содержание
1.введение
2.выбор заготовок
3.литьё
4.резание
5.сварка
6.список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Среди промышленностиведущее место занимает машиностроение. Это определяется тем, что все процессы вматериальном производстве, транспорте, строительстве и сельском хозяйствесвязаны с использованием машин разного назначения. Конструкции машинбеспрерывно совершенствуются согласно с требованиями производства иэксплуатации, а также на основе введения эффективных результатовнаучно-технических исследований, появления новых материалов и способовполучения из них нужных форм и свойств.
Создание новых машин,которые отвечали бы современным требованиям, связано с необходимостьюподготовки высококвалифицированных инженерных кадров машиностроительногопрофиля. Основным заданием данной дисциплины есть развитие знаний, которыеобеспечивают беспрерывное совершенствование технологических методовпроизводства и повышения продуктивности труда в машиностроении.
Технология изготовлениязаготовок является комплексным курсом, в котором излагается теория построения иметоды расчета технологических процессов машиностроительного производства,включающим в себя получение заготовок, механическую обработку резаньем ипостроения машин и их элементов, а также требования к конструктивному оформлению.
В силу того что большоевлияние на точность изготовления заготовки оказывает недоштамповка, необходимо,чтобы поле допуска на вертикальный размер — размер в направлении удара — былонесимметричным, причем верхнее отклонение должно быть больше нижнего. Вплоскости разъема большое влияние на точность изготовления заготовки оказываетизнос ручья, сдвиг и неравномерность усадки.
При конструированиидеталей машин следует иметь в виду, как уже подчеркивалось, что каждый изспособов изготовления штампованной заготовки оказывает существенное влияние настепень приближения ее конструктивных форм и размеров к формам и размерамготовой детали.
Каксамостоятельная отрасль производства машиностроение сложилось в XVIII веке,хотя существовала еще задолго до этого. Быстрое развитие оно получило в Англиии странах Западной Европы, затем в США. В России первые машиностроительныезаводы построены в конце XVIII века, в середине XIX века их насчитывалось около100, а в 1900 году – более полутора тысяч. По своему техническому уровню имасштабам производства машиностроение России существенно отставало отзападно-европейских стран, половину необходимого оборудования для различныхотраслей производства приходилось ввозить из-за границы.
Навыбор метода выполнения заготовки оказывает большое влияние время подготовкитехнологической оснастки (изготовление штампов, моделей, прессформ и т. п.).
Современноемашиностроение характеризуется широким применением металлорежущих станков счисловым программным управлением и автоматизированных технологическихкомплексов, работающих по принципу «безлюдной технологии». Дляизготовления режущих инструментов используются новые сверхтвердыекомпозиционные материалы, синтетические и природные алмазы. Производственныйпотенциал отечественного машиностроения за годы Советской власти сильно возроси был очень велик, однако в настоящее время в связи с переустройством страны ониспользуется чрезвычайно мало.
Видзаготовки оказывает решающее влияние на способ питания токарного автомата и егоконструкцию в целом.
В следующих главах речьпойдет о выборе заготовок, обработке и способах их получения.
ВЫБОР ЗАГОТОВОК
При выборе заготовки длязаданной детали назначают метод ее получения, определяют конфигурацию, размеры,допуски, припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление.По мере усложнения конфигурации заготовки, уменьшения
Напусков и припусков,повышении точности размеров и параметров расположения поверхностей усложняется иудорожается технологическая оснастка заготовительного цеха и возрастаетсебестоимость заготовки, но при этом снижается трудоемкость и себестоимостьпоследующей механической обработки заготовки, повышается коэффициентиспользования материала. Заготовки простой конфигурации дешевле, так как нетребуют при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки, однако такиезаготовки требуют последующей трудоемкой обработки и повышенного расходаматериала.
Заготовки деталейполучают литьем, ковкой, штамповкой, сваркой, прессованием, прокаткой,волочением. Заготовки бывают металлические и неметаллические.
Неметаллическиезаготовки в основном получают из пластмасс — синтетических веществорганического происхождения методом литья, прессования и выдавливания(экструзии)
К металлическимзаготовкам относятся:
Прокат из стали и цветныхметаллов простых и сложных профилей в виде прутков и труб; поковки; листоваяштамповка; отливки.
Большинство деталей типавалов, втулок, шайб и колец изготовляют из заготовок, поставляемых в видекруглых, шестигранных и квадратных прутков. Крупные и сложные по форме деталиполучают из штучных заготовок литьем, ковкой или штамповкой.
