началом программы. Эта точка
выбирается оператором при наладке
с учетом удобства обработки за-
готовки и снятия детали; установки
и замены инструмента; особенностей
геометрической формы детали; на-
ладки, установленной на станке.
Введение плавающего «О» возможно
только в абсолютной системе коор-
динат. В кадре программы обяза-
тельно наличие функции G58 (ли-
нейное смещение «О» детали). Опе-
ратор при наладке на деталь опре-
деляет величину перемещения ре-
жущего инструмента при переходе
из нулевой точки станка в зону оо-
работки и набирает эту величину
на декадных переключателях сме-
щения с противоположным знаком.
Введение плавающего «О» (нуля)
программируется отдельным кадром,
для чего в кадре необходимо иметь
следующую информацию: G27 —
абсолютную систему координат; ве-
личину подачи F для отработки сме-
щения; G58 — смещение «О».
Ниже приведена программа об-
работки резьбового валика на станке
16К20С ЗС5 с системой ЧПУ Н22-1М.
За «О» станка принята точка на рас-
стоянии 10 мм от обрабатываемой
поверхности и 5 мм от торца заго-
товки.
Программа обработки резьбового
валика.
wool G27/T0600M10450467101
Номер кадра 1, ввод абсолютной системы
координат, подача 600 мм/мин, включение
вращения шпинделя против часовой стрелки,
третий диапазон, 6 — скорость вращения
шпинделя, первый инструмент
212
chipmaker.ru
W002G58
ЛЧООХ+OOOOOOZ+OOOOOO
W003G26S31
/V060G25Z + 999999
М)6Ш002
7.	Устройство ввода
и считывания программы
Устройство ввода выполняет сле-
дующие функции: считывание нане-
сенной на программоноситель ин-
формации, декодирование команды,
преобразование кодов вводимых
чисел в электрические (пневмати-
ческие и др.) сигналы и введение
их в блок управления приводами
станка.
Устройства ввода классифици-
руются по следующим признакам:
по способу считывания — магнит-
ные,. контактные и бесконтактные;
по принципу считывания — парал-
лельного и последовательного дей-
ствия; по использованию для считы-
вания физического явления — фото-
электрические, диэлектрические
(емкостные), электромеханические,
пневматические и др.; по типу и ха-
рактеристике программоносителя —
на бумажной ленте, киноленте и др.;
по быстродействию — (до 100
строк/с), средней (100—1000
строк/с) и большой (свыше 1000
строк/с) скорости.
Считывание информации может
выполняться в двух режимах дви-
жения ленты — непрерывном и старт-
стоповом. При первом режиме лента
непрерывно перемещается относи-
тельно считывающих элементов, счи-
тывание происходит во время дви-
жения, строки перфоленты считы-
ваются последовательно друг за
другом. Такое считывание называ-
ется последовательным.
При втором режиме лента пере-
мещается периодически, считыва-
ние осуществляется во время оста-
новки ленты. Если одновременно
считывается весь кадр, то считыва-
ние называется параллельным.
Магнитное считывающее устрой-
Номер кадра. 2, ввод сдвига «0>
Номер кадра 100, ввод координаты X и Z
для введения сдвига <0»
Номер кадра 3, относительная система
координат, ввод коррекции по осям X и Z
одновременно, номер корректора 1
Номер кадра 60, возврат «0» станка по оси Z
Номер кадра 61, конец программы
ство (рис. 20.9)‘предназначено для
преобразования информации, запи-
санной на магнитной ленте, в элект-
рические импульсы. Магнитное счи-
тывающее устройство состоит из двух
основных сборочных единиц (уз-
лов) — считывателя программы и
лентопротяжного механизма. Счи-
тывают программу магнитные голов-
ки, которые воспроизводят записан-
ную на ленте информацию. В ра-
бочей части головки (рис. 20.9,а),
обращенной к ленте, между поло-
винками сердечника имеется зазор
0,01—0,02 мм, заполненный немаг-
нитным материалом. Информация,
записанная на магнитной ленте,
представляет собой определенное на-
правление магнитных силовых линий.
При перемещении магнитной ленты
мимо зазора головки магнитные
линии участков ленты будут замы-
каться по сердечнику, возбуждая
электродвижущую силу Е в обмотке
катушек.
Лентопротяжный механизм (рис.
20.9,6) предназначен для перемеще-
ния магнитной ленты относительно
магнитных головок. Лента переме-
щается от ведущего вала 1 (двига-
теля постоянного тока), к которому
ее прижимает прижимной ролик 2.
Для уменьшения воздушного зазора
лента прижимается к магнитным
головкам 3 прижимной колодкой 4.
В процессе считывания магнитная
лента сматывается с левой катуш-
ки 5 и наматывается на правую ка-
тушку 6. Скорость перемещения лен-
ты 0,2 м/с. В конструкции ленто-
протяжного механизма предусмотре-
на возможность обратной ускорен-
ной перемотки магнитной ленты с
катушки 6 на катушку 5.
Считывающими элементами при
контактном считывании являются
проволочные щетки (рис. 20.10,а),
213
chipmaker.ru
Рис. 20.9. Магнитное считывающее устройство:
а — считыватель перфоленты, б — лентопротяж-
ный механизм
Рис. 20.10. Контактные (а, б, в, г), и бескон-
тактные (<?) методы считывания с перфоленты:
1 — осветитель, 2 — фотодатчик
оос
О
О °
ООООООО(
Рис. 20.11. Контактное считывающее устрой-
ство:
1 — контактная колодка, 2 — головка, 3 — перфо-
лента, 4 — ведущий вал, 5 — рычаг, 6— электро-
магнит протяжки, 7 — прижимной ролик
оо
о
оооооо
ОО
ОО ОО
О ООО
О
шарики (рис. 20.10,6), звездочки
(рис. 20.10,в), подпружиненные
штифты (рис. 20.10,г) и другие уст-
ройства (рис. 20.10,6). В состав
контактного считывающего устрой-
ства (рис. 20.11) входят считыва-
тель программы и лентопротяжный
механизм. Считыватель программы
предназначен для преобразования
отверстий, пробитых на перфоленте,
в электрические импульсы и состоит
из контактной колодки 1 и головки 2
со щетками, между которыми пере-
мещается восьмидорожковая пер-
фолента 3. Контактная колодка и
головка выполнены из изоляцион-
ного материала. В колодке 1 за-
прессованы металлические пластины
(контакты), а в головке — метал-
лические пластины в виде щеток.
Контакты колодки и щетки соеди-
нены с источником питания. При
считывании информации щетки при-
жимаются к контактам колодки.
Если между щеткой и соответствую-
щим контактом нет отверстия на
перфоленте, то электрическая цепь
останется разомкнутой, что будет
соответствовать наличию «О». При
наличии отверстия на дорожке пер-
фоленты щетка замкнется с кон-
тактом колодки, т. е. электрическая
цепь замкнется, что соответствует
наличию «1». Скорость считывания
программы с помощью контактных
считывающих устройств составляет
10—30 строк/с.
Фотосчитывающее устройство
(рис. 20.12) предназначено для
преобразования отверстий, пробитых
в перфоленте, в последовательность
электрических сигналов./ Оно состоит
из фотосчитывателя и лентопротяж-
ного механизма. Фотосчитыватель
имеет осветительную лампу /, фоку-
сирующую линзу 2 и фотоэлектри-
ческие преобразователи 9. Перфо-
лента 3 расположена на столе, в ко-
тором имеются сквозные отверстия.
Под каждым отверстием стола раз-
мещены фотоэлектрические преоб-
разователи.
Световой поток от лампы фоку-
сируется линзой в узкую полоску,
направленную на строку перфолен-
214
chipmaker.ru
ты. При наличии отверстия на од-
ной или нескольких дорожках осве-
щенной строки перфоленты световой
поток, пройдя через них, осветит
соответствующие преобразователи,
на выходе которых появятся элект-
рические сигналы, что будет соот-
ветствовать наличию «1». При от-
сутствии отверстий преобразовате-
ли освещены не будут и, следова-
тельно, электрических сигналов не
будет, что соответствует наличию
«О». Скорость считывания с помо-
щью фотосчитывающих устройств
составляет 300—1500 строк/с.
Рис. 20.12. Фотосчитываюшее устройство:
1 — осветительная лампа, 2 — фокусирующая
линза, 3 — перфолента, 4 — ведущий вал, 5—
прижимной вал, 6 — рычаг, 7 — электромагнит
протяжки, 8 — диафрагма столика, 9 - фотоэлек-
трические преобразователи, 10 — электромагнит
столика
Контрольные вопросы
1.	Что такое программное управление
станками?
2.	Какие функции выполняет СЧПУ?
3.	По каким признакам можно класси-
фицировать СЧПУ?
4.	Что. такое контурное программное
управление?
5.	Какие коды применяются в системах
ЧПУ?
6.	Перечислите виды программоноси-
телей.
7.	Какие существуют виды записи уп-
равляющей информации?
8.	Что такое кадр, фраза и слово уп-
равляющей программы?
9.	Как осуществляется подготовка и
кодирование управляющей программы?
ГЛАВА 21
ТОКАРНЫЕ СТАНКИ С ЧПУ
1.	Классификация
Токарные станки оснащаются
системами ЧПУ трех основных ти-
пов — адаптивными, позиционными
и контурными.
Оснащенность станков системами
ЧПУ отражена в их обозначениях,
которые, сохраняя принцип циф-
рового обозначения моделей станков
отечественного производства, до-
полняются в конце следующими
буквенно-цифровыми знаками: Ф1 —
для станков с цифровой индика-
цией и предварительным набором
координат; Ф2 — для станков с
системами ЧПУ позиционного типа;
ФЗ — для станков с системами
ЧПУ контурного типа; Ф4 — для
станков с универсальными систе-
мами ЧПУ для позиционной и кон-
турной обработки.
Кроме того, к обозначению моде-
ли станка с ЧПУ могут прибав-
ляться приставки CI, С2, СЗ, С4
и С5, что указывает на различные
модели систем ЧПУ, применяемых
в станках, а также на различные
технологические возможности стан-
ков.
Например, станок мод. 16К20ФЗС1
оснащен системой ЧПУ «Контур
2ПТ-71», станок мод. 16К20ФЗС4—
системой ЧПУ ЭМ907, а станок
мод. 16К20ФЗС5 — системой ЧПУ
Н22-1М.
Станки модификаций С4 и С5
имеют увеличенный диапазон и более
высокий предел подач по сравне-
нию со станками модификации С1.
Следует отметить также, что техно-
логические возможности станков
модификаций С4 и С5 обеспечивают
полуавтоматическую токарную об-
работку заготовок со ступенчатыми
(цилиндрическими, конусными, фа-
сонными) наружными и внутренни-
ми поверхностями различной слож-
ности, а также нарезание резьбы.
215
chipmaker.ru
2.	Обозначение осей координат
и направлений движений
В станках с ЧПУ обозначение
осей координат и направлений дви-
.жений рабочих органов связано с об-
рабатываемой заготовкой и ин-
струментом. За основу при програм-
мировании операций обработки при-
нято перемещение инструмента от-
носительно системы координат не-
подвижной заготовки, представляю-
щей собой правую прямоугольную
систему координат (рис. 21.1), свя-
занную с заготовкой, оси которой
параллельны прямолинейным пе-
ремещениям рабочих органов станка.
Обозначение осей координат и
положительных направлений движе-
ний в токарных станках с ЧПУ по-
казаны на рис. 21.2,а—г. Ось Z при-
нимается параллельной оси шпинде-
ля. Движение по осу Z в положи-
тельном направлении соответствует
направлению отвода инструмента от
заготовки.
Ось X принимается параллельной
поперечным направляющим. Поло-
жительное движение по оси X соот-
ветствует отводу инструмента, уста-
новленного на главном резцедержа-
Рис. 21.1. Правая прямоугольная система
координат:
X, Y, Z — оси координат, Л, В, С — вращения
относительно осей X, У, Z соответственно
теле поперечных салазок, от оси
вращения заготовки.
Буквами А, В и С обозначают
вращательные движения относи-
тельно осей X, Y и Z соответственно
и осей, параллельных им.
Положительные направления
А, В и С совпадают с направлением
завинчивания винтов с правой резь-
бой в положительных .направлениях
осей X, Y и Z соответственно. Вто-
ричные движения, параллельные
осям X, Y и Z, обозначаются соот-
ветственно U, V и W.
На схематических чертежах стан-
ков движения рабочих органов,
несущих инструмент, обозначают
буквами без штриха, а движения
рабочих органов, несущих заготов-
ку,— буквами со штрихом. При этом
положительное направление дви-
жения, обозначенного буквой со
штрихом, противоположно соответ-
ствующему направлению движения,
обозначенному той ' же буквой без
штриха (см. рис. 21.1).
3.	Конструктивные особенности
токарных станков с ЧПУ
К металлорежущим станкам с
ЧПУ по сравнению с универсаль-
ными станками предъявляются по-
вышенные требования по надеж-
ности, быстродействию, жесткости и
точности.
Станки с ЧПУ подразделяются
следующим образом: по конструк-
ции — на станки с горизонтальной
и вертикальной осями шпинделя;
по расположению направляющих —
с горизонтальным, вертикальным
и наклонным расположением; по чис-
лу используемых в работе инструмен-
тов и способу их закрепления на
станке — на суппорте, в револьвер-
ной головке, в инструментальном
магазине; по способу закрепления
заготовки — на центровые, патрон-
ные и патронно-центровые.
Центровые станки (рис. 21.3,а)
имеют заднюю бабку, приспособле-
ние для зажима и предназначены
в основном для обработки различ-
ных валов. Патронные станки
216
chipmaker.ru
Рис. 21.2. Обозначение осей координат и положительных направлений движения в токарных
станках с ЧПУ:
а — токарно-вииторезного, б — токарно-револьверного, в — лоботокарного, г — токарно-карусельного
(рис. 21.3,6) не имеют задней бабки
и предназначены для обработки ко-
ротких заготовок (деталей), закреп-
ленных в патроне (рис. 21.3, 6). Пат-
ронно-центровые станки (рис. 21,3,в)
оснащены зажимным патроном и
задним центром (рис. 21.3,в).
На рис. 21.4 показаны основные
узлы токарного станка с ЧПУ.
Общими для таких станков узлами
и системами являются: станина,
главный привод, два привода подач
(продольный и поперечный), суп-
порты — верхний и продольный
(каретка), поворотный резцедержа-
тель, система смазки, система ох-
лаждения, устройство ЧПУ, электро-
оборудование, гидрооборудование,
задняя бабка для центровых стан-
ков, приспособления для закрепле-
ния заготовки, вспомогательные уст-
ройства (люнеты, механизмы уда-
ления стружки и т. п.).
Станина предназначена для
монтажа основных сборочных еди-
ниц (узлов) и механизмов станка
и может быть горизонтальной и вер-
тикальной, что определяется, в част-
ности, видом направляющих (гори-
зонтальные, вертикальные или
наклонные) и необходимостью уста-
новки и размещения на станине
(и внутри нее) ряда сборочных еди-
ниц (узлов) и механизмов. На ста-
нине предусмотрены базовые по-
верхности, на которых устанавлива-
ют сборочные единицы (шпиндель-
ный узел, суппорты, задняя бабка,
приводы подач и т. д.). Станины
изготовляют литыми и сварными.
Для изготовления станин тяжёлых
станков иногда применяют железо-
бетон.
Наиболее ответственной частью
станины являются направляющие,
которые обеспечивают прямолиней-
217
chipmaker.ru
Рис. 21.3. Конструктивные разновидности
станков с ЧПУ:
а — центровой, б — патронный, в — патронно-
центровой
ное перемещение узлов станка и
связанного с ними режущего инст-
румента. Точность станка опреде-
ляется точностью изготовления на-
правляющих (по профилю), отсут-
ствием зазоров и жесткостью кон-
струкции. В современных станках
с ЧПУ в зависимости от их конст-
рукции и назначения применяют на-
правляющие скольжения, качения и
комбинированные (скольжения и
качения).
Направляющие скольже-
ния (рис. 21.5, а—г) могут быть
плоские (прямоугольные, треуголь-
ные, призматической формы, фор-
мы «ласточкин хвост») и цилиндриче-
ские. В станках часто используют
комбинированные направляющие,
когда левая и правая направляю-
щие имеют различные формы про-
филя.
Направляющие, выполненные в
виде планок, закрепленных винтами
к чугунной станице или приварен-
ных к стальной сварной станине,
называются накладными.
Применяют направляющие
скольжения со специальным покры-
тием в виде пасты на основе эпок-
сидной смолы. Достоинством та-
ких направляющих являются ма-
лый коэффициент трения (равный
0,03), высокая износостойкость, вы-
сокая размерная точность и т. д.
В направляющих качения (рис.
21.6, а, б) используются тела ка-
чения — шарики или ролики. На
рис. 21.7 показана конструкция ро-
ликовой направляющей в виде тан-
кетки, применяемой в токарных
станках в сочетании с термически
обработанными стальными план-
ками.
Главный привод предназна-
чен для вращения шпинделя с заго-
товкой (деталью). В большинстве
случаев главный привод состоит из
электродвигателя, ременной переда-
чи и автоматической коробки скоро-
стей (АКС). На рис. 21.8,а, б пред-
ставлена кинематическая схема АКС.
С помощью АКС производятся все
операции управления главным при-
водом по программе, задаваемой уст-
ройством ЧПУ,— пуск, торможение,
реверсирование, регулирование।час-
тоты вращения. АКС имеет шесть
электромагнитных муфт, подключе-
ние которых в определенной последо-
вательности позволяет получить де-
вять частот вращения шпинделя.
В станках с ЧПУ применяют, как
правило, раздельный главный привод
(рис.21.9,а—в). Коробка 3 скоростей
отделена от шпиндельной бабки 5,
в которой смонтирован шпиндель.
Иногда, кроме шпинделя, шпин-
дельная бабка имеет одну-две пере-
дачи. В главном приводе могут быть
применены асинхронный одноступен-
чатый электродвигатель 1 или элек-
тродвигатель постоянного тока с до-
статочно широким диапазоном регу-
лирования частоты вращения.
Передача вращения от электро-
двигателя к коробке скоростей и от
коробки скоростей к шпиндельной
218
chipmaker.ru
Рис. 21.4. Основные сборочные единицы (узлы) токарного станка с ЧПУ:
/ — устройство для закрепления заготовки в патроне я освобождения готбвом детали, 2 — датчик
резьбонарезания, 3— привод главного движения, 4 — продольный суппорт (каретка), 5 — поворотным
резцедержатель, 6 — верхний (поперечный) суппорт, 7 — задняя бабка, 8 — механизированный привод
задней бабки, 9— устройство ЧПУ, 10— привод продольного перемещения каретки, 11— станина,
12 — привод поперечного перемещения верхнего суппорта
бабке осуществляется ременной
передачей 2 или упругой муфтой 4.
Суппорты токарных стан-
ков с ЧПУ служат для установки и
перемещения в заданном направле-
нии резцедержателей с режущим ин-
струментом. Суппорты могут иметь
одно- или двухкоординатное переме-
щения и монтируются на направляю-
щих. Конструкции суппортов разно-
образны и зависят от типов станков.
Поворотные резцедержа-
тели содержат от четырех до вось-
ми инструментов с горизонтальной и
вертикальной осями поворота. Осво-
бождение, поворот, фиксация и за-
жим инструмента осуществляются
автоматически по программе. Число
инструментов, устанавливаемых в
резцедержателе, зависит от слож-
ности изготовляемой детали и ее
материала. Например, при точении
труднообрабатываемых материалов
число инструментов увеличивается,
поскольку уменьшается их стойкость.
Для привода подач в
станках с ЧПУ применяют шаго-
вые электродвигатели, электродви-
гатели постоянного тока, электрогид-
равлические приводы, приводы с
электромагнитными муфтами, шаго-
вые электродвигатели с усилителями
(рис. 21.10,а,б) и др.
В случае разомкнутой системы
программного управления (рис. 21.
11,а) перемещение рабочего органа
должно быть строго дозировано
на каждый импульс, для этого в
Рис. 21.5. Направляющие скольжения;
а — прямоугольные, б — треугольные, в — формы «ласточкин хвост», г — цилиндрические
219
chipmaker.ru
Рис. 21.6. Направляющие качения:
а — открытые, б — закрытые
Рис. 21.7. Конструкция роликовой направляющей в виде танкетки:
I — обойма, 2 — ролики, 3 — штифты, 4 — крепежные винты, 5 — сепараторы, 6 — направляющие
Рис. 21.8. Кинематическая схема автоматической коробки скоростей (АКС) (и) и график
частоты п вращения ее выходного вала (б):
/, //, III—валы АКС, п, — частота вращения вала электродвигателя
220
chipmaker.ru
станках с ЧПУ применяют шаговые
электродвигатели. В станках с замк-
нутой системой программного управ-
ления, т. е. с использованием об-
ратной связи (рис. 21.11,6, в), дви-
жение и остановку рабочего органа
контролирует датчик исполнения и
регулирования путем сопоставления
размеров обрабатываемой детали,
заданных по программе и получен-
ных фактически. Основным достоин-
ством применяемых в этих случаях
приводов с электродвигателями по-
стоянного тока является значитель-
ный диапазон плавного регулирова-
ния частоты вращения (до 1:1800).
На рис. 21.12 приведена схема
трехстаторного шагового двигателя.
Он состоит из ротора и статора
и имеет расположенные вдоль оси три
секции I, 2 и 3 (рис.,21.12, в). Полю-
сы ротора разделены на три секции 1,
2 и 3, но каждая из них смещена
по окружности относительно рядом
расположенной секции на (1/3)5,
где 5 — межполюсное расстояние
(рис. 21.12, а, б). Если полюсы
секции I ротора располагаются
против полюсов статора, то полюсы
секций II и III ротора смещены от-
носительно полюсов статора соот-
ветственно на (1/3)5 и на (2/3)5.
При подаче напряжения в секцию /
ротор будет неподвижен, так как в
этом положении, он имеет минималь-
ное магнитное .сопротивление. При
подаче напряжения в секцию II ро-
тор повернется против часовой
стрелки на (1/3)5 и полюсы этой
секции встанут против полюсов ста-
тора. При подаче напряжения в сек-
цию /// ротор снова повернется про-
тив часовой стрелки на (1/3)S ит. д.
Последовательная подача импульсов
на обмотки электромагнитов статора
соответствующих секций вызывает
прерывистое (шаговое) вращение
ротора.
В станках с ЧПУ в приводах
подач применяют гидравлические
усилители, которые позволяют малые
мощности шаговых электродвигате-
лей увеличивать до значений, доста-
точных для перемещения рабочих
органов станка. Гидравлический уси-
Рис. 21.9. Схемы построения раздельного
главного привода токарных станков с ЧПУ:
а и б — передача движения ременной передачей
и муфтой, в — передача движения только ременной
передачей
Рис. 21.10. Схема приводов подач:
а — с силовым шаговым электродвигателем, б —
с шаговым электродвигателем и усилителем вра-
щающего момента; / — шаговый электродвига-
гатель, 2 — рабочий орган стайка, 3 — гидромотор
Рис. 21.11. Схема управления перемещением
рабочего органа:
а — разомкнутая система, б и в—замкнутая сис-
тема; 1 — двигатель, 2 — датчик исполнения и ре-
гулирования, 3— рабочий орган стайка
221
chipmaker.ru
Рис. 21.12. Шаговый двигатель;
а и б — принцип действия, в — устройство
литель соединяется с ходовым вин-
том, перемещающим рабочий орган
станка, через зубчатую передачу или
непосредственно. Гидроусилители
бывают двух видов: силовые с ли-
нейным перемещением и усилители
крутящих моментов.
В стайках с ЧПУ применяют
гидроусилители крутящих моментов.
В качестве силового органа такого
усилителя используют гидромотор 4
(рис. 21.13), выходной вал 5 которо-
го соединен с исполнительным меха-
низмом. Втулка 2 золотника жестко
соединена с выходным валом 5, а
пробка 1 с входным валом <?. Масло
от насоса через отверстия 6 и 10 по-
падает в золотник. При нейтральном
Рис. 21.13. Схема гидроусилителя крутящих
моментов
положении пробки относительно
втулки указанные отверстия пере-
крыты. Вращение вала гидромотора
задается угловым положением проб-
ки 1. При смещении пробки от
нейтрального положения масло из зо-
лотника через отверстия 13 и 9
поступает в гидромотор, а по отво-
дящей трассе через отверстия 7 и 8,
11 и 12 — на слив. Вместе с валом
вращается по часовой стрелке и
втулка 2. Вращение ее происходит
до тех пор, пока она не окажется
в нейтральном положении относи-
тельно пробки.
В качестве приводов подач в стан-
ках с ЧПУ применяют также тихо-
ходные высокомоментные электро-
двигатели с возбуждением от по-
стоянных магнитов, соединяемые не-
посредственно с ходовыми винтами
станков.
К приводам станков с ЧПУ
предъявляются особые требования
в части обеспечения равномерности
движения подач и точности уста-
новочных перемещений. В токарных
станках с ЧПУ прямолинейные
движения суппортов осуществляют
с помощью передачи винт — гайка
качения (рис. 21.14), которая обеспе-
чивает высокую осевую жесткость
222
chipmaker.ru
и равномерность движения. Между
винтом 1 и гайкой 2, имеющими
резьбу специального профиля, поме-
щаются шарики 3, перекатывающие-
ся при вращении винта. Каналом
возврата служит специальный вкла-
дыш 4, соединяющий два соседних
витка гайки, который заставляет ша-
рики циркулировать только в преде-
лах одного шага резьбы.
В гайке имеются три цепи шари-
ков, расположенных по окружности
под углом 120°. Преимущества дан-
ной конструкции — малый габарит,
отсутствие быстроизнашивающихся
деталей и малая длина каналов
возврата. Конструкция передачи
винт — гайка качения зависит от
профиля резьбы, способа возврата
шариков и метода регулирования
натяга. Регулирование зазора или
натяга при полукруглом профиле
сводится к изменению расположения
винта относительно гайки.
Регулирование натяга в винтовой
шариковой паре производится по-
воротом сегментом 5) полугайки 3
(рис. 21.15) относительно полу-
гайки 4. Сегмент имеет 93 зуба
на внутреннем венце и 92 — на на-
ружном. Перестановка сегмента на
один зуб относительно полугайки 3
приводит к осевому смещению на
1—2 мкм.
В приводе подач перед ходовым
винтом часто располагают беззазор-
ные зубчатые передачи, в которых
Рис. 21.14. Передача винт—гайка качения
выборку зазора осуществляют раз-
личными способами. Зубчатое коле-
со, показанное на рис. 21.16, состоит
из двух дисков 2 и 3 с зубчатыми
венцами. Уменьшение зазора в зуб-
чатом зацеплении колес 1, 2 и 3
достигается разворотом эксцентри-
ковой втулки 4. После регулирова-
ния диски 2 и 3 скрепляются
винтом 5.
На рис. 21.17 показано состав-
ное (из дисков 6 и 8) зубчатое
колесо с косыми зубьями, связанное
с валом шпонкой 4. Зазор в зацепле-
нии с колесом / регулируют подбо-
ром толщины полуколец 2 и 7 между
дисками 6 и 8, взаимное положе-
ние которых определяется штифта-
ми 3. После регулирования диски
6 и 8 скрепляются винтами 5.
