82

Способы обработки деталей фрезерными лезвиями и другими способами

Шпаргалка

Производство и промышленные технологии

Методы обработки резьбы лезвийным инструментом. Особенности и технологиче-ские возможности. Способы нарезания прямозубых конических колес методами копирования. Резание материалов с наложением вибраций.

Русский

2012-11-14

1.55 MB

86 чел.

1. Точность механической обработки и способы ее достижения.

Точность является основной характеристикой деталей машин и определяет степень развитости производства и его культуры, которую косвенно можно характеризовать коэффициентом запаса точности.

На всех этапах техпроцесса неизбежны те или иные погрешности, поэтому достижения абсолютной точности невозможно. В различных видах производства высокая точность обеспечивается по- разному. В практике применяется три способа получения заданной точности:

  1.  метод пробных стружек (проходов);
  2.  инструментом, установленным на заданный размер;
  3.  автоматический способ получения размеров.

Первый способ применяется в единичном, мелкосерийном и серийном производствах. Рабочий выполняет индивидуальную настройку, проверяя ее правильность снятием стружки с небольшого участка обрабатываемой поверхности. Обеспечение точности обработки зависит от высокой квалификации рабочего и его интуиции. Пример: обрабатываем диаметр d на длине  l. Берем мелкую стружку, делаем небольшой проход. Измеряем действительный диаметр и в соответствии с ним корректируется положение инструмента по нимбу станка и обрабатывается весь участок диаметром d. Необходимо чтобы глубина пробного прохода как можно меньше отличалась от действительной глубины резания, вследствие возникновения упругих отжатий инструмента.

2. Настройкой инструмента занимается рабочий высокой квалификации- наладчик. Функции рабочего- исполнителя сводятся к установке/снятию заготовки, вкл./выкл. станка.

В серийном и крупносерийном производствах обработка ведется на настроенных наладчиками станка, они обеспечивают требуемую точность обработки.

3. Станок оснащается специальным устройством- автоподналадчиком, который выполняет принудительную корректировку положения инструмента. Чем выше точность обработки, тем чаше приходится поднастраивать станок, что приводит к потере времени, поэтому в массовом производстве используются автоподналадчики. Точность настойки 5 мкм.            «-»сложное и дорогостоящее устройство.

Различают экономическую и достижимую точность. Под экономической точностью механообработки понимают такую точность, которую можно достичь в нормальных производственных условиях при минимальной себестоимости. Работа предусматривается на исправных станках нормальной точности с использованием приспособлений, при нормальной затрате времени. Под достижимой точностью понимают такую точность, которую можно достичь в особых наиболее благоприятных условиях рабочими высокой квалификации при значительно больших затратах времени.


2. Источники возникновения погрешности при механической обработке.

В процессе обработки на точность влияют следующие факторы:

  1.  неточность станка, приспособления и инструмента; износ инструмента;

способ настройки инструмента на размер; погрешность установки заготовок, приспособлений; жесткость системы СПИД; температурные деформации, остаточное напряжение, размеры деталей и точность измерения.

Неточность станка, приспособления и инструмента непосредственно отражаются на точности обработки, являясь систематическими постоянными погрешностями, которые можно уменьшить и даже сделать = 0 заменой на другой станок или инструмент или доработкой имеющегося.

Износ инструмента сказывается на точности обработки, увеличивая или уменьшая размеры деталей по мере износа. Наибольшее влияние оказывает износ по задней поверхности.

Способ установки инструмента на размер также оказывает влияние. Для повышения точности обработки необходимо повысить точность настройки режущего инструмента. Для этого на станках с ЧПУ применяются специальные оптические приспособления.

Погрешность установки заготовки геометрически складывается из погрешности базирования и погрешности закрепления. Эти погрешности являются систематическими постоянными.

Влияние жесткости системы СПИД на точность. В процессе обработки положение инструмента относительно деталей и узлов станка меняется, меняется и жесткость системы, создавая сложную картину деформации отдельных элементов системы. Жесткость – отношение силы к величине деформаций  j = P/y, кг/мм.

(Привести пример про тонкий валик, обрабатываемый в центрах).

Большое влияние на точность обработки, особенно нежестких деталей оказывает усилие зажатия, а также способ закрепления деталей. Пусть втулка диаметром 80 мм зажимается в трехкулачковом патроне, следовательно наружный диаметр деформируется (обрабатываемый внутренний диаметр 70 мм).

Из-за перераспределения напряжений наружный контур после раскрепления станет цилиндрическим, а внутренний деформируется. Таким образом при длине втулки 20 мм и усилий зажатия 15 кг получается погрешность = 0,08мм. Чтобы уменьшить погрешность необходимо уменьшить удельное давление на поверхность детали, закрепив ее в цанге. Чтобы сделать поверхность = 0, необходимо чтобы данная поверхность не испытывала напряжений от усилий зажатия. Степень жесткости  инструмента также оказывает большое влияние на точность обработки, особенно при работе на настроенных станках (автоматы, полуавтоматы, ЧПУ). Токарные резцы для этих станков изготавливаются большего сечения из стали 40 Х и державка обрабатывается до твердости 40…45 HRC в то время как твердость обычной державки из стали 45НВ 180…220.

Температурные деформации сказываются при чистовой и окончательной обработках. В процессе обработки нагревается станок, деталь и вся система СПИД, поэтому при обработке очень точных деталей станок выводят на тепловое равновесие. Особо точные детали контролируются спустя неск-ко часов после их обработки, чтобы деталь полностью остыла.

Внутренние напряжения остаются в детали после любого вида обработки. В процессе эксплуатации или вылеживания на складе происходит перераспределение внутренних напряжений и короблений деталей, поэтому для ответственных деталей стараются получить как можно меньше по величине остаточное напряжение, выполняя отделочные виды обработки (полирование, суперфиниш).


3. Методы оценки погрешностей обработки

Факторы, вызывающие погрешности обработки могут по разному влиять на величину выдерживаемого размера у последовательно обрабатываемых деталей. В связи с этим различают систематические и случайные погрешности . Систематические – погрешности, которые остаются неизменными в процессе обработки (постоянная погрешность) или систематически изменяются при переходе от одной обрабатываемой детали к другой (переменные погрешности – износ р.и.).

Случайные – погрешности, величину и направление которых нельзя заранее предвидеть, т.к. ее появление не подчиняется какой либо видимой закономерности. Их нельзя определить точно предварительно и они действуют независимо друг от друга.  Возникают вследствие колебания твердости, непостоянства припуска, погрешностей положения заготовки в приспособлении, колебаниями температурного режима, погрешности установки рабочих органов станка, состояния реж. кромки инструмента, непостоянства упругих перемещений из-за непостоянства сил резания.

Систематические- для всех деталей обраб. партии остаются постоянными или закономерно изменяющимися при переходе от одной обраб. заготовке к другой. Причины:  неточность, износ и деформация приспособлений, станка, инструм., деформация заготовки под действием сил резания, тепловые процессы в технологической системе, погрешность теоретической схемы базирования.

Для оценки влияния той или иной погрешности на величину удерживаемого размера в практике используют вероятностно- статистические, расчетно- аналитические и расчетно-статистические методы.

1. В основе- использование кривых распределения. Применяется при изготовлении больших партий детали, позволяет оценивать первичные погрешности и общую погрешность. Не вскрывает физическую сущность явления, сего помощью трудно управлять процессом обработки.

2. Основан на зависимости эмпирических зависимостей и формул, устанавливает связь между параметрами процесса и точностью обработки, показывает физику процесса, используется в условиях мелкосерийного и серийного производства.

3. Объединяет достоинства первых двух, используется при любом типе поизводства. Первичные погрешности оцениваются расчетно- аналитическим или вероятностно- статистическим методом, общая рачитывается по правилам суммирования погрешностей.  

Расчетным методом определяют систематические постоянные или переменные погрешности. Статистический метод используют для определения случайных погрешностей. Этим методом пользуются при обработке на настроенных станках. Для этого берут партию деталей в интервале 25-100 шт. мера и оценки случайной погрешности является среднеквадратичное отклонение . Расчеты показывают, что в интервале 3 лежат 99,73% годных деталей (закон нормального распределения) величину 3 принимают за числовую характеристику данного метода. Поле рассеивания

Законы рассеивания:

  1.  Закон нормального распределения (ω = 6).-на формирование точности влияет большое число случайных факторов, среди которых нет доминирующего.Обработка по 8-9 квалитету.
  2.  Закон равной вероятности (ω = 2). – есть доминирующая погрешность. Обработка по 5-6 квалитету.
  3.  Закон Симпсона(треугольника) (ω = 2). – погрешность обусловлена недостаточной жесткостью системы. Обработка по 7-8 квалитету.  
  4.  Закон эксентритета( Релея)  (ω = 3,44)-биение, отклонение от соосности, овальность..  
  5.  Композиция распределения- реальные кривые распределения.