Выбор вида заготовки(прутков круглого, шестигранного или квадратного сечений, поковки, отливки и т.д.) зависит от конструктивных особенностей деталей. Например, болт сшестигранной головкой целесообразно изготовлять из шестигранного прутка, а неиз круглого.
Заготовка должна иметьнесколько большие размеры, чем обработанная деталь, т. е. предусматриваетсяслой металла, снимаемый при механической обработке. Этот слой металла носитназвание припуска на обработку.
Величина припуска должнабыть наименьшей, но при этом обеспечивать получение годной детали, т. е.заготовка по форме и размерам должна приближаться к форме и размерам готовойдетали
Главным при выборе заготовкиявляется обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальнойсебестоимости. Себестоимость детали определяется суммированием себестоимости заготовкипо калькуляции заготовительного цеха и себестоимости ее последующей обработки додостижения заданных требований качества по чертежу. Выбор заготовки связан сконкретным технико-экономическим расчетом себестоимости готовой детали,выполняемым для заданного объема годового выпуска с учетом других условийпроизводства. При проектировании технологического процесса механическойобработки для конструктивно сложных деталей важно иметь данные о конфигурации иразмерах заготовки и, в частности, — о наличии в заготовке отверстий, полостей,углублений, выступов.
Технологические процессыполучения заготовок определяются технологическими свойствами материала,конструктивными формами и размерами детали и программой выпуска.
В действующемпроизводстве учитываются возможности заготовительных цехов; оказывают влияниеплановые сроки подготовки производства (проектные работы, изготовление штампов,моделей, пресс-форм).
При выборетехнологических методов и процессов получения заготовок учитываютсяпрогрессивные тенденции развития технологии машиностроения. Решение задачиформообразования деталей целесообразно перенести на заготовительную стадию итем самым снизить расход материала, уменьшить долю затрат на механическуюобработку в себестоимости готовой детали.
Для этого необходимо вконструкции заготовки и технологии ее изготовления предусмотреть возможностьэкономии труда и материалов путем применения штампованных, штампосварных,штамполитых заготовок, а также применения автоматизированных технологическихпроцессов.
Легче всего поддаютсяавтоматизации непрерывные процессы производства заготовок — литье профилей, прокатазаготовок, сварка.
Прогрессивными являютсясварно-литые заготовки. Применять их наиболее целесообразно, когда приизготовлении цельнолитой заготовки наблюдается большой литейный брак из-занетехнологичности конструкции, когда лишь отдельные части заготовки, работающиев особо трудных условиях, требуют применения более дорогих металлов или сложнойобработки. Сварные заготовки следует использовать при конструкции детали свыступающими частями, когда для ее изготовления требуется крупногабаритнаяформа, много формовочных материалов и большие затраты рабочего времени влитейном цехе.
При больших массах игабаритах для транспортирования заготовку делят на несколько частей.
Особенно важно правильновыбрать заготовку и назначить оптимальные условия ее изготовления вавтоматизированном производстве, когда обработка ведется на автоматах,автоматизированных гибких и автоматических линиях, управляемых ЧПУ,микропроцессорами и микроЭВМ.
Поступающие на обработкузаготовки должны соответствовать утвержденным техническим условия. Поэтомузаготовки подвергают техническому контролю по соответствующей инструкции,устанавливающей метод контроля, периодичность, количество проверяемых заготовокв процентах к выпуску и т.д. Проверке подвергают химический состав и механическиесвойства материала, структуру, наличие внутренних дефектов, размеры, массузаготовки.
У заготовок сложнойконфигурации с отверстиями и внутренними полостями (типа корпусных деталей) взаготовительном цехе проверяют размеры и расположение поверхностей. Для этогозаготовку устанавливают на станке, используя ее технологические базы, имитируясхему установки, принятую для первой операции обработки. Отклонения размеров иформы поверхностей заготовки должны соответствовать требованиям чертежазаготовки. Заготовки должны быть выполнены из материала, указанного на чертеже,обладать соответствующими ему механическими свойствами, не должны иметьвнутренних дефектов (для отливок – рыхлоты, раковины, посторонние включения;для поковок – пористость и расслоения, трещины по шлаковым включениям,«шиферный» излом, крупнозернистость, шлаковые включения; для сварныхконструкций – непровар, пористость металла шва, шлаковые включения).
