Предмет "Труд (Технология)", модуль «Технологии обработки материалов и пищевых продуктов», презентация к уроку "Классификация станков для механической обработки металлов", 7 класс

Модуль «Технологии обработки материалов и пищевых продуктов»

Классификация станков для механической обработки металлов,

7 класс

Цели урока:

• познакомить с основными технологиями механической обработки металлов, с основными видами станков для механической обработки металлов, классификацией, особенностями, предназначением;
• формировать практические навыки различия станков для механической обработки металлов;
• воспитывать умение работать в команде.

Технологии механической обработки металлов на станках основаны на принципе резания — снятия лишнего слоя материала (стружки) для получения детали нужной формы и точности.

Основные виды механической

обработки металлов

• Токарная обработка (точение): применяется для изготовления тел вращения: валов, втулок, колес, обработка происходит при вращении заготовки и поступательном движении резца.
• Фрезерная обработка (фрезерование): используется для обработки плоских и фасонных поверхностей, прорезания пазов и канавок, здесь вращается многолезвийный инструмент (фреза), а заготовка совершает поступательное движение.
• Сверление: создание цилиндрических отверстий с помощью сверла, которое совершает одновременно вращательное и поступательное движения.
• Шлифование: финишная обработка абразивными кругами для достижения точности размеров и малой шероховатости поверхности.
• Строгание и долбление: обработка плоскостей и пазов. При строгании резец или заготовка совершают возвратно-поступательное движение. Долбление применяется для создания внутренних шлицев и канавок.
• Протягивание: высокопроизводительный метод окончательной обработки отверстий и наружных поверхностей многолезвийным инструментом (протяжкой)

Основные виды станков для механической

обработки металлов

ТОКАРНЫЕ СТАНКИ

Винторезные

— это «универсальные солдаты» в мире металлообработки. Оснащены ходовым винтом, который позволяет нарезать практически любые виды резьбы (метрическую (1), дюймовую (2), модульную (3) и питчевую (4)).

Для чего они нужны?

• Обработка поверхностей: обточка цилиндров, конусов, подрезка торцов и расточка отверстий.
• Резьбонарезание: высокая точность нарезки резьбы благодаря жесткой связи между шпинделем и суппортом.
• Отрезка и сверление: работа с заготовками из черных и цветных металлов.

1

3

4

2

Винторезные токарные станки

Дюймовая резьба

ТОКАРНЫЕ СТАНКИ

Карусельные

— это специализированное оборудование для обработки массивных и крупногабаритных деталей (маховиков, шестерен, турбинных дисков), диаметр которых значительно превышает их высоту. Главное отличие от обычных токарных станков заключается в вертикальном расположении шпинделя и горизонтальном размещении планшайбы («карусели»), что облегчает установку тяжелых заготовок и снижает нагрузку на узлы станка.

Основные преимущества и параметры:

• Обработка нескольких поверхностей: благодаря наличию вертикальных и боковых суппортов можно одновременно использовать несколько инструментов для точения, сверления и расточки.
• Габариты заготовок: возможность обработки деталей диаметром до 25 метров.
• Узлы конструкции: включают станину, вращающуюся планшайбу (стол), траверсу (поперечину) и револьверную головку на суппорте.

Карусельные токарные станки

Карусельные токарные станки с ЧПУ

ТОКАРНЫЕ СТАНКИ

Револьверные

— это станки, предназначенные для серийного изготовления деталей сложной конфигурации из прутков или штучных заготовок. Наличие револьверной головки, дает возможность одновременно закреплять весь набор необходимых инструментов (сверла, резцы, метчики, развертки). Это позволяет выполнять последовательные операции без остановки станка на смену оснастки.

Основные преимущества

• Высокая производительность: время на смену инструмента минимально — достаточно просто повернуть головку.
• Точность: после настройки первой детали вся партия изготавливается с идентичными параметрами.
• Многофункциональность: станок может выполнять точение, подрезку, сверление, зенкерование и нарезание резьбы за одну установку.

Виды по типу управления

• Ручные: встречаются редко, в основном в небольших мастерских.
• Полуавтоматы: часть цикла (например, подача прутка или поворот головки) автоматизирована.
• С ЧПУ (CNC): современные центры, где все движения запрограммированы. Это обеспечивает максимальную скорость и точность.

