2. Научные основы формообразования поверхностей деталей машин
Изучите кинематику процесса резания, т.е. движения, необходимые для формообразования поверхностей заготовок в процессе обработки.
Для осуществления процесса резания режущему инструменту и заготовке необходимо сообщить относительные движения. Движения, обеспечивающие срезание с заготовки слоя металла или вызывающие изменение состояния обработанной поверхности заготовки, называют основными. К ним относят главное движение и движение подачи. Движение, определяющее скорость деформирования и отделения стружки, называют главным движением. Движения, обеспечивающие врезание режущей кромки инструмента в материал заготовки, называют движением подачи. Скорость главного движения обозначают v, подачу s
Графическим изображением процесса формообразования поверхности служит схема обработки, на которой условно изображают обрабатываемую заготовку, ее установку и закрепление на станке с указанием положения инструмента относительно заготовки и основных движений. Инструмент показывают в положении, соответствующем окончанию обработки поверхности заголовки. Обработанную поверхность на схеме выделяют красным цветом или утолщенными линиями.
Основные движения являются формообразующими - они воспроизводят производящие линии (образующую и направляющую) при обработке поверхностей в процессе резания. Обработка заготовок деталей машин реализует три основных кинематических метода формообразования поверхностей: копирование, следов, обкатки (огибания). Изучите сущность этих методов формообразования поверхностей. При методе копирования образующей обрабатываемой поверхности служит форма режущей кромки инструмента. При методах следов и обкатки как образующая, так и направляющая обрабатываемой поверхности воспроизводятся кинематически согласованными движениями заготовки и инструмента.
Движения, участвующие в формообразовании поверхности в процессе резания, рассмотрите на примере обработки наружной цилиндрической поверхности методом точения.
Изучите составляющие режима резания: скорость резания, подачу и глубину резания, обозначения и единицы измерения.
На примере токарного резца рассмотрите элементы и геометрию режущего инструмента. Для определения углов резца необходимо знать поверхности на обрабатываемой заготовке и координатные плоскости.
Обратите внимание на влияние углов резца на процесс резания и качество обработанной поверхности.
Ознакомьтесь с физической сущностью процесса резания как процесса упругопластического деформирования материала заготовки, сопровождающегося ее разрушением и образованием стружки.
Знание законов пластического деформирования и явлений, сопровождающих процесс резания, позволяет повысить качество обработанных поверхностей деталей машин и их надежность.
Динамику процесса резания рассмотрите на примере обтачивания наружной цилиндрической поверхности токарным проходным резцом на токарно-винторезном станке. По составляющим силы резания ведут расчеты на прочность элементов станка, инструмента, приспособления, рассчитывают ожидаемую точность размерной обработки и погрешности геометрической формы.
Рассмотрите физические явления, сопровождающие процесс упругопластического деформирования срезаемого слоя материала при формообразовании поверхностей резанием: наростообразование, трение, тепловыделение, износ инструмента. Особое внимание обратите на влияние этих явлений на качество обработки. При одних условиях обработки эти явления положительно влияют на качество поверхности заготовки, при других - отрицательно.
Применение различных смазочно-охлаждающих сред оказывает благоприятное влияние на процесс резания и качество обработки. Изучая износ инструмента, рассмотрите его характер, критерии износа и их связь со стойкостью инструмента. Заметьте, что стойкость и соответствующая ей скорость резания должны устанавливаться с учетом высокой производительности, качества поверхности и наименьшей себестоимости обработки.
При обработке заготовок на станках иногда возникают периодические колебательные движения (вибрации) элементов технологической системы: станок -приспособление - инструмент - деталь. Эти вибрации оказывают вредное действие на процесс резания: увеличивают износ инструмента, деталей станка и шероховатость обработанной поверхности. Для уменьшения вибраций повышают жесткость системы, применяют специальные приспособления – виброгасители.
Ознакомьтесь с понятием точность и качество обработанной поверхности. Чем выше требования, предъявляемые к точности и качеству поверхностей, тем длительнее процесс обработки заготовки и сложнее технологический процесс изготовления. Качество обработанных поверхностей определяет надежность и долговечность деталей и машин в целом.