Выбор способов получениязаготовки определяется технологическими свойствами металла, т. е. его литейнымисвойствами или способностью претерпевать пластические деформации при обработкедавлением, а также структурными изменениями материала, получаемыми в результатеприменения того или другого метода выполнения заготовки (расположение волокон впоковках, величина зерна в отливках и т. д.). Способ получения заготовкиопределяется назначением и конструкцией деталей машин, материалом, требованиямик точности и чистоте поверхности. Учитываются при этом и тип производства, иэкономическая целесообразность.
ЛИТЬЁ
Литьё́ —технологический процесс изготовления отливок, заключающийся в заполнениилитейной формы расплавленным материалом (литейным сплавом, пластмассой,некоторыми горными породами) и дальнейшей обработке полученных послезатвердевания изделий.
Известно множестворазновидностей литья:
1-в песчаные формы,
2-в кокиль,
3-по выплавляемыммоделям,
4-по газифицируемым(выжигаемым) моделям,
5-литьё под давлением,
6-вакуумное литьё,
7-литьё металлов сиспользованием машин центробежного литья.
Литьё в песчаные формы
Литьё в песчаные формы —дешёвый, самый грубый, но самый массовый (до 75-80 % по массе получаемых в миреотливок) вид литья. Новым направлением технологии литья в песчаные формыявляется применение вакуумируемых форм из сухого песка без связующего.
Модель засыпается пескомили формовочной смесью (обычно песок и связующее), заполняющей пространствомежду ею и двумя открытыми ящиками (опоками). Отверстия в детали образуются спомощью размещённых в форме литейных песчаных стержней, копирующих формубудущего отверстия. Насыпанная в опоки смесь уплотняется встряхиванием,прессованием или же затвердевает в термическом шкафу. Образовавшиеся полостизаливаются расплавом металла через специальные отверстия — литники. Послеостывания форму разбивают и извлекают отливку. После чего отделяют литниковуюсистему (обычно это обрубка), проводят термообработку, а затем красят. Литьёмназывают также продукцию литейного производства, художественные изделия иизделия народных промыслов, полученные с использованием литья.
Литьё в кокиль
Кокиль — металлическая форма, которая заполняется расплавом под действием гравитационныхсил. В отличие от разовой песчаной формы кокиль может быть использованмногократно. Таким образом, сущность литья в кокили состоит в применении металлическихматериалов для изготовления многократно используемых литейных форм,металлические части которых составляют их основу и формируют конфигурацию исвойства отливки.
Литьё металлов в кокиль —более качественный способ. Изготавливается кокиль — разборная форма (чаще всегометаллическая), в которую производится литьё. После застывания и охлаждения,кокиль раскрывается и из него извлекается изделие. Затем кокиль можно повторноиспользовать для отливки такой же детали.Данный метод широко применяется присерийном и крупносерийном производстве.
Эффективностьлитья в кокиль обычно определяют в сравнении с литьем в песчаные формы.Экономический эффект достигается благодаря устранению формовочной смеси,повышению качества отливок, их точности, уменьшению припусков на обработку,снижению трудоемкости очистки и обдувки отливок, механизации и автоматизацииосновных операций и, как следствие, повышению производительности и улучшениюусловий труда.
Литье в кокильследует отнести к трудо- и материалосберегающим, малооперационным ималоотходным технологическим процессам, улучшающим условия труда в литейныхцехах и уменьшающим вредное воздействие на окружающую среду.
Литьё по выплавляемоймодели
Ещё один способ литьяметаллов — по выплавляемой модели — применяется в случаях, когда дальнейшаямеханическая обработка детали нежелательна (например, лопатки турбин, и т. п.)Из легкоплавкого материала (в простейшем случае — из воска) изготавливаетсяточная модель изделия. Затем модель покрывается слоями тугоплавкого лака — от 3до сотни слоёв. Сушка каждого слоя лака занимает не менее получаса. После чегоиз образованной лаком формы выплавляют легкоплавкий материал модели, затемзаливают расплавленный металл. Когда деталь застынет, её извлекают, раскалываялаковую оболочку.
В силу длительности идороговизны всего процесса применяют только для очень ответственных деталей.
Литьё по газифицируемым(выжигаемым) моделям
Литьё по газифицируемыммоделям (ЛГМ) из пенопласта по качеству фасонных отливок, экономичности,экологичности и высокой культуре производства наиболее выгодно. Мироваяпрактика свидетельствует о постоянном росте производства отливок этим способом,которое в 2007 году превысило 1,5 млн. т/год, особенно популярна она в США иКитае (в одной КНР работает более 1,5 тыс. таких участков), где всё больше льютотливок без ограничений по форме и размерам. В песчаной форме модель изпенопласта при заливке замещается расплавленным металлом, так получаетсявысокоточная отливка. Чаще всего форма из сухого песка вакуумируется на уровне50 кПа, но также применяют формовку в наливные и легкоуплотняемые песчаныесмеси со связующим. Область применения ЛГМ — отливки массой 0,1-2000 кг и более, тенденция расширения применения в серийном и массовом производстве отливок сгабаритными размерами 40-1000 мм, в частности, в двигателестроении для литьяблоков и головок блоков цилиндров и др.
