- Cтраница 1
- Черновая и получистовая обработка выполняется жестко закрепленным инструментом. [1]
- Черновая и получистовая обработка выполняется жестко закрепленным инструментом, так как цель этих операций заключается в удалении основной части припуска и придании правильного направления оси отверстия. [3]
 |
�гольчатая фреза. [4] |
Черновая и получистовая обработка цилиндрических поверхностей вращения ( валов) в большинстве случаев производится на станках токарной группы. Чистовая обработка этих поверхностей осуществляется на станках токарной и шлифовальной группы. Помимо этих наиболее распространенных способов находит применение фрезерование цилиндрических поверхностей вращения. Различают ряд схем фрезерования валов. Помимо этих движении фрезе может сообщаться продольная, радиальная или тангенциальная подача. Находят применение схемы охватывающего фрезерования при неподвижной обрабатываемой заготовке. [5]
Для черновой и получистовой обработки отверстий диаметром свыше 20 ми применяют стандартные квадратные резцы. Вылет резца регулируют специальной гайкой. [7]
При черновой и получистовой обработке, когда требуется сильное охлаждающее действие среды, применяют водные эмульсии.
Количество эмульсии, используемой в процессе резания, зависит от технологического метода обработки и режима резания и колеблется от 5 до 150 л / мин.
Увеличивать количество подаваемой жидкости рекомендуют РїСЂРё работе инструментов, армированных пластинками твердого сплава, что способствует РёС… равномерному охлаждению Рё предохраняет РѕС‚ растрескивания. РџСЂРё чистовой обработке, РєРѕРіРґР° требуется получить высокое качество обработанной поверхности, используют масла. Для активизации смазочных материалов Рє РЅРёРј добавляют активные вещества — фосфор, серу, хлор. РџРѕРґ влиянием высоких температур Рё давлений эти вещества образуют СЃ металлом контактирующих поверхностей соединения, снижающие трение — фосфиды, хлориды, сульфиды. РџСЂРё обработке заготовок РёР· С…СЂСѓРїРєРёС… металлов, РєРѕРіРґР° образуется стружка надлома, РІ качестве охлаждающей среды применяют сжатый РІРѕР·РґСѓС…, углекислоту. [8]
При черновой и получистовой обработке, когда необходимо иметь сильное охлаждающее действие среды, широко применяют водные эмульсии.
Увеличенную подачу жидкости используют при работе инструментов, армированных пластинками твердого сплава, что способствует их равномерному охлаждению и предохраняет от растрескивания.
РџСЂРё чистовой обработке, РєРѕРіРґР° требуется получить высокое качество обработанной поверхности, используют различные масла. Для активации смазок Рє РЅРёРј добавляют активные вещества — фосфор, серу, хлор.
РџРѕРґ влиянием высоких температур Рё давлений эти вещества образуют СЃ материалом контактирующих поверхностей соединения, снижающие трение, — фосфиды, хлориды, сульфиды.
При обработке заготовок из хрупких материалов ( чугунов, бронз), когда образуется элементная стружка, в качестве охлаждающей среды применяют сжатый воздух, углекислоту. [9]
Областью применения данных пластин является черновая и получистовая обработка деталей из чугуна конструкционных и легированных сталей.
Благодаря большому переднему углу ( после установки в державку) и стружколомающей канавке пластины обеспечивают завивание или ломание стружки и могут эксплуатироваться на станках малой жесткости. [10]
При сложной конфигурации заготовок колес черновую и получистовую обработку удобно проводить на многошпиндельных вертикальных токарных полуавтоматах с одинарной индексацией стола ( фиг. [11]
Сплав ТТ10К8Б целесообразно применять при черновой и получистовой обработке нержавеющих, маломагнитных сталей и некоторых марок жаропрочных сталей и сплавов. Он отличается повышенным сопротивлением тепловым и механическим циклическим нагрузкам. [12]
Фрезы СЃ крупным Р·СѓР±РѕРј применяют для черновой Рё получистовой обработки плоскостей, фрезы СЃ мелким Р·СѓР±РѕРј — для получистовой Рё чистовой обработки. [13]
В табл. 11 эти размеры приведены для черновой и получистовой обработки в зависимости от сечения резцов.