Колесо 3 на валу 2 (рис. 21.18)
сцепляется с колесами 1 и 4 на валу 6,
причем колесо 1 неподвижно в осе-
вом направлении. Между колесами
1 и 4 находится тарельчатая пружи-
на 5, которая перемещает колесо 4
и поворачивает колесо 3 до тех пор,
Рис. 21.15. Регулирование натяга в передаче винт — гайка качения:
/ — уплотнение, 2 — винт, 3 и 4 — полугайки, 5 и 8 — крышки, 6 — винт, 7 — сектор
223
chipmaker.ru
Рис. 21.16. Беззазорная зубчатая передача
с выборкой зазора разворотом эксцентриковой
втулки
пока его зубья не вступят в контакт
с неподвижным колесом 1. При этом
зазор автоматически устраняется.
Зубчатые колеса 2 и 4 на валу 1
(рис. 21.19) сцепляются с зубчатым
колесом 5 на валу 6, причем колеса 2
и 5 жестко закреплены на валах 1
и 6 соответственно, а колесо 4 имеет
возможность вращаться на валу /,
В пазу зубчатого колеса 2 находятся
две пружины 8, которые одним кон-
цом упираются в штифты 3, жестко
закрепленные в колесе 4, а другим —
в штифты 7, жестко закрепленные
в колесе 2. При этом происходит
поворот колеса 4 относительно ко-
леса 2 и зазор автоматически вы-
бирается. -
4.	Токарные станки моделей
16К20ФЗС5, 16К20Т1 и МК6713С5
с ЧПУ
Токарный станок мод. 16К20ФЗС5
(рис. 21.20) с ЧПУ предназначен
для обработки наружных поверхнос-
тей тел вращения (со ступенчатым
и криволинейным профилем различ-
ной сложности) за один или несколь-
ко проходов в замкнутом полуавто-
матическом цикле, а также для
нарезания резьб. Установка загото-
вок производится преимущественно
в центрах.
Программа перемещений инстру-
мента и вспомогательные команды
записываются на перфоленте в одном
из стандартных кодов. Класс точнос-
ти станка «П». Система ЧПУ Н22-1М,
которой оснащен станок, обеспе-
чивает перемещение суппорта по
двум координатам, автоматическое
переключение скоростей шпинделя
Рис. 21.17. Беззазорная передача, состоящая
из косозубых колес
•Рис. 21.18. Беззазорная зубчатая передача
с выборкой зазора разворотом тарельчатой
пружины
224
chipmaker.ru
в одном из трех диапазонов, ин-
дексацию инструментальной головки
в любой из шести позиций, а также
выполнение целого ряда вспомога-
тельных команд.
Кинематическая схема
станка мод. 16К20ФЗС5 (рис. 21.21)
обеспечивает три диапазона частот
вращения шпинделя, переключаемых
вручную. В пределах каждого диа-
пазона автоматическая коробка ско-
ростей (АКС) по программе, счи-
танной с перфоленты, обеспечивает
любую из девяти частот вращения
шпинделя, автоматически включае-
мых электромагнитными муфтами
Ml, М2, М3, М4, М5 и Мб. Торможе-
ние осуществляется одновременно
включением муфт М4 и Мб. От вала
/// АКС вращение (с помощью поли-
клинового ремня) передается на вал
VI шпиндельной бабки, а затем.через
зубчатую пару z=47 и 47 на вал V.
С вала V вращение на шпиндель
(вал IV) передается по одному из
трех путей в зависимости от положе-
ния скользящего блока колес z=48
и 60.
Первый диапазон частоты враще-
ния шпинделя (12,5 — 200 об/мин)
получается поворотом рукоятки
вправо: вращение от вала V пере-
дается через пару z== 45 и 45 на вал
VII, затем через пару z=18 и 72 на
Рис. 21.19. Беззазорная зубчатая передача
с выборкой зазора пружиной круглого сечения
вал VIII, далее через пару z=30 и 60
на вал IV. Второй диапазон (50 —
800 об/мин) получается поворотом
рукоятки влево в среднее положе-
ние: вращение от вала V передается
на вал IV через пару z=60 и 48.
Третий диапазон (125 — 2000 об/мин)
получается поворотом рукоятки вле-
во до упора: вращение от вала V пе-
редается на вал IV через пару z=30
и 60.
Привод поперечной по-
дачи монтируется на задней сторо-
Рис. 21.20. Токарный станок мод. 16К20ФЗС5 с ЧПУ
225
chipmaker.ru
Рис. 21.21. Кинематическая схема токарного станка мод. 16К20ФЗС5:
1 — шпиндельная бабка, 2,4 — гидроусилители, 3 — задняя бабка, 5 — АКС, 6—датчик резьбонарезаиия
Рис. 21.22 Поворотный резцедержатель
chipmaker, ru
не каретки; он состоит из шагового
электродвигателя, гидроусилителя
моментов, зубчатой пары z=74
и 100, передачи винт — гайка каче-
ния с шагом 5 мм.
Поворотный резцедер-
жатель (рис. 21.22) с горизон-
тальной осью вращения устанавли-
вают на поперечном суппорте. В ин-
струментальной головке (рис. 21.23)
крепится шесть резцов-вставок, пред-
варительно настроенных на задний
размер вне станка с помощью
оптического приспособления. Воз-
можна установка осевого инструмен-
та (сверла, зенкера и развертки)
для обработки детали, закрепленной
в патроне. Съемную инструменталь-
ную головку (рис. 21.23) устанавли-
вают на выходном валу 2 резцедер-
жателя (см. рис. 21.22) и жестко
связывают с подвижной частью
плоскозубчатой муфты 4. Поворот
на требуемую позицию осуществля-
ется электродвигателем //. Через
червячную передачу вращение пере-
дается на кулачковую Муфту 5, дру-
гая половина которой 6 жестко
закреплена с валом 2 резцедержа-
теля.
В начале движения муфты 5 вал 2
подается влево, при этом происходит
расцепление плоскозубчатой муфты 4
и поворот в нужную позицию,
что контролируется электрическим
датчиком 8 положения. Затем про-
исходит реверсирование двигателя,
муфта 5 начинает вращаться в об-
ратную сторону, а подвижная часть
плоскозубчатой муфты 4 с инстру-
ментальной головкой удерживается
от поворота фиксатором 9. Кулачки
полумуфты 6 сжимают пружину
3, под действием которой подвиж-
ная и неподвижная части плоско-
зубчатой муфты 4 входят в зацепле-
ние и фиксируются на зубьях непо-
движной полумуфты /. При этом
сигнал от конечного выключателя 7
подается на пульт устройства ЧПУ,
отключается электродвигатель 11 и
начинается рабочий цикл обработки.
Для ручного поворота и зажима
резцедержателя при наладке на ва-
лу 10 имеется головка под ключ.
л-л
Рис. 21.23. Инструментальная головка:
1—6 — номера позиций головки
Регулирование положе-
ния путевых кулачков на
продольной и поперечной линейках
показано на рис. 21.24 и рис. 21.25.
На продольной и поперечной линей-
ках предусмотрены два паза для
установки кулачков аварийного от-
ключения подачи и контроля исход-
ного (нулевого) положения суппор-
та. Кулачки воздействуют на блоки
путевых электропереключателей,
смонтированных на каретке станка.
Кулачки аварийного отключения
подачи должны воздействовать на
первый и второй штоки путевых
электропереключателей за 5—8 мм
до механического ограничения хода
(до крайних положений поперечного
суппорта, упора каретки в корпус
задней бабки и резцов в кулачки
патрона). По команде этих кулач-
ков (при ошибке программиста или
Рис. 21.24. Схема расстановки кулачков в па-
зах продольной линейки:
кулачки: / — отключения подачи при ходе каретки
влево, 2 — отключения подачи при ходе каретки
вправо, 3 — предварительного замедления переме-
щения каретки, 4 — установки нулевого положения
каретки
227
chipmaker.ru
Рис. 21.25. Схема,г*расстановки кулачков в
пазах поперечной лииейки:
кулачки: 1 — для отключения подачи при движении
суппорта к оси шпинделя, 2 — для отключения
подачи при движении суппорта от оси шпинделя,
3 — для установки нулевого положения суп-
порта, 4 — для замедления перемещения суп-
порта
наладчика) отключается подача
в соответствующем направлении без
удара о смежные узлы. При этом
система ЧПУ и станок не отклю-
чаются и информация о положении
суппорта, поступающая от датчиков
обратной связи, сохраняется в па-
мяти системы.
На второй дорожке линеек уста-
новлен сдвоенный кулачок. Длинный
кулачок дает команду на предва-
рительное замедление перемещений
суппорта и каретки; при этом он на-
жимает третий шток блока путевых
электропереключателей. Второй скос
сдвоенного кулачка нажимает чет-
вертый шток блока путевых элект-
ропереключателей и включает вто-
рую ступень замедления. После это-
го срабатывает бесконтактный дат-
чик и происходит окончательная
остановка суппорта в нулевом поло-
жении. Е это положение суппорт
возвращается также при нажатии
на кнопку возврата в «О» станка.
Смазка имеет важнейшее зна-
чение для нормальной эксплуатации
и долговечности станка и произво-
дится строго в соответствии с кар-
той смазки (руководство по эксплуа-
тации станка) и схемой смазки
(рис. 21.26). В станке применена
автоматическая система смазки
шпиндельной бабки.
Шестеренный насос, приводимый
от эдектродвигателя главного при-
вода через ременную передачу, вса-
сывает масло из резервуара и подает
228
его через сетчатый фильтр к под-
шипникам шпинделя и через рас-
пределительный лоток к зубчатым
колесам.
Примерно через минуту после
включения электродвигателя главно-
го привода начинает вращаться
диск маслоуказателя. Его постоян-
ное вращение свидетельствует о нор-
мальной работе системы смазки.
Из шпиндельной бабки масло через
сетчатый фильтр и магнитный пат-
рон сливается в резервуар. Для
бесперебойной работы системы смаз-
ки необходимо очищать фильтр,
установленный в станции смазки, по
мере его засорения, но не реже одно-
го раза в месяц и следить за враще-
нием диска маслоуказателя.
В станке применена автомати-
ческая смазка направляющих карет-
ки и направляющих станины от
станции смазки, установленной на
основании. При включении насоса
станции смазки масло под давлением
0,1—0,2 МПа подается по шлангу
к разветвительной коробке на карет-
ке. На давление 0,1—0,2 МПа дол-
жен быть отрегулирован подпорный
клапан 11 (рис. 21.26).
Включение насоса станции смаз-
ки происходит при включении стан-
ка и в дальнейшем по команде от
моторного реле времени (с интер-
валом 10—240 мин), с помощью
которого устанавливают промежуток
времени между подачами масла.
Включение подачи масла происходит
через 3—5 с от пневматического
реле времени. За это время необхо-
димая порция масла поступает от
разветвительной коробки ко всем
точкам смазки каретки. При работе
насоса смазки зажигается сигналь-
ная лампочка на пульте управления
станка.
При необходимости можно осу-
ществить дополнительную подачу
масла нажатием кнопки «Толчок
смазки». При этом масло подается
в течение всего времени нажатия
кнопки, что необходимо учитывать
во избежание избыточной подачи
масла.
Для смазки АКС применена ав-
chipmaker.ru
Рис. 21.26. Схема смазки станка мод. 16К20ФЗС5:
/ — фильтр сетчатый с магнитным патроном, 2 — визуальный указатель уровня масла, 3— заливка
масла, 4—насос шестеренный, 5—фильтр сетчатый (напорный), 6 — визуальный указатель подачи
масла, 7 — слив масла, 8 — консистентная смазка, 9 — фи-гн-р — магнитный патрон, 10 — насос
лопастный, 11 — подпорный клапан, 12 — манометр
тематическая система, включающая
в себя масляный бак, лопастный
насос смазки и фильтр — магнитный
патрон, установленный на всасываю-
щей магистрали насоса. Один из ва-
лов АКС, соединенный с лопастным
насосом смазки, приводит его во вра-
щение. При работе АКС масло от
лопастного насоса подается к элект-
ромагнитным муфтам и зубчатым
колесам, после чего сливается в
бак.
Гидропривод станка
(рис. 21.27) состоит из гидростан-
ции, включающей в себя резервуар
для масла и регулируемый насос
с приводным электродвигателем, уст-
ройства для фильтрации и охлаж-
дения рабочей жидкости, контроль-
но-регулирующую аппаратуру, гид-
роусилителя моментов продольного
хода каретки; гидроусилителя мо-
ментов поперечного хода суппорта;
магистральных трубопроводов, со-
единяющих между собой гидравли-
ческие сборочные единицы (узлы)
и аппаратуру станка.
Включение Гидропривода осу-
ществляется нажимом кнопки
«Пуск» гидроагрегата. Работа гид-
роагрегата происходит в соответст-
вии с подачей электрических команд
от пульта управления к шаговым
двигателям гидроусилителей.
229
chipmaker.ru
Рис. 21.27. Принципиальная схема гидропривода станка мод. 16К20ФЗС5:
1 — гидроусилители, 2 — гидростанция
Рис. 21.28. Токарный станок мод. 16К20Т1 с оперативной системой управления
chipmaker.ru
Рис. 21.29. Кинематическая
схема станка мод. 16К20Т1
Обслуживание гидро-
привода. В фильтре тонкой очист-
ки при перемещении указателя засо-
ренности фильтра к красной отметке
необходимо заменить фильтрующий
пакет. Магнитные фильтры очищают
по мере засорения, но не реже
одного раза в месяц. Первую промыв-
ку бака и замену масла производят
через один месяц после запуска
станка в работу. Последующие
замены выполняют по мере загряз-
нения масла, но не реже одного
раза в десять месяцев. Необходимо
постоянно следить за тем, чтобы не
было течи из масляных радиаторов
и соединений трубопроводов.
При работе гидропривода могут
возникнуть шум и толчки, сопровож-
дающиеся колебанием давления в
системе и вспениванием масла.
Возможные причины — всасывание
воздуха из-за негерметичности соеди-
нения всасывающей магистрали или
понижение уровня масла в баке;
способ устранения — затянуть вса-
сывающий трубопровод и долить
масло в бак до контрольной метки
маслоуказателя.
Токарный станок мод.
16К20Т1 (рис. 21.28) с оперативной
системой управления предназначен
для обработки за один или несколь-
ко проходов в замкнутом автомати-
ческом цикле наружных и внутрен-
них поверхностей деталей типа тел
вращения (со ступенчатым и криво-
линейным профилем различной слож-
ности), а также для нарезания
крепежных резьб. Станок оснащен
оперативной системой управления
(ОСУ) «Электроника НЦ-31».
Программа перемещений инстру-
мента и вспомогательные команды
вводятся в память ОСУ с клавиатуры
или кассеты внешней памяти. Класс
точности станка «П».
Станок выпускается в двух испол-
нениях: с двухскоростной шпиндель-
ной бабкой и ручным резцедержа-
телем под быстросменные блоки (ис-
полнение 16К20Т1); с девятискорост-
ной автоматической коробкой скорос-
тей (АКС) и автоматическим резце-
держателем (исполнение 16К20Т1.01).
Конструктивно станок мод. 16К20Т1
выполнен на базе станка мод.
16К20ФЗ и отличается от последнего
оснащенностью оперативной систе-
мой управления.
Кинематическая схема станка
мод. 16К20Т1 с двухскоростной
231
chipmaker.ru
Рис. 21.30. Токарный специальный патронный станок повышенной точности мод. МК6713С5
с ЧПУ
шпиндельной бабкой (рис. 21.29)
отличается от кинематической схемы
станка мод. 16К20ФЗ в следующих
узлах: приводах подач, двухскорост-
ной шпиндельной бабке и ручном
резцедержателе. В шпиндельной баб-
ке предусмотрено переключение
вручную трех диапазонов частот вра-
щения шпинделя (1,17:1; 1:2; 1:8),
что вместе с девятискоростной АКС
обеспечивает получение 22 ступеней
частоты вращения шпинделя (12,5 —
200; 50 — 800; 125 — 2000 об/мин) —
по 9 ступеней в каждом диапазоне
(при частоте вращения электродви-
гателя главного движения
1460 об/мин). Шпиндель смонтиро-
ван в подшипниках качения: кони-
ческих двухрядных и однорядном.
На станке мод. 16К20Т1 без АКС
установлена шпиндельная бабка
с двумя электромагнитными муфта-
ми, обеспечивающими ручное пере-
ключение- частоты вращения шпин-
деля с соотношением 1:2.
Привод продольного перемеще-
ния включает в себя передачу
винт — гайка качения, опоры винта,
редуктор с передаточным отношени-
ем 1:1, электродвигатель постоянно-
го тока и установленный с противо-
положной стороны датчик обратной
связи, который связан с ходовым
винтом муфтой. Станок может быть .
оснащен асинхронным двигателем 
с частотным регулированием. В этом
случае устанавливается редуктор
с передаточным отношением 1:2,
а датчик обратной связи встраивает-
ся в двигатель. Выбор зазора в зуб-
чатом зацеплении редуктора произ-
водится путем перемещения переход-
ной плиты с установленным на ней
электродвигателем относительно кор-
пуса редуктора.
Привод поперечного перемещения
включает в себя: передачу винт —
гайка качения, опоры винта, редук-
тор с передаточным отношением
1:1, электродвигатель постоянного
тока и датчик обратной связи,
который соединен с ходовым вин-
том посредством упругой муфты.
Станок может быть оснащен асин-
хронным двигателем с частотным ре-
гулированием, в этом случае датчик
обратной связи встраивается в дви-
гатель. Выбор зазора в зубчатой
передаче производится путем верти-
кального перемещения плиты с элект-
родвигателем.
Токарный специальный
патронный станок повы-
шенной точности мод.
МК6713С5 с ЧПУ (рис. 21.30)
предназначен для обработки в авто-
матическом режиме заготовок (де-
талей) типа дисков различной кон-
фигурации, а также для нарезания
резьб. Станок оснащен системой
ЧПУ Н22-1М.
Станок мод. МК6713С5 имеет
один шпиндель, оснащен крестовым
суппортом и резцедержателем на
232
chipmaker.ru
тель
Рис. 21.31. Кинематическая схема станка мод. МК6713С5
шесть инструментов. Станок имеет
литую чугунную станину, на которой
размещены сборочные единицы (уз-
лы) станка. Накладные направляю-
щие (в виде массивных брусьев
прямоугольной формы) жестко при-
креплены к станине. Передняя на-
правляющая в зоне резания закрыта
стальным щитком, задняя — откры-
та. Обе направляющие с правой
стороны закрыты телескопическими
щитками.
Кинематическая схема станка
представлена на рис. 21.31. От
электродвигателя 2 постоянного тока
с тиристорным приводом вращение
через клиноременную передачу пере-
дается на вал I. Электродвигатель
по программе, считанной с перфо-
ленты, обеспечивает автоматически
любую из девяти частот вращения.
Блок зубчатых колес 2 = 26; 72 и 50
на валу II и блок зубчатых колес
z=61 и 25 на валу III позволяют
автоматически получить (в сочета-
нии с двигателем) 36 ступеней
частот вращения шпинделя. Блоки
зубчатых колес перемещаются вдоль
валов II и III с помощью гидро-
цилиндров, управляемых с пульта
ЧПУ.
Вращение от вала I на вал II
передается зубчатой парой 2 = 28 и
72 или зубчатой парой 2=50 и 50,
от вала II на вал III — зубчатой
парой 2 = 26 и 74 или зубчатой парой
2=50 и 50, от вала III на шпиндель
(вал IV) вращение передается па-
рой 2=61 и 67 или парой 2=25 и
103. Для нарезания резьб имеется
вал V, соединенный муфтой с дат-
чиком резьбонарезания.
Суппортная группа состоит из ка-
ретки, перемещающейся по наклад-
ным направляющим станины, и попе-
речного суппорта, перемещающегося
по накладным направляющим ка-
ретки. Передняя нижняя направляю-
щая каретки, воспринимающая боко-
вые нагрузки и обеспечивающая
прямолинейность продольного пере-
мещения в горизонтальной плоскос-
ти, сделана удлиненной в сторону
шпиндельной бабки. Благодаря это-
му не только увеличено отношение
длины направления к ширине, но и
резко снижено давление на кромки.
Прямолинейность перемещения
поперечного суппорта в горизонталь-
ной плоскости обеспечивается только
левой направляющей, выполненной
в виде «ласточкина хвоста».
Привод поперечного и продольно-
го перемещения состоит из зубча-
233
chipmaker.ru
Рис. 21.32. Поворотный резцедержатель
chipmaker.ru
той передачи z=30 и 120, гидроуси-
лителя с шаговым двигателем и пере-
дачи винт — гайка качения. Зазор
в зубчатой передаче выбирается пу-
тем перемещения крышки относи-
тельно корпуса редуктора.
Резцедержатель — шести-
позиционный, автоматический, с вер-
тикальной осью вращения установ-
лен на поперечном суппорте
(рис. 21.32). Поворот резцедержате-
ля осуществляется следующим обра-
зом. Гидроцилиндр 7 по команде
с пульта ЧПУ поднимает резцовую
головку 2, при этом плоскозубчатая
полумуфта 3 выходит из зацепления
с полумуфтой 5. Затем начинает
работать гидромотор 9 поворота
резцедержателя, который с помощью
червячной пары,6 поворачивает го-
ловку 2 и пару зубчатых колес 4
(с передаточным отношением 1:1) на
заданную позицию, что контролиру-
ется контактом 1. Выбор позиции
инструмента происходит по команде
с пульта ЧПУ.
По окончании поворота резцовой
головки 2 герметический контакт 1
подает сигнал на реверс гидромото7
ра 9. Реверсирование осуществляет-
ся до фиксированного положения.
Затем происходит зажим резцовой
головки гидроцилиндром. Конечное
положение головки контролируется
конечным выключателем 8.
Крепление резцовых блоков к по-
воротной части резцовой головки
осуществляется вручную с помощью
эксцентриковых зажимов. Охлаж-
дающая жидкость подается к каждо-
му резцу индивидуально через кана-
лы в резцовой головке и трубки.
Включение и выключение подачи
охлаждающей жидкости — автома-
тическое (по команде с пульта
ЧПУ).
Винтовые шариковые па-
р ы поперечного и продольного
перемещения отличаются только дли-
ной винтов. Крепление гаек к кор-
пусу каретки и суппорту осуществ-
ляется с помощью клиньев. Регули-
рование шариковой винтовой пары
(рис. 21.33) производится следую-
щим образом. Снимают щиток 3 и, ос-
Рис. 21.33. Регулирование винтовой шариковой
пары
Рис. 21.34. Регулирование положения путевых
кулачков продольной линейки:
кулачки: 1 — ограничения хода каретки при пере-
мещении влево, 2 — для первого замедления
перемещения каретки, 3 — для второго замедле-
ния перемещения каретки, 4 — ограничения хода
каретки при перемещении вправо
Рис. 21.35. Регулирование положения путевых
кулачков поперечной линейки:
кулачки: 1 — для ограничейия хода суппорта
при перемещении к оси шпинделя, 2 — для первого
замедления перемещения суппорта, 3— для вто-
рого замедления перемещения суппорта, 4 —
для ограничения хода суппорта при перемещении
от оси шпинделя
235
chipmaker.ru
Рис. 21.36. Принципиальная схема гидропривода станка мод. МК6713С5:
1 и 2—гидроусилители, 3 и 7— гидроцилиндры переключения, 4, 8, 12, 13 и 18 — золотники ревер-
сивные, 5. 6, 9 и 10 — электромагниты, И — предохранительный клапан, 14 и 17 — дроссели, регулирую
щие частоту вращения резцовой головки, 15 — гидроцилиндр резцедержателя, 16 и 19 реле дав-
ления, 20 — редукционный клапан доворота
лабив один из винтов 2, затягивают
второй. При этом штырь 1 переме-
щается, поворачивая гайку 4. Пово-
рот винта 2 на 360° обеспечивает
осевой натяг 0,05 мм.
Регулирование положе-
ния путевых кулачков на
продольной и поперечной линейке
показано на рис. 21.34 и рис. 21.35
соответственно. На каждой линейке
выполнены два паза' для установки
кулачков. Кулачки воздействуют на
блоки путевых электропереключате-
лей, установленных на каретке. Ку-
лачки ограничения хода предназна-
чены для аварийного отключения по-
дачи. Они воздействуют на штоки
конечных выключателей за 5—8 мм
до механического ограничения хода.
По команде этих кулачков (при
ошибке программиста или» наладчи-
ка) отключается подача в соответ-
ствующем направлении вез удара
о смежные детали. При этом
система программного управления и
станок не отключаются и информа-
236
chipmaker.ru
ция о положении суппорта, посту-
пающая от датчиков обратной связи,
сохраняется в памяти системы ЧПУ.
Кулачки 2 и 3 дают команду на
предварительное замедление переме-
щений суппорта и каретки станка.
Система смазки. В станке
применена автоматическая централи-
зованная смазка коробки скоростей
от шестеренного насоса, который
установлен на панели, являющейся
одновременно крышкой резервуара,
прикрепленного к левому торцу ста-
нины. Примерно через 1 мин после
включения электродвигателя главно-
го движения и сблокированного
с ним двигателя насоса масло начи-
нает поступать в маслоуказатель,
что свидетельствует о нормальной
работе системы смазки.
Из коробки скоростей масло через
сетчатый фильтр и магнитный пат-
рон сливается в резервуар. Если
масло перестало поступать в масло-
указатель, необходимо остановить
станок и очистить фильтр. Количест-
во масла в резервуаре контролирует-
ся через маслоуказатель. Смазка
направляющих каретки и станины,
а также шариковых винтовых пар
осуществляется автоматически от
станции смазки. Включение насоса
станции смазки происходит при
включении станка и в дальнейшем
по команде моторного реле времени
через каждые 60 мин.
При включении насоса станции
смазки масло под давлением подает-
ся . в систему смазки суппортной
группы. Включение подачи масла
происходит через 3—5 с. За это
время необходимая порция масла
поступает ко всем точкам смазки
суппортной группы. Смазка всех
механизмов редукторов перемещений
осуществляется при работе станка
разбрызгиванием. Количество масла
в редукторах контролируется визу-
ально через маслоуказатели.
Гидропривод. Включение
гидропривода осуществляется нажа-
тием кнопки «Пуск» гидроагрегата.
Работа гидропривода происходит
в соответствии с подачей электри-
ческих команд от пульта управле-
ния к электромагнитам реверсивных
золотников и к шаговым двигателям
гидроусилителей.
Принципиальная схема гидропри-
вода приведена на рис. 21.36.
Контрольные вопросы
1.	Дайте классификацию токарных стан-
ков с ЧПУ. .
2.	Каким образом используют оси коор-
динат в токарных станках с ЧПУ?
3.	Из каких основных сборочных единиц
(узлов) состоят токарные станки с ЧПУ?
4.	Назовите виды направляющих стан-
ков.
5.	Какие  приводы главного движения
применяют в станках с. ЧПУ?
6.	Какие приводы подач используют на
станках с ЧПУ?
7.	Объясните принцип действия шагово-
го двигателя.
8.	Расскажите о принципе действия пере-
дачи винт — гайка качения.
9.	Как осуществляется регулировка натя-
га в шариковой винтовой паре?
10.	Какими способами достигается безза-
зориость в зубчатых передачах?
11.	По кинематической схеме станка
16К20ФЗС5 расскажите о передаче движения
от электродвигателя к шпинделю.