Случайные погрешности складываются геометрически, систематические- алгебраически, систематические и случайные- арифметически( без учета знака). В общем случае при наличии случайной и систематической погрешности имеем суммарную погрешность обработки   = 6станкауст. Для получения 100% годных деталей необходимо, чтобы допуск деталей был значительно больше  . Если условие не выполняется, то в первую очередь уменьшают систематические постоянные погрешности (погрешность базирования). Затем необходимо уменьшить систематические переменные погрешности за счет использования более износостойкого инструмента, Систематические погрешности можно уменьшить и даже свести к 0.

Случайные погрешности можно уменьшить, но полностью исключить нельзя. Для их уменьшения необходимо:

1)предъявлять повышенные требования к точности заготовки, ее физико-механических свойств;

2)применять зажимные приспособления с постоянным усилием зажатия;

3) использовать измерительные приборы с постоянным измерительным усилием;

4) вести обработку на станках повышенной жесткости более жестким инструментом.


4. Суммарная погрешность обработки и её составляющие.

Систематическая – погрешность, которая остается постоянной или систематически изменяется после обработки каждой детали (погрешность профиля фасонного инструмента – сист. постоянная погрешность, износ – сист. переменная погрешность)

Случайная погрешность – величину и направление нельзя заранее предвидеть, т.к. её появление не подчиняется законам (погрешность вызванная непостоянством припуска)

Для получения 100% годных деталей необходимо :  дет  . Если Тдет , то необходимо уменьшать .

В общем случае, при наличии систематических и случайных погрешностей, имеется суммарная погрешность обработки, которая определяется совокупностью всех факторов, имеющих место в процессе обработки:

,

где    - мгновенное поле рассеивания размера: у- поле рассеивания вследствие упругих деформаций; из - износ режущего инструмента; ст- геометрическая неточность станка; т - тепловые процессы в тех. системе.

- погрешность установки заготовки, возник при каждом новом закреплении заготовки.

- погрешность настройки

см - смещение центра группирования относительно настроенного размера;

рег - связано с погрешностью регулирования положения реж. Инструмента, зависит от испол-х средств настройки.

изм - погрешность измерения.

1. В первую очередь уменьшают сист т.к. она заранее известна и известны пути её уменьшения. Сначала необходимо уменьшить погрешность базирования. Изменением базовых поверхностей можно сделать её равной нулю.

2. Выполняют подналадку станка, тем самым уменьшают смещение центра группирования

3.Уменьшают значение за счет установки другого, более жесткого и точного станка, приспособления и инструмента.


5. Экономическая и достижимая точность.

 

Точность – характеристика деталей машин, определяющая степень развития производства, о ней судят по коэффициенту запаса точности: К=Тдет/w>1

Экономическая точность – точность достигаемая в нормальных условиях на станках нормальной точности, рабочим нормальной квалификации с использованием приспособлений режущего, измерительного инструмента по ГОСТ.

Достижимая точность – точность достигаемая в особо благоприятных условиях при испытании оборудования повышенной точности, с участием рабочих высокой квалифиции, при увеличенных затратах времени.(указывается в паспорте станка)


6. Качество обработанной поверхности и факторы его характеризующие.

При резании обрабатываемая поверхность испытывает действие сил резания и температур. В результате этого в поверхностном слое происходит пластическое деформирование и структурные превращения. Чем > силы резания и температура, тем > глубина дефектного слоя, имеющего характеристики, отличные от основного металла. Данный слой оказывает > влияние на работу детали в узле или машине. Качество поверхности можно охарактеризовать тремя факторами:

  •  геометрические параметры(шероховатость и волнистость);
  •  физико-механические характеристики поверхностного слоя;
  •  относительной опорной способностью поверхности.
  1.  шероховатость характеризуется параметрами Rz и Ra(высотные параметры). Примеры: 4 класс шероховатости - Rz40, 6 класс шероховатости – Ra2,5;
  2.  физико-механические свойства характеризуются: глубиной деформированного слоя H; остаточными напряжениями (величиной и знаком , при обработке резанием всегда напряжения растяжения); твердостью и структурными превращениями – в поверхностном слое можно выделить три зоны:

а)   зона резко выраженной деформации – хар-ся значительным искажением кристаллической решетки, измельченными зернами, высокой микротвердостью;

б)   зона деформации – хар-ся вытянутыми зернами и пониженной микротвердостью;

в)   переходная зона – представляет плавный переход к нормальному строению металла.

Величина деформированного слоя при черновой обработке до 300мкм, при чистовой – до 50 мкм.

Качество поверхности влияет на следующие характеристики:

  1.  износоустойчивость трущихся пар;
  2.  надежность сопряжения;
  3.  усталостная прочность;
  4.  сопротивление коррозии.

Износоустойчивость поверхности напрямую связана с  величиной шероховатости, твердостью и опорной способностью поверхности. Для конкретных условий обработки, материалов, смазки характерно оптимальное значение величины шероховатости.

Надежность сопряжения также зависит от высоты микронеровностей, особенно для прессовых посадок. С увеличением высоты микронеровностей надежность соединения падает, т.к. при смятии гребешков натяг становится меньше. Величина натяга = d-В-2,4Rz.

Усталостная прочность также зависит от высоты микронеровностей, т.к. во впадинах происходит концентрация напряжений, которые могут превышать предел прочности металла, в результате образуется микротрещина. Поэтому для повышения надежности у ответственной детали обрабатывают точно даже нерабочие поверхности.

Коррозионная стойкость зависит от шероховатости поверхности при работе детали в обычных атмосферных условиях. Чем чище поверхность, тем выше коррозионная стойкость. В агрессивной среде величина шероховатости не оказывает заметного влияния на  коррозионную стойкость.


7. Влияние технологических факторов на шероховатость поверхности.

На величину шероховатости влияют следующие факторы:

  1.  подача;  
  2.  скорость резания;
  3.  геометрия р.и.;
  4.  материал детали;
  5.  наростообразование;
  6.  трение задней поверхности, СОЖ;
  7.  вибрации.

Подача.  С увеличением подачи увеличивается высота микронеровностей, вследствие, копирования движения режущей кромки инструмента.

Скорость резания влияет неоднозначно.

Геометрия инструмента в большой мере сказывается на величине шероховатости, в первую очередь – радиус при вершине r, затем и , и другие углы. Для уменьшения шероховатости нужно увеличивать радиус при вершине, сделать равным  . Такие резцы удобно использовать при чистовой обработке.

Обрабатываемый материал и его физико-механические характеристики в значительной мере влияют на шероховатость. Пластичные материалы при обработке дают более высокие микронеровности, чем твердые, т.к. пластичные зерна не срезаются, а деформируются, наволакиваются друг на друга. Для повышения чистоты необходимо охрупчить поверхность(введение S или P,    т/о (улучшение)).

Влияние СОЖ оказывает > действие, особенно при чистовой обработке, а также при обработке вязких, пластичных и высокопрочных металлов. Для каждого вида обработки разработаны различные СОЖ. Существуют СОЖ обладающие охлаждающим действием на основе воды, с добавлением минерального масла, или СОЖ с ярко выраженным смазывающим действием – твердые смазки(MoS2, соли жирных кислот и др.). Среднее положение занимают СОЖ , обладающие смазывающим и охлаждающим действием – на основе минеральных масел с добавками S и Р(сульфофрезол). Как правило, применяются при чистовой обработке лезвийным инструментом. При разработке т/п  подбирают вид смазки в зависимости от вида обработки, р.и., материала режущей части и детали и от того. Какая доля тепла уходит в деталь.

Вибрации оказывают, как правило, отрицательное воздействие на процесс резания ухудшая качество и точность обработанной поверхности, за исключением некоторых случаев при обработке высокопрочных материалов.

Для уменьшения вибраций необходимо:

  •  увеличить жесткость системы СПИД;
  •  правильный выбор геометрии(применение виброгасящей фаски);
  •  правильный выбор режимов резания;
  •  выбор виброгасителя;
  •  подбор СОЖ;
  •  правильный выбор т/о детали.