Токарно-револьверные станки

ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ

Вертикальные

— это металлорежущее оборудование, в котором шпиндель с режущим инструментом (фрезой) расположен вертикально, т. е. перпендикулярно рабочему столу. Они предназначены для обработки плоских и фасонных поверхностей, пазов, углов, а также для сверления и растачивания отверстий в деталях из различных металлов и сплавов.

Вертикальные фрезерные станки делятся на несколько типов в зависимости от конструкции и системы управления:

• Консольно-фрезерные: наиболее распространенный тип, где рабочий стол установлен на подвижной консоли.
• Бесконсольные: стол перемещается только по направляющим станины, что позволяет обрабатывать более тяжелые и крупные заготовки.
• С ЧПУ (числовым программным управлением): автоматизированные центры для высокоточной серийной обработки сложных деталей.
• Сверлильно-фрезерные: универсальные настольные или напольные модели для небольших мастерских.

Вертикально-фрезерные станки

ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ

Горизонтальные

— это универсальное металлорежущее оборудование, у которого шпиндель расположен горизонтально, а рабочий стол установлен на подвижной консоли.

Основные особенности

• Ориентация шпинделя: расположен параллельно поверхности пола. Инструмент (фреза ) закрепляется на горизонтальной оправке, которая часто поддерживается специальным кронштейном на хоботе станка для повышения жесткости.
• Конструкция с консолью: рабочий стол перемещается в трех направлениях: продольном (вдоль стола), поперечном (к станине и обратно) и вертикальном (вверх-вниз вместе с консолью).
• Назначение: обработка плоских и фасонных поверхностей, прорезание пазов, уступов, фрезерование зубчатых колес и шлицев. Благодаря жесткости конструкции они позволяют выполнять глубокие резы и обрабатывать крупные заготовки.

Горизонтальные консольно-фрезерные станки

ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ

Универсальные

— это многофункциональное оборудование, предназначенное для выполнения широкого спектра операций: от простого сверления до сложного фрезерования плоскостей, пазов и зубчатых колес. Их ключевая особенность заключается в возможности обработки заготовок как в вертикальном, так и в горизонтальном положении шпинделя.

Типы универсальных фрезерных станков

Выбор станка зависит от масштаба задач: от хобби и небольших мастерских до промышленного производства.

• Настольные (сверлильно-фрезерные): компактные модели, работающие от сети 220В. Часто имеют наклонную стойку для обработки под углом.
• Широкоуниверсальные: оснащены дополнительной поворотной головкой и часто имеют два шпинделя (горизонтальный и вертикальный).
• Станки с ЧПУ: обеспечивают автоматизированное управление, высокую точность (до 0.01–0.02 мм) и повторяемость при серийном производстве.

Универсальные фрезерные станки

СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ

предназначены для получения новых отверстий в сплошном материале, обеспечивают высокую точность перпендикулярности и глубины отверстий, превосходя ручные дрели по качеству и скорости работы. Сверлильные станки по металлу делятся на бытовые (мощностью 350–750 Вт) и профессиональные (свыше 1000 Вт).

Сверлильные станки

Вертикально-сверлильные: самый массовый тип, где шпиндель расположен вертикально. Деталь крепится на столе, который может перемещаться по высоте.

Радиально-сверлильные: используются для обработки тяжелых и крупногабаритных деталей. В них заготовка неподвижна, а шпиндель перемещается по радиальному рукаву и вращается вокруг колонны.

Настольные: компактные модели для мелких отверстий (обычно до 12–16 мм), популярные в домашних мастерских и лабораториях.

На магнитном основании: портативные станки, которые крепятся прямо к обрабатываемой металлической конструкции с помощью мощного электромагнита.

Сверлильно-фрезерные: позволяют не только сверлить, но и выполнять легкие фрезерные работы за счет усиленной конструкции шпиндельного узла.

вертикально-

радиально-

сверлильный

сверлильный

станок

станок

настольный

сверлильный

станок

сверлильный

станок на

магнитном

основании

сверлильно-

фрезерный

станок

РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ

предназначены для высокоточной обработки отверстий, торцов и плоскостей в деталях средних и крупных размеров. Основным отличием от сверлильных станков является возможность не только создавать новые, но и корректировать уже имеющиеся отверстия, исправляя их форму, положение и добиваясь высокой чистоты поверхности.