Поверхность металла послеотливки покрыта пленкой из оксидов и продуктов атмосферной коррозии. Приобработке металлической поверхности резанием для снятия этой „литейнойкорки" свойства поверхностного слоя металла изменяются на некоторуюглубину вследствие пластической деформации — наклепа. Наклепанный слой обладаетнесколько иными физико-химическими свойствами, чем необработанная поверхность.Своеобразные и глубокие изменения поверхности происходят также при механическойполировке ее различными абразивами. В этом случае наблюдаются пластическаядеформация поверхностных слоев, течение металла и заполнение, неровностей. Впринципе, любая обработка поверхности приводит к заметному изменению свойствнаружного слоя. Поверхность металла покрыта оксидной пленкой, которая принарушении ее целостности довольно быстро восстанавливается. Установлено, чтосвежеобразованная (по месту излома или зачистки) под раствором электролитаповерхность металла химически весьма активна, но эта активность очень быстро(по мере восстановления пленок) утрачивается.
Литьё под давлением
ЛПД занимает одно изведущих мест в литейном производстве. Производство отливок из алюминиевыхсплавов в различных странах составляет 30—50 % общего выпуска (по массе)продукции ЛПД. Следующую по количеству и разнообразию номенклатуры группуотливок представляют отливки из цинковых сплавов. Магниевые сплавы для литьяпод давлением применяют реже, что объясняется их склонностью к образованиюгорячих трещин и более сложными технологическими условиями изготовленияотливок. Получение отливок из медных сплавов ограничено низкой стойкостьюпресс-форм. Номенклатура выпускаемых отечественной промышленностью отливокочень разнообразна. Этим способом изготовляют литые заготовки самой различнойконфигурации массой от нескольких грамм до нескольких десятков килограмм.Выделяются следующие положительные стороны процесса ЛПД:
Высокаяпроизводительность и автоматизация производства, наряду с низкой трудоёмкостьюна изготовление одной отливки, делает процесс ЛПД наиболее оптимальным вусловия массового и крупносерийного производств.
Также выделяют следующиенегативное влияние особенностей ЛПД, приводящие к потере герметичности отливоки невозможности их дальнейшей термообработки:
Воздушная пористость,причиной образования которой являются воздух и газы от выгорающей смазки,захваченные потоком металла при заполнении формы. Что вызвано неоптимальнымирежимами заполнения, а также низкой газопроницаемостью формы.
Усадочные пороки,проявляющиеся из-за высокой теплопроводности форм наряду с затрудненнымиусловиями питания в процессе затвердевания.
Неметаллические и газовыевключения, появляющиеся из-за нетщательной очистки сплава в раздаточной печи, атакже выделяющиеся из твёрдого раствора.
Задавшись целью полученияотливки заданной конфигурации, необходимо чётко определить её назначение: будутли к ней предъявляться высокие требования по прочности, герметичности или же еёиспользование ограничится декоративной областью. От правильного сочетаниятехнологических режимов ЛПД, зависит качество изделий, а также затраты на ихпроизводство. Соблюдение условий технологичности литых деталей, подразумеваеттакое их конструктивное оформление, которое, не снижая основных требований кконструкции, способствует получению заданных физико-механических свойств,размерной точности и шероховатости поверхности при минимальной трудоёмкости изготовленияи ограниченном использовании дефицитных материалов. Всегда необходимоучитывать, что качество отливок, получаемых ЛПД, зависит от большого числапеременных технологических факторов, связь между которыми установитьчрезвычайно сложно из-за быстроты заполнения формы. Основные параметры,влияющие на процесс заполнения и формирования отливки, следующие:
давление на металл вовремя заполнения и подпрессовки;
скорость прессования;
конструкциялитниково-вентиляционной системы;
температура заливаемогосплава и формы;
режимы смазки ивакуумирования.