8.
 Формирование поверхностного слоя методами технологического воздействия.

При разработке т/п технолог целенаправленно формирует поверхностный слой детали рядом последовательно выполняемых операций. Для этого используют: правильный подбор видов и режимов обработки; т/о; различные виды ХТО. Варьируя режимами обработки и геометрией р.и. можно получить не только напряжения растяжения в поверхностном слое, но и сжатия. Однако основной способ получения напряжений сжатия является пластическое деформирование поверхности после обработки резанием. Оно может осуществляться при статическом и динамическом нагружении. Деформация поверхности может происходить шариками или роликами на специальных станках. При этом происходит упрочнение поверхностного слоя до 30 –40% по сравнению с исходным значением. В поверхностном слое создаются напряжения сжатия, которые повышают жесткость детали.

В основе метода упрочняющей обработки лежит механическое или термическое упрочнение поверхностного слоя.

Основными видами ППД обеспечивающие механическое упрочнение поверхностного слоя являются:

- Дробеструйная обработка - динамическое нагружение позволяет наклепывать не только пластичные, но и хрупкие материалы. Глубина слоя 1,5мм, диаметр дроби 0,04-2мм. Поверхности сложной формы наклепывают чугунной или стальной дробью на специальных установках.(обрабатываются СТ и цветмет).

- Наклёпывание байками или чеканка на специальных установках.

- Обкатывание или раскатывание роликами или шариками при статическом или динамическом наложении нагрузки.

- Обработка поверхностей стальными вращающимися щётками(иглофрезерование)

 - Т/о: ТВЧ, а также нагрев плазменными горелками и последующее охлаждение, закалка под воздействиями лучами лазера. Наибольшую эффективность при формировании поверхностного слоя дает ХТО.

-ХТОНаиболее часто используются следующие виды: цементация, азотирование, цианирование, борирование, диффузионное хромирование, алитирование, силицирование.

Цементация – процесс насыщения поверхностного слоя углеродом (для сталей 10,20,10Х,20Х) при температуре 850-1000С в твердой, жидкой или газовой средах на глубину 0,8-1,2мм. Для деталей работающих на износ – 1,8...2,2мм. После цементации – закалка + н.о. Получаемая твердость поверхности – 55…60HRCэ. Наиболее удобна газовая среда(СО,СО2) или горючие газы, но более дешевым и простым является древесный уголь. Насыщение в твердом карбюризаторе – единичное производство, массовое – газы. Для защиты от науглераживания применяют:

  •  гальваническое покрытие медью поверхностей, не подлежащих цементации. Не покрываемые медью поверхности лакируют.
  •  на нецементируемых поверхностях оставляют припуск > глубины цементации, который затем, перед т/о, снимают резанием.
  •  Защита нецементируемых поверхностей спец. огнестойкими пастами и замазками.

После цементации и т/о деталь деформируется в 2 – 3 раза сильнее, чем после простой т/о.

Азотирование – насыщение поверхностного слоя N, при температуре 450-600С в газовой среде (NH3). Процесс длится 3 – 90 часов, глубина слоя – 0,05…0,8мм. При азотировании образуются нитриды, которые обладают высокой твердостью (HRA 80 и >) и коррозионной стойкостью. После азотирования т/о не требуется. Для особо точных деталей после азотирования вводят тонкую шлифовку или суперфиниш. Азотируется сталь 38ХМЮА. Азотирование повышает износостойкость, микротвёрдость, коррозионостойкость и предел выносливости.

Цианирование – процесс насыщения поверхности атомами C и N. Происходит в жидкой, твердой или газовой средах. В зависимости от температуры процесса может быть низко-(t=550-600С), средне-(750-850С) и высокотемператуная (900-980С). При низкотемпературном цианировании преобладает процесс насыщения азотом, в остальных случаях – С. Используются цианистые соли. В 1-м случае т/о не требуется, во 2-м и 3-м т/о обязательна.

Алитирование – насыщение сталей и чугунов алюминием(для защиты от коррозии и увеличении жаростойкости).

Борирование – насыщение бором для увеличения сопротивления абразивному износу и коррозионостойкости в агрессивных средах. Тверд 80НRA, закалка не требуется.

Хромирование –насыщение хромом для увеличения твёрдости и коррозионостойкости, глубина 100мкм, закалка не проводится.

Силицирование – насыщение кремнием, для увеличения коррозионостойкости, износостойкости, жаростойкости.

Качество поверхностного слоя формируется в течение всего т/п и оно связано с явлением технологической наследственности.


9.
 Понятие о базировании и виды баз. Правило шести точек. Примеры базирования.

Каждая деталь имеет множество поверхностей, которые, в зависимости от назначения, можно подразделить:

  •  основные поверхности – поверхности, при помощи которых определяется положение данной детали в изделии;
  •  вспомогательные поверхности – поверхности, при помощи которых определяется положение присоединительных деталей относительно данной;
  •  свободные поверхности – поверхности, которые не соприкасаются с поверхностями других деталей.

При мехобработке заготовок на станках требуется определенное положение детали относительно р.и. и станка. Данная задача решается назначением соответствующих баз или базированием.

Базы – поверхности или сочетание поверхностей, линий, точек и их совокупности, принадлежащие заготовке и используемые для базирования. Базы бывают конструкторские, сборочные, технологические и измерительные. Конструкторская база – база, используемая для определения положения детали в изделии. Сборочная база - база, по отношению к которой фактически ориентируются другие детали изделия. Для обеспечения наиболее широких допусков на размеры, без изменения точности, необходимо совместить сборочные и измерительные базы. Измерительная база – база, используемая для определения относительного положения поверхности и средств измерения. Под измерительной базой понимают поверхность, линию или точку, от которой производится измерение размеров. Технологическая база – база, относительно которой ориентируется обрабатываемая поверхность на данной операции. В зависимости от способа применения базирующих поверхностей в процессе обработки они делятся на: 1) опорные; 2) настроечные; 3) поверочные.

Опорные базирующие поверхности детали – поверхности, которые непосредственно соприкасаются с установочными поверхностями приспособления или станка.

Настроечные - поверхности, по отношению к которым ориентируются другие обрабатываемые поверхности на данной детали.

Поверочные – поверхности, по которым происходит выверка положения детали на станке или установка р.и.

По значению для готового изделия технологические базы делятся на: основные и вспомогательные базы.

Основная технологическая база – поверхность детали, которая служит для установки детали при обработке, и сопрягаются с другой деталью совместно работающей в собранном изделии.

Вспомогательная технологическая база – поверхность, которая служит только для установки деталей при обработке и не оказывает никакого влияния на работу данной детали в машине.

ПРАВИЛО 6 – ти ТОЧЕК. В течение всего времени обработки заготовка должна сохранять определенное положение на станке относительно инструмента. Для этого нужно исключить 6 степеней свободы: 3х поступательных движений и 3х вращательных движений. Лишение всех степеней свободы достигается установкой детали на 6 опорных точек в 3х взаимно перпендикулярных плоскостях. Эти три плоскости представляют из себя совокупность трех баз, называемых комплектом баз и образующих координатную систему заготовки.

                   


10. Погрешности базирования и закрепления и их определение. Базирование в призме, центрах и возникающие при этом погрешности.

Погрешность базирования возникает в  следствие несовмещения установочной и измерительной баз, и численно равна допуску на размер м/у ними.

Погрешность закрепления возникает при смещении заготовки и отрыве ее от установочной базы или при деформировании заготовки искажающей схему базирования под действием сил зажима. Для исключения погрешности закрепления необходимо, чтобы силы зажима воспринимались установочными поверхностями, и действие сил зажима приходилось бы напротив опорной точки или соосно ей. Если в качестве установочной поверхности приспособления используется плоскость, то погрешность закрепления равна 0. Если точечные опоры, то Ез=с*qm, где с – коэффициент, зависящей от материала заготовки; q – удельное давление, кг/мм2; m – учитывает форму опоры.

Базирование в призме

Угол =60,90,120

Базирование в жестких центрах

Базирование в плавающий центр

Необходимо поставить жесткую опору, а центр сделать плавающим. При =60 черновую и чистовую обработку вынуждены обрабатывать на одной и той же поверхности, что не всегда удобно. Иногда в массовом производстве используют специальные центры, у которых поверхность тороидальная. Черновая и чистовая поверхность выполняется на разных участках центрового отверстия.