ГЛАВА 22
НАЛАДКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ
1.	Наладка токарного станка с ЧПУ
Перед началом наладки токарно-
го станка с ЧПУ необходимо:
1)	ознакомиться и изучить руко-
водство по эксплуатации станка;
2)	убедиться в подаче смазки
в места, указанные в схеме смазки,
и в случае отсутствия последней
заполнить их смазкой в соответствии
с картой;
3)	убедиться в наличии масла
в гидросистеме;
237
chipmaker.ru
4)	проверить заземление и выпол-
нить все операции; изложенные
в руководстве по эксплуатации
электрооборудования станка;
5)	подключить вводный выключа-
тель электрошкафа управления и
пульта ЧПУ.
Наладку токарного станка с ЧПУ
выполняют по карте наладки и тексту
программы. В карте наладки даются:
указания по применяемым зажимным
устройствам и подготовке их к рабо-
те; размеры заготовки и готовой
детали; перечень вспомогательного
и основного инструмента с коорди-
натами вершин режущих кромок от
пррграммируемой точки станка; ко-
ординаты исходной (нулевой) точки
относительно абсолютной системы
координат станка. Для патронных
токарных станков с ЧПУ общепри-
нято, что в. абсолютной системе
начало координат лежит на пересече-
нии оси вращения с зеркалом за-
жимного патрона.
Наладку станка с ЧПУ необходи-
< мо выполнять следующим образом.
1.	В соответствии с картой налад-
ки подобрать инструмент, проверить
отсутствие на нем повреждений,
надежность крепления режущих
пластин, правильность заточки и т. д.
2.	Настроить режущий инстру-
мент на заданные картой наладки
координатные размеры.
3.	Установить настроенный инст-
румент в рабочие позиции револь-
верной головки.
4.	Установить предусмотренный
картой наладки вид зажимного пат-
рона и проверить надежность за-
крепления заготовки.
5.	Установить переключатель ре-
жима работы пульта устройства
ЧПУ в положение ручной работы
в режиме «От станка».
6.	При отсутствии внешних по-
вреждений у станка и пульта устрой-
ства ЧПУ, препятствующих пуску
станка, проверить работоспособность
его рабочих органов на холостом
ходу и исправность сигнализации на
пульте управления, а также работу
ограничивающих кулачков.
7.	Убедившись в чистоте ленто-
протяжного механизма, ввести пер-
фоленту. и проверить выполнение
(без сбоев) рабочей программы пуль-
том и станком, а также безотказность
индикации световой сигнализации.
8.	Переместить суппорт в преду-
смотренное картой наладки нулевое
положение, используя декадные пе-
реключатели «Сдвиг нуля».
9.	Проверить отсутствие инфор-
мации на корректорах-переключате-
лях и набрать значения, обеспечи-
вающие получение при обработке
требуемых размеров деталей.
10.	Закрепить заготовку в па-
троне.
И. Установить переключатель ре-
жима работы в положение автома-
тической работы в режимах «По
программе» или «По фазам».
12.	Обработать первую заготовку.
13.	Измерить изготовленную де-
таль и рассчитать поправки, которые
набираются на корректорах-пере-
ключателях.
14.	Обработать заготовку повтор-
но в режиме «По программе».
15.	Измерить готовую деталь.
На этом наладка станка на изго-
товление партии деталей завер-
шается.
Перед тем как начать изготов-
ление партии деталей в автомати-
ческом режиме, нужно установить
переключатель режима работы на
пульте устройства ЧПУ в положе-
ние «Автомат» и произвести обра-
ботку заготовок. В процессе обработ-
ки партии заготовок необходимо
осуществлять контроль за состояни-
ем инструмента и программы. Вводи-
мая программа контролируется с по-
мощью системы индикации, преду-
смотренной в устройстве ЧПУ.
В дальнейшем, пользуясь коррек-
торами, поддерживают размеры из-
готовленных деталей в поле допуска.
Если при проверке работы пульта
и станка на холостом ходу про-
грамма выполняется со сбоями или
другими неполадками, оператор пре-
кращает наладку станка, вызывает
дежурного наладчика устройства
ЧПУ или слесаря и ставит в из-
вестность мастера участка.
238
chipmaker.ru
К наладке и работе на станках
с ЧПУ и их обслуживанию допу-
скаются лица, изучившие конструк-
тивные и технологические особен-
ности станков и устройств ЧПУ и
правила эксплуатации и получив-
шие удостоверение на право работы
на этих станках.
2. Инструмент для токарных
станков с ЧПУ
В станках с ЧПУ применяют ре-
жущий инструмент общего назначе-
ния, т. е. инструмент, которым
работают на станках с ручным
управлением. Однако к инструменту,
предназначенному для станков с
ЧПУ, предъявляются повьцценные
требования по жесткости, взаимоза-
меняемости, качеству заточки, изно-
состойкости и т. д.
Для крепления инструмента при-
меняют инструментальные державки
и резцовые оправки. Режущий ин-
струмент настраивают, измеряя его
положение в инструментальной дер-
жавке. Если в суппорте станка или
револьверной головке закреплены
резцовые оправки, то в них уста-
Рис. 22.1. Резцовые вставки с предварительно
настроенным размером А:
Н и В — высота и ширина резца D — диаметр
круглого резца
навливают настроенные на размер
малогабаритные резцовые вставки
(рис. 22.1).
В большинстве современных стан-
ков для закрепления режущего
инструмента используют инструмен-
тальные державки ХРИС- 22.2, а—г)
и резцовые блоки (рис. 22.3, а, б), так
как в этом случае отпадает необхо-
димость в специальном режущем
инструменте. Наиболее важными
требованиями, которые предъявляют
5) эталона
Рис. 22.2. Инструментальные державки:
а — для резца, б — для расточного резца, в — для сверла, г — для зенковки
?) эталона
239
chipmaker.ru
Рис. 22.3. Резцовые блоки без предварительной
настройки на размер
Рис. 22.4. Сборные резцы с механическим креп-
'лением неперетачиваемых твердосплавных
пластин:
/ — твердосплавная пластина, 2 — клин, 3 — винт
зажима клина, 4 — базирующий штифт, 5 — кор-
пус, 6 — твердосплавная подкладка; L, Н, Н\, В —
конструктивные размеры резца
Рис. 22.5. Инструмент для станков с ЧПУ:
а — сверло, б — зенковка
к резцовым блокам, являются точ-
ная и стабильная установка блока
в суппорте станка (погрешность
установки должна быть в пределах
0,001—0,0Эа мм) и малая масса
блока. Установочными поверхностя-
ми у резцовых блоков служат чаще
всего призмы и зубчатые рейки.
В станках с ЧПУ часто исполь-
зуют резцы с механическим крепле-
нием многогранных неперетачивае-
мых пластин нз твердого сплава
(рис. 22.4).
На державках пластины закреп-
ляют клином и винтом. Базируют
пластины по центральному отверстию
с помощью штифта 06 мм. Пласти-
ны различаются по материалу, фор-
ме и размерам. По форме пластины
характеризуются диаметрами опи-
санных вокруг граней окружностей.
Особенностью неперетачиваемых
пластин является то, что при
эксплуатации нет необходимости в их
заточке. После затупления одной
режущей грани пластину разворачи-
вают и вводят в работу другую
грань. При повороте пластины вер-
шина режущей кромки сместится
(дс 0,2 мм) от предыдущего положе-
ния. Для предотвращения брака в
этом случае на пульте станка вводят
корректировку исходного положения
суппорта. Используя корректоры
положения, получают размеры (пос-
ле обработки) требуемого квалитета
(поле допуска) без снятия резцово-
го блока со станка для подналадки
в гфиспособлении. Можно работать
одним стержнем, производя замену
только твердосплавных пластин.
Обработка на станке с ЧПУ
в запрограммированном режиме мо-
жет сопровождаться нежелательны-
ми явлениями. Например, при точе-
нии образуется стружка, которая
плохо удаляется от резца и может
привести к поломке режущей пласти-
ны. Чтобы избежать этого, необхо-
димо, используя корректоры подачи,
увеличить подачу и добиться дроб-
ления стружки. Если не выпол-
няются требования чертежа к шеро-
ховатости обрабатываемой- поверх-
ности, то путем уменьшения подачи
240
chipmaker.ru
можно снизить шероховатость. При
этом необходимо проверить установ-
ку режущей кромки резца относи-
тельно оси станка.
Для обработки отверстий на стан-
ках с ЧПУ используют сверла,
зенкеры, развертки как обычного
исполнения, так и с цилиндрическим
хвостовиком, поводком и винтом для
установки их вчлете (рис. 22.5, а, б).
Для чистовой обработки отверс-
тий диаметром свыше 20 мм исполь-
зуют расточные оправки с микро-
метрической регулировкой (рис. 22.6).
Резец 1 смонтиро. ан во втулке 3,
в которой он может совершать
поступательное движение с помощью
лимба-гайки 2 относительно оправ-
ки 4.
Смена инструмента в станках
с ЧПУ с револьверными головками
производится автоматически. В соот-
ветствии с управляющей программой
после окончания резания инструмент
отводится от заготовки, заменяется,
затем снова подводится в исходную
позицию. Причем сначала осуществ-
ляется быстрый подвод инструмента
в зону резания, а потом — подача
на рабочей скорости.
Для выполнения основного тре-
бования к режущему инструменту
для станков с ЧПУ — стабильности
его режущих свойств — необходимо
при создании и эксплуатации ин-
струмента соблюдать следующие
условия:
1) максимально использовать
твердосплавные неперетачиваемые
пластины с механическим креплением
в корпусе инструмента; 2) приме-
нять наиболее рациональные*'формы
пластин, обеспечивающие возмож-
ность обработки одним резцом
большого числа поверхностей;
3) унифицировать основные и при-
соединительные размеры инструмен-
та (например, одинаковые присоеди-
нительные размеры для резцов
с одинаковыми углами в плане),
что создает удобства для програм-
мирования технологических опера-
ций; 4) повышать точность изго-
товления инструментов.
При обслуживании станков с
ЧПУ применяют универсальные при-
боры для наладки режущего ин-
струмента на размер вне станка.
Приборы имеют базовую поверх-
ность, на которой устанавливают
переходник для инструментальных
блоков и визирное устройство, пере-
мещающееся относительно базовой
поверхности по двум взаимно
перпендикулярным горизонтальным
| координатам.
I Предварительная наладка инст-
румента вне станка обеспечивает
значительное сокращение времени
простоев станков благодаря совме-
щению подготовительно-заключи-
тельного времени,затрачиваемого на
замену и подналадку инструмента,
с временем работы станка.
На рис. 22.7 показан прибор,
предназначенный для размерной на-
ладки режущего инструмента. В при-
боре используют окулярный микро-
скоп с 30-кратным увеличением.
Проверку положения режущих инст-
рументов по вертикали осуществляют
индикатором /, установленным на
стойке. Продольное перемещение
каретки с микроскопом 300 мм,
241
chipmaker.ru
Рис. 22.7. Прибор для размерной наладки инструмента
поперечное — 200 мм. Точность уста-
новки инструмента по каждой коор-
динате 0,005-м м.
Настройку инструментальных
блоков осуществляют следующим об-
разом. Инструментальный блок 3
устанавливают на переходной пли-
те 4, монтируемой на плите 5 приспо-
собления. Переходную плиту пред-
варительно устанавливают на плите
5 приспособления с помощью эталон-
ного блока 6 так, чтобы при подводе
каретки приспособления с микроско-
пом 2 вершина эталонного блока
совпала с перекрестием осей в поле
зрения микроскопа. При этом перед
индикатором / отсчета по оси X уста-
навливают концевую меру, соответст-
вующую расстоянию вершины эта-
лонного блока от расчетной базовой
плоскости резцедержавки. После
закрепления переходной плиты на
плите приспособления в указанном
положении эталонный блок снимают
и перед индикатором I устанавли-
вают соответствующие концевые ме-
ры. Каретку приспособления с микро-
скопом 2 подводят до нулевого
положения. Настраиваемый блок ус-
танавливают в переходной плите
приспособления и настраивают таким
образом, чтобы вершина инструмента
Рис. 22.8. Пульт управления, размешенный на станке мод. 16К20ФЗС5:
/ — лампа «Контроль смазки», 2 — лампа «Масло разогрето», 3 — лампа «Подогрев масла», 4 — пере-
ключатель позиций резцедержателя, 5—кнопка «Толчок шпинделя», 6 — переключатель частоты
вращения шпинделя. 7 — кнопка рабочей подачи, 8 — переключатель режима работы станка, 9 —лампа
наличия напряжения, 10 — кнопка «Аварийный стоп», 11—выключатель охлаждения, 12— кнопка
«Толчок смазки», 13 — кнопка «Пуск гидроагрегата», 14 — кнопка «Стоп гидроагрегата», 15 — кнопка
включения поворота резцедержателя, 16 — кнопка включения прямого вращения шпинделя, 17 — кнопка
«Стоп шпинделя», 18 — кнопка включения обратного вращения шпинделя, 19 — переключатель режима
перемещения инструмента, 20— кнопка «Пуск программы»,4 21 — переключатель «Стоп подачи»
242
chipmaker.ru
совпала с перекрестием осей в поле
зрения микроскопа в нулевом поло-
жении каретки микроскопа.
3.	Органы управления . станками.
Подготовка систем ЧПУ к работе
Токарные станки с ЧПУ имеют
несколько пультов управления, один
из которых размещен в устройстве
ЧПУ, а другие (один или два), пред-
назначенные для оперативного конт-
роля и управления работой механиз-
мов и сборочных единиц (узлов)
станка, размещаются ближе к рабо-
чей зоне станка. На эти пульты
выносятся, как правило, дублирую-
щие команды с пульта устройства
ЧПУ (автоматическая перемотка
ленты в исходное положение, запуск
программы, ее останов, поворот
револьверной головки и др.).
На рис. 22.8 показан пульт
равления, размещенный на станке
мод. 16К20ФЗС5 с ЧПУ Н22-1М.
Пульт программного управления
устройства ЧПУ Н22-1М (рис. 22.9)
применяется для управления токар-
ными станками с ЧПУ
мод. 16К20ФЗС5.
Устройство ЧПУ Н22-1М
предназначено для программного уп-
равления токарными станками, вы-
полняющими прямоугольную, конус-
ную и фасонную обработку. Элект-
ронное устройство Н22-1М создано на
интегральных микросхемах; тип си-
стемы непрерывный; число управ-
ляемых координат — две, в том числе
одновременно управляемых также
две; тип привода — шаговый; смена
инструмента — автоматическая.
Устройство обеспечивает задание
геометрической информации в при-
ращениях и в абсолютных значениях,
осуществляет линейную и круговую
интерполяцию.
На передней панели устройства
ЧПУ расположены следующие орга-
ны управления: кнопка «Пуск» —
пуск устройства в любом режиме;
клавиша «Стоп подачи» — прекра-
щение подачи в любом режиме;
переключатель «Подача» на один-
надцать положений; переключатель
режимов работы на девять положе-
ний; тумблер 6 Гц/400 Гц; кнопки
«Логика» и «Привод», действующие
в режиме «Сброс»; клавиши под
общей надписью «Останов»; техно-
логический останов и конец кадра;
клавиша «Пропуск кадра»; кнопки
«Быстрый ход» и «Шаг»; переклю-
чатели ( + Х, —X, +Z, —Z) зада-
ния безразмерных перемещений в ре-
жиме ручного управления; лампы
индикации нормальной работы
(Л1—Л7): сеть, работа, OX, OZ, ко-
нец кадра, конец программы, техно-
логический останов; лампы индика-
ции ответов от станка (Л8—Л10):
s, М, Т; лампы индикации сбоев
N кддВД
II т/s.m/ |[
ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ
стоп
РАБОТА OX 0Z
КОНЕЦ КОНЕЦ ГЕХНОА.
КАДРА ПРОГ. ОСТАН.
ПОДАЧА %
.***»
40	1100
20	НО
1 2 3 4 5 6
оооооо оооооо
ПРОЛ. ОСТАНОВ КОНЕЦ
КАДРА ТЕХНОЛ. КДДРА
S
ПОИСК КЛДРА
VCK. ОТРАБОТКА
ПРОВ. ЛЕНТЫ
вык.
СЕТЬ
ВК
+х
-х
бЫСТР.ХЦЛ.
-Z
[ привод | [ логика |
АВТОМАТ
СБРОС
РУЧН. ввод.
РУЧН.УПР
ВОЗВРАТ РЕВЕРС
вХ
ОТВЕТ
S	м	т
ввод	ЧПУ	СТАН
СБОЙ
ИНДИКАЦИЯ
М Рг Рг
ПУСК | |пОААЧи|[
Нх I Hz I
X
Z
< 2 3 4 5 6
I
Рис. 22.9. Пульт программного управления устройства *4ПУ Н22-1М
243
chipmaker.ru
(Jill—Л13): ввод, ЧПУ, станок;
клавишный переключатель «Индика-
ции» (из них клавиши s и М — для
подключения к ячейкам цифровой
индикации технологических команд);
клавиши РГНХ и РгНг для подключе-
ния устройства Интерполяции к ячей-
кам цифровой индикации геометри-
ческой информации регистров РГНХ
и РгНг-, аварийная кнопка «Стоп»
с принудительным возвратом; лампы
индикации состояния фаз шаговых
электродвигателей по осям X и Z;
лампы «Вкл», «Вык» и «Сеть».
Переключатель режимов задает
следующие режимы работы
системы.
1.	«Автомат» — автоматический
ввод программы с перфоленты.
При нажатой клавише «Останов
по концу кадра» происходит продви-
жение перфоленты -на один кадр
и отработка очередного кадра;
каждый раз нажимается кнопка
«Пуск». При нажатой клавише
«Пропуск кадра» делается пропуск
тех кадров программы, перед кото-
рыми набита метка «/» в коде ИСО.
При нажатой кнопке «Останов
технол.» программа останавливается
на команде М001; при этом загорает-
ся лампа «Технологический останов».
Продолжение программы произво-
дится сигналом от кнопки «Пуск».
Лампа «Работа» загорается в момент
приема информации в регистр рабо-
чей памяти устройства интерполяции
и гаснет в конце отработки геомет-
рической информации. По окончании
программы при команде М002 заго-
рается лампа «Конец программы».
Лампа «Конец кадра» сигнализи-
рует об окончании ввода кадра.
2.	«Ускоренная обработка» —
функционально данный режим ана-
логичен режиму «Автомат», но он
выполняется на максимальной рабо-
чей скорости подачи. Этот режим
рекомендуется использовать как кон-
трольный при отработке новых про-
грамм.
3.	«Поиск кадра»— автоматичес-
кий поиск кадра, номер которого
задается на переключателе «Ручной
ввод» с пульта коррекции. При
этом вводится и отрабатывается
только технологическая информация
s, М, Т; выход устройства интер-
поляции заблокирован. Если в дан-
ном режиме нажать клавишу «Оста-
нов по концу кадра», то устройство
будет производить покадровую отра-
ботку технологических команд до ис-
комого номера кадра, после чего
станок остановится. Запуск следую-
щего кадра производится вручную
кнопкой «Пуск» с пульта операто-
ра.
4,	«Ручной ввод»— ручное зане-
сение информаций с пульта коррек-
ции и пульта оператора путем
задания на клавишах и переклю-
чателе «Ручной ввод» соответствую-
щей информации; ввод этой ин-
формации и ее последующая отра-
ботка. В этом режиме программа
отработки вводится последователь-
но адрес за адресом, отработка
вводимой информации производится
с момента нажатия кнопки «Пуск».
Режимы «Автомат», «Ускоренная
отработка» и «Ручной ввод» преду-
сматривают ввод программы с перфо-
ленты или переключателей ручного
ввода и выдачу управляющих сигна-
лов на станок после отработки
исходной информации в устройстве
ЧПУ.
5.	«Ручное управление» — ввод
безразмерных перемещений инстру-
мента в направлениях -|-Х, —X, 4-Z,
—Z; при этом перемещение подвиж-
ных органов станка происходит по
командам с пульта оператора или
выносного пульта станка путем вклю-
чения соответствующих тумблеров
перемещения по координате и на-
правлению. .
6.	«Возврат в 0» — выход в нуле-
вую точку станка вводом безраз-
мерных перемещений по координатам
X и Z. При фиксации в нулевой
точке станка загорается лампа ОХ
и OZ.
7.	«Сброс» — установка системы
в исходное состояние по сигналам
от кнопки «Логика» (для всего
устройства ЧПУ) или «Привод»
(только для устройства управления
шаговым двигатепем).
244
chipmaker.ru
8.	«Проверка ленты» — контроль-
ный режим проверки ленты перед
работой, а также при работе в ре-
жиме «Автомат» или «Ускоренная
отработка» в случае появления
сигналов «Сбой» на пульте опера-
тора.
9.	«Реверс» — перемотка перфо-
ленты назад до начала програм-
мы.
Переключатель «Подача» (на 11
положений и три направления)
используется для регулирования ве-
личины подачи дискретно от О
до 120% программируемой вели-
чины.
Перед началом работы
с системой ЧПУ Н22-1М необхо-
димо. установить все органы управ-
ления на пультах в исходное поло-
жение: все кнопки не нажаты; на
переключателях набраны нули; тумб-
леры установлены в среднее поло-
жение.
Затем устройство подключают
к сети с помощью автоматического
выключателя, расположенного в
шкафу электрооборудования станка,
и пакетного выключателя, располо-
женного в стойке устройства управ-
ления шаговым приводом. При этом
должна загореться лампочка «Сеть».
С помощью кнопки «Вкл» включают
питание. При включении питания
устройство автоматически устанав-
ливается в исходное состояние.
Перед проверкой работоспособ-
ности устройства в режимах ручного
ода информации и работы от пер-
фоленты по тест-программе необхо-
димо включить фотосчитывающее
устройство (ФСУ). Зажженная крас-
ная лампочка на передней панели
устройства указывает, что ФСУ
включено.
Одновременно загорается осве-
тительная лампочка и начинает рабо-
тать электродвигатель лентопротяж-
ного механизма. Для установки пер-
фоленты следует нажать кнопку
отвода прижимных роликов, затем
зитавить перфоленту в лентопро-
тяжный лоток так, чтобы ведущая
дорожка находилась ближе к перед-
ней панели. Затем повторным нажа-
тием вернуть кнопку в исходное
положение.
После включения питания и ФСУ
необходимо проверить работу
устройства ЧПУ в режиме «Ручное
управление». Для этого нужно на-
жать кнопку «Сброс» и, ставя после-
довательно тумблеры безразмерного
перемещения по координатам в край-
нее положение, убедиться в отработ-
ке перемещения по цифровой инди-
кации. После этого устройство
считается подготовленным к ра-
боте.
Устройство ЧПУ «Элект-
р о н и к а НЦ-31» предназначено для
управления токарным станком мод.
16К20Т1. Оперативной системой на-
зывается система ЧПУ с преимущест-
венной подготовкой управляющих
программ непосредственно у станка.
Основные технические данные
устройства: тип — контурное с про-
граммно-структурной организацией;
система отсчета в абсолютных и от-
носительных координатах; интерпо-
ляция — линейная и круговая; дис-
кретность задания размеров в про-
дольном и поперечном направле-
нии 0,001 мм; число запоминающих
кадров 250.
Устройство обеспечивает ввод
и редактирование управляющей про-
граммы (УП) с помощью клавиату-
ры пульта оператора, а также
возможность передачи программы
в кассету внешней памяти (КВД)
для хранении вне станка и после-
дующего ввода программы из КВД
в систему управления станком.
Пульт устройства ЧПУ «Электро-
ника НЦ-31» (рис. 22.10) состоит
из трех цифровых индикаторов,
трех наборов клавиш й сигнальных
лампочек.
Цифровые индикаторы.
Четырехразрядный цифровой инди-
катор / предназначен для индикации
значений заданной подачи. Трехраз-
рядный цифровой индикатор 2 пред-
назначен для индикации номера кад-
ра или номера параметра станка
(в режиме ввода или контроля
параметров). Семиразрядный цифро-
вой индикатор 3 (с обозначением
245
chipmaker.ru
ИНДИКАЦИЯ ПОДАЧИ
-----1
01 •внимание |
I ж БАТАРЕЯ I
I ^ЗАРЯЖЕНА I
ИНДИКАЦИЯ А/ОДРА
\ М ИНДИКАЦИЯ
\_______________ _ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ
Г	1 СИСТЕМЫ
ООП
«I
• -45"]
осьх
OCbZ
ГАШЕНИЕ
АВАРИЙНЫХ
СОСТОЯНИЙ
I <лл
. БЫСТРОГО
J *ЦДА
ИНДИМЦИЯ бЧКЙИЮ ДДРЕСйв
XZBMSТ Р г
ппппппо
N Е X
45' Z
ПОКАДРОВАЯ
ОТРАБОТКА
КЛАВИШИ ИНДИКАЦИИ ПОЛО'
ЖЕНИЯ М 6ЫЫРА НАПРАВЛЕ-
НИЯ ДВИЖЕНИЯ ОТ МАХОВИЧКА
TWHOA СМРОСТЬ
комм, мкишинстмсчг
РАБОТА ОТ
МАХОВИЧКА АВТОМАТ информации
ФАСКА
лебммжм мзкшптР |
ММЭТИ МДВШН I
индшимЮ* I
ПАРАМЕТРОВ |
ОТРАБОТКА
ПРОГРАММЫ , UIГ-HOVIIV1
БЕЗ ПЕРЕМЕЩЕНИИ ПРОГРАММЫ
ОПМСИТЕЛЫМЯ БЫСТРЫЙ
СЖТЕМАЙСТЕГЛ ТОД
МОМЕР ГЮСГВЯИИ- РАЗМЕР
КАДРА ПИКЛЫ ЛОА
стоп
ПУСК
СБРОС I
МАМШИ ПЕРЕИЕЩЕНИЯ В РУЧНОМ
РЕЖИМЕ НА МвОЧЕИ ПвДАЧЕ И
ВЫСТРОЙ ХОДУ ПО ОСЯМ XhZ
Рис. 22.10. Пульт устройства ЧПУ «Электроника НЦ-31»
КЛАВИШИ
РУЧНОЕ
УПРАВЛЕНИЕ
ВЫВШИМ- УСТАМ
ФОРМАЦИИ НА MMtfMffiN
ИНДИКАЦИЮ ОТСЧЕТА
вмдвадмто
ВЫМАШИМИКЛЦ
клишлд
ПОЛИЛ ЙЖШША ПАРАМЕТР
ЦИФРОВОЙ
ИНФОРМАЦИИ I
знака «-|-» или «—» в крайнем
левом разряде и цифр от 0 до 9 в каж-
дом из следующих шести разрядов)
предназначен для индикации число-
вой части буквенных адресов, кад-
ров программы, параметров, техноло-
гических команд, положений суппор-
та станка и кодов аварийного
состояния. Над лампочками индика-
тора 3 размещены восемь сигналь-
ных ламп с буквенными обозначе-
ниями, которые указывают адреса
цифровой индикации на лампочках
индикатора.
Наборы клавиш управле-
ния и ввода программы.
Набор 4 состоит из 28 клавиш ввода
буквенно-цифровой индикации, из
них десять клавиш, предназначенные
для ввода цифр, имеют гравировку
О, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, а девять
клавиш, предназначенные для ввода
букв, имеют гравировку N, G, X, Z, М,
S, Т, F, Р. При нажатии клавиш для
ввода букв загораются соответствую-
щие сигнальные лампы над индика-
тором 3.
