Обробка металів різанням

Сутність процесу, основні поняття і визначення. Параметри і фізичні явища, що супроводжують процес різання. Стійкість і матеріали різального інструмента. Металорізальні верстати. Точіння. Свердління, розточування. Фрезерування. Зубонарізування.

Рубрика Производство и технологии
Вид методичка
Язык украинский
Дата добавления 17.02.2009
Размер файла 1,2 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Вельми розповсюдженим, продуктивним та точним методом створення зуб'ів циліндричних зубчастих коліс як зовнішнього, так і внутрішнього зачеплення є нарізання їх на зубодовбальних верстатах за допомогою довб'яків.

Довб'як -- це загартоване та одшліфоване зубчасте колесо з коригованими зуб'ями, кожен з яких має ріжучі кромки і необхідні кути різання (передній та головний задній). Принцип нарізання циліндричного зубчастого колеса методом обкатки за допомогою довб'яка полягає в тому, що в процесі обробки відтворюється зубчасте зачеплення двох коліс. Функцію одного з них виконує ріжучий інструмент (довб'як), а другого -- заготовка (колесо, яке нарізають). Довб'як робить швидкий зворотно-поступальний головний рух, що обумовлює швидкість різання. При цьому ріжучими кромками він відтворює в просторі уявне продукуюче колесо, з яким нібито зачеплене беззазорно колесо, що нарізається. Довб'як, крім зворотно-поступального руху, повільно обертається навколо своєї осі, роблячи кругову подачу. У взаємодії з ним обертається і заготовка. На початку нарізання довб'як, здійснюючи обертальний рух обкатки, водночас здійснює радіальну подачу до урізування на повну глибину западини, якщо колесо нарізається за одне проходження. Після урізання довб'яка на цю глибину радіальна подача припиняється. В процесі нарізання зуб'ів за цим методом профіль зуба отримуються автоматично, як огинаюча крива послідовних положень ріжучої кромки зуба довб'яка. Довб'яком даного модуля можуть бути нарізані зубчасті колеса цього модуля з різною кількістю зуб'ів.

Вельми поширеним, продуктивним і точним методом нарізання зуб'ів конічних коліс є стругання їх на зубостругальних верстатах також за методом обкатки. Основу цього методу, як і при нарізанні циліндричних коліс за методом обкатки, становить поняття про продукуюче колесо, в зачепленні з яким нібито знаходиться заготовка, що нарізається, і поза яким при нарізанні вона обкатується. Кожний зуб колеса, який нарізається, послідовно і водночас з двох сторін обробляється двома різцями, що зворотно-поступально рухаються в протилежних напрямках. При цьому їх ріжучі кромки відтворюють у просторі контур зуба продукуючого колеса. При пово-роті заготовки на певний кут навколо своєї осі різці також повертаються на такий самий кут, при цьому заготовка і продукуюче колесо, зуб якого окреслюється їхніми ріжучими кромками, нібито знаходяться в нормальному зачепленні. Після повної обробки конкретного зубця ділильний механізм верстата повертає заготовку на один зуб, різці займають початкове положення, оброблюється наступний зуб і так продовжується доти, поки не будуть нарізані всі зуб'я.

Шліфування

На верстатах шліфувальної групи деталі обробляють методами шліфування, тонкого шліфування і точіння, хонінгування, суперфінішування, притирання, полірування, абразивно-рідкого полірування.

Шліфування - це процес обробки поверхні металу абразивним (шліфувальним) інструментом (шліфувальними кругами, брусками, шкуркою). Абразивний інструмент складається із зерен абразивного матеріалу, скріплених між собою зв'язуючою речовиною. Шліфування є основним методом одержання виробів високої точності з незначною шорсткістю поверхні та застосовується переважно для завершальної чистової обробки.