11.
 Особенности выбора черновых и чистовых баз.

Установочные базы делятся на черновые и чистовые. Черновые - применяются при обработке на первой операции, когда деталь устанавливается на черные поверхности.

Чистовые – обработанные поверхности и применяются для установки деталей на всех последующих операциях. При установке детали на черновые базы установочные поверхности приспособления выполняются точечными. При базировании на чистовые базы установочные поверхности приспособления выполняются в виде плоских пластин или цилиндрических поверхностей. При этом установочные поверхности должны быть точными(JT7…8), чисто обработанными (7…9 класс шероховатости) и термообработанными до твердости 50…55HRC.

Правила выбора черновых баз.

  1.  черновые базы должны быть использованы только один раз, обеспечив получение чистовых баз;
  2.  при выборе черновых баз следует учесть, что если с какой-либо поверхности требуется снять минимальный равномерный припуск, то эта поверхность и должна быть использована в качестве базы на первой операции;
  3.  черновые базирующие поверхности должны быть равными и чистыми, не иметь литников, забоин, облоя;
  4.  поверхности, принимаемые за черновые базы должны иметь наиболее точное расположение в заготовке относительно других поверхностей;
  5.  черновые базирующие поверхности должны иметь достаточные размеры для обеспечения устойчивой установки с максимальной жесткостью;
  6.  для деталей, не обрабатываемых кругом, как правило, в качестве черновых баз принимаются поверхности остающиеся без обработки, т.к. в этом случае необработанные поверхности будут иметь минимальное смещение относительно обработанных;
  7.  при обработке детали по всем поверхностям за черновые базы принимают поверхности с минимальным припуском;
  8.  когда заготовка исключает выполнение вышеуказанных требований, в заготовке выполняют вспомогательные приливы, бобышки, которые используют в качестве базы на первой операции (вспомогательная установочная база), а затем удаляют последующей м/о.

 Правила выбора чистовых баз

  1.  в качестве установочной базы должны служить поверхности, от которых координируются размеры (принцип совмещения баз);
  2.  на всех операциях по возможности используют одни и те же базовые поверхности, т.е. соблюдать принцип постоянства баз;
  3.  в качестве чистовых баз использовать только обработанные поверхности и желательно более точные;
  4.  точность, форма и размеры чистовых баз должна обеспечить достаточную устойчивость, жесткость и точность установки детали.


12
. Этапы технологического процесса обработки. Выбор последовательности обработки отдельных поверхностей деталей.

Техпроцессы разрабатываются:

  1.  для проектируемых новых цехов и заводов;
  2.  для действующих цехов и заводов.

В первом случае техпроцесс является основой всего проекта, т.к. он определяет потребное количество оборудования, производственные площади, энергетику, рабсилу, сырье и т.д.

Во втором случае исходят из наличия имеющегося оборудования. Исходными данными для разработки т/п являются:

  •  рабочие чертежи деталей, сборочных узлов и машины в целом;
  •  техусловия на изготовление и сдачу;
  •  производственная программа и срок ее выполнения;
  •  наличное оборудование, площади;
  •  справочные и нормативные материалы.

План техпроцесса. Под планом понимают последовательность выполнения операций при обработке данной детали, включая все виды обработки. Установление плана обработки преследует цель выполнения всех требований чертежа, включая технические условия, при наименьших затратах времени и наименьшей себестоимости. При разработке т/п решаются следующие задачи:

  •  изучается рабочий чертеж детали, производится анализ на технологичность;
  •  определяется тип производства;
  •  выбирается метод получения заготовки;
  •  решается вопрос об использовании типовых т/п;
  •  выбирается последовательность обработки детали: технолог может положить в основу метод концентрации или дифференциации обработки;
  •  выбираются установочные базы;
  •  определяется место т/о в т/п;
  •  производится подробная разработка всех станочных операций и оформление технологической документации.

Принимается наиболее экономически приемлимый вариант т/п.

Анализ чертежа детали заключается в изучении рабочего чертежа и техтребований. Процесс изучения чертежа неразрывно связан с анализом на технологичность, в результате которого упрощается конструкция детали и уменьшается трудоемкость ее изготовления.


13.Концентрация и дифференциация операций.

Анализируя чертеж детали, технолог стремится привести данный чертеж к местным условиям производства, а также чтобы можно было использовать стандартные режущие и измерительные инструменты. Использовать самые короткие технологические цепи.

При анализе детали на технологичность особое внимание уделяется материалу детали и его физико – механическим свойствам, которые обеспечиваются тем или ином видом мехобработки.

Начиная разрабатывать т/п в зависимости от серийности производства, технолог использует принципы дифференциации или концентрации обработки. Четкого разделения принципов нет, поэтому в техпроцессе могут быть заложены и тот и другой принципы.

В крупносерийном и массовом производствах черновые и получистовые операции проектируются с использованием принципа концентрации, когда в одной операции обрабатывается несколько поверхностей одинаковым или разным инструментом.

При этом используются многошпиндельные станки. На заключительных операциях, где требуется высокая точность, а время обработки небольшое, удобно использовать принцип дифференциации, когда обработка идет одним инструментом, и выполняются несложные переходы, как правило, за один проход.

В мелкосерийном производстве принцип концентрации операций может быть положен в основу техпроцесса при обработке на токарно – револьверных станках и станках с ЧПУ.

Перед началом разработки т/п технолог обязан посмотреть, не разрабатывались ли ранее подобные тех процессы. Для этого имеются альбомы типовых т/п, последнее время эта информация содержится в ЭВМ.


14
. Понятие операционного припуска и факторы, его определяющие. Расчетно-аналитический метод определения величины припуска.

Припуск – слой металла, снимаемый на данной операции. всех операционных припусков дает припуск заготовки. Как правило, припуск дается на сторону и обозначается Z. После выполнения каждой операции на поверхности детали имеется дефектный слой, физико-механические свойства которого отличны от основного металла. При установке детали возникают погрешности; при перераспределении внутренних напряжений, вызванных обработкой на данной операции, деталь коробит, поэтому для получения годных деталей, необходимо оставлять припуск на мех. обработку, величина которого зависит от вида обработки.

В практике используются два метода определения припуска – расчетный и табличный.

Расчетно-аналитический метод позволяет более правильно назначить величину припуска и учитывая все факторы, получить оптимальное значение припуска.

Табличный метод основан на использовании производственного опыта, на основании которого составлены таблицы, где для каждого вида обработки приводится значение припуска, но для учета дополнительных факторов, табличные значения припусков всегда > расчетных в 1,5…2 раза.

Расчетно-аналитический метод 

Плоская поверхность

Обработка диаметральных поверхностей

где  Rz i-1 – высота микронеровностей, полученных на предшествующем переходе;

– глубина дефектного слоя, полученного на предшествующем переходе;

- допуск, направленный в тело детали, предшествующего перехода;

Zmin – минимальное значение припуска, который необходимо снять для получения годной детали;

Z0 – номинальное значение припуска = разности номинальных значений размеров, полученных на предшествующем и данном переходе;

- пространственная погрешность, полученная на предшествующем переходе;

i-1– погрешность установки детали.

Операционный припуск – удаляется с поверхности в ходе технологической операции.


15
. Определение норм времени на механическую обработку детали. Структура нормы времени.

Технической нормой времени называется время, необходимое для выполнения данной операции или штучное время.

Для неавтоматизированного производства штучное время складывается из основного, вспомогательного, времени технологического обслуживания, организации и времени перерывов, где

 tшт = tо + tв + tт.о + tо.о + tпер

 tо = Lр.хi/Sмин. i–число проходов

tв включает время на установку, закрепления, снятия обрабатываемой детали. На управление оборудованием, измерение детали и другие действия основное и вспомогательное время дают оперативное время tоп =  tо + tв, которое грубо определяет время обработки.

tт.о затрачивается на смену инструмента, подналадку оборудования, заточку и регулировку инструмента; берется в % от основного времени 1…3,5% tо .

tо.о учитывает время на подготовку рабочего места, содержание его в течение смены, уборку стружки, чистку и смазку станка, берется в % от  оперативного времени до 3 %.

tпер отводится на отдых и естественные надобности рабочего, берется в % от оперативного времени (1,5…2%).

При обработке заготовок партиями определяется подготовительно-заключительное время tп.з, которое устанавливается на всю партию деталей и не входит в норму tшт, а включается в штучно-калькуляционное время tшк = tшт + (tп.з/nд).

tпартии =  tшкn + tп.з.

tп.з расходуется на знакомство с чертежом детали и технологии, на взятие инструмента, приспособлений из инструментальной кладовой и последующую их сдачу, наладку оборудования для обработки партии деталей.