Сочетанием иварьированием этих основных параметров, добиваются снижения негативных влиянийособенностей процесса ЛПД. Исторически выделяются следующие традиционныеконструкторско-технологические решения по снижению брака:
регулирование температурызаливаемого сплава и формы;
повышение давление наметалл во время заполнения и подпрессовки;
рафинирование и очисткасплава;
вакуумирование;
конструированиелитниково-вентиляционной системы;
Также, существует ряднетрадиционных решений, направленных на устранение негативного влияниеособенностей ЛПД:
заполнение формы и камерыактивными газами;
использование двойногохода запирающего механизма;
использование двойногопоршня особой конструкции;
установка заменяемойдиафрагмы;
проточка для отводавоздуха в камере прессования;
РЕЗАНИЕ
металлорежущийстанок заготовка деталь
Основные понятия обработкиметалов резанием
Технология изготовленияподавляющего большинства деталей механизмов и машин включает операциимеханической обработки резанием. Заготовками для многих деталей являютсяпрутки. Кроме того, заготовки получают путем отливки, ковки, штамповки и другихпроцессов. В процессе обработки резанием с заготовки снимается часть металла,переходящая при этом в стружку; эта часть называется припуском или простоприпуском. Общий припуск на обработку данной поверхности определяется какразность между размером до обработки и после обработки. В результате обработкирезанием обеспечивается форма, размеры и чистота поверхности, заданные чертежом.
Снятие стружки сзаготовки осуществляется различными режущими инструментами. Закрепление режущихинструментов и обрабатываемых деталей, а также их движение и относительноеперемещение производятся рабочими органами металлорежущих станков. Движениярабочих органов станков делятся на основные и вспомогательные.
Основными движенияминазывают те движения при которых производится снятие стружки с заготовки.Вспомогательными движениями называют те, при которых снятие стружки непроизводится (отвод и подвод инструмента). Основное движение разделяется наглавное движение и движение подачи. Снятие стружки осуществляется лишь присочетании этих двух движений. Главное движение и движение подачи осуществляютсяинструментами и деталями в различных комбинациях. При точении заготовкесообщается главное движение, а инструментам (резцам) — движение подачи. Точениепроизводится на станках токарной группы. При фрезеровании, наоборот, главноедвижение сообщается инструментам (фрезам), а движение подачи — заготовкам.
Основные случаи резания
Процесс пластическойдеформации срезаемого слоя и образования стружки кроме указанных ранеепараметров характеризуется еще и степенью осложненности условий, в которыхсовершается образования стружки. По этому признаку различают два случаярезания: свободное и несвободное (осложненное).
1.Свободное резание.
Происходит в случае,когда в резании участвует одна прямолинейная режущая кромка. Деформированноесостояние срезаемого слоя при этом является плоским. Пример свободного резанияуказан на рис.3а. В этом случае деформация совершается в плоскостях,параллельных друг другу, и все элементарные объемы срезаемого слоя могутсвободно перемещаться в параллельных направлениях.
Свободное резание можетосуществляться также при строгании прямых гребешков на плоской поверхностипризматической заготовки или при точении с поперечной подачей буртика нацилиндрическом образце (заготовке). Длинна прямолинейной режущей кромкиинструмента в обоих этих случаях должна быть больше ширины гребешков или буртикана ширину перекрытия режущего лезвия. Свободное резание обычно производится привыполнение каких-либо экспериментов в различных исследованиях. Это делается длятого, чтобы исключить влияние осложненного деформирования срезаемого слоя наисследуемое явление. Получить хороший корень стружки для изучения, например,пластической деформации срезаемого слоя или образования нароста, можно толькопри свободном резании, при котором все явления в зоне резания совершаются всемействе параллельных плоскостей, поэтому одинаковы в каждой из них.
Несвободное (осложненное)резание.
Характеризуется тем, чтоотдельные объемы срезаемого слоя на разных участках режущей кромки перемещаютсяв разных направлениях, что создает условия сложного деформирования и затрудняетобразование стружки.
При несвободном резанииотдельные элементарные объемы срезаемого слоя перемещаются в разныхнаправлениях и поэтому в разных точках зоны резания одни и те же явлениясовершаются по-разному, с разной степенью интенсивности. Картина состояния материалав зоне резания в одной секущей плоскости не является типичной для всех другихсекущих плоскостей и не повторяет картины состояния материала в других секущихплоскостях.
По расположению режущейкромки режущего лезвия относительно направления главного движения (вектораскорости резания) резание может быть прямоугольным или косоугольным. Прирасположении режущей кромки под прямым углом к направлению главного движениярезание называется прямоугольным. Если же режущая кромка расположена кнаправлению резания не под прямым углом (косо), резание называетсякосоугольным. При прямоугольном резании стружка завивается в плоскуюлогарифмическую спираль, а при косоугольном резании – в винтовую, направление ишаг которой зависят от расположения кромки.