Ширина фаски для расточных резцов меньше, чем для проходных и подрезных, из-за меньшей их жесткости, а значит и работы с меньшей подачей. [14]
РџСЂРё полученном расчетном РїСЂРёРїСѓСЃРєРµ целесообразно разделить его РЅР° черновую Рё получистовую обработку РІ следующем соотношении: 0 7 — 18 РґР° 13 РјРј РЅР° черновую обработку Рё 0 3 — 18 РґР° 5 РјРј — РЅР° получистовую. [15]
Страницы: 1 2 3
Методы обработки заготовок. Обработка поверхностей заготовок
Основной задачей механической обработки при изготовлении деталей машин является достижение заданных чертежом размеров, формы, взаимного расположения поверхностей, шероховатости поверхности и их физико-механических свойств.
Для этого в современном машиностроении применяют различные методы воздействия на исходную заготовку: резание лезвийным и абразивным инструментом; поверхностное пластическое деформирование; тепловое, электрохимическое, электрофизическое и другие воздействия.
При обработке заготовки припуск снимается частями на различных операциях, с постепенным уменьшением величины операционного припуска по мере приближения размера обрабатываемой поверхности к заданному размеру по чертежу.
В связи с этим обработка заготовок может быть нескольких видов: обдирочная, черновая, получистовая, чистовая, тонкая и отделочная.
Виды обработки поверхностей
Обдирку используют для предварительной обработки крупных поковок и отливок 16— 18-го квалитетов точности с целью уменьшения погрешности формы и пространственных отклонений заготовок. Обдирка обеспечивает точность 15 — 16-го квалитетов, шероховатость поверхности Яа не более 100 мкм.
Черновую обработку применяют после обдирки, а также при обработке штампованных заготовок 2 —3-й групп точности и для отливок 15-го квалитета точности, ее выполняют в большом диапазоне точности 12—16-го квалитетов, шероховатость поверхности Яа 100…25 мкм.
Получистовую обработку обычно назначают для заготовок, у которых при черновой обработке не снят весь припуск, а также для заготовок, к точности которых предъявляются повышенные требования. Точность этой обработки — 11 —12-й квалитеты, шероховатость поверхности Ка 50.. 12,5 мкм.
Чистовую обработку применяют в виде разовой для заготовок, полученных точными методами (высокоточным литьем, точной штамповкой и др.). Иногда ее включают в технологический процесс как промежуточную под последующую точную или отделочную обработку. Точность чистовой обработки — 8 — 11-й квалитеты, шероховатость поверхности Rа 12,5… 2,5 мкм.
Тонкая обработка окончательно формирует высокую точность поверхностей заготовки, ее выполняют при весьма малых подачах. Шероховатость поверхности обработанной заготовки из стали Rа 2,5…0,63 мкм.
Отделочную обработку в основном применяют для обеспечения заданной шероховатости поверхности заготовки, на точность последней влияния она почти не оказывает Ее выполняют, как правило, в пределах допуска предшествующей обработки, что обеспечивает при различных методах и обрабатываемых материалах получение шероховатости поверхности Rа 0,63 ..0,16 мкм.
Далее приведены сведения о наиболее распространенных методах обработки, в основном окончательной, когда формируется точность и качество поверхности заготовок деталей. Эти методы могут быть сгруппированы следующим образом: обработка лезвийным и абразивными инструментами; обработка поверхностным пластическим деформированием; электрофизическая и электрохимическая обработка.
Наиболее распространенной в современном машиностроении является обработка поверхностей резанием, которая представляет собой совокупность обработки лезвийными и абразивными инструментами.
Обработка лезвийными инструментами наиболее экономически обоснована при резании металлов с твердостью до 45 НЯС, а абразивными инструментами более целесообразно вести обработку материалов высокой твердости.
В отдельных случаях лезвийными инструментами из синтетических сверхтвердых материалов обрабатывают детали с твердостью выше 45 НRС.
Режимы резания при точении фасок, что это — растачивание отверстий, все элементы режима работы резания при чистовом, тонком, продольном, твердом
26.03.2020
- Основные понятия для токаря
- Разновидности процесса
- Режимы при токарной обработке
- Основные параметры
- Технология растачивания отверстий
- Схемы обработки отверстий токарным точением
В статье расскажем про режимы и элементы резания при точении, про растачивание отверстий (расточные работы по металлу) на универсальном токарном станке, про основное затрачиваемое время. Также поговорим о том, что это такое, какие схемы и виды используются. Обработка цилиндрических металлических изделий – распространенная и востребованная операция по стали.
Основные понятия для токаря
Данная методика заключается в снятии верхнего слоя со стальной заготовки посредством режущего инструмента. Цель металлообработки – достижение определенных параметров и нужной степени шероховатости.