В крупносерийном и массовом производствах tп.з нет.

Изучение рабочего времени производится при помощи хронометража или фотографии рабочего дня. При помощи хронометража изучают затраты основного и вспомогательного времени на повторяющиеся элементы операции. На основании этих данных разрабатывают нормативы рабочего времени, при этом ориентируются на среднего рабочего.

При фотографии рабочего дня изучаются средние затраты времени tт.о , tо.о , tпер.


16
. Методы обеспечения требуемой точности сборки.

Сборка – заключительный этап процесса, когда из готовых деталей и узлов собираются готовые изделия. Сборочные работы выполняются в сборочных цехах или в сборочных отделениях механических цехов, чтобы облегчить сборку в сборочном цехе.

Такая двойная сборка применяется в крупносерийном и массовом производствах.

Основными исходными данными для разработки техпроцесса сборки является:

  1.  чертежи сборочных узлов и изделия в целом;
  2.  техусловия на приемку и испытание машины;
  3.  краткое описание, определяющее служебное назначение машины;
  4.  спецификация поступающих на сборку узлов и деталей;
  5.  производственная программа.

Существует 5 методов обеспечения требуемой точности сборки:

  •  метод полной взаимозаменяемости;
    •  метод неполной взаимозаменяемости;
    •  групповой или селективной сборки;
    •  метод пригонки;
    •  метод регулировки.

Сборка по методу полной взаимозаменяемости применяется в крупносерийном и массовом производствах, когда требование к точности сборки и точности изготовления отдельных деталей не превышают 7,8 квалитет. Сборка производится без сортировки деталей и доработки. При этом каждая деталь окончательно обрабатывается в механических цехах. Достоинство:  

  1.  простота и экономичность сборки;
    1.  организация сборки устойчивым потоком;
      1.  упрощается проблема запчастей и кооперации между предприятиями.

К недостаткам относится высокая стоимость изготовления деталей при высоких требованиях к точности сборки.

Этого недостатка частично лишена сборка по методу неполной взаимозаменяемости. В этом случае р.ц. рассчитываются по теории вероятности, что позволяет расширить поля допусков на изготовление деталей. Увеличение поля допуска зависит от процента риска. В практике возможно до 30 % риска, но наиболее часто применяется 1…3 % риска, что позволяет увеличить поле допуска от 30 до 100% в зависимости от трудоемкости. Сборка изделий производится аналогично первому методу, но определенный % изделий в зависимости от риска будет в брак. Как правило, этот брак устраняется гарантийными мастерскими. Такой вид сборки позволяет значительно снизить себестоимость изготовления изделия (в 1,5…2 раза) по сравнению с первым методом. Применяется в крупносерийном и массовом производствах для изделий бытовой техники.

Метод групповой сборки применяется также в крупносерийном и массовом производствах при высоких требованиях к точности сборки. Для удешевления изделия допуски на элементарной детали увеличивают, а расширенное поле допуска разбивают на группы. Сборку изделия производят из деталей соответствующих групп, что позволяет обеспечить высокую точность замыкающего звена. Например, поршень и гильза цилиндра ДВС. Достоинством является расширенное значение полей допусков, которое значительно снижает трудоемкость изготовления. Недостатками являются: дополнительная работа по сортировке деталей на группы; необходимость создания больших заделов деталей для обеспечения сборки устойчивым потоком.

Метод пригонки . При сборке этим методом детали изготавливаются с расширенными допусками, а накопленная суммарная погрешность устраняется пригонкой одной из деталей путем снятия слоя металла, что в некоторых случаях выполнить очень затруднительно. Чаще всего эта работа выполняется вручную, например, сборка элементов составной станины. Метод применяется в единичном и мелкосерийном производствах для обеспечения высокой точности замыкающего звена, а также в крупносерийном производстве при исключительно высоких требования точности сборки.

Метод регулировки. Требуемая точности замыкающего звена достигается путем изменения величины заранее выбранного компенсирующего звена без снятия с него слоя материала. В практике применяется две разновидности метода: регулировка с использованием неподвижного компенсатора; регулировка с использованием подвижного компенсатора.

В первом случае размеры неподвижного компенсатора (прокладки, шайбы) берутся меньше или равными допуску замыкающего звена р.ц. Для обеспечения требуемого размера используют наборы прокладок разной толщины, из которых составляют требуемый размер. Количество прокладок в наборе должно быть не более трех штук. Достоинством является высокая надежность сборки.

Недостатки:

  1.  повышенная трудоемкость сборки, т.к. приходится дважды собирать узел: первый раз, чтобы измерить действительный размер и второй – произвести окончательную сборку с требуемым компенсатором;
  2.  при высоких требованиях точности сборки, толщины прокладок могут быть очень маленькие (5…10 мкм), которые вырубить без заусенцев практически не возможно, т.к. беззазорные штампы невозможно изготовить. Заусенцы на прокладках нужно снимать вручную.

Сборка с применением подвижного компенсатора позволяет исключить недостаток, присущий первому способу. Требуемая величина зазора устанавливается с помощью щупа или шаблона и в данном положении подвижный компенсатор стопорится. Часто в роли подвижного компенсатора используют резьбовые втулки, которые стопорятся гайкой.


17. Методы обработка наружных цилиндрических поверхностей лезвийным инструментом. Особенности и технологические возможности

Наружные цилиндрические поверхности можно обработать:

Точением; зенкерованием; фрезерованием; протягиванием; шлифованием;

суперфинишированием; притиранием; полированием; пластическим деформированием; электрофизическими методами.

Точение

Это самый дешевый, распространенный и универсальный способ обработки, который производится на станках токарной группы.

Обработка точением в единичном производстве осуществляется на токарно-винторезных станках, токарно-карусельных (обрабатываются корпусные детали диаметром до 6 м) и лоботокарных (обрабатываются детали типа дисков, колец, маховиков больших диаметров). В серийном производстве обработка ведется на токарно-револьверных станках и станках с ЧПУ. В крупносерийном и массовом производствах – на токарных автоматах и полуавтоматах (одно- и многошпиндельных, с вертикальной и горизонтальной осью шпинделя).

Точность обработки – 14-7 квалитет, шероховатость поверхности - 3-7 класс.

Зенкерование

процесс черновой и получистовой обработки небольших по размерам не точных цилиндрических поверхностей типа бобышек, цапф.

Обработка корпусных деталей на агрегатных станках или автоматных линиях.

Процесс зенкерования обеспечивает точность обработки до 10 квалитета, шероховатость – до 5 класса.

Если деталь большая, то применяется не цельный зенкер, а сборный.

    РИ вращается со скоростью резания и движется  со скоростью подачи.

Рисунок - Зенкер для обработки наружных поверхностей

         Фрезерование

Процесс черновой и получистовой обработки наружных цилиндрических, конических и фасонных поверхностей осуществляется на специальных станках, полуавтоматах и автоматах по методу Рото-Фло, когда РИ – фреза (одна или несколько) вращается со скоростью резания, и заготовка установлен в центрах, ось которой вертикальна, вращается со скоростью круговой подачи.

Станки применяются в крупносерийном и массовом производстве для обработки обычно сложных деталей, имеющих цилиндрические, конические и фасонные поверхности.

Точность обработки – 12-10 квалитет, шероховатость – 4-5 класс.

Протягивание процесс черновой, чистовой и отделочной обработки наружных цилиндрических поверхностей призматическими или круглыми сборными протяжками, оснащенными твердым сплавом, на специальных станках.

Применяются только в массовом производстве, например, для обработки шеек коленчатого вала. Обработка идет при вращающейся детали со скоростью круговой подачи.  Поверхность м.б. конической или фасонной.

Точность обработки – до 7 квалитета, шероховатость – до 7 класса.

Призматическая протяжка

Призматическая протяжка с внутренними зубьями

                                                                  

18.  Методы обработки отверстий лезвийным инструментом. Особенности и технологические возможности.

Отверстия можно обрабатывать:

Сверлением; зенкерованием; развертыванием; фрезерованием; растачиванием; протягиванием; шлифованием; хонингованием; притиранием; полированием; пластическое деформирование.

Сверление

Сверление – основной способ получения отверстий в сплошном металле.