Набор 5 из 12 клавиш предназ-
начен для выбора режимов работы
и управления работой системы.
Шесть клавиш с сигнальными лам-
почками в. средней части набора
задают режим работы, при этом
предыдущий режим выключается.
Три клавиши управления с сигналь-
ными лампочками расположены в
нижней части набора, а три клавиши
управления в дополнительных под-
режимах — в верхней части набора.
Набор 6 из семи клавиш для
управления перемещениями суппорта
в ручном режиме расположен в левой
нижней части панели пульта.
Сигнальные лампочки
(шесть штук) имеют следующее на-
значение: лампочка с надписью
«Внимание» сигнализирует об ошиб-
ках и аварийных ситуациях; лампоч-
ка с надписью «Батарея заряжена»—
об аварии питания, в том числе,
о разрядке аккумулятора подпитки
оперативной памяти; лампа с грави-
ровкой	— о переходе системы
в относительную систему отсчета;
лампа с гравировкой	—
о признаке быстрого хода (действует
246
chipmaker.ru
в режимах автоматической обработ-
ки и ввода УП); лампа с гравировкой
«4-45°» — о признаке перемещения
под углом 4-45° (действует в режи-
мах ввода и индикации УП); лампа
с гравировкой «—45°» — о признаке
перемещения под углом —45° (дейст-
вует в режимах ввода и индика-
ции УП).
В табл. 10 указаны символы
и назначение клавиш, расположен-
ных на пульте устройства ЧПУ
«Электроника НЦ-31».
Включение устройства
ЧПУ «Электроника НЦ-31»
производится при включении станка
с помощью переключателя подачи
питания и вводного автомата в соот-
ветствии с руководством по эксплуа-
тации электрооборудования станка.
При этом на пульте системы заго-
рается сигнальная лампочка «Пуск»
над клавишей (см. табл. 10, п. 17),
которая горит несколько секунд.
В это время происходит тестовый
контроль работоспособности устрой-
ства. Если устройство исправно, то
постоянно идет циклическая провер-
ка ячеек системы ЧПУ и на индикато-
ре 1 (рис. 22.10) последовательно
высвечиваются цифры 101, 201, 202,
..., 277. При правильном прохожде-
нии теста через несколько секунд
лампочка над указанной выше
клавишей начинает мигать. Теперь
следует нажать на эту клавишу
и сигнальная лампочка над ней по-
гаснет, а на индикаторах 1 и 2
(рис. 22.10) загорятся нули, что яв-
ляется сигналом готовности системы
к работе. После этого необходимо
нажать кнопку подачи напряжения
на привод.
При задержке с включением по-
дачи напряжения на привод система
может воспринять это как неисправ-
ность по питанию: начинает мигать
сигнальная лампочка «Внимание»,
а на индикаторе 3 (рис. 22.10)
может появиться код 821. В этом
случае следует погасить сигнал не-
исправности нажимом на клавишу
«Сброс» и затем снова нажать
кнопку подачи напряжения на при-
вод.
Если после прохождения теста
начинает мигать сигнальная лампоч-
ка «Внимание», то следует сбросить
этот сигнал нажимом на клавишу
гашения состояния «Внимание». Пос-
ле этого вновь загорается на не-
сколько секунд лампочка над клави-
шей (см. табл. 10, п. 17) и контроль-
ный тест повторяется. Если повтор-
ный тест прошел нормально и начи-
нает мигать лампочка над указан-
ной клавишей, то следует нажать на
кнопку подачи напряжения на при-
вод и начать работать на станке
в требуемом режиме.
Если тест не прошел нормально,
то начинают мигать лампочка «Вни-
мание» и лампочки над клавишами
(см. табл. 10, пп. 13 и 17) и загорают-
ся лампочки над адресами индика-
тора 3 (рис. 22.10). Это значит, что
в системе управления или на станке
обнаружена неисправность. При на-
жиме на клавишу (см. табл. 10,
п. 17) вызывается код неисправ-
ности, по которому можно опреде-
лить причину неисправности и устра-
нить ее (если это ошибка оператора
или неисправность станка).
Расшифровка кодов неисправнос-
ти указана в инструкции по эксплуа-
тации устройства.
При первом включении устройст-
ва ЧПУ необходимо ввести в память
системы техническую характеристику
станка. При повторном включении
устройства в процессе его эксплуата-
ции после кратковременного (до 24—
48 ч) включения необходимо убедить-
ся в том, что массив технической
характеристики станка и управляю-
щая программа находятся в исправ-
ном состоянии.Признаком неисправ-
ности массива служит код неисправ-
ности (Х241ХХ), при обнаружении
которого необходимо произвести пов-
торную запись технической характе-
ристики станка. Признаком неис-
правности управляющей программы
служит код неисправности Х77Х1ХХ.
Если проведенная проверка пока-
зала, что станок и устройство ЧПУ
готовы к работе, можно включать
привод станка.
247
chipmaker.ru
Таблица 10
№ п/п	Символ клавиши	Значение клавиши
1	* *	Клавиши буквенно-цифровой индикации Задание признака системы отсчета при вводе УП; признак дей- ствует до отмены, т. е. до повторного нажатия этой клавиши. В режиме ручного управления клавиша вызывает подрежим выхода в фиксированную точку. Фиксированная точка стайка — точка, определенная относительно нулевой точки станка и ис- пользуемая для нахождения положения рабочего органа станка. Нулевая точка станка — точка, принятая за начало системы отсчета
2		Задание признака быстрого хода при вводе УП. Признак действует до нажатия клавиши ввода в память или вывода на индикацию кадров УП или параметров станка, т. е. его надо повторять каждый раз, как только ои встречается в кадре про- граммы
3 4	ъ	Деблокировка памяти в режиме ввода (с сигнальной лампочкой) Разрешение на ввод и индикацию параметров системы (с сиг- нальной лампочкой)
5	+ 45°	Задание в УП признака снятия фаски под углом +45°
6	-43°	Задание в УП признака снятия фаски под углом —45°
7		Задание признака «звездочка», указывающего иа вхождение кадра в группу
8	—	Знак минус перед числовой частью
9	с	Сброс набранных на пульте буквенных адресов, чисел или при- знаков до ввода их в память
Клавиши для выбора режимов работы и управления
работой системы
10 11	® 0			Режим работы от маховичка (с сигнальной лампочкой) Режим толчкового перемещения от клавиш для управления движениями суппорта в ручном режиме
				Автоматический режим (с сигнальной лампочкой)
12				
13	$ 			Режим вывода на индикатор 3 (см. рис. 22.10) введенных в память кадров УП и параметров станка (с сигнальной лам- почкой). .
14	Л			Режим ввода (запоминания) кадров УП и параметров станка
15 16	V			и устройства ЧПУ (с сигнальной лампочкой) Режим размерной привязки инструмента (с сигнальной лам- почкой) Останов выполнения УП или отдельного цикла (с сигнальной
	f о'		•	
				лампочкой)
				
17		।		Пуск УП или отдельного цикла в автоматическом режиме и выполнение технологических команд в режимах «Ручной» и «Ма- ховичок» (с сигнальной лампочкой)
				
18	Л			Команда на ввод в память или вывод иа индикацию
	V			кадров УП или параметров станков (в режимах, установленных клавишами вывода на индикацию и ввода кадров УП). Сигнальная лампочка используется для индикации признака «звездочка» (см. п. 7 данной таблицы) и включение команды F (подача) в ручном режиме
248
chipmaker.ru
Продолжение табл. 10
№ п/п	Символ клавиши	Значение клавиши
19 20	//	Гашение состояния «Внимание» и команд, которые не должны дорабатываться до конца (клавиша без сигнальной лампочки) Подрежим отработки программы без перемещения суппорта для контроля по индикатору 3 (см. рис. 22.10) (с сигнальной лампочкой)
21	1—1	Подрежим покадровой отработки УП (с сигнальной лампочкой)
"Клавиши для управления перемещениями
суппорта в ручном режиме
22
23
24
25
26
27
28
Поперечное направление и индикация положения по осн X.
При нажатии на клавишу при вращении ручного маховичка
суппорт перемещается в поперечном направлении, а при нажатии
на клавишу во время автоматической отработки программы на
цифровом индикаторе 3 (см. рис. 22.10) выдается информация
о положении суппорта по оси X (с сигнальной лампочкой)
Продольное направление и индикация положения по оси Z.
При нажатии на эту клавишу при вращении ручного маховичка
суппорт перемещается в продольном направлении, а при нажатии
на клавишу во время автоматической отработки программы на
цифровом индикаторе 3 (см. рис. 22.10) выдается информация
о положении суппорта по оси Z (с сигнальной лампочкой).
Примечание; Обе клавиши после первого нажатия остаются
во включенном положении, при котором горит соответствующая
сигнальная лампочка. Клавиша и сигнальные лампочки выключа-
ются при повторном нажатии
Клавиши толчкового перемещения в ручном режиме
—	X к оси точения \ При задании подачи F (мм/об) в
s	- 1 ручном режиме и вращении шпинделя
4-Х от оси точения ’
—	Z к шпиндельной I При задании подачи F (мм/об) в
бабке	. ( ручном режиме и вращении шпин-
4-Z от шпиндельной I деля
бабки
Включение ускоренного перемещения по направлениям —X,
4-Х, —Z, 4-Z. Эта клавиша действует только в том случае, если
при нажатии на нее одновременно нажимают на одну из
четырех клавиш толчкового перемещения
4. Режимы работы оперативной
системы управления
Оперативная система ЧПУ «Элек-
троника НЦ-31» работает в следую-
щих основных режимах: перемеще-
ние суппорта по двум координатам
в ручном режиме от маховичка;
перемещение суппорта по двум коор-
динатам в толчковом режиме от кно-
пок клавиатуры; режим размерной
привязки инструмента; ввод про-
граммы обработки и параметров
станка; автоматическое выполнение
программы обработки; вывод про-
граммы обработки и параметров
станка на индикацию; подрежим
выхода в фиксированную точку.
В каждый момент времени можно
работать только в одном из режи-
мов. Переход от одного режима
к другому осуществляется нажатием
соответствующей клавиши из груп-
пы клавиш включения режима.
249
chipmaker.ru
После нажатия клавиши над ней
загорается сигнальная лампочка,
сигнализируя о том, что система
готова к работе в выбранном режи-
ме. Предыдущий режим отменяется
и устройство переходит в новый
режим работы.
В режиме работы от ма-
ховичка можно перемещать суп-
порт по одному из направлений X и Z,
вращая маховичок, и выдавать тех-
нологические команды М, S и Т, кото-
рые выполняются электроавтомати-
кой станка. Для работы в этом режи-
ме необходимо нажать на клавишу
(см. табл. 10, п. 10), над ней заго-
рится сигнальная лампочка, указы-
вающая, что устройство готово к ра-
боте в режиме маховичка.
Для поперечного перемещения
суппорта следует нажать клавишу
(см. табл. 10, п. 22), при этом заго-
рится лампочка над ней и на инди-
каторе 3 (см. рис. 22.10). Одновре-
менно на индикаторе 3 появится
число, определяющее положение ин-
струмента относительно выбранной
нулевой точки или, если она не вы-
брана, произвольное число. Шкала
маховичка разделена на 100 делений,
цена одного деления при движении
по оси X составляет 0,01 мм на
диаметр.
При вращении маховичка по ча-
совой стрелке суппорт идет от оси
центров ( + Х), а при вращении
против часовой стрелки — к оси
центров (—X). Величина перемеще-
ния контролируется на индикаторе 3.
Если при перемещении суппорт
наедет на конечный выключатель
ограничения хода, то движение
прекращается и загорается лампочка
«Авария». В этом случае вращением
маховичка в обратном направлении
отводят суппорт от конечного выклю-
чателя, а для того, чтобы погасить
сигнальную лампочку «Авария», на-
жимают на клавишу (см. табл. 10,
п. 19).
Для продольного перемещения
суппорта необходимо нажать на кла-
вишу (см табл. 10, п. 23), при этом
выключается клавиша (см. табл. 10,
п. 22) и над первой клавишей заго-
рается сигнальная лампочка. Пере-
мещение производится аналогично
перемещению по поперечной оси.
При вращении маховичка по часовой
стрелке суппорт движется к задней
бабке ( + Z), а при вращении против
часовой стрелки — к передней бабке
(—Z). В режиме работы от махович-
ка можно параллельно с обработкой
формировать управляющую про-
грамму.
Режим ручного управле-
ния используют для управления
перемещениями суппорта от клавиши
ручного управления как на быстром
ходу, так и на заданной скорости
рабочей подачи. Переход на этот
режим производится нажатием кла-
виши (см. табл. 10, п. 11), при этом
над ней загорается сигнальная лам-
почка, указывающая, что устройст-
во готово к работе в ручном режиме.
Для ускоренного перемещения
суппорта необходимо одновременно
нажать одну из клавиш толчкового
перемещения (см. табл. 10, пп. 24,
25, 26 или см. табл. 10, п. 27) и клави-
шу ускоренного перемещения
(см. табл. 10, п. 28). Перемещение
осуществляется только при нажатых
клавишах. Индикация положения
суппорта включается самостоятель-
но при нажатии одной из ранее
перечисленных клавиш как с клави-
шей ускоренного перемещения, так
и без нее.
Перемещение суппорта на скорос-
ти рабочей подачи производится
только от клавиш толчкового пере-
мещения или без клавиши ускорен-
ного перемещения, но при этом
должна быть введена заданная ско-
рость подачи и включено вращение
шпинделя.
Например, необходимо ввести по-
дачу 29 дискрет на оборот. Для
этого следует нажать клавишу F (при
этом над ней загорается сигнальная
лампочка), затем нажать клави-
шу «2» (при этом на цифровом
индикаторе высвечивается цифра
«2»), потом клавишу «9» (при этом
цифра «2» смещается на одну ячейку
влево, а цифра «9» занимает ее
место). Ввод набранного значения
250
chipmaker.ru
подачи в устройство ЧПУ осуществ-
ляется нажатием клавиши
(см. табл. 10, п. 18). Затем значение
подачи (29) высвечивается на инди-
каторе 1 подачи (см. рис. 22.10).
Для осуществления движения в
любом выбранном направлении необ-
ходимо нажать одну из клавиш
толчкового перемещения (см. табл. 10,
пп. 24, 25, 26, 27). Введенное значе-
ние подачи сохраняется до введения
нового значения подачи.
Подрежим выхода в фиксиро-
ванную точку используют для фик-
сирования исходной точки резцедер-
жателя. Фиксированная точка слу-
жит для привязки измерительной
системы устройства ЧПУ и нулевой
точки станка, с которой затем
осуществляется размерная привязка
инструмента.
Положение фиксированной точки
определяется положением конечных
выключателей замедления, при наез-
де на которые происходит замедле-
ние быстрого хода и переход на пол-
зучую подачу. Наезд на конечные
выключатели может осуществляться
в направлении, где предполагается
положение фиксированной точки.
Съезд с конечного выключателя
также осуществляется в направле-
нии, где предполагается положение
фиксированной точки. Затем система
ЧПУ следит за прохождением «0»
метки датчика положения. Прохож-
дение нулевой метки датчика фикси-
руется и производится сброс ошиб-
ки положения привода. Одновремен-
но блокируются кнопки, задающие
перемещение, и снимается подрежим
(прекращается пульсация сигналь-
ной лампочки).
Подрежим устанавливают нажа-
тием клавиши (см. табл. 10, п. 1).
Если привязка инструмента до этого
не производилась, то на индикации
высветится нуль. Если после вывода
суппорта в фиксированное положе-
ние необходимо продолжить работу
в режиме ручного управления, то
нужно повторно вызвать этот режим.
Вывод суппорта в фиксированное
положение рекомендуется произво-
дить после включения устройства
ЧПУ (устройство запоминает послед-
нее положение суппорта в момент
отключения) и в тех случаях, когда
возникают системные сбои устрой-
ства.
Режим размерной при-
вязки инструмента приме-
няется в тех случаях, когда необхо-
димо привязать режущий инстру-
мент к измерительной системе
устройства ЧПУ. Перед привязкой
инструмента необходимо вызвать
инструмент в рабочую позицию, т. е.
набрать «номер инструмента» Т даже
в тех случаях, когда на станке
нет автоматической смены инстру-
мента.
Режим размерной привязки инст-
румента производится в такой после-
довательности.
1.	Включить шпиндель и в ручном
режиме подвести инструмент к заго-
товке (детали).
2.	В режиме работы от махович-
ка проточить заготовку вдоль ее
образующей.
3.	Остановить шпиндель и заме-
рить диаметр обработки (например,
152,45 мм).
4.	Устройство перевести в режим
размерной привязки инструмента на-
жатием клавиши (см. табл. 10,
п. 15) и замеренный диаметр ввести
в память устройства (например,
Х15245), при этом индикатор адреса
и числа гаснет.
5.	Включить шпиндель и в руч-
ном режиме подвести инструмент
к торцу заготовки (детали) и обто-
чить торец.
6.	Отвести режущий инструмент
по оси X и остановить шпиндель;
замерить расстояние от торца заго-
товки (детали) до зажимных кулач-
ков патрона. Из замеренной величи-
ны вычесть припуск по усмотрению
оператора (3—7 мм). Например, из
замеренного размера 98,37 мм вычи-
таем 3,37 мм и получаем 95 мм.
7.	Устройство перевести в режим
размерной привязки инструмента
нажатием клавиши (см. табл. 10,
п. 18), после чего замеренная вели-
чина вводится в память устройства
(например, Z9500). Относительно
251
chipmaker.ru
этой точки программируется начало
обработки. Точка начала обработки
выбирается с учетом погрешности
установки заготовки (детали).
Автоматический режим
работы (и его подрежимы) пред-
назначается для проверки и отладки
правильности выполнения предвари-
тельно введенной управляющей про-
граммы для обработки.
В автоматический режим устрой-
ство переходит при нажатии на кла-
виши в выборе режима (см. табл. 10,
п. 12) (при этом над ней загорается
сигнальная лампочка) и клавишу
покадровой обработки (см. табл. 10,
п. 21), над которой также загорается
сигнальная лампочка.
Для безопасности отладки и про-
верки программы предусмотрены два
дополнительных подрежима — отра-
ботка управляющей программы без
перемещения суппорта и покадровая
отработка.
В покадровом режиме после на-
жатия на клавишу включения рабо-
чего цикла (см. табл. 10, п. 17)
устройство отрабатывает один эле-
мент УП (кадр или проход много-
проходного цикла). После этого
устройство останавливается и сиг-
нальная лампочка над клавишей
включения рабочего цикла гаснет.
Для отработки следующего элемен-
та УП нужно повторно нажать эту
клавишу.
Покадровый режим можно вклю-
чать или отменять в любой момент
(как во время выполнения УП, так
и после ее отработки).
В подрежиме отработки УП без
перемещения суппорта система толь-
ко имитирует это перемещение,
а остальные команды (например,
технологические и изменения пода-
чи) выполняет. Имитируемое пере-
мещение можно наблюдать и прове-
рить, включив индикацию положе-
ния нажатием на клавишу
(см. табл. 10, п. 22) или на клавишу
(см. табл. 10, п. 23). В этом случае
на индикации высвечивается ^а вели-
чина, которая была бы в действи-
тельности, если бы перемещение
было отработано.
Подрежим отработки УП без пе-
252
ремегцений суппорта можно вклю-
чить или отключить только при усло-
вии, что кадр или цикл отработан
до конца. Возможна одновременная
отработка УП в покадровом подре-
жиме и подрежиме без перемеще-
ния суппорта.
Выполнение УП можно прерывать
нажатием клавиши останова
(см. табл. 10, п. 16), при этом
останов УП происходит в любом
месте траектории инструмента. Ис-
ключением является резьбонареза-
ние, так как останов при этом про-
исходит только после отвода инстру-
мента в безопасное положение.
Во время выполнения УП на инди-
каторе номера всегда высвечивается
номер того кадра, который в данный
момент отрабатывается. Если же от-
рабатывается цикл, состоящий из не-
скольких кадров, то высвечивается
номер первого главного кадра.
При выполнении технологических
команд (как выполняемых электро-
автоматикой станка, так и невыпол-
няемых) производится их индикация.
При этом загорается сигнальная
лампочка соответствующего буквен-
ного адреса, а на индикаторе числа
выводится код.
Код технологической команды,
выполняемой последней, можно про-
индицировать как во время выпол-
нения УП, так и при остановах.
Для этого нужно нажать клавишу
выбранного буквенного адреса
команды, а затем нажать клавишу
вывода на индикацию (см. табл. 10,
п. 18).
Режим вывода на инди-
кацию производится нажатием
соответствующей клавиши, при этом
над клавишей загорается сигнальная
лампочка.
В этом режиме особое внимание
нужно уделять значению номера ин-
дикатора. Именно это значение
указывает номер кадра программы
или параметра, который выведен на
индикацию в настоящее время или
будет выведен в будущем.
Если сигнальная лампочка над
клавишей разрешения индикации
параметров (см. табл. 10, п. 4) горит,
chipmaker.ru
то индицируются параметры станка
и устройства ЧПУ, а> если не горит,
то индицируются кадры программы
отработки.
Для индик&ции последующего
кадра не нужно набирать его номер,
а достаточно нажать на клавишу
ввода на индикацию. При этом
номер кадра автоматически увеличи-
тся на единицу и на индикации будет
выведен следующий кадр и его содерг
жимое. Если еще раз нажать на эту
клавишу, то произойдет то же самое.
Таким образом, последовательно
можно просмотреть всю программу
или ее часть, начинающуюся задан-
ным на индикации номером. После
просмотра последнего 249-го кадра
автоматически происходит переход
на нулевой кадр.
При зажженной сигнальной лам-
почке над клавишей разрешения ин-
дикации (см. табл. 10, п. 4) таким же
образом можно просмотреть пара-
метры станка.
5. Подготовка, составление
и ввод управляющей программы
В устройстве ЧПУ «Электроника
НЦ-31» для составления и ввода
программы обработки приняты сле-
дующие стандартные обозна-
чения адресов и функций:
А — номер кадра (от 0 до 999),
X — поперрчное направление, Z —
продольное направление, Р — пара-
метры станка (команда передачи
управления), S — команда на изме-
нение частоты вращения шпинделя,
Т — команда на смену инструмента
или позицию автоматического пово-
ротного резцедержателя, F — подача
или шаг резьбы в циклах резьбо-
нарезания, G — технологические
функции, М — вспомогательные
функции.
Основные обозначения
технологических функций:
G2 — обработка дуги менее 90°
по часовой стрелке; G3 — обработка
дуги менее 90° против часовой
стрелки; G4 — выдержка времени;
<? 12 — обработка четверти окруж-
ности по часовой стрелке; G13 —
обработка четверти окружности про-
тив часовой стрелки; G25 — обраще-
ние к подпрограмме обработки;
G31, G32, G33— группа циклов
рёзьбонарезания; G55 — запланиро-
ванный программный останов; G60—
группа циклов условия движения;
G70, G71 —группа однопроходных
циклов; G73 — цикл глубокого свер-
ления; G74 — цикл обработки тор-
цовой проточки; G75 — цикл обра-
ботки прямых наружных канавок;
G77 — многопроходный цикл про-
дольного снятия припуска (парал-
лельно оси Z); G78 — многопроход-
ный цикл поперечного снятия при-
пуска (параллельно оси X); G92—
автоматическое смещение нулевой
точки.
Основные обозначения
вспомогательной функции:
М00 — останов управляющей про-
граммы обработки; М3 — правое
вращение шпинделя (против часовой
стрелки); М4 — левое вращение
шпинделя (по часовой стрелке);
М5 — останов шпинделя; МЗО —
конец управления программы обра-
ботки; М38 — нижний диапазон час-
тоты вращения шпинделя (12,5 —
200 об/мин) ; М39 — средний диапа-
зон частоты вращения шпинделя
(50 — 800 об/мин); М40 — верхний
диапазон частоты вращения шпин-
деля (125 — 2000 об/мин).
Указанные диапазоны частоты
вращения шпинделя устанавливают-
ся вручную и контролируются с по-
мощью путевых электропереключате-
лей, связанных с рукояткой пере-
ключения диапазонов расположен-
ной на корпусе шпиндельной бабки.
При включении номера диапазона
в программу обработки программа
выполняется только после установки
рукоятки переключения в требуемое
положение.
В табл. 11 приведены; значения
частоты вращения шпинделя станка
мод. 16К20Т1, оснащенного девяти-
скоростной АКС, в зависимости от
положения рукоятки переключения
диапазонов.
Для обозначения номера инстру-
мента или позиции поворотного рез-
253
chipmaker.ru
Таблица 11
Положение рукоятки	Обозначение диапазона	Частота вращения шпинделя, об/мин, на различных ступенях девятнскоростного АКС								
		1	2	3	4	5	6	7	8	9
I	М38	12,5	18	25	35,5	50	71	100	140	200
II	М39	50	71	100	140	200	280	400	560	800
III	М40	125	180	250	355	500	710	1000	1400	2000
цедержателя приняты следующие
адреса: ТОО—Т99 — для резцедер-
жателя, поворачиваемого вручную;
Т1—Тб — для автоматического пово-
ротного резцедержателя. .
Перед составлением управляю-
щей программы (УП) необходимо
проанализировать чертеж детали и
выбрать наиболее рациональный ме-
тод обработки; затем выбрать инст-
румент, подачу, частоту вращения
шпинделя и глубину резания. При-
ступая к составлению УП на изго-
товляемую деталь, следует учиты-
вать следующее.
1.	Если деталь имеет два устано-
ва, то УП составляется на каждый
установ. При этом каждая из этих
УП будет начинаться с нулевого
кадра.
2.	Отсчет размеров в УП ведется
от «нулевой точки» детали, которая
на чертежах обозначается специаль-
ным знаком (см. табл. 10, п. 28).
3.	Необходимо дать координаты
«исходной точки» смены инструмен-
та по координатам X и Z. На черте-
жах эта точка обозначается спе-
циальным знаком (см. табл. 10,
п. 28) и вводится в программу
с признаком быстрого хода (перед
кодом Г и в конце программы).
4.	Назначая припуски для чисто-
вых контурных проходов, необходимо
помнить, что припуск по торцам не
должен превышать 0,3 мм.
5.	Если при обработке ступени
выполняется либо проточка, либо
подрезка торца, то отвод инстру-
мента от обрабатываемой поверх-
ности производят под углом +45°
и в кадр отвода нужно вводить
признак +45°.
6.	Если на чертеже детали встре-
чаются переходы типа цилиндр — ко-
нус (и наоборот), торец—конус (и
наоборот), дуга—конус (и наобо-
рот), галтель — конус (и наоборот),
то следует вводить поправки на
размер для компенсации радиуса
режущей кромки инструмента.
7.	Если на чертеже детали задан
угол конуса, то в УП вводят значения
катетов, образующих этот конус.
УП составляется из последова-
тельно вводимых элементов-кадров.
Каждый кадр состоит из трех час-
тей: номера, буквенного адреса
с числом и, при необходимости,
признака (например, признака быст-
рого хода, снятия фаски под углом
+ 45° и др.). Для ввода кадров
необходимо нажимом на клавишу
режима ввода (см. табл. 10, п. 14)
включить режим ввода кадров, затем
для разрешения ввода надо нажать
на клавишу деблокировки памяти
(см. табл. 10, п. 3), при этом над
ней загорится сигнальная лампочка.