Тонке шліфування - це обробка зовнішніх і внутрішніх циліндричних поверхонь за підвищених вимог щодо точності розмірів, форми і високої чистоти поверхні. Високу точність виготовлення виробів забезпечує шліфування спеціальними м'якими високо-пористими кругами за рахунок зрізання дуже тонкої (5 мкм) стружки.

Тонке точіння здійснюють застосовуючи великі швидкості різання при малій товщині шару, що зрізується. Найкращим матеріалом для тонкого точіння, за умов масового виробництва виробів з кольорових металів і сплавів, вважають алмази, які характеризуються високою розмірною стійкістю. Для завершальної обробки заготовок з чорних металів застосовують різці з твердосплавними пластинами або пластинками з кубічного нітриду бору.

Хонінгування - метод завершальної обробки дрібнозернистими абразивними брусками. Такий інструмент закріплюють у спеціальній хонінгувальній головці, яка здійснює разом з ним обертальний (головний) рух і поступальне переміщення вздовж осі заготовки (рух подачі). Хонінгування застосовують здебільшого при обробці точних отворів.

Суперфінішування - метод тонкої кінцевої обробки для одержання дуже гладкої поверхні. Здійснюють, використовуючи дрібнозернисті абразивні бруски, закріплені у спеціальній головці, за умов поєднання обертального і поступального рухів головки вздовж осі оброблюваної деталі та коливального руху брусків. Така обробка забезпечує шорсткість (чистоту) поверхні Ra = 0,025...0,012мкм.

Притирання забезпечує одержання точних розмірів (до 0,1 мкм) і дуже малу шорсткість поверхні (Ra = 0,025...0,012мкм). Обробку здійснюють з використанням так званого -- "притира", на поверхню якого наносять абразивну пасту або абразивний порошок, змішаний з маслом. Притирами служать різні диски, що обертаються, плити, бруски, кільця, стрижні з чавуну, міді, свинцю, твердих порід дерева та інше. Притирання виконують на універсальних і спеціальних притирочних верстатах або вручну.

Полірування - це кінцева обробка виробів дрібнозернистим абразивом зі зв'язкою (оливою, сумішшю воску, парафіну, сала з гасом), нанесеного на поверхню круга, диска або стрічки з м'якого еластичного матеріалу. Деталі після полірування добре працюють у потоках газів або рідини, іноді полірування використовують як попередню обробку декоративних виробів або перед нанесенням гальванічних покриттів.

Абразивно-рідке полірування з використанням водно-абразивної суспензії (подають під тиском до 0,3 МПа на оброблювану поверхню) застосовують для кінцевої обробки фасонних деталей. Шорсткість поверхні за такого полірування залежить від зернистості абразиву.

Серед наведених методів обробки металів найпоширенішим у виробництві є шліфування.

Залежно від характеру шліфувальних робіт верстати поділяють на такі основні типи:

* круглошліфувальні - для обробки зовнішніх поверхонь обертання;

* внутрішньо-шліфувальні - для обробки внутрішніх поверхонь обертання;

* плоскошліфувальні -- для обробки площин;

* спеціальні (шліцешліфувальні, зубошліфувальні, різешліфувальні та інші);

* заточувальні -- для заточування інструмента.

Найпоширеніші кругло- й плоскошліфувальні верстати.

Залежно від форми деталей, при обробці поверхонь застосовують різні схеми (види) шліфування:

- кругове зовнішнє з поздовжньою подачею;

- кругове зовнішнє з радіальною подачею;

- внутрішнє;

- плоске периферією круга на верстатах з прямокутним столом;

- плоске торцем круга на верстатах з прямокутним столом;

- плоске периферією круга на верстатах з круглим столом;

- плоске торцем круга на верстатах з круглим столом;

- безцентрове з поздовжньою подачею;

- безцентрове з радіальною подачею.

Найпоширеніші схеми кругового і плоского шліфування.