Резание можетосуществляться режущими инструментами с одним режущим лезвием или снесколькими. Согласно этому резание может называться однолезвийным илимноголезвийным. Оно может быть непрерывным, например, при точении, илипрерывистым, как при фрезеровании, и происходить с постоянным или переменнымсечением среза
При обработке металловрезанием изделие получается в результате срезания с заготовки слоя припуска,который удаляется в виде стружки. Готовая деталь ограничивается вновьобразованными обработанными поверхностями. На обрабатываемой заготовке впроцессе резания различают обрабатываемую и обработанную поверхности. Крометого, непосредственно в процессе резания режущей кромкой инструмента образуетсяи временно существует поверхность резания.
Для осуществления процессарезания необходимо и достаточно иметь одно взаимное перемещение детали иинструмента. Однако для обработки поверхности одного взаимного перемещения, какправило, недостаточно. В этом случае бывает необходимо иметь два или более,взаимосвязанных движений обрабатываемой детали и инструмента. Совокупностьнескольких движений инструмента и обрабатываемой детали и обеспечиваетполучение поверхности требуемой формы. При этом движение с наибольшей скоростьюназывается главным движением, а все остальные движения называются движениямиподачи.
Процесс пластическойдеформации срезаемого слоя и напряженность процесса резания наиболее полнооценивается не величиной площади поперечного сечения среза, а величинами шириныи толщины поперечного сечения срезаемого слоя. Толщиной срезаемого слоя (среза)a называется расстояние между двумяпоследовательными положениями поверхности резания. Шириной срезаемого слояназывается, расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями,измеренное по поверхности резания.
Форма поперечного сечениясреза зависит от формы режущей кромки инструмента и от расположения ееотносительно направления движения подачи. При резании инструментом спрямолинейной режущей кромкой толщина среза а постоянна на всей ширине среза, апри резании инструментом с криволинейной режущей кромкой толщина срезанеодинакова в разных точках по ширине среза. Из рис.2.2 видно, что припостоянных значениях подачи s иглубины резания t ширина среза b и толщина среза a изменяются в зависимости отположения режущей кромки, в зависимости от угла между режущей кромкой инаправлением подачи.
Точение
Главным движением приточении является вращательное движение детали. Движение подачи придаетсярежущему инструменту. Прямолинейное движение подачи может быть направлено вдольили поперек оси вращения изделия, соответственно и подача называется продольнойили поперечной.
Точение осуществляется натокарных станках. Характерным признаком его является непрерывность резания.
Методом точения можновыполнять следующие виды работ: обтачивание наружных и растачивание внутреннихповерхностей, подрезание торцовой поверхности, фасонное точение фасонным резцоми копировальное точение по копиру.
В качестве режущегоинструмента при точении используются резцы, конструкция, размеры и формакоторых соответствуют выполняемой операции. Так, например растачиваниепроизводится расточными резцами, отрезка прутков или готовых деталей –отрезными и так далее.
После расчета режимарезания проводится расчет основного технологического времени. Основноетехнологическое время находится путем деления длинны пути прохода инструментана скорость подачи. Общий путь прохода инструмента при точении складывается издлинны обрабатываемой поверхности, величины пути врезания резца и величиныперебега его.
В отличие от другихпроцессов резания имеет свои особенности. Они заключаются в том, что резаниеведется инструментом, передний угол которого различен в разных точках режущеголезвия. Скорость резания здесь также не постоянна и меняется от 0 в центресверла до какого-то максимального значения на периферии сверла. В центреотверстия, под перемычкой сверла, резание как таковое отсутствует, производитсясмятие и выдавливание обрабатываемого материала к периферии под режущие кромки.Особенностью геометрии сверла является наличие пятой поперечной режущей кромки.Ленточка сверла не имеет вспомогательного заднего угла, что вызывает повышеннотрение с обработанной поверхностью. Особенностью процесса является также и то,что сверло, окруженное обрабатываемым материалом, работает в стесн¨нныхусловиях. Это затрудняет отвод стружки и циркуляцию внешней среды, что приводитк худшим условиям охлаждения.