Основные виды расточных станков

• Горизонтально-расточные: шпиндель расположен горизонтально и может совершать осевое движение подачи. Применение: обработка корпусных деталей, где требуется сверление, растачивание, зенкерование и фрезерование плоскостей без перестановки заготовки.
• Координатно-расточные: обеспечивают предельно точное позиционирование инструмента относительно заготовки (с погрешностью до нескольких микрон). Применение: Изготовление пресс-форм, штампов и других деталей, где критически важна точность расположения осей отверстий.
• Алмазно-расточные (отделочно-расточные): используют очень высокие скорости резания при малых подачах, что позволяет достигать зеркальной поверхности. Применение: тонкое чистовое растачивание цилиндрических поверхностей (например, гильз цилиндров двигателей).

координатно-расточной

горизонтально-расточной

станок

станок

алмазно-расточной

станок

ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ

— это группа металлорежущего оборудования, предназначенная для финишной обработки деталей с целью достижения высокой точности размеров и малой шероховатости поверхности.

Основные виды станков:

• Плоскошлифовальные: используются для обработки плоских поверхностей торцом или периферией абразивного круга. Детали закрепляются на прямоугольном или круглом столе.
• Круглошлифовальные: предназначены для обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей тел вращения.
• Ленточно-шлифовальные (гриндеры): используют абразивную ленту. Эффективны для зачистки заусенцев, снятия фасок и черновой обдирки.
• Точильно-шлифовальные (наждаки): наиболее распространенный тип для мастерских, применяемый для заточки инструмента и простых слесарных работ.
• Бесцентрово-шлифовальные: применяются в серийном производстве для обработки наружных поверхностей без закрепления детали в центрах.

плоскошлифовальный станок

круглошлифовальный станок

ленточно-шлифовальный станок

точильно-шлифовальный станок

бесцентрово-шлифовальный

станок

настольный

напольный

СТАНКИ С ЧПУ

классифицируются по типу выполняемых операций, обеспечивая высокую точность и автоматизацию производства.

Основные виды станков с ЧПУ по металлу

• Токарные станки с ЧПУ: предназначены для обработки тел вращения (валы, диски). Вращают заготовку, пока резец снимает стружку.
• Фрезерные станки с ЧПУ: используют вращающуюся фрезу для обработки плоскостей, пазов, пресс-форм и сложных 3D-поверхностей.
• Обрабатывающие центры (МЦ): многофункциональные станки (часто фрезерной группы), которые автоматически меняют инструменты (магазин на 10-100+ позиций) для выполнения фрезерования, сверления и растачивания за одну установку
• Шлифовальные станки с ЧПУ: используются для финишной обработки, обеспечивая высокую точность размеров и шероховатость поверхности.
• Электроэрозионные станки (EDM): удаляют материал с помощью электрических разрядов. Применяются для обработки сверхтвердых металлов и создания сложных полостей.
• Станки для резки металла:

• Лазерные: высокоточная резка листового металла.
• Плазменные: быстрая резка толстого металла.
• Гидроабразивные: резка струей воды с абразивом без термического воздействия.
• Зубообрабатывающие станки: специализированные станки для нарезания шестерен и шлицевых валов.

токарный станок с ЧПУ

обрабатывающий центр (МЦ)

фрезерный станок с ЧПУ

шлифовальный станок с ЧПУ

электроэрозионный станок

зубообрабатывающий станок

станок для резки:

лазерный

станок для резки:

плазменный

станок для резки:

гидроабразивный

Виды станков для механической обработки металлов для школьных мастерских

Для школьных мастерских используются учебные настольные или легкие напольные металлорежущие станки, обеспечивающие безопасность и базовые навыки обработки.

Основные виды станков для школьных мастерских:

• Токарно-винторезные станки (настольные): предназначены для черновой и чистовой обработки наружных и внутренних поверхностей вращения (валов, втулок, конусов), а также нарезания резьбы.
• Сверлильные станки (вертикальные): используются для получения сквозных и глухих отверстий, зенкерования и развертывания.
• Фрезерные станки (настольные): применяются для обработки плоских и фасонных поверхностей, пазов, канавок с помощью вращающейся фрезы.
• Заточные станки (наждаки): необходимы для заточки резцов, сверл, а также для слесарных работ по шлифовке деталей.
• Станки с ЧПУ (учебные): современные компактные токарные и фрезерные станки, обучающие автоматизированному производству.

токарно-винторезный станок

(настольный)

сверлильный станок

(вертикальный)

фрезерный станок

(настольный)

станок с ЧПУ (учебный)

заточный станок

(наждак)