РИ – сверло, в зависимости от конструкции сверла и его особенностей сверла могут быть однокромочными (ружейное, пушечное), двухкромочными (перовое, спиральное), многокромочные (трубчатые, кольцевые).

Наиболее распространены спиральные сверла, которые выпускаются Ø0,2-55 мм. Экономически выгодно сверлить отверстие в сплошном материале диаметром Ø≤25 мм. Производится в основном на вертикально-сверлильных станках. Корпусные и тяжелые детали (>50кг) – на радиально-сверлильных и горизонтально-расточных станках. Также можно сверлить на станках токарной группы, агрегатных, специальных.

l/d<5-6мм – обычные (спиральные) сверла

l/d<10-15мм – специальные шнековые сверла, а также с подводом СОЖ через тело сверла

Глубокие отверстия (l/d>10мм) сверлят при вращающейся детали (то есть на токарном станке), т.к. в случае увода сверла появляются силы, стремящиеся вернуть сверло в прямолинейное положение.

Ружейными и пушечными сверлами сверлят глубокие отверстия (20<l/d<300мм) на специальных станках для глубокого сверления.

Сверление отверстий малых размеров Ø≤10…12 мм по кондукторным втулкам обеспечивает точность 10 квалитет, шероховатость до 5 класса, точность межцентрового расстояния ±0,2…0,1 Обычное сверление - 12 квалитет, шероховатость 3-4 класс.

Для повышения точности оси отверстия (прямолинейности) обработка идет при вращающейся детали. Обработка ружейными сверлами возможна по целому металлу. Сверло может вращаться или не вращаться. Минимальный диаметр сверления Ø = 3 мм.

Пушечные сверла применяются только при рассверливании. Точность обработки ружейными и пушечными сверлами 9-10 квалитет, шероховатость 5-6 класс. В процессе обработки сверло направляется по обрабатываемой поверхности и выглаживает ее. СОЖ при резании подается под давлением 20…80 атмосфер. Первичное направление сверла происходит по кондукторной втулке. (максимальный диаметр 700 мм)

Зенкерование

Зенкерование – процесс черновой и получистовой обработки отверстий, предварительно полученных литьем или штамповкой, или сверлением. Режущий инструмент – зенкер.

Процесс зенкерования предпочтительнее, чем рассверливание или точение отверстий, т.к. зенкер имеет большее число режущих кромок.

Т.к. при зенкеровании снимается небольшой припуск 2z=0,25d, зенкер имеет меньшие по размерам стружечные канавки, более высокую жесткость, а, следовательно, исправляет положение оси отверстия в пространстве. (минимальный диаметр зенкера 13 мм)

Черновое зенкерование обеспечивает точность обработки 12 квалитет, шероховатость поверхности 4 класс (Rz40). Чистовое зенкерование после чернового обеспечивает 10 квалитет точности, шероховатость поверхности – до 5 класса.

Процесс зенкерования широко применяется при обработке на агрегатных станках, токарных многошпиндельных, специальных и других станках.

Широко применяются многоступенчатые зенкеры, а также комбинированный режущий инструмент (зенкер-зенковка, сверло-развертка).

Зенкерование глубоких отверстий производится методом обратной подачи.

Разновидностью процесса зенкерования является зенкование под головки винтов или цекование.

Для обеспечения точного межцентрового расстояния между отверстиями ±(0,10…0,15) мм зенкерование производится с использованием направляющих элементов. При этом направление может быть переднее (впереди режущей части), заднее (за режущей частью) и комбинированное.

Развертывание

Развертывание – это процесс чистовой и отделочной обработки отверстий многолезвийными или однолезвийными развертками. Минимальный диаметр однолезвийной развертки Ø3 мм, многолезвийной развертки - Ø2 мм.

Развертывают отверстия  диаметром Ø (4…500) мм. Припуск на развертывание 0,03…0,30 мм. В процессе развертывания с обрабатываемой поверхности снимается минимальный равномерный припуск по окружности, что обеспечивается плавающим креплением режущего инструмента. Развертывание не повышает точность взаимного расположения.

Черновое развертывание отверстий после сверления или зенкерования обеспечивает точность обработки 9 квалитет, шероховатость поверхности 6 класс. Чистовое развертывание - точность обработки 7 квалитет, шероховатость поверхности 7 класс. Однолезвийные развертки обеспечивает улучшает качество поверхности.

Отверстия Ø≤12 мм развертывают сразу после сверления, отверстия Ø≥12 мм – после зенкерования. При обработке точных отверстий малых размеров (Ø≤5…6 мм) с точным межцентровым расстоянием (±0,05 мм) выполняют координатное развертывание, то есть черновое развертывание по кондукторным втулкам. Чистовое развертывание может быть по кондукторным втулкам или без них.

Развертывание глубоких отверстий - методом обратной подачи.

Растачивание

Растачивание – процесс черновой, чистовой, окончательной, отделочной обработки, выполняемый на станках токарной группы, расточных станках, агрегатных и специальных станках. Растачивание – самый универсальный способ обработки.

Минимальный диаметр растачивания в серийном и к/серийном производстве 5 мм, в единичном – от 2 мм. В этом случае обработка производится на координатно-расточных станках.

7 квалитет точности, как правило, получают на станках повышенной точности или специальных алмазно-расточных станках агрегатного типа, имеющих продольный стол. Расточные головки могут располагаться с одной или двух сторон, что позволяет растачивать соосно расположенные отверстия одновременно с двух сторон.

Точность черновой обработки - 12 квалитет, чистовой – 10 квалитет, окончательная – до 8-9 квалитет. Тонкое растачивание производится с малыми глубинами резания t=(0,03…0,10) мм и малыми подачами S=0,03…0,05 мм/об при высокой жесткости и отсутствием вибраций.

Протягивание

Протягивание – процесс черновой, чистовой, отделочной обработки отверстий многолезвийным РИ – протяжкой. Протягивать можно отверстие после сверления, зенкерования или растачивания. При этом желательно для направления протяжки и снятия равномерного припуска по периметру отверстия иметь точность отверстия не грубее 10 (9) квалитета, а при протягивании шлицевых и фасонных поверхностей – 9.

Протягивание обеспечивает повышение точности обработки до 7-8 квалитета и шероховатость поверхности 7-9 класс при наличии выглаживающих зубьев протяжки.

Точность взаимного положения при протягивании не повышается.

Чем меньше зазор между направляющими и отверстием, тем равномернее снимаемый припуск. Протягивание небольших по размерам деталей производится на горизонтально-протяжных станках; большие корпусные детали – на вертикально-протяжных станках.

Форма протяжки в поперечном сечении соответствует форме получаемого отверстия. В зависимости от вида обработки (черновая, чистовая, окончательная) используют различные схемы резания. Последние режущие зубья протяжки работают по профильной схеме.

Фрезерование

Применяется редко. Обычно на станках с ЧПУ черновая обработка отверстий большого диаметра в корпусных деталях концевыми фрезами по программе. Точность до 10 IT, шероховатость до 5 класса.


19. Методы черновой, чистовой и отделочной обработка плоских поверхностей лезвийным и абразивным инструментом. Особенности и технологические возможности.

Плоские поверхности можно обрабатывать: точением, фрезерованием, зенкерованием, протягиванием, шлифованием, притиранием, полированием и обработкой без снятия стружки.

Обработка точением производится на станках токарной группы. Точение обеспечивает шероховатость 5…6 класс, точность JT7…8. Отклонение от плоскостности – 5 мкм на 100мм.

Фрезерование

Самый распространенный способ обработки плоских поверхностей. Применяется от единичного до массового производства.

Обработка ведется на фрезерных, агрегатных и специальных станках. В качестве режущего инструмента используют цилиндрические фрезы. Процесс применяется, в основном, в единичном и мелкосерийном производстве при обработке небольших по размерам поверхностей. Инструмент чаще всего из б/режущей стали, реже – из твердого сплава (фрезы со вставными ножами)

Станок карусельного типа

Торцевое фрезерование наиболее предпочтительно по сравнению с цилиндрическим, т.к. позволяет вести обработку на более высоких скоростях (200-600 м/мин) с большими подачами. В крупносерийном и массовом производстве применяют агрегатные станки и специальные станки (карусельно-фрезерные, барабанно-фрезерные).

Торцевое фрезерование обеспечивает 4-7 класс шероховатости, цилиндрическое – 6 класс. 10-9 квалитет.