Технология заключается во взаимодействии двух подач – продольной и поперечной, чтобы добиться одновременного вращения изделия и перемещения резца. Помимо основной задачи на оборудовании можно выполнять ряд второстепенных процессов:
- нанесение внутренней и наружней резьбы;
- разрезание заготовки на две и более частей;
- создание канавок;
- координатно-расточные работы (горизонтальные и вертикальные), то есть тонкое растачивание отверстий;
- шлифование до обеспечения нужной степени шероховатости.
На аналогичных станках выполняют не только металлообработку, обработке подвергаются и другие материалы, в том числе дерево и пластмасса. Но наиболее востребованным является оборудование по стали.
Заготовки могут иметь цилиндрическую, конусообразную форму, в зависимости от того, как направлены полозья. Из них вытачивают такие детали, как:
- валы;
- шайбы;
- гайки;
- кольца для подшипников;
- зубчатые колеса (при наличии зубонарезной установки) и пр.
Технология активно используется как на производстве, так и в домашних условиях. Большинство заводов переходит с ручного управления на автоматизированное посредством ЧПУ – Числовое Программное Управление.
Основные стандарты прописаны в нормативном документе – ГОСТ 25762-83. Здесь указаны нормы работы, а также правила безопасности. Расчет мощности резания при точении и используемая технология выбирается в зависимости от прочности материала, длины заготовки и задач. При обработке чрезмерно длинного вала велика вероятность вибраций, поэтому процедура проводится на низких оборотах.
Действия самого станка заключаются в обеспечении вращательного движения (металлическая заготовка крепится с двух сторон) и подачи инструмента, которым может быть резец:
- отрезной;
- резьбовой;
- канавочный;
- расточный;
- проходной;
- фасочный и др.
Рабочая зона отличается повышенным количеством стружки. По этой причине токарные станки с ЧПУ часто оснащают устройством стружкоотведения, а также системой подачи смазки.
После окончания процесса оператор обязательно проводит контрольные измерения. Они заключаются в определении точных размеров посредством предельного калибра (в основном используется на серийном производстве) или штангенциркуля, или другого измерительного инструмента.
Для токаря важно правильно подобрать скорость и инструмент для металлообработки. Он должен быть из высокопрочной стали и всегда наточен.
При контакте с металлом происходит значительный нагрев в месте соприкосновения, силы сцепления нарушаются, верхний слой снимается, превращаясь в стружку.
Чтобы не убрать лишнее, необходимо оставлять припуски на токарную обработку при черновом и чистовом точении.
Теперь подробнее поговорим о том, какие стадии может проходить одна и та же заготовка.
Черновое твердое точение
Для начала скажем о том, что есть сверхчерновой вариант металлообработки, он же – обдирочный. В процессе обдирки происходит очень высокое напряжение на режущей кромке, в среднем около Q = 800/3000 см3 * мин-1. Первичные деформации происходят с активным выделением тепла и с высокой нагрузкой на сам резец – сила резания доходит до 10 000/60 000 N.
Это может вызвать деформирование инструмента с последующим выходом из строя – полная потеря твердости инструментальной стали.
Износ происходит быстрее и сильнее, когда деталь была произведена путем отливки или штамповки, поскольку эти методы металлообработки приводят к появлению твердых включений в материале, а удары об них существенно снижают длительность эксплуатации изделия.
При черновом режиме резания при точении фасок данные показатели немного ниже, но также остаются существенными, как и при обдирке. Мы рекомендуем выбирать резец в зависимости от стиля обработки.
При непрерывном контакте минимизируется количество ударов, но возрастает выделение тепла и сила резания: по этой причине следует выбирать инструмент с большим пределом термостойкости. Обычно, в таких сплавах минимален процент оксида углерода, это низкоуглеродистые соединения.
Они менее прочные, однако хуже подвергаются пластическим деформациям при нагреве.
Прерывистая техника подразумевает меньший контакт с заготовкой, а значит, более длительную эксплуатацию, поскольку шанс деформирования резца снижается. Но из-за циклических механических ударов хрупкий материал может быстро выйти из строя. Для таких черновых работ рекомендуется использовать инструмент из углеродистого сплава.
На данных двух этапах – обдирка и черновое точение, детали не имеют значения. Задача токаря – обтесать монолитный блок стали до необходимых размеров. При этом требуется оставить припуски, необходимые для последующей чистовой металлообработки – около 1 мм на все параметры. Шероховатость при этом не имеет значительного влияния, поскольку она не является конечной.
