WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 |
Министерство образования Российской федерации Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева Новомосковский институт МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ Учебное пособие пор курсу МиТКМ Новомосковск 2003 УДК 621.7 ББК 34.1 М 545 2 Рецензент Зам. главного механика Новомосковского филиала Управляющей организации ЗАО «МХК»Еврохим» к.т.н. С.Г. Трещев доцент, к.т.н. А.И. Лукьяница (НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева) Б.П. Сафонов М545 Методы изготовления деталей. Учебное пособие для студентов инженерных специальностей немеханического профиля по курсу материаловедение и технология конструкционных материалов / РХТУ им. Д.И. Менделеева, Новомосковский институт; Сост. Б.П. Сафонов. Новомосковск, 2003. – 44 с.

ISBN 5-7237-0607-1 В учебном пособии рассмотрены технологические методы изготовления деталей, связанные с обработкой заготовок резанием и сваркой плавлением. Представлена информация о физических основах технологических процессов резания и формирования сварного шва.

Рассмотрено используемое для реализации технологических процессов оборудование, инструменты, приспособления и материалы, а также рассмотрен выбор режимных параметров технологических процессов. Представлены индивидуальные многовариантные задания по разработке технологических процессов, связанных с обработкой заготовок резанием и получением изделий сваркой.

Ил. 7. Табл. 10. Библиогр. список 6 назв.

ISBN 5-7237-0607-1 УДК 621.7 ББК 34.1 © Новомосковский ин-т Российского химико-технологического ун-та им. Д.И.Менделеева, 2003 © Б.П.Сафонов, 2003 3 Предисловие В системе общеинженерной подготовки специалистов, в формировании у них инженерного мышления технологическая подготовка занимает одно из центральных мест.

Для студентов немеханического профиля знание возможностей и особенностей тех или иных технологических методов переработки конструкционных материалов позволяет успешно выполнять конструкторские работы в рамках курсового и дипломного проектирования.

В учебном пособии рассмотрены наиболее распространенные в условиях ремонтно-механических мастерских предприятий технологические методы изготовления деталей: обработка резанием и ручная дуговая сварка.

Представлена информация о физических основах рассматриваемых технологических процессов переработки конструкционных материалов.

Важной составной частью любого технологического процесса в МиТКМ является технологическое оборудование (металлорежущие станки, источники питания сварочной дуги, оборудование для листовой штамповки заготовок под сварку), инструмент и материалы. Данные вопросы применительно к резанию и сварке в учебном пособии рассмотрены фрагментарно, подробнее они изложены в учебной литературе [2,4].

В практическом разделе пособия представлены лабораторнопрактические работы, при выполнении которых студенты познакомятся с аппаратурным оформлением и инструментальным обеспечением технологических процессов и выполнят индивидуальное задание по резанию и сварке.

Выполнение индивидуального задания связано с разработкой сокращенного варианта технологического процесса, при этом студенту необходимо использовать дополнительную справочную литературу [1, 3, 4, 5].

Введение Конструкционные материалы (КМ) – материалы, применяемые для изготовления конструктивных элементов технических устройств (деталей машин и механизмов, зданий, транспортных средств, сооружений, приборов и аппаратов), воспринимающих силовую и иную нагрузку, возникающую при эксплуатации технического устройства.

В машино- аппарато- и приборостроении используются разнообразные КМ: металлические (сплавы черных и цветных металлов), неметаллические (пластические массы, керамика, огнеупоры, стекло, резина и др.) и композиционные (материалы, являющиеся сочетанием двух или более химически разнородных материалов с четкой границей раздела между ними).

Поскольку КМ чрезвычайно разнообразны по своей природе и свойствам разнообразны также и технологические методы их переработки. В учебном пособии рассмотрены наиболее употребительные технологические методы обработки (резание и сварка), используемые для изготовления деталей из металлических и некоторых неметаллических материалов.

При разработке технологии изготовления конкретной детали приходится учитывать комплекс факторов, определяющих в конечном итоге выбор технологического метода. В их числе технологические свойства используемых материалов, объем выпуска детали, ее конструктивные особенности и др.

Способ изготовления детали выбирается или на основе метода прецедентов или оптимизационными методами (второе является предпочтительным). Оптимизация технологии изготовления детали позволяет при достижении максимального эффекта иметь экономию материалов, энергии и трудовых затрат.

1. Изготовление деталей со снятием стружки 1.1. Движения резания, схема обработки Способы обработки деталей со снятием стружки (резанием) являются чистовыми и отделочными технологическими методами обработки заготовок.

Резание – процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла для получения требуемой по чертежу геометрической формы, точности размеров и шероховатости поверхностей детали.

Для осуществления процесса резания необходимо наличие относительных движений между заготовкой и режущим инструментом. Движения рабочих органов станков подразделяют на движения резания, установочные и вспомогательные.

Движения, при которых с обрабатываемой заготовки срезается слой металла и изменяется состояние обработанной поверхности, называют движениями резания (главное движение и движение подачи).