При этом клавиша индикации
параметров (см. табл. 10, п. 4) при
вводе кадров не должна быть
нажата и сигнальная лампочка над
ней не должна гореть. После ввода
кадра вся информация на индика-
торе 3 (см. рис. 22.10) гаснет,
кроме лампочки признака относи-
тельной системы, который сбрасы-
вается повторным нажатием на кла-
вишу признака системы (см.табл. 10,
п. 1).
При нажатии на клавишу ввода
на индикацию (см. табл. 10, п. 13)
произойдет сброс признаков адреса
и числовой части, а признак отно-
сительной системы останется. Если
254
chipmaker.ru
после этого нажать на клавишу
ввода в память (см. табл. 10, п. 18),
то “ведется пустой кадр. До нажатия
на клавишу ввода в память инфор-
мацию можно редактировать и изме-
нять, при этом в память введется
информация в последнем варианте.
Если кадр надо отредактировать
после ввода в память, то его надо
вывести на индикацию нажимом на
клавишу вывода на индикатор
(см. табл. 10, п. 13), затем набрать
нужный номер кадра и вывести его
на индикацию нажимом на клавишу
ввода в память (см. табл. 10, п. 18).
Затем надо перейти в режим ввода
кадров, отредактировать кадр и сно-
ва ввести его в память, как указано
выше.
Знак «—» можно вводить до или
после цифр; повторное нажатие кла-
виши со знаком «—» отменяет ра-
нее набранный минус.
Признаки быстрого хода и угда
±45° взаимно исключают друг друга
и не могут быть в одном кадре;
при наборе одного из них остальные
сбрасываются.
При покадровом вводе обычно
набирают номер только первого кад-
ра, так как после ввода этого
кадра в программу номер кадра
на индикаторе автоматически увели-
чивается на единицу.
Знак «звездочка» (см. табл. 10,
п. 5) отличает кадры, входящие
в постоянную и повторяемую группы.
Он вводится автоматически при ис-
пользовании G циклов, при задании
одновременного перемещения по
двум координатам на рабочей или
ускоренной подаче и при обработке
конических поверхностей.
Знаком F задается контурная
подача (мм/об), т. е. скорость пере-
мещения по касательной к траекто-
рии фасонной поверхности. При
программировании в абсолютной си-
стеме для обозначения пути переме-
щения инструмента обязательно за-
дается координата конечной точки
пути относительно нулевой точки.
Ниже приведена программа обра-
ботки заготовки (детали) «резьбовой
валик» (рис. 22.11) на станке мод.
16К20Т1 с устройством ЧПУ
«Электроника НЦ-31». Включим опе-
ративную систему управления и ста-
нок вводным автоматом и переклю-
чателем подачи питания. На пульте
системы загорится лампочка над
клавишей пуска (см. табл. 10, п. 17)
и одновременно с этим в системе
начнет проходить проверяющий тест,
контролирующий работоспособность
устройства.
При правильном прохождении
теста лампочка над клавишей пуска
будет мигать, а на индикаторе 1
подачи (см. рис. 22.10) должны
высвечиваться номера проверенных
тестов.
После 202-го теста можно нажать
клавишу пуска, при .этом лампочка
над ней погаснет, а на индикаторе
подачи и номера высветятся нули,
т. е. система ЧПУ готова к работе.
Включим блокировку пульта. Если
параметры станка не введены в систе-
му ЧПУ, то их нужно ввести.
Ввод параметров станка произ-
водится в подрежиме работы с пара-
метрами при деблокировке памяти.
Для ввода параметров предназна-
чается область с адресом Р. Запись
параметра этой области производит-
ся следующим образом: 1) устано-
вить режим ввода нажимом на кла-
вишу ввода (см. табл. 10, п. 14);
2) деблокировать область парамет-
ров нажимом на клавишу индикации
(см. табл. 10, п. 4); 3) нажать кла-
вишу /V и набрать номер параметра;
4) установить адрес области Р; 5) за-
писать содержимое параметра. Затем
включаем привод.
После этого производим привязку
измерительной системы управления
к базовой поверхности станка. Эта
255
chipmaker.ru
точка служит промежуточной точкой,
к которой затем осуществляется
размерная привязка инструмента.
Размерная привязка измеритель-
ной системы управления к базовой
поверхности станка производится
следующим образом: 1) нажать на
клавишу (см. табл. 10, п. 1), после
чего начнет пульсировать лампочка
ручного режима; 2) установить рабо-
чую .подачу F35; 3) включить глав-
ный привод /ИЗ; 4) установить часто-
ту вращения шпинделя S5; 5) с по-
мощью клавиш ручного управления
координатами подвести суппорт до
коночных выключателей.
После наезда на конечные выклю-
чатели замедления происходит бло-
кировка быстрого хода и выхода
на ползучую подачу. Затем съезжаем
с конечных выключателей в направ-
лении, где предполагается положение
нулевой точки. После съезда с конеч-
ных выключателей система ЧПУ сле-
дит за прохождением нулевой метки
датчика положения. Прохождение
нулевой метки датчика фиксируется
и система производит сброс ошибки
положения привода. Одновременно
блокируются клавиши, задающие пе-
ремещение и снимается подрежим
(прекращается пульсация лампоч-
ки). Для повторного цикла по другой
оси нужно снова нажать клавишу
(см. табл. 10, п. 1) и произвести
все в той же последовательности.
Выбираем режущий инструмент:
для контурного точения — токарный
сборный резец с механическим
креплением многогранных неперета-
чиваемых пластин из твердого спла-
ва; для проточки канавок — резец
токарный канавочный; для нареза-
ния резьбы — резьбовой резец.
Размерную привязку инструмента
производим следующим образом:
1) зажимаем заготовку в патроне;
2) нажатием на клавишу номера
инструмента (Т1) вызываем инстру-
мент в рабочую позицию; 3) включа-
ем шпиндель, устанавливаем ручной
режим нажатием на клавишу
(см. табл. 10, п. 11) и подводим
инструмент к заготовке; 4) устанав-
ливаем режим работы от маховичка
нажатием на клавишу (см. табл. 10,
п. 10) и протачиваем поверхность
произвольного диаметра на длину,
достаточную для замера; 5) остано-
вив шпиндель, замеряем полученный
диаметр (например, 43 мм); 6) нажа-
тием на клавишу (см. табл. 10,
п. 15) переходим в режим размерной
привязки инструмента, затем нажа-
тием на клавишу (см. табл. 10,
п. 18) введем в память системы по-
лученный диаметр Х4300; 7) снова
включаем шпиндель, устанавливаем
ручной режим нажатием на клавишу
(см. табл. 10, п. 11), подводим
инструмент к торцу заготовки и про-
тачиваем торец на произвольную
глубину; 8) отводим инструмент
по оси X, останавливаем шпиндель
и замеряем расстояние от обрабо-
танного торца детали до другого
торца (например, 173 мм); 9) пере-
ходим в режим размерной привязки
инструмента нажатием на клавишу
(см. табл. 10, п. 15), вводим в память
системы (нажатием на клавишу)
полученный размер Z17300.
Таким образом, мы привязали
первый инструмент и выбрали «нуле-
вую точку» детали. Относительно
этой точки программируется начало
программы. Для привязки последую-
щих инструментов каждым из них
необходимо коснуться уже проточен-
ных цилиндрической поверхности
и торца и ввести в память системы,
полученные для каждого инструмен-
та по осям X и Z.
Проанализировав чертеж детали
(см. рис. 22.11), принимаем следую-
щий технологический процесс обра-
ботки: 1) многопроходная обработка
по контуру; 2) обработка диаметра
под резьбу; 3) многопроходная об-
работка конуса; 4) снятие фасок;
5) проточка канавок; 6) много-
проходное нарезание резьбы.
Устанавливаем вручную рукоятку
переключения диапазонов частоты
вращения шпинделя на шпиндель-
ной бабке в положение, соответст-
вующее верхнему диапазону Л440.
После этого нажатием на клавишу
ввода (см. табл. 10, п. 14) включаем
режим ввода кадров. Затем для раз-
256
chipmaker.ru
Таблица 12
V» кадра	Команда	Примечание
0	Л! 40	Выбор диапазона частоты вращения шпинделя
1	М3	Включение вращения шпинделя
2	<S5	500 об/мин
3	/35	Подача 0,35 мм/об
4	Т1	Вызов резца № 1
5	Z17800	Выход по оси Z в исходную точку цикла
	(см. табл. 10, п. 2)	
6	Х4600 (то же)	Выход по оси X в исходную точку цикла
7	G77 (см. табл. 10, п. 7)	Многопроходный цикл продольного точения
8	Х3100 (то же)	Координата по оси X последнего прохода цикла
9	Z — 6370 (3>)	Длина каждого прохода цикла
10	рзоо (»)	Глубина прохода
11	Х2500 (см. табл. 10, п. 2)	Выход по оси X
12	Z—1870 (см. табл. 10, п. 1)	Проточить 025 на длину 18 мм по чертежу
13	Х3200	Выход по оси X
14	Z — 1300 (см. табл. 10, пп. 1 н2)	Выход по оси Z на предварительную обточку ко-
		нуса
15	Z— 1120 (см. табл. 10, пп. 1 )	Предварительная обточка конуса с учетом по-
	и 7)	}	грешности на радиус инструмента (R= 1 мм)
16	Л2500	'	
17	Z11030	Обточить 024 до 025 предварительно на длину
		62,8 мм (18+44,8)
18	Х4500	Отвод по оси X
19	Z17400 (см. табл. 10, п. 2)	Отвод по оси Z
20	Х2000 (то же)	Выход на! фаску по оси X
21	S7	1000 об/мин
22	F25	Подача 0,25 мм/об
23	Z — 100 (см. табл. 10, п. 1)	Подход к торцу детали на рабочей подаче
24	А"2360 —45°	Снять фаску 2X45°
25	Z15500	Проточить 023,6 окончательно на длину 18 мм
26	Х2998	Выход на размер по оси X
27	Z —1300	Проточить 03ОЛ8 окончательно
28	Х2398 (см. табл. 10, п. 7)	Проточить конус окончательно
29	Z—1120 (см. табл. 10, п. 1)	
30	Z1I000	Проточить 024Й8 окончательно на длину
		63 мм (45+18)
31	Х3600	Выход на размер по оси X
32	Z—520 (см. табл. 10, п. 1)	Снять фаску 30° на 042
33	/4200	
34	Х100С9 (см. табл. 10, п. 2)	Выход по оси X в точку смены инструмента
35	Z25000 (то же)	Выход по оси Z в точку смены инструмента
36	Л 5	Подача 0,15 мм/об
37	Т2	Вызов резца № 2
38	Z15500 (см. табл. 10, п. 2)	Выход по оси Z иа прорезку канавки № 1
39	Х3100 (то же)	Подход по оси X
40	S5	500 об/мин
41	Х2030	Прорезка канавки 020,4X3
42	Х3800 (см. табл. 10, п. 2)	Отвод по оси X
43 -	Z11000 (то же)	Выход по оси Z на прорезку кайавки № 2
44	Х2290 О)	Прорезка канавки 023X3
45	А"10000 (то же)	Выход по оси X в точку смены инструмента
46	Z25000 О)	Выход по оси Z в точку смены инструмента
47	ТЗ	.Вызов резца № 3
48	S6	710 об/мин
49	Z18300 (см. табл. 10, п. 2)	Выход в исходную точку цикла по оси Z
50	Х2700 (то же)	Выход по оси X в исходную точку цицла
51	G31 (см. табл. 10, п. 7)	Функция цикла резьбонарезания
52	Х2400 (то же)	Наружный диаметр резьбы
53	Z15700 (>)	Координата по Z конечной точки резьбы
54	Р15000	Шаг резьбы
55	Р96	Глубина резьбы
56	РЗО	Глубина первого прохода
57	Х4600	Выход по оси X в исходную точку
58	Z17800	Выход по оси Z в исходную точку 
59	МЗО	Конец программы
257
chipmaker.ru
решения ввода нажмем клавишу де-
блокировки памяти (см. табл. 10,
п. 3), при этом над ней загорится
сигнальная лампочка, что говорит
о готовности системы к вводу кадров.
Наберем на пульте оперативной
системы кадры УП в последователь-
ности, указанной в табл. 12.
После набора управляющей про-
граммы и ввода ее в систему опера-
тивного числового программного
управления необходимо произвести
проверку программы. Для этого отра-
ботаем всю введенную программу
в покадровом подрежиме.
Включим автоматический режим
нажатием на клавишу (см. табл. 10,
п. 12); при этом автоматически
включается покадровый режим и за-
гораются лампочки над клавишами
(см. табл. 10, пп. 12 и 21). Затем
нажимаем на клавишу пуска
(см. табл. 10, п. 17) и отрабатываем
один кадр, при этом на индикаторе
высветится содержание этого кадра.
Если кадр УП был правильно набран
и отработан, то можно повторным
нажимом на клавишу пуска отрабо-
тать следующий кадр программы
и так всю программу. В процессе
проверки программы можно произво-
дить необходимые изменения в УП.
Выполнение УП в покадровом ре-
жиме можно в любой момент прер-
Рис. 22.12. Промышленный робот со станком:
/ пульт управления, 2 — устройство передви-
жения, 3 — тара с деталями, 4 — схват, 5 — ста-
нок. 6 — деталь, 7 — манипулятор
вать нажимом клавиши останова
(см. табл. 10, п. 16). Для аварийного
останова станка предусмотрена крас-
ная кнопка «Стоп» грибовидной
формы с принудительным возвратом.
Отработав УП в покадровом режиме,
снимаем готовую деталь со станка
и замеряем ее. При необходимости
вводим в программу обработки
коррективы. Затем обрабатываем
заготовку повторно и снова изме-
ряем полученную деталь. После
этого можно изготовлять партию
деталей в автоматическом режиме.
6. Промышленные роботы
В современных условиях автома-
тизации и механизации производства
для выполнения тяжелой, монотон-
ной, вредной и опасной для здоровья
человека физической работы приме-
няют промышленные роботы. Они
также рассматриваются как важный
фактор высвобождения рабочих для
нужд народного хозяйства.
Промышленные роботы —
устройства с программным управле-
нием, предназначенные для автома-
тизации ручных транспортных опе-
раций. Промышленные роботы, при-
меняемые с токарными станками,
в зависимости от назначения имеют
3 и более степеней (свободы) под-
вижности, грузоподъемность до
250 кг.
Это позволяет на токарных стан-
ках с применением промышленных
роботов выполнять обработку заго-
товок, устанавливаемых в центрах
или патроне, диаметром до 400 мм
и длиной до 2000 мм.
Промышленные роботы исполь-
зуются совместно со станками с ЧПУ
(рис. 22.12) или полуавтоматами,
у которых машинное время состав-
ляет 3—15 мин и более. Один про-
мышленный робот может обслужи-
вать один или несколько однотипных
либо разнотипных станков.
Загрузка станков промышленных1
роботом может осуществляться с по
зиций магазина-накопителя, со спе
циальной тары и т. п. Заготовю
в загрузочную позицию подаются за
258
chipmaker.ru
ранее ориентированными. Обрабо-
танную заготовку промышленный ро-
бот укладывает в специальную тару
с сохранением ориентировки или с по-
воротом на угол до 180° или пере-
носит ее в промежуточную пози-
цию, которая используется для за-
грузки другого станка.
Контрольные вопросы
1.	В какой последовательности выпол-
няется наладка токарного станка с ЧПУ?
2.	Какие требования предъявляются к
инструменту, применяемому на станках
с ЧПУ?
3.	Какие приспособления применяются
для наладки режущего инструмента на
размер?
4.	Расскажите о системе ЧПУ Н22-1М.
ГЛАВА 23
ТОКАРНО-КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
1.	Общие сведения. Одностоечные
токарно-карусельные станки
Общие сведения. Токарно-
карусельные станки предназначены
для обработки цилиндрических и ко-
нических (наружных и внутренних)
поверхностей, протачивания кана-
вок, отрезки, обработки торцовых
поверхностей, а также при исполь-
зовании приспособлений для фасон-
ного точения, нарезания резьбы
и др. Токарно-карусельные станки
подразделяются на одностоечные
(с планшайбой диаметром до
1600 мм) и двухстоечные (с планшай-
бой диаметром до 25 000 мм).
Основными параметрами этих стан-
ков являются наибольшие диаметр D
и длина (высота) L обрабатываемой
заготовки (детали), причем параметр
L зависит от параметра D. Выпуска-
ются станки, у которых DXL =
= 800X800; 1000X800; 1250X1000;
1600ХЮ00; 2300X1600;	2500Х
Х1600; 3200X2000; ...; 20 600 X
Х6300 мм.
Одностоечные токарно-
карусельные станки. Одно-
стоечный токарно-карусельный ста-
нок мод. 1512 (рис. 23.1) имеет
станину-стойку 9 со столом 1. По
вертикальным направляющим стой-
ки 9 перемещаются поперечина 6
(с вертикальным суппортом 5)
и боковой суппорт 10. Обрабаты-
ваемую заготовку устанавливают
на планшайбу 2 стола 1.
На верхнем суппорте установлена
револьверная головка 4 для инстру-
мента. Перемещение верхнего суп-
порта может производиться вручную
маховиками 8 или от коробки 7 подач.
Боковой суппорт с резцедержателем
12 перемещается вручную маховика-
ми 13 или от коробки подач 11.
Управление станком осуществляется
от пульта 3.
Кинематическая схема станка
мод. 1512 приведена на рис. 23.2.
Главный привод. От элект-
родвигателя Ml (N = 30 кВт, п~
= 1460 об/мин) вращение передает-
Рис. 23.1. Одностоечный токарно-карусельный
станок мод. 1512
259
chipmaker.ru
Рис. 23.2. Кинематическая схема токарно-карусельного станка
ся клиноременной передачей от шки-
ва d\ на шкив di вала / с передаточ-
ным отношением: 1—230 / 266. Вал /
имеет одну частоту вращения и свя-
зан с валом // тремя зубчатыми
передачами z = 57 и 56; 50 и 63; 63
и 50. Передачи переключаются с по-
мощью электромагнитных муфт. Вал
// связан с валом III двумя зубчаты-
ми передачами z = 42 и 84; 63 и 63,
а вал /// с валом IV двумя зубчатыми
передачами z=75 и 75; 30 и 120.
С вала IV вращение передается
на вал V через планетарный меха-
низм, который обеспечивают две сту-
пени частоты вращения (i=l:4;
i=l:l) и зубчатую передачу z = 40
и 50.
С вала V вращение передается
на планшайбу (вал V111) через зуб-
260
chipmaker.ru
Рис. 23.2. Продолжение
чатую коническую передачу z = 48
и 36 и зубчатую передачу z=25
и 125.
Главный привод станка обеспе-
чивает 24 ступени частоты вращения
планшайбы в диапазоне от 5 до
250 об/мин.
Ступени частоты вращения план-
шайбы переключаются электромаг-
нитными муфтами, при этом в работе
станка используют только 18 ступе-
ней.
Уравнение кинематической цепи
при минимальной частоте вращения
планшайбы имеет вид: nmin=1460X
X 230/266•50/63•42/84•30/120 X
X1 /4 • 40/50 • 28/28 -25/125=
= 5 об/мин.
Механизм подач. Вращение
от главного привода к механизму
261
chipmaker.ru
Рис. 23.3. Стол токарно-карусельного станка
подачи передается с вала V на вал
XI через зубчатые передачи z = 36
и 48; 36 и 54; 17 и 17, а затем через
коническую передачу z = 23 и 23 на
вал XII коробки подач.
Коробки подач для бокового
и вертикального суппортов конст-
руктивно выполнены одинаково.
Вращение от вала XII передается
на вал XIII зубчатыми передачами
z=27 и 72; 59 и 40.
Соединение вала XII с зубчатым
колесом z=59 производится электро-
магнитной муфтой. При передаче
вращения на вал XIII связь между
валами XII и XIII через зубчатую
передачу z = 27 и 72 прерывается
муфтой обгона, вмонтированной в
зубчатое колесо z=72. Аналогичным
образом передается вращение с вала
XIII на вал XIV, с вала XIV на вал
XV и т. д. В результате вращение
передается на вал XX, кинематически
связанный с горизонтальным переме-
щением суппорта, и на вал XXVI,
кинематически связанный с верти-
кальным перемещением суппорта.
Всего коробки подач обеспечивают
16 различных подач суппортов.
Установочные перемещения суп-
портов производятся от электродви-
гателя М2 . (N=3 кВт, п =
= 1385 об/мин), который через
зубчатые колеса z=20; 66; 75 соеди-
няется с валом XII.
Применение электромагнитных
муфт обеспечивает дистанционное
управление включением и выключе-
нием рабочих подач, быстрых и мед-
ленных установочных перемещений.
С помощью этих муфт произво-
дятся также выбор и переключение
необходимых рабочих подач с под-
весного пульта управления во время
работы станка.
Стол токарно-карусель-
ного станка. Конструктивная
схема стола приведена на рис. 23.3.
Планшайба 5, на которой устанавли-
ваются и крепятся обрабатываемые
заготовки (детали), соединяется по
посадочному диаметру О| со шпинде-
лем 4. Верхней и нижней радиаль-
ными опорами шпинделю 4 в корпу-
се 1 служат подшипники 3 и 15 каче-
ния, которые регулируются кольце-
выми гайками 14. Осевые нагрузки
воспринимают плоские направляю-
щие 6.
Вращение планшайбе 5 передает-
ся зубчатым венцом 2, который
находится в зацеплении с зубчатым
венцом 8. Колесо 8 и коническое
зубчатое колесо 10 смонтированы
на валу 11, который вращается
в ойорах 9 и 12 качения и связан
262
chipmaker.ru
с коробкой скоростей конической зуб-
чатой передачей 2 = 48 и 36 (см. рис.
23.2).
Через штуцера 7 и 13 подается
масло для смазки направляющих
и подшипников качения. Отверстие
диаметром D используется для цент-
рирования заготовок (деталей) и
приспособлений, устанавливаемых
на планшайбе. На верхней пло-
скости имеются Т-образные станоч-
ные пазы, которые служат для за-
крепления зажимных кулачков раз-
личных приспособлений или для
закрепления заготовок.
На вертикальных направляющих
станины 9 перемещается попере-
чина 6 (см. рис. 23.1), имеющая
на передней поверхности направ-
ляющие, по которым перемещается
по горизонтали вертикальный суп-
порт. Перемещение поперечины осу-
ществляется двигателем М4 (см.
рис. 23.2) через червячные (2 = 2
и 34) и винтовые (шаг Р=8 мм)
передачи. После установки попере-
чины в нужное положение произ-
водят ее фиксацию вручную меха-
низмом зажима с рукояткой. Управ-
ление двигателем М4 осуществляет-
ся от кнопок «Вверх» и «Вниз»,
которые смонтированы на левом тор-
це поперечины под рукояткой меха-
низма зажима.
Вертикальный суппорт
(рис. 23.4) перемещается на салаз-
263
chipmaker.ru
ках 30 по направляющим поперечи-
ны, на которых он удерживается
планками 18 и 12 с бронзовыми
накладками. Клинья 13 и 17 служат
для компенсации износа направляю-
щих в процессе эксплуатации стан-
ка. Для облегчения перемещения
суппорта салазки опираются на
направляющие поперечными ролика-
ми 11 с пружинами 10. Усилие
пружин регулируется винтом, что
обеспечивает прижим салазок к
нижним направляющим попере-
чины.
Горизонтальное перемещение суп-
порта по направляющим поперечины
производится ходовым винтом 16
и гайкой 28. Ходовой винт приво-
дится во вращение от выходного
вала XX коробки передач (см. рис.
23.2). Гайка 28 состоит из двух
половин, из которых одна подвижна,
и под действием пружины выбирает
зазор между винтом и гайкой.
Вертикальный суппорт 9 может
поворачиваться в вертикальной пло-
скости относительно салазок 30. Для
этого на передней поверхности сала-
зок имеются круговые Т-образные
пазы, в которые входят Т-образные
болты 27 для фиксации суппорта
при повороте. Суппорт может быть
повернут на 45° в ту и другую
сторону от вертикальной оси. Пово-
рот осуществляется вручную враще-
нием червяка за конец выступаю-
щей полуоси 26. Червяк находится
в зацеплении с рейкой, которая
имеет резьбу на периферии сала-
зок 30.
На поворотной части вертикаль-
ного суппорта 9 имеются направ-
ляющие, по которым перемещается
ползун 6. Перемещение ползуна
направляется планками и клином,
которым компенсируется износ на-
правляющих. Ползун зажимается на
направляющих винтом 29. Движение
ползуну передается от вала XXI
коробки подач (см. рис. 23.2) сле-
дующим образом: через конические
зубчатые колеса (на рис. 23.4 не
показаны), зубчатые колеса 15 и 14,
конические зубчатые колеса 5 и 4,
ходовой винт 7 с гайкой 8, которая,
свинчиваясь с винта 7, перемещает
ползун.
На оси 1, которая закреплена
в ползуне 6, установлена револь-
верная головка с пятью пазами
и отверстиями для крепления инстру-
мента. Поворот и фиксация револь-
верной головки производятся дис-
танционно с подвесного пульта уп-
равления. От электродвигателя вра-
щение передается через зубчатые
колеса (на рис. 21.4 не показаны)
на вал 20, который взаимодействует
с резьбой в чер вяке 22 и перемещает-
ся вверх. Электромагнитная муфта
удерживает от вращения червяк 22.
Перемещаясь вверх, вал 20 рейкой
25 через зубчатое колесо-гайку 24
и резьбу на оси 1 отжимает револь-
верную головку. Поступательное пе-
ремещение вала 20 прекращается
после достижения упора 23 втулки
19. При этом отключается муфта
и освобождает гайку червяка 22.
Вал 20, продолжая вращаться,
через червячную пару 22, 21 и зубча-
тые колеса 3 и 2 начинает поворот
револьверной головки. При повороте
револьверной головки на — часть
окружности упор револьверной го-
ловки западает в очередной паз
диска головки и двигатель с валом
20 переключается для вращения
в обратную сторону. Производится
доворот револьверной головки до
встречи упора со стенкой паза
диска. Червяк 22, встретив сопро-
тивление, останавливается, и вал 20
начинает ввинчиваться по резьбе
в него. Производится включение
муфты, которая удерживает гайку
червяка 22 от вращения. Вал 20,
перемещаясь вниз, рейкой 25 через
колесо-гайку 24 и резьбу на оси 1
зажимает револьверную головку, и
двигатель отключается.
Ручное горизонтальное и верти-
кальное перемещение ползуна про-
изводится маховиками.
Боковой суппорт 10 (см.
рис. 23.1) перемещается по верти-
кальным направляющим станины и
удерживается планкой. Износ на-
правляющих компенсируется клином.
Зажим бокового суппорта на на-
264
chipmaker.ru
правляющих станины производится
винтом. Привод вертикального пере-
мещения бокового суппорта произ-
водится от вала XXI коробки подач
(см. рис. 23.2). На передней поверх-
ности бокового суппорта перемеща-
ется в направляющих ползун. Зажим
ползуна на направляющих суппорта
осуществляется винтом. Ползун бо-
кового суппорта имеет четырехгран-
ную поворотную резцовую головку.
В рабочем ноложении резцовая го-
ловка фиксируется полумуфтами
зубчатой муфты и эксцентриком
рукоятки. Привод горизонтального
перемещения ползуна производится
от выходного вала XX коробки
подач (см. рис. 23.2).