Получистовая обработка
Она необходима не повсеместно, в ряде случаев этот этап совершенно пропускается. Но когда требуется высокая точность изделия, то работы производятся с дополнительным промежуточным этапом.
Берется более узкий резец, который производит снятие мелкой стружки. Отметим, что чем меньше съем слоя, тем дольше срок эксплуатации инструмента. Это обуславливается меньшим контактом поверхностей и, соответственно, уменьшенной выработкой тепла.
В результате, деформации режущей кромки незначительны.
Отличительные черты высокоскоростного получистового точения:
- Скорость вращения заготовки и движения резца становится выше.
- Стружка тоньше.
- Контакт – непрерывный (в большинстве случаев).
- Снимается от 20 до 25 процентов припуска.
- Шероховатость 6,3…3,2 Ra.
- Фигура имеет форму, близкую к идеальной.
Отметим, что данная фаза металлообработки необходима для производства миниатюрных изделий, поскольку они имеют высокий класс точности. После изготовления деталь проходит стадию шлифовки и обретает эксплуатационную шероховатость – она значительно меньше исходной.
Операции для чистовой обработки поверхности
В большинстве случаев это итоговые процедуры. После идет только финишная шлифовка, также называемая тонкой.
Интересно, что для данного типа можно использовать те же резцы, что и для обдирки. Это характерно для машиностроения, особенно при обтачивании крупногабаритных валов. Меняется только скорость подачи. Приведем данные в таблице:
| Класс чистоты | 4 | 5 | 6 |
| Скорость подачи, мм/об | 0,5-0,9 | 0,25-0,6 | 0,15-0,4 |
Но с учетом большой поверхности нельзя быть уверенным, что один инструмент гарантирует 2-3 классы точности, поскольку естественный износ режущей кромки в ходе использования увеличивается, превышая установленный допуск. Решить эту проблему можно одним способом – сократить путь, который проходит резец по площади, а добиться этого возможно только увеличением подачи.
Второй вариант – работать широкими резцами на высокой скорости. Необходимо делать два прохода: первый на глубине 0,15 мм, второй – на 0,2 мм. Так можно добиться высоких результатов.
Геометрия режущего инструмента выбирается, исходя из материала. Чем выше предел прочности, тем уже угол кромки.
Чтобы уменьшить трение и тем самым предотвратить термические деформации, рекомендовано использовать смазку. Большинство токарей раньше применяли состав, в который входят:
- 60% олифы.
- 30% скипидара.
- 10% керосина.
Сейчас применяют готовую смазку или концентрат СОЖ. Шероховатость при чистовом точении после второго прохода – 3,2…1,6 Ra. Добиться такой точности (6, 7 класс) можно, используя пластинки из твердой стали марки Т 15 К6 и скорость 100 – 250 м/мин. При таких оборотах на резце не образуются наросты, а значит, нет дефектов.
Если материал заготовки обладает высокой твердостью, то используют сплав Т 15 К4 – он еще более устойчив к температурным изменениям, поэтому можно развивать вращение до 400 – 500 м/мин.
При работе с чугуном применяют керамику. Такие пластины редко используются из-за своей дороговизны и быстрого износа, но для чугунных изделий с максимальным классом точности они не заменимы.
Дюймовая резьба UNF | Крепёж UNF (болты, гайки, шайбы)
Стоит отметить что в данный момент широкое распространение получили токарные резцы с механическим креплением пластин. На рынке огромный выбор токарных резцов со сменными пластинами и твердосплавных сменных пластин различных форм и сплавов.
Что называется тонким точением: шероховатость и особенности
В ряде случаев процедура полностью заменяет шлифование, поскольку высококлассный токарь может добиться 1 – 2 класса точности и 8 – 10 – чистоты. Процесс срезания тончайшей стружки проходит при максимальной скорости вращения и минимальной подачей. Обязательным условием является хорошая наладка оборудования:
- биение шпинделя (вибрации) не более 0,005 мм;
- число оборотов – не менее 2 000 в минуту;
- точность установки резца не превышает 0,01 мм.
Инструменты изготавливаются из сталей марок ВК2, БКЗМ и Т30К4. Первые две больше подходят для высокопрочных материалов, чугуна.
Добиться высокой точности можно на станках, оснащенных ЧПУ. осуществляет продажу и наладку оборудования с числовым программным управлением. При использовании станков с ЧПУ необходимо написать программу изготовления детали, используя G и М коды М команды, и загрузить их в систему ЧПУ.
Восстановление отверстий наплавкой
При восстановительной расточке цилиндрических поверхностей их диаметр значительно увеличивается, иногда на несколько миллиметров.