В массовом производстве находят применение специальные конструкции фрез, позволяющие совмещать в одном переходе черновую и чистовую обработку (цилиндроконические фрезы, фрезы-протяжки, у которых режущие зубья располагаются на торцевой поверхности по спирали, имеют подъем на зуб).

Обработка корпусных деталей больших размеров осуществляется на продольно-фрезерных станках. Для повышения производительности одновременно обрабатывается несколько деталей с одной установки благодаря большим размерам стола. При этом возможна последовательная, параллельная или последовательно-параллельная схема обработки.

Протягивание

Черновая, чистовая и отделочная обработка плоских поверхностей специальным инструментом, сборными протяжками на вертикально-протяжных станках полуавтоматах (одностоечных и многостоечных). Сборные протяжки, оснащенные твердым сплавом, позволяют вести процесс резания со скоростью резания 20-50м/мин.

Используя специальные конструкции протяжек, станки позволяют обрабатывать одновременно несколько поверхностей, расположенных рядом или на расстоянии.

Процесс применяется только в к/серийном и массовом производствах. В массовом производстве также используют специальные станки - карусельно-протяжные, барабанно-протяжные.

Находят применение 3 схемы резания: профильная, генераторная и прогрессивная.

По профильной схеме выполняются чистовые режущие зубья (подъем на зуб 0,03-0,05 мм/зуб). Генераторная схема допускает Sz=0,7 мм/зуб.

Прогрессивная схема резания допускает Sz=0,4-0,5 мм/зуб. Протяжка состоит из 2 частей. Первая часть прорезает трапециидальные пазы (зубья выполнены в виде трапеции). Вторая часть протяжки имеет зубья по всей ширине детали и обрабатывает оставшиеся участки.

Обеспечивается отклонение от плоскостности 4-10 мкм на длине 100 мм, 6-7 класс шероховатости.

Шлифование 

Чистовая и отделочная обработка, как правило, закаленных поверхностей периферией или торцом круга. Шлифование периферией отличается низкой производительностью, но обеспечивает высокую точность и минимальные напряжения в поверхностном слое.

Обработка периферией

S=0,3мм; Sв=0,3мм => 300 дв. ходов.

В единичном и м/серийном производствах. Непроизводительный процесс, применяют для тонколистовых материалов.

Обработка торцев

Интенсификацией процесса шлифования является импульсное шлифование периферией круга. Прерывистый контакт круга с поверхностью детали позволяет уменьшить температуру в зоне резания, т.е. исключить прижоги. Иногда для исключения прижогов через поры круга подают СОЖ, но дорого.

Обеспечивает высокую точность формы и взаимного расположения поверхностей, отклонение от плоскостности – 2мкм/100мм, 6-9 класс шероховатости.

Высокоскоростное шлифование (>60 м/с) позволяет получить 10-14 класс шероховатости.

Притирание

Процесс отделочной обработки плоских поверхностей абразивными порошками или пастами, нанесенными на чугунные притиры.

Обработка ведется на специальных притирочных или доводочных станках. Детали типа пластин, плиток или плоских клапанов помещаются в сепаратор между двумя притирами, вращающимися в разные стороны.

В процессе притирания кассета совершает сложные движения, что позволяет получить класс шероховатости 10-14, отклонение от плоскостности – 1 мкм/100 мм.

Поверхность под притирание должна быть получена тонким шлифованием. СОЖ – керосин и масло.

Полирование

Процесс отделочной обработки абразивными порошками или пастами, нанесенными на мягкие войлочные круги в единичном и мелкосерийном производстве.

В серийном и крупносерийном производствах – процесс полирования абразивной лентой, установленной между двумя вращающимися кругами. Обеспечивается 10-14 класс шероховатости, точность формы не повышается. Припуск под полирование не оставляется (в пределах допуска).

 

Широко применяется процесс полирования абразивной шкуркой с плоской рабочей поверхностью.

Шабрение

Процесс отделочной обработки плоской поверхности режущим инструментом шабером с целью создания на ней специального рельефа, а также для обеспечения особо высокой точности в случаях, исключающих возможность механической обработки, для обеспечения высокой точности взаимного расположения поверхностей.

Выполняется вручную в исключительных случаях, например, для обеспечения высокой точности сборки по методу пригонки, а также в ремонтном деле.

Процессы шабрения могут производиться по краске или по копоти для обеспечения особо высокой точности. Точность и качество определяются количеством пятен на 1кв.дюйм (обычно 12-30 пятен/дюйм2). Отклонение от плоскостности 0,001 мм/100 мм.


20. Виды пазов и методы их обработки. Особенности обработки шпоночных пазов.

В конструкциях деталей машин встречаются следующие виды пазов:

1) прямоугольные

2) Т-образные

(или грибковой фрезой)

3) пазы в виде ласточкина хвоста

4) угловые

(можно получить торце шлифовального чашечного круга или угловой фрезой)

5) шпоночные

Пазы можно обработать:

  1.  строганием; долблением; фрезерованием; протягиванием; шлифованием; притиранием (шабрением); полированием

Наибольшее распространение получило фрезерование дисковыми, пальцевыми, концевыми фрезами, специальными грибковыми, специальными угловыми фрезами и строганием.

Обработка шпоночных пазов осуществляется фрезерованием дисковыми, пальцевыми или шпоночными фрезами, а также строганием для открытых пазов на валах или долблением пазов в отверстиях.

Открытые

Полузакрытые

Закрытые

В единичном и м/серийном производствах для получения закрытых шпоночных пазов сначала сверлят отверстие диаметром, равным ширине паза на глубину паза, в отверстие вводят пальцевую фрезу и фрезеруют паз методом продольной подачи.

От среднесерийного до массового производств обработка шпоночных пазов производится фрезерованием двузубыми шпоночными фрезами на специальных шпоночно-фрезерных станках методом маятниковой подачи. Конструкция фрезы позволяет работать ей как с осевой, так и с продольной подачей.

Обработка на станках полуавтоматах

Глубина врезания t = 0,2…0,5 мм.

Так как глубина резания маленькая, то усилия резания невелики, что позволяет обеспечить точность по ширине паза до 8-9 квалитета, шероховатость – 6 класс.

Для обеспечения точности по ширине паза, а также компенсации износа режущего инструмента обработка производится с использованием специальных оправок (бьющим инструментом).

 

Биение РИ концевой или диск фрезы позволяет обеспечить требуемую точность по ширине паза. Износ фрезы и другие погрешности компенсируются за счет бесступенчатого регулирования величины биения.

Шпоночные пазы под сегмент шпонки обрабатывают специальными грибковыми фрезами.


21. Методы
 обработки резьбы лезвийным инструментом. Особенности и технологические возможности.

Резьбовые поверхности в зависимости от формы профиля резьбы, размеров и серийности производства можно получить:

1.метчиками и плашками, 2.точением (резцами, резьбонарезными гребенками, резьбонарезными головками), 3.фрезерованием, 4.шлифованием и притиранием

6.пластическим деформированием

1. Нарезание метчиками и плашками применяется в единичном и мелкосерийном производстве, в массовом – на специальных резьбонарезных станках. Для нарезания мелкой резьбы с треугольным профилем и шагом до 1,5мм. Точность обработки 7-8 степень, класс шероховатости поверхности – 5.

2. Точение резцами – самый распространенный способ. Резьбы любой формы и размеров. Производится на токарно-винторезном станке в единичном и мелкосерийном производстве, а также на специальных резьбонарезных полуавтоматах, где резьба нарезается автоматически за несколько проходов. При этом 2-3 последние прохода – калибрующие, без радиальной подачи инструмента. Отвод инструмента для каждого прохода осуществляется кулачком, поэтому канавки для выхода инструмента не нужны.

Точность обработки 6-8 степень, класс шероховатости поверхности – 5-6.

«-» наличие жесткой кинематической связи м/у вращающейся деталью и перемещением суппорта, что не позволяет вести обработку на высок скоростях рез, т.е. рационально использовать возможности твердого сплава.

Для исключения недостатка необходимо разорвать жесткую связь, что и выполнено в схеме вихревого нарезания резьбы, когда вихревая головка, вращающаяся в плоскости, наклоненной под углом подъема резьбы, имеет окружную скорость резцов 200…400 м/мин. Головка устанавливается на суппорт, который перемещается на величину шага за 1 об/дет.

Вихревое нарезание обеспечивает высокую производительность – 5-10 раз больше по сравнению с обычным точением, т.к. профиль прорезается сразу на полную глубину, но точность не высокая – 8 степень и грубее.