Під час кругового зовнішнього шліфування з поздовжньою подачею (рис. 1.11, а), як і при інших видах шліфування, головний рух зі швидкістю Vкр здійснює шліфувальний круг. Заготовка обертається зі швидкістю К, і поступально переміщується вздовж осі (Sпоз - поздовжня подача). Поперечну подачу SП на глибину шліфування шліфувальний круг здійснює наприкінці поздовжнього ходу в на-прямку, перпендикулярному осі заготовки.

При шліфуванні з поперечною подачею (врізання) шліфувальний круг (рис. 1.11, б) робить обертальний рух зі швидкістю Vкр і поперечне переміщення Sn, а заготовка - тільки обертальний рух V3,. Ця схема застосовується при шліфуванні циліндричних, конічних і фасонних поверхонь, ширина яких менша за ширину круга.

При внутрішньому шліфуванні (рис. 1.11, в) основним робочим рухом є обертання шліфувального круга зі швидкістю Vкр, який здійснює також і зворотно-поступальне переміщення зі швидкістю поздовжньої подачі Sпоз і періодично, в кінці ходу, поперечну подачу Sn на глибину різання t. Заготовка обертається в напрямку, про-тилежному напрямку обертання шліфувального круга зі швидкістю V3, яка у кілька разів менша за швидкість обертання шліфувального круга, що робить головний рух.

При круговому шліфуванні елементами різання є кругова швидкість заготовки, поздовжня і поперечна подачі (рис. 1.11, а). Кругова швидкість заготовки V3 (м/хв) -- це кругова подача. Поздовжня подача Sпоз (мм/об) -- це переміщення заготовки відносно шліфувального круга за один оберт. Поперечна подача Sn -- це величина переміщення шліфувального круга в напрямку, пер-пендикулярному осі заготовки в крайніх її положеннях. Вона визначає товщину шару металу, що знімається за один прохід, і чисельно дорівнює глибині різання t. При плоскому шліфуванні, крім швидкості різання Vкр, елементами режиму різання є поздовжня Sпоз, поперечна SП і вертикальна SВ подачі

Продуктивність і якість обробки шліфуванням залежить не тільки від ширини круга В та діаметра Дкр, а також і від параметрів, які характеризують абразивний інструмент. Однією з найважливіших характеристик абразивного інструменту є зернистість (величина зерна) абразиву. Залежно від розміру зерна абразиви позначають номерами. Грубозернисті (2000... 160 мкм) мають номери від 200 до 16, їх називають шліфувальними зернами. Більш дрібні, з розміром зерен 125...28 мкм (шліфувальні порошки), позначають номерами від 12 до 3. Мікропорошки з розміром зерен від 40 до 3 мкм позначають номерами від М40 до М5.

Алмазні матеріали за розміром зерна поділяють на дві групи:

* шліфувальні порошки;

* мікропорошки.

Їхня зернистість позначається дробом, в якому чисельник відповідає найбільшому розмірові зерна основної фракції, а знаменник - найменшому. Шліфувальні порошки мають номери від 630/500 до 50/40 мкм, мікропорошки - від 60/40 до 1/0 мкм.

Важливою характеристикою абразивного інструменту є також зв'язуюча речовина (неорганічна, органічна, металева), що об'єднує абразивні зерна в одне ціле. На практиці широко застосовують інструмент з використанням неорганічної зв'язуючої речовини на основі вогнетривкої глини -- керамічний (К), на основі синтетичної смоли -- бакелітовий (Б), на основі каучуку та сірки -- вулканітовий (В). Металеві зв'язуючі речовини складаються з металевої основи (порошки Sb, Al, Си та інші) та наповнювача. Застосовують їх пере-важно в алмазних кругах.

Параметром, що характеризує абразивний інструмент, є твердість. Цей показник визначає опір зв'язуючої речовини видаленню зерен абразиву під дією зовнішньої сили. Розроблено шкалу, що має сім класів твердості (вони також поділяються на кілька ступенів):

Т - твердий, ВТ - вельми твердий, ДТ - дуже твердий.