И если при ремонте двигателей внутреннего сгорания эта проблема решается посредством использования ремонтных поршней и гильз большего размера, то для прочих видов техники черновой размер отверстия восстанавливается путем нанесения на его поверхность слоя металла.
Для этих целей применяют различные виды сварки, а также напыление и лужение. После восстановления размера отверстия наплавкой оно растачивается до требуемых размеров.
Эта технология является одной из самых распространенных, поэтому производители ремонтного оборудования помимо расточных и сварочных установок предлагают потребителям комплексные решения: расточно-наплавочные комплекты различных размера и мощности.
Приходилось ли кому-нибудь на практике участвовать в расточке отверстий на мобильных расточных станках? Если да, то расскажите, пожалуйста, в х, как крепятся и выставляются такие устройства, а также как регулируются у них точность и соосность.
Режимы при токарной обработке
Токарь выбирает технологию в зависимости от множества факторов:
- материал заготовки, его прочность;
- параметры цилиндра;
- точность наладки станка;
- используемый резец и пр.
В соответствии с этим регулируется скорость вращения, подача и некоторые другие факторы. Рассмотрим ниже.
Основные параметры
В основном они меняются в зависимости от экономической целесообразности процесса, а именно:
- производительности – как много деталей за короткий срок можно изготовить;
- качества – отсутствие дефектов и достижение высокой точности согласно ГОСТ;
- себестоимость и конечная стоимость изделия;
- износ оборудования;
- срок эксплуатации резцов;
- нормы безопасности на производстве.
В связи с этим высокоскоростное точение конуса или цилиндра на токарном станке на пределе возможностей – не всегда выгодное решение. Опишем основные параметры.
Глубина
Это размер срезанной стружки. Его заранее определяют, чтобы оставить припуск. В технических расчетах определяется по формуле: t = (D-d)/2, где:
D – диаметр заготовки; d – размер итоговой детали.
Осуществляется процедура обычно в 2 подхода, отсюда деление глубины резца на два.
Подача
Это поперечное перемещение резца по направляющим. Не всегда высокая скорость – это хорошо.
Обычно производительность напрямую зависит от нее, но, к примеру, при повышении класса точности она должна быть невысокой, только так можно добиться правильной шероховатости.
Существует продольное точение – это самый стандартный вид, когда вращается заготовка, а инструмент передвигается по линии. Второй тип, когда сам резец имеет два движения – горизонтальное и вращательное, применяется при сверлении и растачивании отверстий.
Скорость
Фактически это то, сколько метров поверхности будет обработано при перемещении режущей кромки на 1 мм. Параметр прямо зависит от количества оборотов заготовки и от подачи. Определяется по формуле:
Скорость резания при точении – таблицы для черновой и чистовой металлообработки:
—
Технология восстановления отверстий расточкой
С помощью расточки восстанавливают цилиндрические поверхности, подвергшиеся износу в процессе интенсивной эксплуатации. Такой ремонт может выполняться как в стационарных условиях на токарных и расточных станках (вертикальных и горизонтальных), так и с помощью мобильных установок в полевых условиях.
Токарные станки незаменимы в тех случаях, когда необходимо восстановить точность и соосность нескольких посадочных отверстий. А расточные обычно применяют в тех случаях, когда требуется повышенная точность или деталь имеет большие габариты.
Наглядным примером массового использования вертикально-расточных станков при ремонте оборудования является восстановление поверхностей цилиндров блоков двигателей внутреннего сгорания.
Мобильные установки применяют для расточки цилиндрических поверхностей непосредственно на месте эксплуатации техники. Этим способом растачивают отверстия в проушинах ковшей горной техники, поверхности вращения шахтных машин, фланцы и запорную арматуру действующих трубопроводов, посадочные места энергетического оборудования и многое другое.
Типичная мобильная установка состоит из электропривода со шпинделем и патроном, борштанги с режущим инструментом, задней и промежуточных опор. Все ее компоненты крепятся непосредственно на изделие, а жесткость, точность и соосность обеспечиваются борштангой.
Технология растачивания отверстий
Аналогичная процедура возможна посредством сверления, рассверливания или зенкерования, но такой метод обычно не позволяет достичь максимально верных размеров, а также требует специального оборудования.
Работы позволяют добиться 8 – 10 квалитета точности и 0.8…3.2 мкм шероховатости.
Особенности процесса:
- Токари используют расточные резцы.
- Небольшой съем припуска с заготовки.
- Отведение стружки и подача смазки затруднены.