Фрезерование
Фрезерование являетсяраспространенным видом механической обработки. Фрезерованием в большинствеслучаев обрабатываются плоские или фасонные линейчатые поверхности.Фрезерование ведется многолезвийными инструментами – фрезами. Фрезапредставляет собой тело вращения, у которого режущие зубья расположены нацилиндрической или на торцовой поверхности. В зависимости от этого фрезысоответственно называются цилиндрическими или торцовыми, а само выполняемые имифрезерование – цилиндрическим или торцовым. Главное движение придается фрезе,движение подачи обычно придается обрабатываемой детали, но может придаваться иинструменту – фрезе. Чаще всего оно является поступательным, но может бытьвращательным или сложным.
Процесс фрезерованияотличается от других процессов резания тем, что каждый зуб фрезы за один ееоборот находится в работе относительно малый промежуток времени. Большую частьоборота зуб фрезы проходит, не производя резания. Это благоприятно сказываетсяна стойкости фрез. Другой отличительной особенностью процесса фрезерованияявляется то, что каждый зуб фрезы срезает стружку переменной толщины.
Фрезерование может производитьсядвумя способами: против подачи и по подаче.
Первое фрезерованиеназывается встречным, а второе – попутным. Каждый из этих способов имеет своипреимущества и недостатки.
Встречное фрезерованиеявляется основным. Попутное фрезерование целесообразно вести лишь при обработкезаготовок без корки и при обработке материалов, склонных к сильномуобработочному упрочнению, так как при фрезеровании против подачи зуб фрезы,врезаясь в материал, довольно значительный путь проходит по сильно наклепанномуслою. Износ фрез в этом случае протекает излишне интенсивно.
Протягивание
Протягивание применяетсякак окончательный вид обработки деталей, обеспечивающий высокую точностьразмеров и качество обработанных поверхностей. Метод высоко производительный,поскольку полная обработка изделия производится за один проход инструмента.Инструментами служат протяжки и прошивки. Протяжки протягиваются черезобрабатываемое изделие, а прошивки продавливаются (прошиваются) через него.
Главным движениемявляется движение протяжки, а скорость его — скоростью резания. Движение подачиотсутствует. Срезание припуска обеспечивается увеличением размера (подъемом)зубьев: каждый последующий зуб выше предыдущего на величину подачи sZ. Глубиной резания при протягиванииявляется ширина обрабатываемой поверхности или периметр обрабатываемогоотверстия.
В процессе резания всяобразующаяся стружка размещается во впадинах между зубьями и никуда неотводится. Поэтому производится проверка протяжки на заполнение впадины.Активная площадь продольного сечения впадины Fакт равна площади вписанного в нее круга и должна быть большеплощади продольного сечения стружки Fстр. в 2,5-4,5 раза. Отношение этих площадей называется коэффициентомзаполнения впадины.
Прогрессивная схемарезания заключается в разделении ширины срезаемого слоя между несколькимизубьями одной секции. Высота зубьев одной секции одинакова. Подача на зуб здесьзначительно увеличивается. Таким образом, создаются более выгодные условиярезания: режущие кромки зубьев проходят в объеме основного не упрочненного слояобрабатываемого материала и меньше изнашивается.
Расчет режима резанияпроизводится обычным порядком, но глубина резания не выбирается и неназначается, так как она определяется размерами и формой обрабатываемойповерхности. Подача выбирается в таблицах справочников в зависимости от свойствобрабатываемого материала в пределах от 0,01 до 0,3 мм.
Шлифование
Шлифование обеспечиваетполучение высокой чистоты обработанной поверхности и высокой точности размеровобрабатываемых деталей. Шлифование выполняется абразивными инструментами.Абразивный инструмент представляет собой твердое тело, состоящее из зеренабразивного (шлифовального) материала, скрепленных между собой связкой.Значительную часть объема абразивного инструмента занимают воздушные поры.Абразивные инструменты в подавляющем большинстве используются в видешлифовальных кругов разнообразной формы. Кроме того, они могут использоваться ввиде брусков, шкурок, паст и порошков.
Процесс резания при шлифованииможно рассматривать как фрезерование многозубой фрезой с высокой скоростью.Каждое единичное абразивное зерно представляет собой режущее лезвие сослучайными геометрическими параметрами, которые зависят не только от формызерна, но и от положения его в абразивном инструменте
Каждое единичное зерносрезает стружку очень малого переменного сечения. Обработанная поверхностьобразуется в результате совокупного действия большого числа абразивных зерен,расположенных на режущей поверхности абразивного инструмента. Срезаемая впроцессе работы круга стружка располагается в порах между зернами.Разогревшаяся до высокой температуры, близкой к температуре плавленияобрабатываемого материала, и размягчившаяся стружка забивает поры и налипает наповерхность круга, происходит так называемое «засаливание» его. При этомрежущая способность шлифовального круга резко падает, ухудшается чистота икачество обработанной поверхности. Для восстановления режущей способности кругапроизводится его правка, при которой с помощью правочных роликов или алмазных«карандашей» с режущей части круга удаляется поверхностный слой затупившихся изасалившихся зерен.