Ручное горизонтальное и верти-
кальное перемещение ползуна осу-
ществляется маховиками.
2.	Настройка и наладка станка
мод. 1512 и выбор режима работы
Главным приводом станка управ-
ляют с подвесного пульта управ-
ления (рис. 23.5). Нижняя часть
панели отведена для управления
главным приводом станка 5. Кноп-
ками 3 и 4 производят пуск и останов-
ку двигателя главного привода.
Поворотом рукоятки 17 производят
выбор ступеней частоты вращения
планшайбы. Пуск и остановку план-
шайбы производят кнопками 19 и 20.
Частоту вращения изменяют как на
ходу, так и при остановленной
планшайбе.
Кратковременный (толчковый)
пуск планшайбы возможен только
при частоте вращения 8 об/мин.
Для этого переключатель 21 ставят
в положение «Толчковый режим»
и нажимают кнопку 19 «Пуск
планшайбы». Планшайба будет вра-
щаться, пока нажата кнопка 17. Для
перехода на нормальный режим ра-
боты переключатель 21 ставят в ис-
ходное положение. Для остановки
двигателя главного привода сначала
необходимо нажать на кнопку 20
остановки планшайбы.
Переключатель 5 служит для
включения и отключения тормоза
Рис. 23.5. Подвесной пульт управления
перемещений верхнего суппорта, а
переключатель 16 — для перемеще-
ний бокового суппорта. Переключа-
тель 18 служит для включения
и отключения скорости резания
(сразу или постепенно). Кнопка 1
«Общий стоп» предназначена для
аварийной остановки станка. Лам-
почка 2 загорается, когда масло
в корпусе главного привода опу-
скается ниже установленного уровня.
После установочного перемеще-
ния поперечины и закрепления ее
на станине станка с пульта осу-
ществляется управление вертикаль-
ным и горизонтальным перемещени-
ем вертикального суппорта. Органы
управления этим суппортом сгруппи-
рованы в левой верхней части
лицевой поверхности пульта. Кресто-
вым переключателем 9 устанавли-
ваю^ направление перемещения суп-
порта, а поворотом рукоятки 8 —
величину подачи. Затем нажимают
на центральную кнопку переключа-
теля 9, разрешающей движение.
Изменение величины рабочей подачи
265
chipmaker.ru
Рис. 23.6. Двустоечный токарно-карусельный
станок мод. 1525
можно производить при обработке
заготовки. Сигнальная лампа 10 го-
рит, когда вертикальный суппорт
в работе.
При установочных перемещениях
вертикального суппорта переключа-
тель 7 ставят в положение «Уста-
новочное перемещение», после чего
рукояткой 8 устанавливают подачу
10—1820 мм/мин, а крестовым
переключателем 9 устанавливают
направление перемещения. Затем
нажимают на центральную кнопку
переключателя 9. Перемещение
длится до тех пор, пока нажата
центральная кнопка. После оконча-
ния перемещения или для останов-
ки суппорта ручку крестового пере-
ключателя возвращают в исходное
нейтральное положение.
Поворот револьверной головки
верхнего суппорта с одной позиции
на другую осуществляется с пульта
кнопкой 6, которая расположена
на левой боковой поверх-
ности пульта.
л
Рис. 23.7. Самоцентрирующая базовая план-
шайба
Органы управления боковым суп-
портом сгруппированы в правой
верхней части лицевой поверхности
пульта и управление им анало-
гично управлению верхним суппор-
том. Рукоятка 14 служит переклю-
чателем подач бокового суппорта,
переключатель 13 управляет направ-
лением его перемещения, лампочка
12 сигнализирует о работе бокового
суппорта, а переключатель 15 служит
для установки рабочих подач и уста-
новочных перемещений бокового суп-
порта. Освещение включают пере-
ключателем 11.
3.	Двух стоечные
токарно-карусельные станки.
Приспособления и вспомогательный
инструмент
Двухстоечные токарно-
карусельные станки. Двух-
стоечный токарно-карусельный ста-
нок мод. 1525 (рис. 23.6) состоит
из стола 1 и стоек 5 и 12, соединен-
ных порталом 7. По вертикальным
направляющим стоек 5 и 10 пере-
мещается с помощью ходовых вин-
тов 6 и 12 поперечина 8. По горизон-
тальным направляющим поперечины
8 перемещаются два вертикальных
суппорта 9, которые могут быть
оснащены револьверной или резцо-
вой головкой. Суппорты переме-
щаются вручную маховиками 12 или
от коробок подач 4 и 11. Заготовку
устанавливают на планшайбе 2.
Управление станком осуществляется
с пульта 3.
В обычном исполнении станок
не имеет бокового суппорта, но воз-
можность его установки преду-
смотрена.
Приспособления и вспо-
могательный инструмент
токарно-карусельного
станка. Для установки и за-
крепления заготовок деталей (на
столе токарно-карусельного станка)
и режущего инструмента (в револь-
верной головке) применяют различ-
ные приспособтения. В их числе
приспособления для установки об-
рабатываемых заготовок (например,
266
chipmaker.ru
самоцентрирующая планшайба, ко-
торая облегчает выверку и обеспе-
чивает надежное закрепление обра-
батываемой заготовки), приспособ-
ления для обработки фасонных
поверхностей и др.
Самоцентрирующая базовая
планшайба (рис. 23.7) представляет
собой диск 3 с центральным базо-
вым отверстием 4 для центрирования
базовой планшайбы на планшайбе
стола. На рабочей поверхности
планшайбы имеются посадочные от-
верстия 1 с запрессованными втул-
ками и Т-образные пазы 2, которые
позволяют установить обрабатывае-
мую заготовку на равном расстоянии
от центра приспособления и осу-
ществить выверку и закрепление ее
непосредственно на поверхности
планшайбы. Посадочный диаметр d
служит для установки других
приспособлений на базовой план-
шайбе.
Для установки и закрепления
режущего инструмента на токарно-
карусельных станках применяют раз-
личный вспомогательный инстру-
мент.
Одностоечные токарно-карусель-
ные станки обычно имеют один
вертикальный суппорт с пятигранной
револьверной головкой и боковой
суппорт с поворотным резцедержате-
лем. Режущий инструмент в гнез-
дах револьверной головки устанавли-
вают с помощью различных оправок,
втулок и державок, а в боковом
суппорте резцы закрепляются, как
в обычном поворотном резцедержа-
теле на четыре резца.
Двухстоечные карусельные стан-
ки обычно имеют два вертикальных
1 и 2 и один боковой 3 суппорты
(рис. 23.8). Левый вертикальный
суппорт 1 имеет гнездо для крепле-
ния державки, а суппорт 2 снабжен
револьверной головкой. Боковой суп-
порт 3 оснащен поворотным резце-
держателем.
Установку и закрепление мерно-
го режущего инструмента в гнездах
револьверной головки выполняют
с помощью переходных оправок
(рис. 23.9, а—в).
Рис. 23.8. Схема расположения и установки
инструмента иа двухстоечиом токарно-кару-
сельном станке
Крепление разверток в револьвер-
ной головке выполняют с помощью
плавающего патрона (рис. 23.10),
компенсирующего несоосность инст-
румента и обрабатываемого отверс-
тия. Патрон устанавливают в гнездо
револьверной головки хвостовиком 4
(диаметром D), который смонтиро-
ван на резьбе в корпусе 1. Раз-
вертка крепится своим хвостовиком
в патроне 6 непосредственно или
через переходную втулку.
Рис. 23.9. Оправки к токарно-карусельному
станку:
а — многорезцовая, б —- расточная резцовая, в —
для инструментов с коническим хвостовиком
267
chipmaker.ru
Рис. 23.10. Плавающий патрон к токарно-кару-
сельному станку
Фланец патрона 6 установлен
между двумя сепараторами 2 и 5
с шариками, которые позволяют
смешаться патрону 6 в радиальном
направлении. Вращение патрона пе-
редается штифтами 8 и 3 и ролика-
ми 7, которые входят в прорези
сепаратора 5.
4.	Обработка наружных и внутренних
цилиндрических поверхностей
Обработку наружных цилиндри-
ческих поверхностей на токарно-
карусельных станках выполняют рез-
Рис. 23.11. Схемы обтачивания наружной
цилиндрической поверхности резцами верти-
кального и бокового суппортов
цом, закрепленным в резцедержа-
теле / бокового суппорта (рис. 23.11)
или в резцовой державке 2 верти-
кального суппорта. Обработку на-
ружной поверхности производят
обычно сверху вниз. Обработка с по-
дачей в обратном направлении при-
меняется только в исключительных
случаях. При выборе способа обра-
ботки учитывают, что обтачивание
резцом бокового суппорта произво-
дится с постоянным вылетом гори-
зонтальных салазок, что обеспечи-
вает минимальную погрешность фор-
мы обработанной поверхности, а при
обработке резцом вертикального суп-
порта вылет резцовой державки
будет изменяться и в результате
отжима резца диаметр изготовленной
детали будет увеличиваться в на-
правлении сверху вниз.
Режимы резания выбирают с уче-
том геометрии и материала режу-
щей части резца. При этом учиты-
вают, что работать следует с возмож-
но меньшим числом проходов. Вели-
чина подачи выбирается в зависи-
мости от точности обработки, кото-
рую требуется выполнить, от проч-
ности инструмента и механизма пода-
чи станка. При чистором точении
ширина режущей кромки /=604-
4-80 мм. Соответственно величина
подачи при работе такими резцами
«=(0,74-0,8)/. Режущую кромку
этих резцов целесообразно устанав-
ливать под углом до 5—10° к направ-
лению подачи.
Производительность наружного
обтачивания может быть увеличена
разделением припуска между одно-
временно работающими резцами
(рис. 23.12). Эта работа может быть
выполнена одновременно работой
двух вертикальных суппортов или
верхнего и бокового суппортов.
Первую схему (рис. 23.12, а) целе-
сообразно применять при черновой
обработке, а вторую (рис. 23.12, б) —
при получистовой обработке с не-
большим припуском.
На токарно-карусельных станках
с помощью вертикального суппорта
производят обработку отверстий
(в большом диапазоне диаметров)
268
chipmaker.ru
Рис. 23.12. Схемы обтачивания наружных цилиндрических поверхностей двумя резцами
с разделением припуска (с) и разделением общей длины обработки (б):
/ и 2 — резцы, 01 — диаметр заготовки, D — диаметр обработанной детали, L — длина обработки.
а — припуск, а, и а2 — части припуска, s— подача
методами сверления, рассверлива-
ния, зенкерования, развертывания
и растачивания.
Растачивание применяют в основ-
ном для обработки отверстий диа-
метром свыше 100 мм. Различают
черновое растачивание, при котором
снимается основная часть припуска,
получйстовое и чистовое, при кото-
рых при незначительном припуске
на обработку достигается требуемые
точность отверстий и шероховатость
обработанной поверхности.
Способ растачивания отверстий
выбирают в зависимости от кон-
кретной детали и числа изготовляе-
мых деталей. Обычно после уста-
новки, выверки и закрепления заго-
товки определяют величину снимае-
мого припуска. В случае необходи-
мости для более точного определе-
ния припуска выполняют пробные
проходы, т. е. после включения
станка резец подводят к обрабаты-
ваемой поверхности и снимают тон-
кую стружку по диаметру. Затем
включают подачу и обрабатывают
отверстие на глубину (5—15 мм),
достаточную для измерения диамет-
ра отверстия. После выключения
подачи, отвода резца и выключения
станка измеряют диаметр отверстия
и определяют величины припуска
и способа обработки.
5.	Обработка торцовых поверхностей
Большинство торцовых поверх-
ностей, обрабатываемых на токарно-
карусельных станках, являются коль-
цевыми, сплошные торцовые поверх-
ности* встречаются значительно реже.
Обработку торцовых поверхнос-
тей выполняют резцами вертикаль-
ного или бокового суппорта
(рис. 23.13). При обработке торцовой
поверхности резцом вертикального
Рис. 23.13. Схемы обработки торцовых поверх-
ностей резцами вертикального (а) и бокового
(б) суппортов
269
chipmaker, ru
Рис. 23.14. Схема обтачивания торцовых по-
верхностей двумя и тремя резцами с разделе-
нием припуска (а и б) и с разделением общей
длины рабочего хода суппорта (в)
суппорта (рис. 23.13, а) вылет h
ползуна в течение всей обработки
остается постоянным, что позволяет
обработать торец с большей точ-
ностью.
При обработке резцом бокового
суппорта (рис. 2313, б) вылет /2
ползуна непрерывно увеличивается
от периферии к центру планшайбы
станка, что снижает точность обра-
ботки. Поэтому боковым суппортом
рекомендуется обрабатывать кольце-
вые торцовые поверхности неболь-
шой протяженности.
Обработку торцовой поверхности
принято производить от периферии
к центру, так как это облегчает
получение нужного размера по высо-
те обработки. Обработку торцовой
Рис. 23.15. Схема прорезания прямоугольной
канавки
поверхности от центра к периферии
применяют в тех случаях, когда
необходимо получить высокую точ-
ность и при этом недопустима
выпуклость поверхности к центру,
которая получается вследствие изно-
са режущей кромки резца.
Обработку торцовой поверхности
выполняют одним или несколькими
резцами. Многорезцовую обработку
применяют для разделения припуска
между резцами (рис. 23.14, а, б)
или для сокращения рабочего хода
резцов (рис. 23.14, в).
Обрабатываемые поверхности мо-
гут быть расположены на внутренней
и на наружной поверхностях детали.
Поэтому обработку уступов и кана-
вок на внутренних поверхностях
выполняют вертикальным суппортом,
а на наружных поверхностях — вер-
тикальным и боковым суппортами.
Прорезание канавки может быть
выполнено одним резцом последова-
тельным удалением припуска B\h
(рис. 23.15). Сначала последователь-
но прорезают канавки шириной b
путем врезания на глубину а (1-й
и 2-й проходы). Затем зачищают
дно канавки удалением оставшегося
припуска (й—а) путем продольной
подачи резца (3-й и 4-й проходы).
Процесс отрезки заготовки мало
отличается от процесса прорезания
узких прямоугольных канавок.
Подрезание уступов выполняют
теми же приемами, что и прорезание
канавок, с той разницей, что могут
быть применены подрезные резцы
с использованием врезной подачи
(рис. 23.16, а, б) и сочетания
врезной и продольной подач
(рис. 23.16, виг).
6.	Обработка с использованием
приспособлений
Приспособления позволяют обра-
батывать на токарно-карусельных
станках поверхности, образующие
которых не совпадают с направле-
нием перемещения суппортов.
Обработку наружных и торцовых
конических поверхностей на токарно-
карусельных станках можно выпол-
270
chipmaker.ru
нять по схемам, приведенным на
рис. 23.17. Резание выполняют
обычным резцом. Перемещение резца
производят одновременной верти-
кальной и горизонтальной подачей
на величину, которая определяется
профилем копира.
Обтачивание конической поверх-
ности по схеме (рис. 23.17, а) произ-
водят при вертикальной автомати-
ческой подаче бокового суппорта
сверху вниз. Цепь горизонтальной
подачи ползуна бокового суппорта
отключается. Ролик 2, закрепленный
в резцедержателе 3, перемещается
вдоль копира 1, установленного
в гнезде револьверной головки вер-
тикального суппорта, и задает траек-
торию движения режущему лезвию
резца 4 вдоль обрабатываемой по-
верхности заготовки 5. Вертикаль-
ный суппорт при этом закреплен
неподвижно.
Рис. 23.16. Схемы подрезания уступов (h -
припуск на обработку)
На рис. 23.17, б показана обра-
ботка по ролику, установленному
в револьверной головке неподвижно-
го вертикального суппорта, при авто-
матической горизонтальной подаче
ползуна, с копиром бокового суп-
б)
-Рис. 23.17. Схемы обработки наружных н тор-
цовых конических поверхностей по копиру:
а — копир установлен на револьверной головке
(с продольной подачей), бив — копир установлен
на револьверной и суппортной головке (с попе-
речной подачей), г — копир установлен на попере-
чине станины (с продольной подачей)
.271
chipmaker.ru
порта. Цепь вертикальной подачи
бокового суппорта при этом отклю-
чена.
Обработка торцовой поверхности
сложного профиля показана на
рис. 23.17, в. В резцедержателе
бокового суппорта установлена дер-
жавка 2, в которой перемещается
плунжер 4. При автоматическом
перемещении ползуна бокового суп-
порта плунжер 4, прижимаясь пру-
жиной 3 к копиру 5, определяет
'траекторию движения резца 1.
Обработка фасонных поверхнос-
тей вертикальным суппортом с по-
мощью копирной линейки показана
на рис. 23.17, г. В этом случае обра-
ботка производится при автомати-
ческой вертикальной подаче и отклю-
ченной цепи горизонтальной подачи
вертикального суппорта.
Подготовка токарно-карусельно-
го станка к работе включает уста-
новку приспособлений, выверку и за-
крепление обрабатываемой заготов-
ки (детали), установку режущего
инструмента, регулировку упоров и
установку режимов резания. Так как
обрабатываемые заготовки на то-
карно-карусельных станках имеют,
как правило, большие массу и габа-
риты, то их установку и снятие
токарь может производить в том
случае, если он имеет квалифика-
цию такелажника.
Заготовка должна закрепляться
достаточно прочно, чтобы под дей-
ствием сил, возникающих при реза-
нии, она не сдвинулась с места,
но при этом надо учитывать, что
возникающие при сильном зажиме
напряжения и деформации снижают
точность обработки. При установке
заготовку выверяют так, чтобы
обеспечить равномерное распределе-
ние припусков на обрабатываемых
поверхностях.
При работе токарь не должен
находиться на планшайбе. Недопус-
тима установка резцов и другого
инструмента или их смена при вра-
щающейся планшайбе. Установка
и выверка заготовок (деталей) на
планшайбе станка составляет значи-
тельную часть общего времени
обработки. Поэтому следует стре-,
миться уменьшить число установок
и переустановок. Существенное зна-
чение в сокращении времени обра-
ботки приобретает принятая после-
довательность и выбранный метод
обработки, а также совмещение
работы суппортов и применение
многоинструментальных наладок.
Контрольные вопросы
1.	Назовите основные типы токарно-кару-
селы.ых станков.
2.	Расскажите об основных сборочных
единицах (узлах) одно- и двухстоечного
токарно-карусельного станка и их назначе-
нии.
3.	Как выполняют наладку токарно-кару-
сельного стайка и как ведут обработку
наружных и внутренних поверхностей?
4.	В чем заключается отличие заготовок,
обрабатываемых на токарно-карусельиых
станках, от заготовок, обрабатываемых, на-
пример, на токарно-винторезных?
ГЛАВА 24
ОСНОВЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЕ
качеством ПРОДУКЦИИ
1.	Основные положения
стандартизаци и
Стандартизация является эффек-
тивным средством повышения уров-
ня организации, планирования и уп-
равления народным хозяйством. Ши-
рокое применение стандартов дает
возможность систематически закреп-
лять достигнутый высокий уровень
развития в различных отраслях на-
родного хозяйства, определять их
взаимную связь и требования к даль-
нейшему развитию в целях повыше-
ния эффективности общественного
производства, производительности
272
chipmaker.ru
труда и качества продукции. Раз-
витие стандартизации способствует
развитию международного экономи-
ческого, технического и культурного
сотрудничества.
Стандартизация в нашей стране
является частью единой общегосу-
дарственной технической политики,
осуществляемой во всех отраслях
народного хозяйства. По своему
содержанию она строится по систем-
ному принципу и поэтому назы-
вается Государственной системой
стандартизации (ГСС).
ГСС базируется на комплексе
нормативно-технической документа-
ции, ь котором стандарты являются
основными документами. Они содер-
жат основные нормы, правила и тре-
бования, обязательные для выпол-
нения в определенных областях тру-
довой деятельности.
Слова «стандарт» и «стандарти-
зация» в переводе с английского
имеют значение «образец» или «при-
ведение к образцовому состоянию».
ГСС устанавливает категории и виды
стандартов, а также порядок их
разработки, начиная от планирова-
ния и кончая внедрением. Система
предусматривает ряд положений,
необходимых для реализации тре-
бований стандартов, направленных
на ускорение технического прогресса
и улучшение качества продукции.
Стандарты в Советском Союзе
подразделяются на следующие кате-
гории: государственные стандарты
Союза ССР (ГОСТ); отраслевые
стандарты (ОСТ); республиканские
стандарты союзных республик
(РСТ); стандарты предприятий и
производственных объединений
(СТП).
ГОСТы обязательны к примене-
нию всеми предприятиями, организа-
циями и учреждениями союзного,
республиканского и местного подчи-
нения во всех отраслях народного
хозяйства и утверждаются Государ-
ственным комитетом СССР по стан-
дартам (Госстандарт).
ОСТы обязательны для всех пред-
приятий и организаций одной от-
расли, а также для предприятий
и организаций других отраслей,
изготавливающих и применяющих
продукцию этой отрасли, и утверж-
даются министерством отрасли, яв-
ляющейся ведущей в производстве
данного вида продукции.
РСТы союзных республик обяза-
тельны для всех предприятий и ор-
ганизаций республиканского и мест-
ного подчинения одной союзной
республики независимо от ведомст-
венной подчиненности, которые ут-
верждаются Советами Министров
союзных республик или по их пору-
чению Госпланами союзных респуб-
лик. СТП обязательны дЛя предприя-
тия или производственного объеди-
нения, руководством которого они
утверждены.
Для обеспечения взаимопонима-
ния при товарообмене разных сторон
в процессе международного сотруд-
ничества получила развитие между-
народная стандартизация. Сущест-
вуют различные международные ор-
ганизации по стандартизации. Наи-
более крупными из них, разрабаты-
вающими рекомендации по широко-
му кругу вопросов, являются Меж-
дународная организация по стандар-
тизации (ИСО) и Международная
электротехническая комиссия (МЭК).
Советский Союз активно участ-
вует в работе ИСО и МЭК- Членство
в ИСО и МЭК дает СССР право
получать национальные стандарты
других стран, содержащие сведения
о последних достижениях науки и
техники, и вносить свои предложения
в международные организации. Мно-
гие рекомендации международных
организаций по стандартизации пол-
ностью или частично используются
в нормативно-технической докумен-
тации СССР.
Непрерывный рост промышленно-
го производства социалистических
стран невозможен без развития
национальной стандартизации и
стандартизации, проводимой в рам-
ках Совета Экономической Взаимо-
помощи (СЭВ). Развитие специали-
зации и кооперирования среди
стран — членов СЭВ базируется на
развитии унификации и стандартиза-
ции, учитывающих исторически сло-
273
chipmaker.ru
жившиеся различия в нормах, требо-
ваниях и правилах, предусмотрен-
ных в национальных стандартах.
Правильное сочетание националь-
ных и интернациональных задач
социалистических государств пред-
полагает экономическое сплочение
(интеграцию) на основе единой тех-
нической политики, координации
планов развития промышленности,
совместного решения научно-техни-
ческих проблем. Для проведения
практических работ по экономичес-
кому и научно-техническому сотруд-
ничеству в СЭВ образованы по-
стоянные комиссии, на которые вмес-
те с другими задачами возложены
задачи по развитию стандартиза-
ции.
В нашей стране стандартизация
является основой планомерного регу-
лирования качества продукции, объе-
диняющей работы в этой области
в различных отраслях народного
хозяйства.
Повышение качества продукции
осуществляется планомерно и целе-
направленно. Этот процесс включает
в себя следующие мероприятия:
внедрение новых и совершенство-
вание действующих стандартов, оп-
ределяющих требования к качеству
готовой продукции (на основе ком-
плексной стандартизации ее качест-
венных характеристик), а также
требования к качеству сырья, мате-
риалов, полуфабрикатов и комплек-
тующих изделий, необходимых для
изготовления продукции с высокими
показателями качества;
совершенствование комплексов
стандартов, определяющих организа-
цию и требования к выполнению
работ по обеспечению качества
продукции,— единой системы конст-
рукторской документации (ЕСКД),
единой системы технологической под-
готовки производства (ЕСТПП),
единой системы технологической до-
кументации (ЕСТД), комплексной
системы управления качеством про-
дукции (КС УКП) и др.;
совершенствование системы го-
сударственного надзора за внедре-
нием и соблюдением стандартов,
системы аттестации выпускаемой
продукции и др.
2.	Основные положения ЕСКД.
ЕСТПП и метрологического
обеспечения производства
Единая система конст-
рукторской документации
(ЕСКД) — правила оформления
конструкторской документации с ис-
пользованием единой терминологии,
форм и содержания различных
конструкторских документов и пра-
вил выполнения чертежей деталей
изделий машиностроения. Эти прави-
ла изложены в системе государст-
венных стандартов, которые учиты-
вают рекомендации международных
организаций по стандартизации
(СЭВ, ИСО, МЭК и др.), по прави-
лам выполнения и оформления кон-
структорской документации и тем са-
мым создают условия для широкого
использования конструкторской до-
кументации советскими и зарубеж-
ными специалистами.
ЕСКД состоит из следующих
разделов: основные положения, обо-
значения конструкторских докумен-
тов, правила выполнения текстовых
документов, правила выполнения
чертежей, правила выполнения схем
и условных графических обозначе-
ний в них, правила внесения изме-
нений в конструкторскую документа-
цию, ее учета и хранения, пра-
вила выполнения эксплуатационной
и ремонтной документации.
Важной частью ЕСКД являются
правила оформления чертежей. Сов-
ременные чертежи, выполненные в
соответствии с требованиями ЕСКД,
должны быть четкими и ясными
и содержать все необходимые требо-
вания конструктора к изображенно-
му изделию или его составным
частям. При этом чертеж не должен
содержать сведений, которые услож-
няют и затрудняют его чтение при
работе с ним и не определяют
качество готового изделия или требо-
ваний к процессу его изготовления.
Учитывая широкое развитие и ис-
пользование электронной вычисли-
274
chipmaker.ru
тельной техники, ЕСКД предусмат-
ривает возможность автоматизации
и механизации процесса труда при
проектировании и выполнении черте-
жей. В соответствии с ЕСКД изде-
лия, изготовляемые во всех отраслях
машиностроения, при выполнении
конструкторской документации мож-
но разделить на детали и сбороч-
ные единицы. Деталь — часть изде-
лия, не имеющая составных частей.
Сборочная единица — часть изделия,
состоящая из двух и более частей.
Чертеж детали содержит изобра-
жение детали и другие данные,
необходимые для ее изготовления
и контроля. Если чертеж на деталь
не выпускается, то необходимые
данные для ее изготовления и конт-
роля указываются на сборочных
чертежах и в спецификации.
Сборочный чертеж содержит изо-
бражение изделия и другие данные,
необходимые для его сборки (изго-
товления) и контроля. Специфика-
ция — документ, определяющий сос-
тав сборочной единицы.
В целях сокращения цикла подго-
товки и освоения в производстве
новых изделий, повышения качества
продукции и эффективности произ-
водства на предприятиях создается,
внедряется и непрерывно совершен-
ствуется единая система тех-
нологической подготовки
производства (ЕСТПП).
В ЕСТПП предусматриваются:
обеспечение технологичности кон-
струкций, разработка технологичес-
ких процессов, проектирование и из-
готовление средств технологической
оснастки, организация и управление
процессом технологической подготов-
ки производства.