- Уменьшенная скорость резания.
Растачивание глухих отверстий
При расточке глухих отверстий применяют проходные упорные резцы или оправки с наклонными режущими пластинами. В обоих случаях возникает проблема обработки дна (внутреннего торца) отверстия, т. к. на его середине остается небольшая коническая зона, не затронутая резцом. Поэтому такая расточка выполняется в следующей последовательности:
- сверление (или рассверливание отверстия) до максимально возможного диаметра;
- черновая расточка, после которой остается припуск в несколько миллиметров;
- обработка дна отверстия специальной торцевой подрезкой до необходимой чистоты;
- чистовая расточка до заданного размера.
При глухой расточке особое внимание уделяется обработке вблизи дна отверстия. Поэтому за 5 мм до достижения полной глубины подача должна снижаться, а последний участок желательно проходить в ручном режиме. Проходные резцы применяют только при небольших глубинах расточки (100÷150 мм). Во всех остальных случаях используются расточные головки различных типов.
Прогрессивные методы обработки поверхностей
Технологические задачи механической обработки делятся на три группы. Первая группа связана с обеспечением требуемого взаимного расположения поверхностей детали, вторая группа — с формой геометрических элементов, третья группа — с формированием в поверхностном слое детали состояния, требуемого по условиям эксплуатации.
Точность взаимного расположения поверхностей обеспечивается выбором технологических баз и соответствующей установкой детали относительно движущегося инструмента.
Снижение погрешности формы и состояние поверхностного слоя после обработки достигаются за счет соответствующей жесткости и точности оборудования, выбора инструмента и режимов обработки.
При черновой механической обработке снимают основную часть операционного припуска. Заданную точность размеров и близкую к нормативной шероховатость поверхностей достигают в результате чистовой обработки. Финишные методы обработки обеспечивают формирование состояния поверхностного слоя изделий, требуемого по условиям их эксплуатации.
Методы механической обработки
Лезвийная обработка поверхностей точением
Каждый метод обработки отличается кинематикой процесса, формой поверхностей резания, образуемых при движении режущих инструментов относительно заготовки.
С переходом от предварительных методов к чистовым и финишным кинематика процесса, как правило, усложняется, увеличивается число режущих элементов на рабочей поверхности инструмента, что в свою очередь приводит к усложнению формы поверхностей резания и росту их числа на единицу площади обрабатываемой поверхности.
При переходе от точения к шлифованию число поверхностей резания на единицу площади увеличивается от 8-30 до 20000 (табл. 1.1), при переходе от шлифования к суперфинишированию с учетом уменьшения зернистости инструмента — от 1000-20000 до 2000-40000 [6].
Финишная механическая обработка выполняется механическими методами -лезвийным и абразивным инструментами, а также физико-техническими методами.
Одновременно с расширением номенклатуры труднообрабатываемых материалов, учитывая ужесточение экономических и технических требований к эффективности процессов обработки, совершенствуются существующие и разрабатываются новые композиты для оснащения инструментов, используемых в технологиях механической и физико-технической обработок (рис. 1.1). Инструмент во многом предопределяют возможности таких технологий.
- Ьг
- Окси шал шрамикі
- ЛКЛ
киї»
- Смеиіпінсзя керамика
- Кермит с ЖНфЫТИси
- Твердый сила!) с алмазним нокрьпием
- ГаердыЛ
- C1LK1S
- Нитридная керам нм
- Кермет
- Ул пр: чслМНерниспЫ»!
- і вердын сплав с мокры і нем
- У и. громе иопэерннстый твердый СП,тли
- Твердый сплав
- с покрытием
/ i ia.ii. с покрытием
быстрорежущая ставь
Таблица 1.1. Влияние метода обработки иа число поверхностей резания
| Метод обработки | Число режущих элементов на рабочей поверхности инструмента | Число поверхностей резания на 1 мм2 обрабатываемой поверхности |
| Обтачивание: | ||
| черновое | 1 | 1-4 |
| чистовое | 1 | 4-8 |
| тонкое | 1 | 8-30 |
| Фрезерование: | ||
| черновое | 8-50 | 2-8 |
| чистовое | 8-50 | 8-16 |
| Шлифование: | ||
| черновое | 1-5* | 2-100 |
| чистовое | 5-50* | 100-1000 |
| тонкое | 50-1000* | 1000-20000 |
* Число элементов на 1 мм2 поверхности инструмента.