Главное движение – движение, определяющее скорость отделения стружки, – скорость резания. Движение подачи – движение, обеспечивающее непрерывность врезания режущего лезвия инструмента в новые слои материала.

Движения рабочих органов станка (шпиндели, суппорты, столы и др.), обеспечивающие такое положение инструмента относительно заготовки, при котором с нее снимается определенный слой материала, называют установочными движениями.

Движения рабочих органов станка, которые не имеют непосредственного отношения к процессу резания и служат для транспортировки и закрепления заготовки или инструмента, быстрых перемещений рабочих органов, переключения скоростей резания и подачи и т.п., называют вспомогательными движениями.

Под схемой обработки (рис.1.1) понимают условное изображение обрабатываемой заготовки, ее установки и закрепления на станке с указанием положения режущего инструмента относительно заготовки и движений резания. Инструмент при этом показывают в положении, соответствующем окончанию обработки поверхности заготовки.

В процессе обработки на заготовке различают (см. рис. 1.1): обрабатываемую поверхность 1, с которой срезается слой материала; обработанную поверхность 3, с которой срезан слой материала и превращен в стружку; поверхность резания 2, образованную главным режущим лезвием инструмента и являющуюся переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями.

Обработанную поверхность на схеме выделяют другим цветом, на светокопиях – утолщенными линиями (см. рис. 1.1).

Пространственная форма детали ограничивается простейшими геометрическими поверхностями: плоские, линейчатые, круговые цилиндриче ские и конические, шаровые, торцовые (рис.1.2). Любую поверхность рассматривают как совокупность последовательных положений (следов) одной производящей линии, называемой образующей (обозначена 1 на рис. 1.2), движущейся по другой производящей линии, называемой направляющей (обозначена 2 на рис. 1.2).

Для получения плоской поверхности (рис.1.2а) необходимо образующую прямую линию 1 перемещать по направляющей прямой 2. Для образования цилиндрической поверхности (рис. 1.2в) следует образующую прямую линию 1 перемещать по направляющей линии – окружности 2 и т.д.

Плоские линейчатые и цилиндрические поверхности являются обратимыми, так как для их воспроизведения образую- щие и направляющие линии можно менять ролями. Кроме обратимых поверхностей есть необратимые, например, коническая, шаровая и торовая поверхности.

Коническую поверхность (рис. 1.2г) получают при перемещении одного конца прямой образующей линии 1 по направляющей линии 2 - окружности основания конуса, а второй конец образующей прямой линии 1 при этом должен быть неподвижным.

В реальных условиях образования поверхностей деталей на металлорежущих станках образующие и направляющие линии в большинстве случаев являются воображаемыми. При обработке на станке они воспроизводятся комбинацией согласованных между собой движений заготовки и инструмента.

Движения резания являются формообразующими движениями, так как они воспроизводят во времени образующие и направляющие линии. Формообразующих движений может быть одно или несколько.

Образование поверхностей на металлорежущих станках происходит одним из следующих методов: копирования, следов, касания, обкатки (огибания). Наиболее распространенным методом формообразования поверхностей является метод следов (точение, строгание). Метод копирования используется при обработке фасонных поверхностей. Метод обкатки реализуется на специализированных станках (например, зуборезных).

Sn St 2 N(v) Sпр St m(V) б) a) Рис.1.1. Схема обработки заготовок точением (а), строганием (б): V – скорость главного движения; Sпр – продольная подача;

Sn –поперечная подача; St- установочное движение Рис.1.2. Виды поверхностей: плоская (а); линейчатая (б); цилиндрическая (в);

коническая (г); шаровая (д); торовая (е) 1.2. Режим резания Элементами процесса резания являются скорость резания, подача и глубина резания. Совокупность этих величин называют режимом резания.

Скоростью резания ( ) называют путь точки режущего лезвия инструмента относительно заготовки в направлении главного движения в единицу времени. Скорость резания измеряют в м/мин при всех видах обработки резанием, кроме шлифования и полирования, где ее измеряют в м/с.

Если главное движение является вращательным (точение), то Dзаг n = (м / мин), (1) где Dзаг – наибольший диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм;

n - частота вращения заготовки, об/мин.

Если главное движение является возвратно-поступательным (строгание), причем скорости рабочего vРХ и холостого ходов vХХ разные, то средняя скорость резания L m = (k +1) (м / мин), (2) СР где L – расчетная единица хода резца, мм;

m – число двойных ходов резца в минуту;

РХ R = - коэффициент неравномерности хода резца.

ХХ Подачей S называют путь точки режущего лезвия инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за один оборот, за один двойной ход заготовки или инструмента или за единицу времени.

При разных технологических методах обработки подача имеет одну из следующих размерностей: мм/об – точение, сверление; мм/дв. ход – строгание, долбление; мм/мин – фрезерование. Различают подачи: продольную – Sпр; поперечную – Sп; вертикальную – Sв; окружную – Sо; на один зуб режущего инструмента – SZ и др.

Глубиной резания t называют расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями заготовки, измеренное перпендикулярно к последней, за один рабочий ход инструмента относительно обрабатываемой поверхности. t измеряют в миллиметрах.