Структуру абразивного інструменту оцінюють за співвідношенням (в %) об'ємів, зайнятих зернами абразиву, зв'язуючою речовиною і порами. Змінюючи ці співвідношення, одержують абразивні круги різної структури і властивостей. Розрізняють 12 номерів структур. Найменшій пористості відповідає найбільший номер. Тип шліфувальних кругів характеризується також формою. Так, круги прямого профілю позначають ПП.

Регламентована швидкість різання керамічними і бакелітовими кругами до 35 м/с, а вулканітовими - 40 м/с.

Основні характеристики відображено у маркуванні абразивних матеріалів. Так, круг марки 24А10ПС27К5, ПП5ООх5ОхЗО5 розшифровують так:

24А - вид абразивного матеріалу (електрокорунд білий);

10П - зернистість (П - вміст основної фракції зерен);

С2 - ступінь твердості;

7 - номер структури;

К5 - вид керамічної зв'язуючої речовини;

ПП - форма круга (прямий, плоский);

500 -- зовнішній діаметр, мм;

50 - ширина, мм;

305 - діаметр отвору, мм.

Поверхневе пластичне деформування

При механічній обробці поверхонь металовиробів використовують зміцнювально-калібрувальні методи, до яких відносять обкатку зовнішніх та внутрішніх поверхонь роликами, калібрування отворів та дробоструминну обробку.

Процес обкатки полягає в тому, що поверхню оброблювальної деталі обкочують притиснутими до неї одним, двома або трьома гладкими роликами, виготовленими із загартованої сталі. В цьому процесі поверхня вигладжується та наклепується. Обкаткою в ряді випадків замінюють менш продуктивну операцію шліфування.

Отвори калібрують на протяжних верстатах та пресах за допомо-гою спеціального інструмента (дорна) або з допомогою кульки. Процес дорнування полягає в тому, що калібрувальний дорн (прошивка або протяжка певної довжини, що не мають різальних зуб'їв) проштовхується або протягується крізь оброблюваний отвір. Розміри отвору мають бути трохи меншими за калібрувальний дорн. При дернуванні за рахунок пластичних деформацій діаметр отвору збільшується і шорсткість згладжується.

Калібрування кулькою полягає в продавлюванні крізь попередньо точно оброблений отвір стальної загартованої кульки також трохи більшого діаметру, ніж отвір. Цей спосіб вельми ефективний при калібруванні отворів з криволінійною віссю.

Дробоструминній обробці зазвичай піддають деталі складної форми, які пройшли механічну та термічну обробку. Сутність процесу в тому, що оброблювана поверхня піддається ударам стального або чавунного дробу, який спрямовується на неї зі спеціального дробомета. Така обробка спричиняє пластичну деформацію та наклеп поверхневого шару деталі, в якому створюються сприятливі напруження стискування. Вся поверхня деталі покривається дрібним ряботинням від удару дробинок. Дробоструминна обробка вельми ефективна при виготовленні деталей, які працюють при знакоперемінних навантаженнях. У такий спосіб обробляють ресори, пружини, шатуни, колінчасті вали, зубчасті колеса тощо.

Контрольні запитання

1. У чому полягає сутність процесу різання?

2. Які явища супроводжують процес різання?

3. З якого матеріалу виготовляють різальний інструмент?

4. У чому сутність процесу точіння?

5. У чому полягає суть процесів свердлування та розточування?

6. У чому полягає суть процесу фрезерування?

7. У чому сутність процесів стругання, довбання, протягання?

8. У чому сутність процесу зубонарізання?

9. У чому полягає суть процесів шліфування?

10. Які є методи обробки поверхонь пластичним деформуванням?

Література

Сологуб М. А., Рожнецький І. О., Нікоз О. І. та ін. Технологія конструкційних матеріалів. -- Київ: Вища школа, 2002.

Терехов В. К. Металловедение и конструкционные материалы.- М.: Высшая школа, 1981.