Вязкие! 1>, прочноеи, при имибе
Рис. 1.1. Области применения материалов для оснащения инструментов
При учете технологических возможностей различных методов обработки технологическая цепочка изготовления деталей может включать в себя как лезвийную или абразивную обработки, так и последовательную совокупность лезвийной и абразивной обработок или лезвийной, абразивной и физико-технической обработок. Набор технологических переходов обусловлен требованиями, предъявляемыми к обрабатываемому изделию.
При разработке технологических процессов формообразования деталей необходимо принимать во внимание не только особенности операций размерной обработки, но и специальные требования по обеспечению необходимой точности размеров и формы поверхностей и их расположения относительно других поверхностей.
При механической обработке деталей припуск на различных операциях обычно снимается частями с постепенным уменьшением величины операционного припуска по мере приближения размера обрабатываемой поверхности к заданному размеру по чертежу.
Поэтому обработку заготовок подразделяют на несколько видов: обдирочная, черновая, получистовая, чистовая, тонкая, отделочная. Две последние операции можно объединить понятием «финишная обработка».
Рассмотрим основные характеристики данных видов обработки в порядке последовательности их использования.
Обдирочная обработка. В общем случае применяется для заготовок крупных деталей 16-18-го квалитетов точности (поковки, отливки 3-го класса точности). Она уменьшает погрешности формы и пространственных отклонений грубых заготовок. Достигается точность 15-16-го квалитетов, а шероховатость поверхности Ra > 100. Иногда применяется для обработки крупных наплавленных деталей.
Черновая обработка. Используется для заготовок, подвергшихся обдирочной операции, а также для крупных штампованных заготовок 2-3-й групп точности и для отливок 2-го класса точности (соответствует 15-му квалитету точности).
Обработка выполняется в большом диапазоне точности 12-16-го квалитетов. При этом величина макроотклонений составляет до 160-500 мкм на 1 м длины, шероховатость поверхности характеризуется параметрами Ra 12,0-40,0 и Sm 0,32-1,25 мм.
Черновое точение применяют для обработки поверхностей с припуском на предварительную обработку свыше 5 мм
Получистовая обработка назначается для заготовок, у которых при черновой обработке не может быть снят весь припуск.
Кроме того, ее назначают для заготовок, к точности которых предъявляются повышенные требования, что вызывает необходимость уменьшения операционных припусков и увеличения количества операций обработки.
Точность этого вида обработки — 11-12-й квалитеты, шероховатость поверхности изделий Ra 2,0-16,0 и Sm 0,16— 0,40 мм. Получистовое точение применяют в качестве окончательной обработки после чернового точения либо как метод промежуточной обработки перед последующей отделочной обработкой.
Чистовая обработка применяется как окончательный вид обработки для тех поверхностей, заданная точность которых соответствует точности, достигаемой чистовой обработкой. Операция чистовой обработки может быть также включена в технологический процесс как промежуточная стадия под последующую тонкую (отделочную) обработку.
Точность чистовой обработки -8-10-й квалитеты, макроотклонения составляют 40,0-100,0 мкм на 1 м длины, шероховатость поверхности Ra 0,8-2,5 и Sm 0,08-0,16 мм. Применяется также в качестве промежуточной стадии обработки под последующую отделку.
Однократной чистовой обработке подвергают заготовки и поверхности, полученные точными методами (кокильное литье, штамповка по первой группе точности и др.), на режимах, близких к режимам чистовой обработки.
Тонкая обработка — один из видов обработки, окончательно формирующий высокую точность поверхностей заготовки. Выполняется при малых значениях операционного припуска и подачах (0,05-0,15 мм/об), высоких скоростях резания и малых глубинах резания (0,05—0,5 мм), что обеспечивает высокую точность.
Шероховатость поверхности обработанной стальной заготовки Ra 0,63-2,5. Тонкое точение (растачивание) обеспечивает высокую точность при незначительной шероховатости цилиндрических, конических, сферических, плоских торцевых и фасонных поверхностей вращения.
Суть данной обработки или растачивания заключается в снятии стружки очень малого сечения при высоких скоростях резания. Скорость резания при тонком точении находится в пределах 100-1000 м/мин в зависимости от обрабатываемого материала. Для чугунных заготовок она составляет 100-150 м/мин, для стальных — 150-250 м/мин, а для заготовок из цветных сплавов — до 1000 м/мин и выше.
Подача при обработке для предварительного прохода устанавливается 0,15 мм/об, а для окончательного прохода — 0,01 мм/об. Соответственно глубину резания принимают 0,2-0,3 и 0,05-0,01 мм.