ЕСТПП обеспечивает решение
следующих задач: сокращения сро-
ков и стоимости подготовки произ-
водства новых изделий высокого
качества; совершенствования основ-
ного производства путем внедрения
прогрессивных типовых и групповых
технологических процессов, высоко-
производительного, быстро перена-
лаживаемого оборудования, универ-
сальной и специализированной ос-
настки и инструмента, методов груп-
повой обработки и сборки, совер-
шенствования вспомогательного про-
изводства, внедрения прогрессивных
форм организации производства с
применением средств механизации,
автоматизации и ЭВМ.
Составной частью ЕСТПП яв-
ляется единая система технологи-
ческой документации (ЕСТД). Ком-
плекс стандартов этой системы
является основой для разработки
технологической документации, кото-
рая определяет прежде всего, как
должен быть выполнен технологи-
ческий процесс, какие для этого
требуются машины, инструмент и
приспособления. Вместе с тем стан-
дартами определяются взаимоотно-
шения между рабочим и мастером,
между производством и инструмен-
тальным хозяйством. Стандарты яв-
ляются средством организации труда
рабочих, а разрабатываемая по ним
технологическая документация слу-
жит источником информации о тру-
доемкости и стоимости работы,
производительности труда, производ-
ственной мощности и загрузке обо-
рудования.
Эта информация позволяет также
получить данные о нормах расхода
материалов и другие сведения, не-
обходимые для планирования, пра-
вильной организации, обслуживания,
подготовки производства и управле-
ния им. Стандарты ЕСТД непосред-
ственно связаны со стандартами
ЕСКД.
Метрологическое обес-
печение производства — од-
но из важнейших направлений ра-
боты, обеспечивающей получение
большого объема информации о ре-
зультатах измерения различных па-
раметров в производстве, регистра-
ции и своевременной обработки
этой информации с помощью со-
временных средств.
Основным содержанием работы
по метрологическому обеспечению
производства на предприятии яв-
ляются: внедрение новой современ-
ной измерительной техники, совер-
шенствование действующих средств
275
chipmaker.ru
и методов измерений, восстановле-
ние средств измерений, надзор за
правильностью применения средств
измерений, проверка измерительных
приборов и инструментов в сроки,
предусмотренные графиками, метро-
логическая экспертиза конструктор-
ской и технологической документа-
ции в части правильности назначе-
ния требований к точности изготов-
ления, средств и методов измерения
деталей и сборочных единиц, метро-
логический контроль точности выпол-
нения заданных режимов технологи-
ческих процессов и др.
Организацию и выполнение ра-
бот по метрологическому обеспече-
нию выпуска продукции высокого
качества на предприятиях обеспечи-
вают специализированные метроло-
гические службы. Ответственным за
соблюдение единства измерений и
техническое состояние средств изме-
рений на предприятии является глав-
ный метролог, а также руководители
цехов и служб, работники которых
применяют средства измерения при
выполнении работ.
3.	Управление качеством продукции
Для советской экономики харак-
терны: постоянный рост националь-
ного богатства; снижение удельных
затрат сырья, материалов, топлива
и электроэнергии; повышение эффек-
тивности использования производст-
венных мощностей, улучшение потре-
бительских свойств всех видов про-
дукции и изделий. В современных
условиях улучшение качества про-
дукции является важнейшей предпо-
сылкой повышения эффективности
всего общественного производства
и производительности труда.
Для оценки технического уровня
и качества выпускаемой продукции
проводится ее аттестация, кото-
рая позволяет оценить результаты
проведенной на предприятии работы
по внедрению в производство научно-
технических достижений и планомер-
ному повышению качества продук-
ции. Аттестация является составной
частью управления качеством про-
дукции.
276
Продукцию аттестуют по трем
категориям качества: высшей, первой
и второй. Промышленная продукция
высшей категории качества должна
по технико-экономическим показате-
лям соответствовать лучшим оте-
чественным и мировым образцам
или превосходить их, иметь ста-
бильные показатели качества, соот-
ветствовать техническим условиям,
учитывать требования международ-
ных стандартов, быть конкуренто-
способной на внешнем рынке и эф-
фективной в народном хозяйстве.
Промышленная продукция первой
категории качества по технико-эко-
номическим показателям должна
соответствовать современным требо-
ваниям технических условий и удов-
летворять потребности народного
хозяйства и населения страны.
Промышленную продукцию на
высшую категорию качества аттесту-
ет с присвоением государственного
Знака качества государственная ат-
тестационная комиссия, а на первую
категорию качества — отраслевые
аттестационные комиссии. Аттеста-
ция промышленной продукции прово-
дится в соответствии с пятилетни-
ми и годовыми планами.
Среди намечаемых мероприятий
по повышению качества продукции
важное место отводится заводской
аттестации деталей, сборочных еди-
ниц, полуфабрикатов, технологичес-
ких процессов, оснастки и инстру-
мента. Заводская аттестация явля-
ется эффективным средством повы-
шения качества выпускаемой про-
дукции, укрепления производствен-
ной и технологической дисциплины,
совершенствования производствен-
ных процессов, соблюдения требова-
ний технической документации и
представляет собой подготовитель-
ный этап к проведению аттестации
промышленной продукции по трем
категориям качества.
Заводская аттестация качества
деталей, сборочных единиц и техно-
логических процессов проводится при
условии: полного соответствия дета-
лей и сборочных единиц требованиям
chipmaker.ru
конструкторской документации и тех-
ническим требованиям; изготовления
деталей и сборочных единиц в пол-
ном соответствии с технологической
документацией; отсутствия от цехов-
потребителей претензий и реклама-
ций к качеству деталей и сборочных
единиц, а также рекламаций на из-
готовление продукции по данному
технологическому процессу; строгого
соблюдения технологической дисцип-
лины и высокой культуры производ-
ства в цехе и на рабочих местах.
Решение о присвоении заводского
аттестата качества выносит завод-
ская аттестационная комиссия под
председательством главного инжене-
ра завода.
Технический контроль на
промышленных предприятиях явля-
ется одной из эффективных форм
управления качеством продукции.
Дефекты, т. е. ошибки, которые
выявляются в процессе изготовления
изделий, можно условно разделить
на две категории. К первой катего-
рии относятся дефекты, выявляемые
в процессе изготовления изделий
и связанные с ошибками в черте-
жах с экспериментальными работа-
ми, с недостаточной компетентностью
работников, а ко второй — ошибки,
обусловленные небрежностью и не-
внимательностью исполнителей при
выполнении работ. Технический конт-
роль на промышленных предприяти-
ях предназначен для проверки соот-
ветствия продукции или процесса,
от которого зависит качество продук-
ции, установленным техническим
требованиям.
Различают следующие виды конт-
роля: самоконтроль качества про-
дукции, который может выполняться
рабочим, оператором или наладчи-
ком; контроль, выполняемый произ-
водственным мастером; контроль ка-
чества продукции и процесса ее из-
готовления, выполняемый контроле-
ром или мастером отдела техни-
ческого контроля.
По этапам технологического про-
цесса выделяют следующие виды
контроля: входной контроль, при
котором проверяют исходные мате-
риалы, полуфабрикаты, готовые ком-
плектующие изделия, техническую
документацию и др.; операционный
контроль, который распространяется
на незавершенную продукцию на
всех стадиях производства; приемоч-
ный контроль готовых изделий, дета-
лей и сборочных единиц.
Контроль может быть сплошным,
при котором проверяется вся про-
дукция без исключения (в том
случае, если недопустима дальней-
шая работа с продукцией, имеющей
дефекты)/ или выборочным, при ко-
тором производится проверка ка-
чества продукции по определенному
числу изделий, взятых из общего
числа.
По времени различают летучий,
непрерывный и периодический конт-
роль. Летучий контроль производит-
ся, как правило, на рабочем месте
и проводится без плана в необходи-
мых случаях, в основном для выясне-
ния причин изготовления продукции
с большими отклонениями от тех-
нических требований или дефектами.
При непрерывном контроле прове-
ряют каждую технологическую опе-
рацию изготовления изделия. Перио-
дический контроль осуществляют в
процессе изготовления изделия с пе-
риодичностью и по операциям,
указанным в технологической доку-
ментации.
Особым видом является контроль
соблюдения технологической дисцип-
лины, под которым понимают про-
верку соответствия производствен-
ных операций требованиям техноло-
гических карт и другой технологи-
ческой документации.
В соответствии с действующим
положением на производственном
объединении или предприятии от-
ветственным за предотвращение вы-
пуска продукции, не соответствую-
щей требованиям чертежей, техни-
ческим условиям и стандартам,
является отдел технического конт-
роля (ОТК). На ОТК возложена
также работа по укреплению про-
изводственной дисциплины по повы-
шению ответственности всех произ-
водственных коллективов предприя-
277
chipmaker.ru
тия за качество выпускаемой продук-
ции.
Технический контроль, как упоми-
налось выше, является составной
частью любого производственного
йроцесса и представляет собой со-
вокупность контрольных операций,
проводимых на всех стадиях — от
получения предприятием материалов
до выпуска готовой продукции. Ос-
новная задача технического контро-
ля на предприятии — предупрежде-
ние отклонений от установленного
производственного процесса, профи-
лактика брака на всех его стадиях.
В производстве периодически
возникают различные отклонения,
несвоевременное обнаружение кото-
рых может привести к браку.
Для предупреждения появления бра-
ка на предприятии проводится систе-
матический контроль за состоянием
оборудования; контроль первой и
последней деталей, изготовленных
рабочим в смене; кольцевые обходы
рабочих мест с выборочной провер-
кой качества изготовления деталей
и др. Этот контроль осуществляется
производственными мастерами, тех-
нологами или контролерами ОТК-
Плановая систематическая рабо-
та на предприятии по повышению
качества продукции предусматривает
создание системы организационных,
инженерно-технических и воспита-
тельных мероприятий, позволяющих
достичь хороших результатов.
Широкое распространение полу-
чила саратовская система безде-
фектного изготовления продукции
(БИП), которая базируется на
принципе количественной оценки ка-
чества изготовления продукции и вы-
полнения отдельных операций с по-
мощью специального показателя —
процента сдачи продукции предста-
вителю ОТК с первого предъяв-
ления.
В системе БИП первостепенная
роль принадлежит самоконтролю.
Каждый рабочий до предъявления
своей продукции (деталей, сбороч-
ных единиц) контролеру ОТК обязан
сначала удостовериться в ее соот-
ветствии техническим требованиям
и убедиться в отсутствии каких-
либо дефектов. Контролерам ОТК
запрещается разбраковка продук-
ции. Если в партии изделий, предъ-
явленных к сдаче рабочим, обна-
ружено хотя бы одно с дефектом,
то вся партия возвращается ему для
повторной тщательной проверки и
исправления недостатков.
В результате внедрения БИП
на предприятиях повысилась актив-
ность непосредственных исполните-
лей в повышении качества выпускае-
мой ими продукции. Показатель
удельного веса продукции, сданной
рабочим (участком, цехом и т. д.)
с первого предъявления, введен
в систему материального стимулиро-
вания в социалистическом соревно-
вании. Суть саратовской системы
в том, что за допущенный брак
исполнители, с одной стороны, несут
материальную ответственность, а
с другой — моральную ответствен-
ность перед коллективом за недобро-
качественную работу.
Однако качество изделия зависит
не только от непосредственного ис-
полнителя — рабочего, но и от дру-
гих работников предприятия (кон-
структоров, технологов, снабженцев,
экономистов и т. д.), которые не
охвачены системой БИП. На пред-
приятиях г. Львова была внедрена
система бездефектного труда (СБТ),
созданная на основе БИП и также
получившая широкое распростране-
ние. СБТ предусматривает регламен-
тацию и оценку качества труда не
только рабочих, но и каждого ра-
ботника (инженера, служащего) ос-
новного и вспомогательного произ-
водства.
Контрольные вопросы
1.	Назовите категории стандартов и рас-
скажите об их назначении.
2.	Что такое ЕСКД и для чего она
предназначена?
3.	Расскажите о назначении ЕСТПП
и ЕСТД.
4.	Почему проблеме качества придается
решающее значение?
5.	Назовите категории качества. Чем они
отличаются друг от друга?
6.	В чем сущность заводской аттестации?
7.	Какие бывают виды контроля?
278
chipmaker.ru
ГЛАВА 25
ОХРАНА ТРУДА И ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ НА ПРЕДПРИЯТИИ
1.	Основные законодательные
положения по охране труда
Советское общество — это об-
щество людей труда. Партия и госу-
дарство прилагали и прилагают
много усилий, чтобы сделать труд
человека не только более производи-
тельным, но и содержательным,
интересным, творческим и безопас-
ным. В связи с этим принят ряд
законодательных положений. В соот-
ветствии с кодексом законов о труде
РСФСР (КЗоТ) обеспечение здоро-
вых и безопасных условий труда
на производстве возложено на адми-
нистрацию предприятий.
На каждом предприятии ежегод-
но планируются мероприятия, на-
правленные на улучшение условий
труда. Руководством для проведения
этих мероприятий являются:
решения партийных, правительст-
венных и профсоюзных органов;
межотраслевые правила и нормы,
которые утверждаются соответст-
вующими органами государственно-
го надзора и контроля (Госгор-
технадзор СССР, Госэнергонадзор
СССР, Государственный пожарный
надзор МВД СССР, Государствен-
ный санитарный надзор Минздрава
СССР);
государственные стандарты си-
стемы безопасности труда (ССБТ),
утверждаемые Госстандартом после
согласования с ВЦСПС;
отраслевые правила и нормы
безопасности труда, а также от-
раслевые стандарты ССБТ, утверж-
даемые отраслевыми министерства-
ми после согласования с централь-
ными органами профсоюзов.
КЗоТ запрещает изготовлять но-
вые машины и оборудование, кото-
рые не отвечают требованиям охраны
труда. В свою очередь КЗоТ обязы-
вает рабочих и служащих соблюдать
инструкции по охране труда, уста-
навливающие правила выполнения
работ и поведения в производ-
ственных помещениях, а также стро-
го соблюдать требования обращения
с машинами, станками и механиз-
мами, пользоваться средствами инди-
видуальной защиты.
Наиболее массовый надзор и
контроль за соблюдением законода-
тельства о труде, правил техники
безопасности и производственной са-
нитарии, а также стандартов без-
опасности труда призваны осуществ-
лять профсоюзы СССР в лице
технических инспекторов труда и
комиссий по охране труда заводских
комитетов профсоюзов.
Технические инспектора труда
работают в тесном контакте с ор-
ганами государственного надзора и
контроля. Они осуществляют надзор
за соответствием требованиям тех-
ники безопасности и производствен-
ной санитарии технологических про-
цессов, производственных помеще-
ний, производственного оборудова-
ния и транспортных средств, сани-
тарно-бытовых условий и вентиля-
ционных систем, за правильностью
расследования и учета несчастных
случаев на производстве и за други-
ми вопросами, связанными с зако-
нодательством о труде.
2.	Требования безопасности
на территории предприятия
Основные технические средства
безопасности подразделяются на
средства коллективной и индиви-
дуальной защиты. Средства коллек-
тивной защиты включают огради-
тельные, предохранительные и тор-
мозные устройства, сигнализацию
об опасности, разрывы и габариты
безопасности, средства дистанцион-
ного управления и другие специаль-
ные средства безопасности.
Роль оградительных устройств
выполняют устройства, преграждаю-
щие доступ к движущимся частям
машин, станков и механизмов, защи-
279
chipmaker.ru
щающие от разбрасывания стружки
и других предметов, распыления
Отходов и жидкости, опасных по
напряжению токоведущих частей
оборудования; препятствующие па-
дению людей в люки, проемы, ка-
налы производственных помещений
и на территории заводов и др.
Предохранительные устройства
служат для предупреждения аварий
и поломок, связанных с опасностью
травмирования рабочих. Эти аварии
могут быть вызваны перегрузкой
станков, чрезмерным превышением
скоростей движения, нарушением
правил эксплуатаций оборудования.
Тормозные устройства обеспечи-
вают возможность быстрой останов-
ки производственного оборудования
или отдельных его элементов для
предупреждения возможных аварий
и несчастных случаев. Металлоре-
жущие станки снабжены тормозными
устройствами, позволяющими быстро
остановить шпиндель станка (оста-
новка шпинделя с помощью рук
категорически запрещается, так как
это может привести к несчастным
случаям).
Сигнализация об опасности пре-
дупреждает о наступающей опас-
ности световыми, показывающими
или звуковыми сигналами. Эффек-
тивность действия сигнальных
устройств зависит от внимания и опе-
ративности действий рабочего, что
связано с его знанием оборудования
и условий эксплуатации. К средствам
сигнализации относятся подача или
снятие напряжения с лампочки,
звукового устройства, стрелочного
прибора, манометра, уровнемера
и т. п. К ним относятся также
геометрическая форма, символы и
цвет знаков, которые напоминают
рабочим о необходимости соблюдать
те или другие требования, помо-
гают ориентироваться при выполне-
нии производственных работ.
Дистанционное управление поз-
воляет прервать производственный
процесс на расстоянии для предот-
вращения возможных аварий. Наи-
большее распространение получила
электрическая система дистанцион-
ного управления и сочетание ее
с другими системами (гидравличес-
кой, пневматической).
Разрывы и габариты безопаснос-
ти представляют собой минимально
допустимые расстояния между объ-
ектами, из которых хотя бы один
может представлять опасность для
рабочего. Это может быть мини-
мально допустимое расстояние меж-
ду станком и крайним близким поло-
жением стола другого станка, высота
подвеса электрических проводов и др.
Находясь на территории пред-
приятия, работающие должны строго
соблюдать правила пешеходного дви-
жения, выполнять требования, обус-
ловленные знаками безопасности и
световыми сигналами. Не следует
пытаться включать или выключать
и управлять оборудованием, пользо-
ваться транспортными и грузоподъ-
емными средствами, а также выпол-
нять сварочные и другие работы,
если нет соответствующей техни-
ческой подготовки и разрешения
администрации цеха на право выпол-
нения этих работ. Нарушение пра-
вил поведения на территории пред-
приятия может привести к мате-
риальным потерям и несчастным
случаям.
Средства индивидуальной защи-
ты предназначены для применения
во время работы в целях защиты
рабочего от опасных и вредных
факторов внешней среды.
Средства индивидуальной защи-
ты выдаются рабочим бесплатно.—
в соответствии с действующими нор-
мами. Обычно эти средства выпол-
няют роль дополнительных меро-
приятий по профилактике травма-
тизма. К ним относятся защитные
очки и наголовные щитки, которые
предохраняют глаза и лицо от ра-
нения разлетающейся стружкой и ос-
колками инструмента. Спецодежда
предохраняет тело рабочего от вред-
ного воздействия среды, от ожогов
и ранений. Следует соблюдать тре-
бования, предъявляемые к ношению
спецодежды, с тем чтобы избежать
захвата ее вращающимися и пере-
мещающимися механизмами станка.
280
chipmaker.ru
Рукава должны облегать руку и за-
стегиваться на пуговицы. Завязки
для рукавов недопустимы, так как их
концы могут быть захвачены шпин-
делем станка или другими вращаю-
щимися деталями. Следует работать
в головных уборах, с тем чтобы
избежать захвата волос.
3.	Требования безопасности
в цехах предприятия
Для организации безопасного
труда и контроля за соблюдением
правил и норм безопасности и ги-
гиены труда в цехах предприятий
организуются службы безопасности.
Эти службы проводят вводный
инструктаж и обучают вновь посту-
пающих рабочих, осуществляют
контроль за уровнем знаний рабочи-
ми правил безопасности, организуют
занятия и пропагандируют мероприя-
тия по безопасности труда, органи-
зуют просмотр кинофильмов по охра-
не и безопасности труда, участвуют
в расследовании несчастных случаев
и других мероприятиях, вытекающих
из особенностей работы предприятия.
Вводный инструктаж проводится
со всеми вновь поступающими на
работу, независимо от трудового
стажа, так как в этом случае вновь
поступившие рабочие знакомятся
с предприятием и его особенностями
в организации производства. Затем
проводится инструктаж на рабочем
месте мастером, механиком и други-
ми руководителями производствен-
ных участков, который делится на
первичный, повторный и внеочеред-
ной. Первичный инструктаж прово-
дится на рабочем месте со всеми
вновь поступающими рабочими перед
допуском их к работе, а также
с теми, кто переведен (даже времен-
но) из другого цеха с одной работы
на другую. Повторный инструктаж
на рабочем месте проводится со
всеми работающими в зависимости
от профессии в сроки, установлен-
ные правилами. Внеочередной ин-
структаж на рабочем месте произво-
дится в тех случаях, когда изме-
няются условия труда при внедрении
нового технологического пррцесса,
производится замена оборудования
при нарушении работающим правил
безопасности и т. п.
Безопасность на рабочем месте
достигается рядом мер, основными из
которых являются оснащение станка
средствами безопасности при подго-
товке к работе и соблюдение тре-
бований техники безопасности и ги-
гиены труда. Это значит, что после
ремонта, смазки или профилактиче-
ского осмотра станка должны быть
установлены на место ограждения
передач (зубчатых, ременных, цеп-
ных и т. д.), надежно закреплены
сборочные единицы (узлы) станка,
которые перемещались при наладке
и настройке, должно быть залито
до требуемого уровня масло, прове-
рено состояние решетки под ногами
и удалены следы пролитого масла,
приведена в порядок одежда и т. д.
При обработке заготовок (дета-
лей) следят за стружкой, так как
металлическая стружка представля-
ет серьезную опасность для ста-
ночника. При точении сталей на вы-
соких скоростях стружка может
опутать резец, детали станка, махо-
вики и рычаги и другие части
станка. В таких случаях необходи-
мо остановить станок и убрать
стружку с помощью крючков и ще-
ток. Работать, не убирая стружку,
опасно, так как иногда стружка не
позволяет выключить станок и, Как
следствие, неизбежны авария и более
тяжелые последствия.
Для экономии времени и исклю-
чения возможных нежелательных по-
следствий применяют инструмент со
стружколомами. Но при этом учиты-
вают, что в процессе резания эле-
менты стружки, разлетаясь, могут
травмировать станочника. Чтобы из-
бежать этого, следует пользоваться
очками или защитными щитками.
Большую опасность представля-
ют поводковые патроны, если они не
защищены ограждением. Поводко-
вые хомутики опасны тем, что могут
причинить тяжелые ушибы высту-
пающими частями, а также произ-
вести захват одежды. Поэтому
281
chipmaker.ru
широко применяют кулачковые пат-
роны, как более безопасные.
Следует следить за надежностью
крепления заготовок (деталей), кото-
рое во многом зависит от состояния
центров и центровых отверстий
и соответствия центров выполняемой
работе. При работе с изношенными
центрами и неверно выполненными
центровыми отверстиями обрабаты-
ваемая заготовка под действием сил
резания может быть вырвана из
центров. Конические поверхности
неподвижных центров следует густо
смазать перед установкой заготовки.
При обработке пруткового материала
на токарных, револьверных станках
и автоматах участок с быстро
вращающимся прутком необходимо
ограждать.
4.	Электробезопасность
Электрический ток, проходя через
тело человека, проявляется сложно
и многообразно. Все случаи трав-
мирования человека электрическим
током делят на две основные группы:
поражения внутреннего характера,
так называемые электрические уда-
ры, и внешние местные травмы —
ожоги, металлизация кожи, электри-
ческие «знаки» (метки тока).
Проходя через тело человека,
ток может вызвать судорожное
сокращение мышц, в том числе
и мышцы сердца, что иногда при-
водит к прекращению деятельности
сердца и дыхания. Поэтому наиболь-
шую опасность для жизни и здоровья
человека представляют внутренние
поражения — электрические удары.
Принято считать безопасным для
человека ток до 0,02А; проходящий
через человека ток 0,1 А и выше
является смертельным.
Сопротивление тела человека
складывается из сопротивления внут-
ренних органов и кожного покрова,
оно колеблется в очень широких
пределах. При расчетах принимается
сопротивление человека, равное
1000 Ом. Наиболее опасным счи-
тается ток промышленной частоты
(40—60 Гц). Чем дольше человек
находится под действием тока, тем
тяжелее наносимая ему травма. Для
нормальных условий работы в сухих
помещениях допускается напряже-
ние, не превышающее 42 В.
Ожог является следствием теп-
лового действия тока главным обра-
зом при образовании электрической
дуги, а иногда при контакте тела
человека с токоведущими частями.
Электрические «знаки»
(метки тока) являются специфичес-
кими проявлениями на теле челове-
ка, часто определяющими места вхо-
да и выхода электрического тока.
Металлизация кожного
покрова наблюдается при возник-
новении вольтовой дуги в резуль-
тате внедрения в кожу испаряю-
щихся мельчайших частиц металла.
Для защиты человека от пора-
жения электрическим током имеются
различные методы и средства, кото-
рые применяются в зависимости от
обслуживаемого оборудования.
Средства защиты делятся на общие,
применяемые также станочниками,
и на специальные, которыми поль-
зуется электротехнический персонал.
Общие средства защиты,
обеспечивающие недоступность токо-
ведущих частей для случайного при-
косновения, приведены ниже.
К средствам защиты относятся
ограждения, изоляция токоведущих
частей и проводов; размещение то-
коведущих проводов на недоступной
высоте в коробах или защищенных
ограждениями.
Одним из главных средств защи-
ты является применение малого
напряжения. Например, для питания
ручного инструмента и ручных элект-
роламп используется напряжение 12
или 42 В (для сухих помещений);
цепи сигнальных ламп обычно вклю-
чают на напряжение 6, 12, 24 и 36 В.
Схема электрооборудования стан-
ка присоединяется к силовой сети
посредством вводного пакетного пе-
реключателя или автомата. Послед-
ний отключает станок в случае
короткого замыкания. Для нулевой
защиты применяется контактор, ко-
торый отключает станок при сниже-
282
chipmaker.ru
нии напряжения ниже допустимого
или при кратковременном отключе-
нии силовой сети.
Во избежание случайных прикос-
новений к токоведущим частям
электрооборудования шкаф управле-
ния снабжают замком и электро-
блокировкой, которая отключает ста-
нок при открывании шкафа.
Провода, прокладываемые по
станку, для защиты от механичес-
ких повреждений и вредных воздей-
ствий охлаждающей жидкости мон-
тируют в стальных трубах.
Защитное заземление — обяза-
тельное электрическое соединение
с общезаводской системой защит-
ного заземления или зануления ста-
нины станка, с которой электрически
соединены все металлические эле-
менты электрооборудования станка,
не несущие тока (корпуса, кожухи,
шкафы, трубы и др.). Если какой-
либо элемент станка вследствие
аварии окажется под напряжением,
то заземление обеспечит электричес-
кую безопасность при случайном при-
косновении к нему человека, потому
что по телу человека ток не пойдет.
Постоянное обслуживание и ре-
монт устройств электроснабжения
и электрооборудования станка обес-
печивают только подготовленные
специалисты — электротехники. В
своей работе они используют спе-
циальные защитные уст-
ройства и средства в зависи-
мости от условий работы, которые
перечислены ниже.
Диэлектрические перчатки, гало-
ши, коврики используют как допол-
нительные средства защиты при ра-
боте с неисправным оборудованием
и при наличии шагового напряже-
ния.
Изолирующие штанги предназна-
чены для отключения и включения
однополюсных разъединителей, для
наложения переносных участков
электроснабжения и т. д.
Изолирующие клещи применяют
при замене трубчатых предохрани-
телей под напряжением и при
ремонтных работах.