Кромежесткого шлифования твердыми кругами в практике машиностроения в последнеевремя находит все расширяющееся применение мягкое шлифование абразивнымилентами, лепестковыми кругами и в среде свободного абразива.
Процессрезания металлов, равно как и трение контактирующих поверхностей деталей машин,сопровождается рядом широко известных физических явлений, приводящих к износупар трения. Износ происходит, как правило, при контакте двух разнородныхметаллов и сопровождается выделением значительного количества тепла врезультате пластической деформации и трения. Дополнительно к этому процесстрения и резания как частного случая трения осложнен дискретным характеромфрикционного контакта, сложными физико-химическими процессами окисления,диффузии, адсорбции и др., образованием граничных пленок. Под действиемвышеперечисленных факторов возникают условия для появления электрических токов.
Вусловиях современного автоматизированного производства электрический контактинструмент – деталь может стать источником информации об износе режущегоинструмента и других параметрах процесса резания. В этой связи передисследователями встают следующие вопросы:
Заметим,что использование тока резания для контроля и внешних импульсов тока дляуправления процессом несет в себе существенные преимущества перед традиционнымисистемами управления и контроля, прежде всего – отсутствие необходимости в преобразователяходного вида энергии в другой. Решение трех поставленных задач должно сыгратьсвою роль в синтезе систем управления резанием, причем таких, в которыхреализуется комплексный анализ состояния процесса, т.е. учитываются не толькоусилия, вибрации и другие достаточно изученные параметры, но также ток иэлектродвижущая сила.СВАРКА
Сваркой называют технологический процессполучения неразъемных соединений из металлов (или пластмасс), осуществляемыйустановлением межатомных (у пластмасс — межмолекулярных) связей междусвариваемыми частями изделия при их местном или общем нагреве, или пластическомдеформировании, или при совместном действии этих двух факторов. Междусвариваемыми частями изделия образуется сварной шов.
Сваркаявляется одной из распространенных технологических операций, широко применяемойв машиностроении, на транспорте и в строительстве. Объясняется это значительнойэкономией металлов по сравнению с болтовыми и заклепочными соединениями,высокой прочностью и низкой стоимостью сварных конструкций.
Взависимости от состояния металла в сварочной зоне все виды сварки можноразделить на две группы: по способу соединения свариваемых частей изделия и повиду используемой энергии. В первом случае различают сварку плавлением и сваркудавлением. При сварке плавлением сварной шов образуется из общей сварочнойванны расплавленных металлов соединяемых частей изделия. При сварке давлением, дляповышения пластичности металла в зоне сварки, соединяемые части изделиянагревают и сдавливают. К сварке плавлением относятся: дуговая,электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная, газовая, термитная; к сваркедавлением — контактная, диффузионная, электрозвуковая, трением, взрывом и др.Электрической дугой можно производить не только дуговую сварку, но и резкуметаллов. Однако образующаяся при этом поверхность разреза имеет неровности снаплывами. Поэтому электродуговую резку обычно применяют. Для разделкиметаллолома и отделения прибылей и литников в деталях, полученных при литье впесчано-глинистые формы.
По видуиспользуемой энергии сварку подразделяют на термическую (сварка дуговая,плазменная, газовая и др.), термомеханическую (сварка контактная, диффузионнаяи др.) и механическую (сварка взрывом, трением, ультразвуковая и др.).
Присварке плавлением образуется литой сварной шов с характерным дендритнымстроением. При сварке давлением образуется Шов, представляющий собой зонусросшихся кристаллитов металла соединяемых частей изделия. Зону,непосредственно примыкающую к сварному шву, называют зоной термическоговлияния. Она имеет крупнозернистое строение и является наиболее механическислабой в сварном соединении. Этот дефект можно устранить отжигом.
Наиболеераспространенные виды сварных соединений — стыковые, внахлестку, угловые итавровые. При сварке внахлестку свариваемые элементы изделия накладываются другна друга с перекрытием, равным 3—5 толщинам пластин. При этом не требуетсяподготовка кромок. Угловые и тавровые соединения также не всегда требуютподготовки кромок. При стыковой сварке характер подготовки кромок зависит оттолщины свариваемых элементов.