Кузьмин Б. А., АбраменкоЮ.Е., Ефремов В. К. и ф. Технология металлов и конструкционные материалы. -- М.: Машиностроение, 1991.

Кондратюк С. Є., Кіндрачук М. В., Степаненко В. О., Москаленко Ю.Н. Матеріалознавство та обробка металів. - Київ: Вікторія, 2000.

Дальскип А. М., Дубинин Н. П., Макаров Э. П., Попов Е. Л. Технология конструкционных материалов. - М.: Машиностроение, 1985.

Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение.- М: Машиностроение, 1990.

Алаи С. И., Григорьев П. М., Ростовцев А. Н. Технология конструкционных материалов. -- М.: Просвещение, 1980.

Кузьмин Б. А., Самохоцкий А. И. Металлургия, металловедение и конструкционные материалы. -- М.: Высшая школа, 1984.


Подобные документы

  • Сутність і кінематика різання. Залежність кутових параметрів процесу різання від умов. Процеси деформації і руйнування матеріалів. Усадка стружки і теплові явища при різанні. Охолодження і змащування при обробці. Фізичні характеристики поверхневого шару.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 22.10.2010

  • Визначення факторів впливу на швидкість різання матеріалів. Розрахунок сили та потужності різання при виконанні операцій точіння, свердління, фрезерування, шліфування. Застосування методів зрівноважування і гальмування для вимірювання сили різання.

    реферат [582,8 K], добавлен 23.10.2010

  • Класифікація і маркування металорізальних верстатів. Класифікація рухів на верстатах. Типові механізми проводів верстатів. Призначення і основні види точіння. Типи токарних верстатів та різців. Порядок розрахунку і вибору режиму різання при точінні.

    курсовая работа [760,4 K], добавлен 22.10.2010

  • Вибір різального та вимірювального інструменту, методів контролю. Токарна програма та норми часу. Підсумок аналітичного розрахунку режимів різання на точіння. Розрахунок режимів різання на наружні шліфування. Опис технічних характеристик верстатів.

    контрольная работа [28,1 K], добавлен 26.04.2009

  • Проведення технологічних розрахунків режиму різання при точінні деталі для токарно-гвинторізного верстату. Визначення технологічної послідовності переходів на токарній операції, вибір ріжучого інструменту та потужність різання для кожного переходу.

    контрольная работа [2,4 M], добавлен 07.07.2010

  • Характеристика деталі і умови її роботи. Характерні дефекти та причини їх виникнення. Схема технологічного процесу відновлення. Визначення режимів різання на розточувальну та наплавлювальну операцію. Призначення та функції пристосування для фрезерування.

    курсовая работа [212,7 K], добавлен 31.03.2015

  • Токарні операції та оптимізація токарної обробки, співвідношення глибини різання. Обробка в два проходи та багаторізцева токарна обробка, час різання кожного інструмента на одну деталь, операція зміни різців при затупленні та стійкість інструментів.

    контрольная работа [104,1 K], добавлен 30.06.2011

  • Схема розбивки фрагмента елементарної ділянки різальної частини фрез на восьмикутні елементи. Моделювання процесу контурного фрезерування кінцевими фрезами. Методика розрахунку контактних напружень на ділянках задньої поверхні різального інструменту.

    реферат [472,6 K], добавлен 10.08.2010

  • Суть, призначення і методи обробки заготовок поверхневим пластичним деформуванням. Види деревношаруватих пластиків. Вихідні матеріали та способи їх виробництва. Свердлильні верстати і інструмент. Технічні характеристики вертикально-свердлильних верстатів.

    контрольная работа [354,4 K], добавлен 04.02.2011

  • Відмінність контактних процесів при взаємодії алмазного та нітридборного інструментів з оброблюваним матеріалом. Сили різання та теплові явища. Інтенсивність зносу різців та зносостійкість інструмента. Аналіз параметрів якості поверхневого прошарку.

    реферат [2,5 M], добавлен 02.05.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.