Анализируя формулу производительности обработки, обратите внимание, что она складывается из времен: основного (технологического), подготовительно-заключительного, вспомогательного и оргтехобслуживания. Основное (технологическое) время затрачивается непосредственно на процесс изменения формы, размеров и шероховатости обрабатываемой поверхности заготовки. Обработку следует вести на таких режимах резания, при которых достигается высокая точность и качество поверхности при оптимальной производительности.
Режущие инструменты работают в условиях больших силовых нагрузок, высоких температур и трения. Поэтому инструментальные материалы должны обладать высокой твердостью, значительной теплостойкостью и износостойкостью, высокой механической прочностью и вязкостью.
Для изготовления режущего инструмента применяют различные инструментальные материалы: инструментальные стали, твердые сплавы, минералокерамику, абразивные и алмазные материалы. Изучите их характеристики и области применения.
Сведения о металлорежущих станках. В основу классификации станков положен технологический метод обработки. По принятой в СССР классификации станки разделены на десять групп, а каждая группа на десять типов. Особое место в станкостроении занимают станки с программным управлением и многооперационные (обрабатывающие центры).
Изучите условные обозначения механизмов и передач станков, принятые ГОСТом, их назначение и расчетные формулы, характеризующие данную передачу.
Темы раздела изучают по единому методическому плану: рассматривается характеристика технологического метода формообразования поверхностей, технологическое назначение движений, виды обрабатываемых поверхностей, режущий инструмент, приспособления для обработки заготовок; указывается назначение узлов станков и подчеркивается, что конструкция станка обеспечивает необходимые движения заготовки и инструмента в процессе резания; рассматриваются характерные технологические схемы (обработки поверхностей на станках длиной группы; даются рекомендации по назначению и областям применения различных типов станков. Каждая тема закапчивается рассмотрением технологических требований к конструкции обрабатываемых деталей.
- Введение
- Раздел I. Свойства и строение конструкционных материалов
- Раздел II. Основы металлургического производства
- Раздел III. Технология литейного производства
- Раздел IV. Технология обработки металлов давлением
- Раздел V. Технология сварочного производства
- Раздел VI. Технология обработки заготовок деталей машин
- Основная литература
- Технология конструкционных материалов: учебник для студентов машиностроительных вузов/ под общей редакцией а.М. Дальского – м.: Машиностроение, 2002. – 512с. (55 экз.)
- Дополнительная литература
- Периодические издания
- Раздел II. Основы металлургического производства
- 1. Физико-химические основы металлургического производства
- 2. Производство чугуна
- 3. Производство стали
- 4. Производство цветных металлов
- Раздел III. Технология литейного производства
- 3. Способы изготовления отливок
- 4. Изготовление отливок из различных сплавов
- 5. Технологичность конструкций литых деталей
- 6. Технический контроль в литейном производстве
- Раздел IV. Технология обработки металлов давлением
- 1. Общая характеристика обработки металлов давлением
- 2. Физические основы обработки металлов давлением
- 3. Получение машиностроительных профилей
- 5. Изготовление деталей холодной объемной штамповкой
- Раздел V. Технология сварочного производства
- 2. Технология сварки плавлением
- 3. Термомеханическая сварка
- 5. Нанесение износостойких и жаростойких покрытий
- 7. Контроль качества сварных и паяных соединений
- 8. Особенности технологии сварки различных сплавов
- 9. Технологичность сварных конструкций
- Раздел VI. Технология обработки заготовок деталей машин
- 2. Научные основы формообразования поверхностей деталей машин
- 3. Технологические методы формообразования поверхностей деталей машин резанием с использованием лезвийного инструмента
- 4. Технологические методы формообразования поверхностей деталей машин с использованием абразивного инструмента
- 5. Формообразование поверхностей методами упрочняющей обработки
- Методические рекомендации к выполнению и оформлению контрольных заданий