Токоизмерительные клещи слу-
жат для измерения тока и определе-
ния токонесущих элементов оборудо-
вания и др.
В случае поражения электричес-
ким током нужно уметь оказать
первую помощь пострадавшему та-
ким образом, чтобы при этом самому
избежать поражения. Этому вопросу
посвящена специальная литература
и плакаты, которые входят в учебную
программу подготовки и повышения
квалификации рабочих. Оказание
первой помощи пострадавшему
от электрического тока описано
ниже.
Первое действие — обесточивают
участок, на котором находится по-
страдавший, отключением рубильни-
ка или автомата, через который
производится электроснабжение
станка. При этом следует помнить,
что к пострадавшему под напряже-
нием можно прикасаться только в
резиновых перчатках или можно
оттянуть пострадавшего из зоны
поражения электрическим током за
одежду, если она сухая.
Для освобождения пострадавше-
го от упавшего электрического
провода следует пользоваться пред-
метами деревянными, из пластмассы
или другого диэлектрика. При этом,
чтобы не быть пораженным шаго-
вым напряжением, следует обратить
внимание на защитные свойства
обуви или передвигаться мелким
шагом на полступни.
Если пострадавший находится в
сознании после освобождения от
действия тока, то его следует уло-
жить на подстилку. До прихода
врача необходимо обеспечить постра-
давшему покой и следить за его
пульсом и дыханием.
При потере сознания, но при
устойчивом дыхании и пульсе сле-
дует освободить грудную клетку
пострадавшего от стягивающей
одежды, расслабить пояс, обеспечить
приток свежего воздуха и до при-
хода врача периодически давать ню-
хать нашатырный спирт.
При отсутствии признаков жизни
нельзя считать пострадавшего мерт-
вым. Остановка дыхания и прекра-
283
chipmaker.ru
щение работы сердца могут быть
вызваны действием электрического
тока (т. е. наступила так называе-
мая клиническая смерть), и срочны-
ми мерами скорой помощи можно
вернуть пострадавшего к жизни.
Необходимо до прихода врача сде-
лать пострадавшему массаж сердца
и искусственное дыхание, используя
приемы, которые показаны на спе-
циальных плакатах и в памятках
по оказанию первой помощи.
Искусственное дыхание осуществ-
ляется путем ритмичного вдувания
воздуха по принципу «рот в рот»
или «рот в нос», а поддержание
искусственного кровообращения —
путем наружного массажа сердца.
Для этого пострадавшего кладут
на спину, под лопатки подклады-
вают валик из свернутой одежды.
Оказывающий помощь подводит под
затылок пострадавшего свою левую
руку и отводит его голову назад.
При этом положении открывают
пострадавшему рот, освобождают
платком рот от слизи, проверяют,
не запал ли язык и нет ли во рту
посторонних предметов (зубных про-
тезов). Сделав два-три глубоких
вдоха, оказывающий помощь вдувает
через марлю или платок воздух из
своего рта в рот или нос пострадав-
шего, при этом соответственно зажи-
мает его нос или рот для поступления
воздуха в легкие пострадавшего.
Частота искусственного дыхания не
должна превышать 10—12 раз в ми-
нуту.
Для наружного массажа сердца
освобождают грудную клетку постра-
давшего от одежды и укладывают
его спиной на жесткую поверх-
ность. Оказывающий помощь стано-
вится рядом с пострадавшим, зани-
мая такое положение, при котором
возможен значительный над ним
наклон. Накладывают на нижнюю
часть грудной клетки пострадавшего
ладонь вытянутой руки, а сверху
ее накладывают ладонь другой руки,
чтобы увеличить силу давления.
Надавливают на грудную клетку
пострадавшего быстрым толчком
(примерно один раз в секунду)
так, чтобы продвинуть нижнюю часть
грудины вниз в сторону позвоноч-
ника на 3—4 см. После каждого
надавливания быстро отнимают руки
от грудной клетки, чтобы не’мешать
ее свободному выпрямлению. Мас-
саж сердца можно проводить в паузы
между периодами искусственного ды-
хания. В этом случае оказываю-
щих помощь должно быть двое.
5.	Пожарная безопасность
Обеспечение пожарной безопас-
ности на предприятии закладывает-
ся при планировке зданий и соору-
жений. Здания и сооружения на
территории предприятия размещают-
ся с соблюдением требований и
норм пожарной безопасности.
Производственные и вспомога-
тельные помещения оборудуются
запасными выходами, предназначен-
ными для эвакуации работников в
случае пожара. Во всех производ-
ственных и вспомогательных помеще-
ниях должны быть вывешены схемы
эвакуации людей и ценных предметов
при пожаре. При этом обязательным
условием является кратчайшее рас-
стояние от рабочего места до выхода,
а также обязательное выполнение
требований инструкции по порядку
эвакуации работающих из помеще-
ния в случае пожара. Этим преду-
преждаются возможные несчастные
случаи, повреждения и травмы при
выходе людей из помещения.
При работе на металлорежущих
станках необходимо соблюдать ин-
струкции по обработке материалов,
которые создают концентрацию пы-
левой взрывоопасной взвеси в возду-
хе, например из магниевых сплавов.
Смазочные материалы убирают в
тумбочку, С тем чтобы исключить
возгорание при попадании раскален-
ной стружки. Неиспользованные об-
тирочные материалы также хранят в
тумбочке, а использованные (про-
масленные) обтирочные материалы
сразу относят в специально отве-
денные места.
Надо также помнить, что при
работе допускается кратковременная
284
chipmaker.ru
перегрузка станка. При длительной
перегрузке, т. е. при нагрузках,
превышающих мощность электродви-
гателя, последний перегревается и
может сгореть. Поэтому при появле-
нии признаков возгорания двигате-
ля необходимо обесточить станок
и вызвать дежурного электрика.
Следует помнить, что тушить элект-
родвигатель водой нельзя, так как
влажная среда электропроводка, что
может вызвать поражение электри-
ческим током рабочего и окружаю-
щих.
Быстрое обнаружение загорания
и немедленное сообщение об этом
мастеру и пожарной дружине яв-
ляется важным условием своевремен-
ного ограничения распространения
и ликвидации пожара. Для сообще-
ния о пожаре используют специаль-
ную сигнальную систему сигнализа-
ции и телефонную связь.
Пожар — процесс горения, кото-
рый может быть прерван прекраще-
нием доступа воздуха к горящему
предмету или снижением его темпе-
ратуры. В цехах обычно в специаль-
ных шкафах размещены пожарные
краны и рукава с насадками для
управления струей воды, ящики
с песцом и щиты с инструментом.
Другим распространенным сред-
ством тушения пожара, особенно
при загорании оборудования, явля-
ются огнетушители (воздушно-пен-
ные, жидкостные, порошковые, угле-
кислотные и др.). Наиболее распро-
странены воздушно-пенные огнету-
шители, при использовании которых
на горящем предмете образуется
слой пены, изолирующий предмет
от притока свежего воздуха.
Контрольные вопросы
1.	Кто отвечает на производстве за
обеспечение здоровых и безопасных условий
труда?
2.	Кто контролирует соблюдение законо-
дательства о труде, правил техники без-
опасности и производственной санитарии?
3.	Назовите технические средства безопас-
ности общей и индивидуальной защиты.
4.	Какие требования по безопасности
труда предъявляются к работающим иа
территории предприятия?
5.	Какие требования безопасности сле-
дует выполнять на рабочем месте?
6.	Как оказывается первая помощь по-
страдавшему от электрического тока?
'7	. Что нужно предпринять при обнару-
жении загорания?
ГЛАВА 26
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
1. Источники загрязнения
окружающей среды.
Методы борьбы с загрязнением
Основные источники заг-
рязнения окружающей сре-
д ы. К загрязнениям окружающей
среды принято относить результаты
жизнедеятельности человека, кото-
рые оказывают отрицательное воз-
действие как на самого человека,
так и на полезные для него орга-
низмы и ресурсы неживой природы.
Развитие промышленности и ос-
воение новых, более эффективных
технологических процессов с целью
повышения производительности тру-
да обусловили широкое применение
физических, химических и биологи-
ческих методов воздействия на ве-
щество. Это привело к возраста-
нию всевозможных производствен-
ных отходов, образующихся вместе
с готовой продукцией в результате
переработки разнообразных природ-
ных ресурсов и вызывающих за-
грязнение окружающей среды. Тех-
нологические процессы являются
также источниками шума и вибра-
ции.
Механические отходы — твердые
частицы и предметы, запыляющие
атмосферу и загрязняющие почву
и воду. Химические отходы — газо-
образные, жидкие и твердые хими-
ческие соединения и элементы, по-
285
chipmaker.ru
падающие в атмосферу, почву и воду
и вступающие во взаимодействие
с окружающей средой. Биологичес-
кие отходы — все виды организмов,
появляющиеся при участии человека,
наносящие ему вред и загрязняющие
окружающую среду.
Виды вредных проявлений энер-
гии: тепловой; механической (вибра-
ции, шум, ультразвук и др.); свето-
вой (видимая, ультрафиолетовая
и инфракрасная части спектра);
электромагнитного поля; ионизирую-
щего излучения.
В машиностроении и металлооб-
работке наибольшее значение с точки
зрения загрязнения воздушного бас-
сейна имеют разнообразные пыл и—
взвешенные в воздухе частицы
твердых веществ.
Производственными сточны-
ми водами называются воды,
использованные промышленным
предприятием и подлежащие очистке
от различных вредных примесей.
К последним относятся эмульсии не-
растворимых в воде жидкостей
(например, масел), взвешенных в ви-
де более или менее мелких капелек,
и суспензии — взвеси твердых час-
тиц, размеры которых могут дости-
гать нескольких миллиметров.
Производственные сточные воды
подразделяются на условно чистые
(оборотные) и грязные. К первым
относятся воды для охлаждения
технологического оборудования, ком-
прессоров и т. д. Эти воды охлаж-
даются в заводских прудах или
градирнях, очищаются от механи-
ческих загрязнений и масел и затем
возвращаются в производство при
ограниченной добавке свежей воды.
Грязные сточные воды являются
специфичными для каждого вида
производства или цеха. Например,
стоки гальванического цеха резко от-
личаются от стоков кузнечного или
механического цехов завода.
Промышленные твердые от-
ходы делятся на токсичные и не-
токсичные. Основная масса твердых
отходов машиностроения и металло-
обработки нетоксична (металличес-
кая стружка, окалина, зола, отходы
дерева, резина, всякого рода мусор
и т. д.). Примерами токсичных
твердых отходов могут быть назва-
ны шламы гальванических цехов
и травильных участков.
Промышленный шум боль-
шой интенсивности не только пора-
жает органы слуха, но также оказы-
вает общее отрицательное воздейст-
вие на организм человека, повышая
его утомляемость, рассеивая его вни-
мание, что может привести к сни-
жению производительности, росту
брака, к травматизму и хроническим
заболеваниям. Кроме того, повышен-
ные вибрации могут привести к по-
вышенному износу и разрушению
станка и его механизмов.
Методы борьбы с загряз-
нением окружающей среды.
Методами охраны окружающей сре-
ды от загрязнения отходами произ-
водства называют совокупность тех-
нических и организационных меро-
приятий, позволяющих свести к ми-
нимуму или исключить загрязнение
окружающей среды и его вредное
влияние. Методы борьбы с загряз-
нением окружающей среды делятся
на пассивные и активные. К пассив-
ным относятся защитные методы,
использование которых не связано
с непосредственным воздействием на
источники загрязнения. Среди таких
методов наибольшее распростране-
ние находят выбор рационального
размещения источников загрязнения,
локализации загрязнений и их очист-
ка перед выбросом в окружающую
среду,
К активным относятся технологи-
ческие и технические методы, связан-
ные с совершенствованием сущест-
вующих и разработкой новых тех-
нологических процессов, оборудова-
ния и оснастки в целях максималь-
ного снижения уровня или исклю-
чения загрязнения окружающей сре-
ды. Этими методами охрана окру-
жающей среды решается более ус-
пешно, поэтому активным методам
уделяется все большее внимание.
286
chipmaker.ru
2. Правовые основы охраны
окружающей среды
В СССР охрана окружающей
человека природной среды является
важной составной частью государст-
венной политики на длительную
перспективу. Советское государство
постоянно заботится об охране
окружающей среды в условиях раз-
вивающегося промышленного произ-
водства, добычи и использования
полезных ископаемых, освоения но-
вых территорий Сибири и Дальнего
Востока.
Санитарную охрану воздушного
бассейна и водоемов в нашей стра-
не осуществляют органы санитарного
надзора Минздрава СССР и союзных
республик через широкую сеть рес-
публиканских, областных, городских
и районных санитарно-эпидемиологи-
ческих станций. Эти станции ведут
надзор за санитарным состоянием
воздуха, почвы, воды, гигиеной горо-
дов и сел, заводов и фабрик.
Вопросами охраны окружающей сре-
ды занимаются научно-исследова-
тельские институты, врачи, химики,
биологи и другие специалисты.
Природоохранная деятельность
Советского Союза находит отраже-
ние в законах. Верховным Советом
СССР были приняты в 1969 г. Осно-
вы законодательства Союза ССР
и союзных республик о здравоох-
ранении, которыми запрещается ввод
новых и реконструированных пред-
приятий, цехов, участков, устано-
вок и прочих объектов, которые не
обеспечивают эффективной очистки,
обезвреживания, улавливания вред-
ных выбросов и отходов. Ответст-
венность за выполнение санитарно-
оздоровительных мероприятий и осу-
ществление мер по защите внешней
среды от загрязнения возлагается
на местные органы Советской власти,
ведомства и руководителей пред-
приятий. Органам санитарно-эпиде-
миологической службы предоставле-
но право запрещать или временно
приостанавливать эксплуатацию дей-
ствующих объектов, отходы которых
могут принести вред здоровью людей.
В СССР приняты стандарты,
определяющие предельно допусти-
мые концентрации для наиболее час-
то встречающихся атмосферных за-
грязнений.
Вопросы рационального исполь-
зования водных ресурсов регламен-
тируются Правилами охраны поверх-
ностных вод от загрязнения сточны-
ми водами (1961).
В нашей стране были приняты
Основы земельного законодательст-
ва (1968), Основы водного законо-
дательства (1970), Основы законо-
дательства о недрах (1975) и Основы
лесного законодательства (1977).
В 1972 г. ЦК КПСС и Совет
Министров СССР приняли постанов-
ление «Об усилении охраны приро-
ды и улучшении использования при-
родных ресурсов», которое преду-
сматривает систему взаимосвязан-
ных организационных, научно-техни-
ческих, хозяйственных и других меро-
приятий, направленных на охрану
окружающей среды. Этим постанов-
лением поручено министерствам и
ведомствам выполнять в плановом
порядке работы по предотвращению
загрязнения окружающей среды,
устранению вредных факторов воз-
действия на природу, а в необходи-
мых случаях и улучшению состоя-
ния земель, вод, лесов, богатств
растительного и животного мира.
Юридические требования охраны
окружающей среды являются в рав-
ной степени обязательными как для
отдельных граждан независимо от
занимаемой должности и выполняе-
мой работы, так и для коллективов
предприятий, учреждений и органи-
заций. Нарушение этих требований
преследуется по закону, а лица,
виновные в нарушении этих требо-
ваний, привлекаются к отвеюгвен-
ности.
Необходимость охраны природ-
ных ресурсов и окружающей среды
отражена в Конституции СССР,
статья 18 которой гласит: «В интере-
сах настоящего и будущих поколе-
ний в СССР принимаются необходи-
мые меры для охраны и научно
обоснованного, рационального ис-
287
chipmaker.ru
пользования земли и ее недр, водных
ресурсов, растительного й животного
мира, для сохранения в чистоте
воздуха и воды, обеспечения вос-
производства природных богатств
и улучшения окружающей человека
среды». Вопросы охраны природной
среды нашли отражение также в
статьях 67, 131 и 147 Конституции
СССР.
Контрольные вопросы
1.	Перечислите источники загрязнения
окружающей среды.
2.	Какое влияние оказывает производст-
венный процесс на загрязнение окружаю-
щей среды?
3.	Расскажите о методах борьбы с за-
грязнением окружающей среды.
4.	Назовите юридические основы охраны
окружающей среды в СССР.
ЛИТЕРАТУРА
Белоусов А. П. Проектирование ста-
ночных приспособлений, М., 1980.
Беляев Н. М Сопротивление мате-
риалов. М., 1976.
Бирюков Б. Н. Гидравлическое обору-
дование металлорежущих станков. М., 1979.
Блюмберг В. А., Близнюк В. П.
Переналаживаемые станочные приспособле-
ния. Л., 1978.
Бокман Г. А., ПузевскиЛ И. С.
Конструкция и технология производства
электрических машин и аппаратов. М., 1977.
Власов А. Ф. Техника безопасности
при обработке металлов резанием. М., 1980.
Головсиков С. Н., Сироткин С. В.
Основы автоматики и автоматического регу-
лирования станков с программным управле-
нием. М., 1980.
Завгороднев П. И. Работа операто-
ра на станках с программным управлением.
М., 1981.
Каратыгин А. М., К о р ш у н о в Б. С.
Заточка и доводка инструмента. М., 1977.
Локтева С. Е. Станки с программным
управлением. М., 1979.
Любарский В. Я. Устройство и экс-
плуатация токарных автоматов. М., 1980.
Мельников Н. В., Бристоль Б. Н.,
Дементьев В. И. Технология машино-
строения. М., 1977.
Молодкин В. П. Справочник молодо-
го токаря. М., 1978.
Ничков А. Г. Резьбонарезные стан-
ки. М., 1979.
Программное управление станками/Под
ред. В. Л. Сосонкина. М., 1981.
Серебреницкий П. П Пособие для
станочников. Л., 1978.
Харизоменов И. В., Xа ризоме-
н о в Г. И. Электрооборудование станков
и автоматических линий. М., 1977.
Чумак А. Г. Материалы и технология
машиностроения. М., 1979.
chipmaker.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ............................. 3
Глава 1. Технология токарной обработки
1.	Элементы процесса резания	. .	4
2.	Обрабатываемые материалы	5
3.	Режущий инструмент.............. 8
4.	Инструментальные материалы	.14
5.	Заточка инструмента -	.17
6.	Правила безопасности при заточ
ке инструмента.................... 20
Глава 2. Токарно-винторезные станки20
1.	Основные типы токарных станков	20
2.	Классификация токарно-винторез-
ных станков .......	21
3.	Главный.привод. Механизм подач.
Коробка подач . ................ 22
4.	Суппорт, резцедержатель, фартук,
задняя бабка. Смазка стайка .25
5.	Общие сведения о кинематической
схеме токарного станка ...	29
6.	Токарно-винторезный станок
мод. 16К20........................ 30
7.	Правила безопасности и уход за
станком .......	36
Глава 3. Токарно-револьверные станки 38
1.	Основные типы токарно-револь-
верных станков ....................38
2.	Шпииде.ь.ная бабка, механизм по-
дачи и зажима прутка . .	39
3.	Револьверные и поперечный суп-
порты ............. ....	40
4.	Кинематическая схема Смазка 41
Глава 4. Сведения о технологическом
процессе обработки заготовок (дета-
лей)	44
1.	Элементы технологического про-
цесса. Заготовки . .	• .	44
2.	Построение технологического
маршрута .....	45
3.	Технологические базы	46
4.	Точность обработки............. 49
5.	Наладка и настройка токаряо-вип-
торезиого станка.................. 50
6.	Особенности наладки токарно-ре-
вольверных станков ....	53
Глава 5. Обработка наружных цилин-
дрических поверхностей	56
1.	Обработка резцами с пластинами
из твердых сплавов  •	56
2.	Обработка резцами из быстроре-
жущих сталей. Чистовая обработка 59
3.	Обработка резцами с вращающи-
мися круглыми пластинами . .61
4.	Обработка резцами с мииералоке-
рамическими пластинами ...	63
5.	Резцы со вставками нз зльбора и
поликристаллических сверхтвердых
материалов (СТМ).................. 64
6.	Режимы резания	64
7.	Контроль деталей	...	66
Глава 6. Обработка торцовых поверх-
ностей ........................... 68
1.	Резцы. Режимы резания ...	68
2.	Обработка канавок и отрезка.
Контроль ........	69
Глава 7. Обработка отверстий	.71
1.	Сверление и рассверливание . .	71
2.	Зенкерование. Развертывание	75
3	Растачивание	.	.	76
Глава 8. Обработка конических по-
верхностей ........................ 77
1. Общие сведения о конусах. Спосо-
бы обработки..................... 77
2. Обработка центровых отверстий.
Контроль конических поверхностей 81
Глава 9. Обработка фасонных поверх-
ностей .............................84
1.	Основные	сведения............. 84
2.	Обработка	проходными резцами -85
3.	Обработка фасонными резцами.
Контроль....................... 86
Глава 10. Обработка резьбовых по-
верхностей ........................ 89
I.	Общие сведения о резьбах	. .	89
2.	Нарезание наружной резьбы рез-
цами ...	  92
3.	Нарезание прямоугольной, тра-
пецеидальной и многозаходной
резьб.................. . .	.96
4.	Нарезание резьбы плашками
и метчиками ..................... 98
5.	Нарезание резьбы миогониточны-
ми резцами .......	100
6.	Нарезание резьбы резьбонарезны-
ми головками . .	. .	101
7.	Накатывание резьбы	.105
8.	Контроль резьбы	...	106
Глава 11. Отделочная н упрочняющая
обработка поверхностей	107
1. Общие сведения. Обкатывание,
раскатывание и накатывание • 107
2. Алмазное выглаживание. Обра-
ботка абразивной лентой . .	109
3. Притирка поверхностей	.110
Глава 12. Сведения по сопротивлению
материалов ....	111
1.	Основные положения...........’ill
2.	Деформации деталей под действи-
ем нагрузки ...	112
3.	Расчет бруса при изгибе	113
4.	Расчет бруса при кручении	116
5.	Механические свойства металлов
и методы их определения . .117
Глава 13. Основы теории резания ме-
таллов	.	.119
I.	Вклад отечественной науки в тео-
рию резания......................119
2.	Образование стружки н сопровож-
дающие его явления	.	.119
3.	Тепловые явления при резаи.ш	-121
4.	Износ режущего инструмента	121
5.	Влияние смазочно-охлаждающей
жидкости (СОЖ) на процесс ре-
зания .......................... 123
6.	Жесткость и вибрации системы
СПИД...........................124
7.	Основные факторы, влияющие на
силу резания.................... 125
8.	Шероховатость поверхности и точ-
ность обработки	-126
9.	Паспорт токарного станка	.127
10.	Испытание и проверка станка на
геометрическую точность	. .128
Глава 14. Машины, механизмы и ме-
ханические передачи................131
chipmaker.ru
(.Основные сведения..............131
2.	Механические передачи токар-
ных станков..................... 132
3.	Соединения .................. 136
4.	Муфты, механизмы обгона, ревер-
сивные и кулачковые механизмы 139
Глава 15. Приспособления и установ-
ка заготовок (деталей) ... 142
1. Назначение приспособлений . .	142
2.	Основные конструктивные элемен-
ты приспособлений . .	143
3.	Кулачковые патроны	144
4.	Центры. Хомутики .	.	145
5.	Поводковые патроны ....	147
6.	Цанговые патроны. Мембранные
патроны ....	148
7.	Закрепление заготовок .	.	149
8.	Приводы приспособлений	.	.	153
9.	Вспомогательный инструмент	156
Глава 16. Производственный н тех-
нологический процессы................15/
1.	Типы производства ....	157
2.	Производительность труда и пути
ее повышения.................... 158
3.	Выбор рационального режима
обработки	....	161
4.	Экономическая оценка техноло-
гических процессов...............163
5.	Организация и обслуживание ра-
бочего места токаря..............164
Глава 17. Электрооборудование то-
карных станков...................166
1.	Основные сведения об электропри-
воде. Устройство электродвигате-
ля ............................. 166
2.	Механические характеристики
асинхронных двигателей	167
3.	Общие сведения о конструкции
двигателей постоянного тока	.169
4	Механические характеристики
двигателей постоянного тока	.170
5.	Аппаратура управления и защиты,
применяемая на токарных станках 171
6.	Электроизмерительные приборы 176
7. Электрическая схема токарного
станка......................... .179
Глава 18. Гидро- и пневмоприводы
токарных станков .	.181
1.	Основные сведения ...	181
2.	Насосы...................... 184
3.	Контрольно-распределительная
аппаратура и исполнительные ор-
ганы ........................... 185
4.	Типы и элементы пневмоприводов187
Глава 19. Автоматизация и механиза-
ция токарной обработки...........190
1. Общие сведения............... 190
2. Винторезные токарные станки.
Токарные полуавтоматы . . . .193
3. Одношпиндельные токарные ав-
томаты ......................... 195
4. Многошпиндельные автоматы	. 197
5. Токарно-затыловочные станки	. 198
Глава 20. Основы программного уп-
равления станками................200
1.	Общие сведения............... 200
2.	Классификация СЧПУ .	.	. .202
3.	Сведения об основных кодах 204
4.	Программоносители............ 205
5.	Запись управляющей информации 206
6.	Подготовка и кодирование управ-
ляющих программ..................208
7.	Устройство ввода и считывания
программы....................... 213
Глава 21. Токарные станки с ЧПУ 215
1.	Классификация................ 215
2.	Обозначение осей координат и на-
правлений движений...............216
3.	Конструктивные особенности то-
карных станков с ЧПУ . .216.
4.	Токарные станки моделей
16К20ФЗС5, 16К20Т1 н МК6713С5
с ЧПУ........................... 224
Глава 22. Наладка И эксплуатация
токарных станков с ЧПУ . . .237
1. Наладка токарного станка с ЧПУ 237
2. Инструмент для токарных станков
с ЧПУ..........................239
3.	Органы управления станками.
Подготовка систем ЧПУ к работе 243
4.	Режимы работы оперативной си-
стемы управления.................249
5.	Подготовка, составление и ввод
управляющей программы .	253
6.	Промышленные роботы	. 258
Глава 23. Токарно-карусельные’ станки 259
1.	Общие сведения. Одностоечные
токарно-карусельные станки . 259
2.	Настройка и наладка станка мод.
1512 и выбор режима работы .265
3.	Двухстоечные токарно-карусель-
ные станки. Приспособления и
вспомогательный инструмент .	.266
4.	Обработка наружных и внутрен-
них цилиндрических поверхностей 268
5.	Обработка торцовых поверхностей 269
6.	Обработка с использованием при-
способлений .	........... 270
Глава 24. Основы стандартизации и
управление качеством продукции 272
1.	Основные положения стандарти-
зации ............................272
2.	Основные положения ЕСКД,
ЕСТПП и метрологического обес-
печения производства .	. .274
3.	Управление качеством продукции .276
Глава 25. Охрана труда и пожарная
безопасность на предприятии .	.279
1.	Основные законодательные поло-
жения по охране труда . . .	279
2.	Требования безопасности на тер-
ритории предприятия...............279
3.	Требования безопасности в цехах
предприятия	.281
4.	Электробезопасность .	.	.282
5.	Пожарная безопасность . .	284
Глава 26. Охрана окружающей среды 285
1. Источники загрязнения окружаю-
щей среды. Методы борьбы с за-
грязнением .......................285
2. Правовые основы охраны окру-
жающей среды	. . .287
Литература......................... .288