Малые сечения снимаемой стружки обусловливают незначительные силы резания и нагрев заготовки. При таких условиях исключается получение значительного деформированного слоя на обрабатываемой поверхности, а также не требуется больших усилий для закрепления заготовки.
Малые силы резания не вызывают существенного упругого отжатия технологической системы, которое могло бы повлиять на точность обработки. Вследствие указанных особенностей тонкое точение устойчиво обеспечивает 6-8-й квалитеты точности, а при обработке заготовок из цветных металлов и сплавов точность достигает 5-6-го квалитетов.
Шероховатость обработанной поверхности у заготовок из черных металлов Ra 0,63-2,50, а при обработке цветных сплавов ее можно снизить до 0,16-0,32.
Тонкое растачивание широко применяется для обработки точных отверстий под подшипники качения и скольжения, отверстий у коробок передач, задних мостов, отверстий у шатунов, цилиндров двигателей и компрессоров и т. д.
Тонкое точение часто применяется перед такими операциями, как шлифование, хонингование, суперфиниширование, полирование, и осуществляется на специальных высокооборотных (10-15 тыс. об/мин) станках высокой точности и жесткости (радиальное биение шпинделя не больше 0,005 мм).
Резцы оснащаются твердыми сплавами, монокристаллами алмаза, ПСТМ на основе алмаза и КНБ, другими инструментальными материалами с высокой износостойкостью. Алмазные резцы применяют на операциях тонкого точения деталей из цветных металлов и сплавов, обеспечивая точность 6-го квалитета и шероховатость Ra 0,016-0,040.
Алмазные резцы имеют стойкость, превышающую стойкость твердосплавного инструмента в десятки раз, и могут длительное время работать без поднастройки и регулировки.
Отделочная обработка применяется в основном для получения заданной шероховатости поверхности заготовки. На точность заготовки влияния не оказывает. Выполняется, как правило, в пределах допуска предшествующей обработки. При различных методах и обрабатываемых материалах обеспечивает получение шероховатости поверхности Ra 0,16-0,63.
Особым видом обработки является АМТ — один из наиболее перспективных методов финишной механической обработки [7].
АМТ принято называть точение алмазным монокристальным резцом зеркальных поверхностей при глубине резания 0,1-5,0 мкм.
При этом достигается точность обработанной поверхности со среднеквадратичным отклонением формы до 0,04-0,10 мкм (Х/6-Х/50 при X = 0,6328 мкм) и шероховатость до Rz. 0,004-0,010.
АМТ позволяет создать зеркальную оптическую поверхность с коэффициентом отражения до 96% и реализуется с использованием оборудования сверхвысокой точности. На рис 1.2 представлен стенд МО 1045 (СКТБ ИСМ НАН Украины) [7].
Стенд оснащен системой управления процессом микроточения. Неотъемлемой частью управления являются системы реального времени и обратной связи. Установлены оптические датчики линейных и угловых перемещений.
Использование оптических энкодеров совместно с квадратурной системой регистрации сигнала дает точное определение скоростных параметров и параметров положения рабочих органов. Измерения ведутся по независимым каналам, что также положительно влияет на точность результатов. Используются синхронные сервомоторы и приводы к ним.
Визуализация процессов, расчет заданий производятся на промышленном компьютере. Во время точения оператор имеет возможность наблюдать за положением резца.
Контроль точности поверхности выполняется интерферометром (например, ИКД 110), установленным на гранитной станине стенда.
Стенд установлен на виброзащитных опорах. Собственная частота вертикальных колебаний системы станина-виброзащитные опоры составляет 1,0-1,5 Гц. Давление воздуха в рабочих камерах 0,1-0,4 МПа.
АМТ осуществляется с применением алмазных монокристаллических резцов, изготовленных из натуральных алмазов достоинством 0,8-2,0 кар [7]. Обычно используются алмазы с габитусом: октаэдр, куб, ромбододекаэдр, тетраэдр. При изготовлении резца необходимо учитывать кристаллографиче-
Рис. 1.2. Стенд алмазного микроточения МО 1045
ские особенности монокристаллического алмаза. Величина радиуса округления резца не должна превышать 30-300 А.
Лезвийным инструментом с режущей частью из твердых сплавов в большинстве случаев можно выполнять экономически обоснованную обработку металлов с твердостью до 45 HRC, с режущей частью из керамики и сверхтвердых композитов (металлы с твердостью 40-65 HRC), а абразивными инструментами целесообразно вести обработку материалов высокой твердости.
Загрузка...