При точении цилиндрической поверхности глубину резания t определяют как полуразность диаметров Dзаг до и после обработки d.

Dзаг - d t =, (3) При сверлении отверстий в сплошном материале за глубину резания t принимают половину диаметра сверла D.

D t =. (4) При рассверливании D - d t =, (5) где d – диаметр рассверливаемого отверстия.

При фрезеровании и строгании станок настраивается на определенную глубину резания t.

1.3. Технологические операции резания и оборудование Обработка резанием выполняется разными технологическими методами: точение, строгание, сверление, растачивание, фрезерование, протягивание, зубонарезание и др. Выбор технологического метода определяется видом обрабатываемой поверхности (тело вращения, плоскость, отверстие, отверстие в корпусных деталях и пр.) и наличием соответствующего оборудования.

Технологические методы обработки реализуются на металлорежущих станках. В настоящее время классификация станков содержит 10 групп, которая разделена на 10 типов. Каждый тип станков в свою очередь имеет 10 типоразмеров.

По степени универсальности станки делят на:

1. Универсальные для обработки поверхностей разных форм и размеров деталей многих наименований (токарно-винторезные, фрезерные, сверлильные и т.д.);

2. Широкого назначения для выполнения определенных операций на деталях многих наименований (токарно-обрезные, многорезцовые, центровочные и т.д.);

3. Специализированные для обработки деталей одного наименования или сходных конфигураций, но разных размеров (станки для обработки коленчатых валов, труб, фланцев и др.).

По степени точности различают станки нормальной точности и станки высокоточные (прецизионные).

По степени автоматизации – станки с ручным управлением рабочим циклом, полуавтоматы, автоматы и станки с программным управлением.

В ремонтно-механических мастерских промышленных предприятий используются в основном универсальные металлорежущие станки.

Металлорежущий станок представляет собой сложный агрегат с автономным электроприводом, снабженный необходимыми устройствами для выполнения требуемого технологического процесса обработки детали со снятием стружки.

Металлорежущий станок имеет следующие узлы: станина с направляющими для монтажа узлов и механизмов станка (суппорта, задней бабки, револьверной головки, стола и др.); механизмы главного движения и движения подачи (двигатель, механические передачи); шпиндель для закрепления зажимных приспособлений (патроны) для передачи вращения заготовке или инструменту; суппорт для размещения инструмента и обеспечения его перемещения (движение подачи); система смазки и подачи смазочноохлаждающей жидкости (СОЖ) в зону резания и др.

В условиях ремонтно-механических мастерских промышленного предприятия представлены, как правило, следующие технологические методы обработки резанием: точение, фрезерование и сверление.

Точение – технологический метод формообразования поверхностей заготовок, характеризующийся наличием двух движений: вращательного движения заготовки (главное) и поступательного движения инструментарезца (движение подачи). Обработку выполняют на токарных станках, инструмент – токарный резец (рис.1.3).

Схема обработки точением наружной цилиндрической поверхности представлена на рис.1.1а.

Основное технологическое время при обтачивании цилиндрической поверхности определяется L h To =, (6) n SПР t где L – длина обрабатываемой поверхности, мм; h – припуск на обработку, мм; n – частота вращения шпинделя станка, об/мин.; Sпр – продольная подача, мм/об.; t – глубина резания, мм.

Рис.1.3. Токарные резцы: 1, 2, 3 – проходные для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей; 4 – подрезные для обтачивания плоских торцев; 5, 6 – расточные для сквозных и глухих отверстий, соответственно; 7 – обрезные; 8 – резбовые; 9 – лопаточные чистовые; 10, 11 – фасонные; в – резец для высокопроизводительного течения; г – резец с многогранной неперетачиваемой твердосплавной пластиной; д – неперетачиваемые твердосплавные пластины Элементы режима резания назначают в определенной последовательности. Сначала назначают глубину резания t. При этом стремятся весь припуск на обработку срезать за один рабочий ход инструмента. Если по технологическим причинам необходимо сделать два рабочих хода, то при первом ходе снимают до 80% припуска h, при втором (чистовом) 20% h. Затем выбирают величину подачи S, учитывая требования точности и допустимой шероховатости обработанной поверхности, а также технологические возможности оборудования и инструмента. Затем определяют скорость резания, исходя из выбранных t, S и стойкости режущего инструмента T.

Допустимая резцом скорость резания v (м/мин) при точении определяют по следующей эмпирической формуле Cv v =, (7) m t* SУV T где СV - коэффициент, учитывающий физико-механические свойства материала заготовки и инструмента; ХV, УV, m – показатели степени.

Помимо точения еще одним распространенным в условиях ремонтных мастерских методом механической обработки заготовки является фрезерование.

Фрезерование - высокопроизводительный метод обработки поверхностей заготовок многолезвийным режущим инструментом – фрезой. Данный технологический метод механической обработки поверхностей заготовки характеризуется вращательным движением инструмента (главной движение) и обычно поступательным движением заготовки (движение подачи) (рис.1.4).

Pages:     || 2 | 3 | 4 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.