Применяется для предвар. прорезки профиля под последующ. тонкое точение или шлифов-е.

Для повышения производительности для открытых резьб применяют гребенки. За один проход выполняется черновая, чистовая и отделочная обработка.

Резьбонарезные головки применяются от среднесерийного до крупносерийного производства на станках токарной группы или специальных станках. РИ - головки плашки, кол-во 3-4 и более, могут иметь призматическую или круглую форму.

Плашки имеют радиальную или тангенциальную подачу и осевое перемещение головки. Применяются для резьб небольшой длины. Тангенциальная - более плавное врезание, переточка на спец станке по задней поверхности, большой срок службы. Радиальная – перетачивают хоть на наждаке.

3. Фрезерования резьб применяется в крупносерийном и массовом производстве на специальных резьбофрезерных станках гребенчатыми или дисковыми фрезами.

Гребенчатые – для треугольных резьб небольшой длины на деталях с уступами, т.е. резьбу можно нарезать вплотную к уступу.

Гребенчатая фреза с кольцевыми канавками берется больше, чем длина резьбы, и резьба нарезается на деталь за 1,25 оборота детали (0,25 для врезания). Ось фрезы параллельна оси детали. Скорость фрезы 30-60 м/мин, подача на зуб 0,03…0,05 мм.

Точность обработки 6-7 степень, класс шероховатости поверхности – 5-6.

Фрезерование дисковыми фрезами применяется для обработки резьб с крупным шагом. Ось дисковой фрезы наклонена под углом наклона резьбы. За 1 оборот детали дисковая фреза и гребенчатая перемещается на величину шага.

Точность обработки невысокая - 8 степень, класс шероховатости поверхности – до 6.

Применяется для черновой прорезки профиля под последующую чистовую обработку.


22. Методы черновой и чистовой обработки шлицевых соединений лезвийным инструментом. Особенности и технологические возможности.

Шлицевые поверхности предназначены для передачи больших крутящих моментов при значительных угловых скоростях. В зависимости от назначения форма шлицев может быть прямобочной, треугольной, эвольвентной.

Прямобочные шлицы применяются в общем машиностроении, станкостроении. При этом центрирование может быть по наружному диаметру, по внутреннему диаметру или по боковым поверхностям.

Эвольвентные шлицы применяются в авиастроении и моторостроении. Центрируются по боковым поверхностям, что позволяет обеспечить точное центрирование сопрягаемых деталей и возможность передавать большие крутящие моменты при малом поперечном сечении.

Треугольные шлицы применяются редко, предназначены для передачи небольших крутящих моментов. Центрирование по боковым поверхностям. Широко применяется при моторостроении, автомобилестроении и станкостроении. Втулка разрезная, чтобы м б сжимать  - для передачи больших крут моментов.

В шлицевых соединениях центрирующие элементы выполняются по 7 квалитету с шероховатостью не ниже 7 класса. Обычно термообрабатываются и при твердости >40HRC шлифуются.

Шлицевые поверхности на валах можно обработать:

  1.  фрезерованием по методу копирования и обката; строганием (долблением); протягиванием; шлифованием; притиранием (применяется редко – для калибров).

Шлицевые отверстия в основном получают протягиванием (серийное и массовое производство). В единичном - с прямобочным профилем – долблением. В наст время в единичном и мелкосерийном производстве шлицы любой формы в отверстиях получают на электроискровых станках вырезкой по контору проволочкой. Высокая точность за счет ЧПУ. Обработка деталей может производиться в сыром и каленом виде.

Эвольвентные шлицы получают фрезерованием на зубофрезерных станках червячными модульными фрезами или долблением на зубодолбежных станках.

Фрезерование по методу обката - самый универсальный способ от мелкосерийного до крупносерийного производства, выполняют на шлицефрезерных станках.

Фрезерование по методу копирования (в единичном, мелкосерийном и в массовом). В единичном и мелкосерийном - на универсальных станках с использованием делительных устройств. Последовательно оформляется каждая впадина. Точность обеспечивается установкой фрез на заданный размер.

В массовом производстве обработка фрезерованием по методу копирования производится на специальных шлицефрезерных станках полуавтоматах. Обрабатываются сразу 2 впадины.

В массовом пр-ве шлицы небольшой длины (до 150 мм) получают строганием на специальных строгальных станках охватывающими головками, в которых каждая впадина оформляется своим резцом. После каждого двойного хода резцы сходятся в радиальном направлении на величину подачи от 0,05 до 0,5 мм. Скорость строгания не высокая, но процесс очень производительный. Шлицы на валах нарезают за 30-40 дв. ходов.

В массовом производстве шлицы на конце длинных валов получают протягиванием на специальных шлицепротяжных станках, в которых одновременно обрабатываются две противоположные шлицевые впадины. Резцы, установленные с подъемом на зуб, перемещаются вдоль оси вала, радиальное перемещение их направляется копиром, что обеспечивает плавный выход резцов из работы.

После обработки двух впадин – автоматическое деление и обработка следующих двух впадин. Станки позволяют обрабатывать шлицы на валах длиной до 500 мм.

Пластическое деформирование шлицевых валов происходит в холодном или горячем состоянии по методу копирования или обката. При больших размерах высоты профиля обработка производится только в горячем состоянии (чаще всего печи ТВЧ). Полное деформирование в холодном состоянии производится поэтапно, в несколько переходов; в горячем состоянии – сразу на всю глубину профиля.

Процесс деформирования может производиться призматическим инструментом, на поверхности которого имеется рабочий профиль, или круглыми роликами. Шлицевые валы с малым числом зубьев обрабатываются на специальных установках роликами по методу копирования, при этом каждая впадина оформляется отдельным роликом.

Холодное деформирование – Точность - 8 кв.; Шероховатость - 7-8 кл.

Горячее деформирование– Точность - 11-12  кв.; Шероховатость - Опр-ся t обработки.

Накатники должны быть выполнены с высокой точностью (на 1-2 кв., степени точнее, чем обрабатываемое изделие), твёрдость 60-65HRC, материал 9ХН, легированные стали.

Широкое распространение получили установки для накатывания шлицев плоскими плашками. Благодаря высокой жёсткости инструмента и станка данная схема чаще всего применяется для накатывания в холодном состоянии. При накатывании изделие находится между 2 плашками, синхронно движущимися навстречу друг другу. Синхронизация движения плашек обеспечивается за счёт эталонных реек и ЗК.


23. Виды лезвийной обработки  цилиндрических з.к. по методу копирования. Их особенности и технологические возможности.

Методом копирования в единичном и мелкосерийном производстве на универсальных станках с использованием делительных устройств дисковыми и пальцевыми фрезами. Пальцевые фрезы используют для крупрномодульных з.к. (m>5). Профиль зубьев фрезы соответствует профилю впадины. Однако, чтобы исключить большую номенклатуру фрез процесс нарезания зубьев производится одной фрезой зубчатых колёс с разным числом зубьев, поэтому погрешность обработки уже заложена в самом инструменте. Для обработки используют наборы из 8- 16 шт. Точность обработки не высокая (9ст.). Шероховатость 5-6 кл.

В кр. серийном и массовом  производстве метод копирования используют для предварительной прорезки впадин в з.к. большого модуля с малым числом зубьев. Обработка производится на специальных многошпиндельных станках-автоматах. Обработка может производиться фрезерованием и протягиванием. Последнее может использоваться для окончательной обработки. В крупно-серийном и массовом производстве широкое применение находит процесс зубострогания на специальных зубострогальных станках охватывающими головками, когда каждая впадина оформляется своим резцом. После каждого двойного хода резцы сходятся в радиальном направлении (схема используется для крупно модульных колёс). Точность обработки – 7-8ст. Шероховатость – 6-7кл.


24. Виды лезвийной обработки цилиндрических з.к. по методу обкатки. Их особенности, технологические возможности.

Обработка по методу обката производится фрезерованием, долблением, зуботочением.

Зубофрезерование наиболее распространенный вид обработки используется от мелкосерийного до массового производства. Обработка производится червячными, модульными одно и многозаходными фрезами на зубофрезерных станках полуавтоматах и автоматах, в зависимости от конструкции станка ось нарезаемого колеса может быть горизонтального для мелкомодульных колес или вертикально. В процессе обработки зубчатое колесо катится по рейке, представляющей режущий инструмент в нормальном сечении. Вращение фрезы жестко связанно с вращением заготовки, следовательно увеличение скорости резания приводит к увеличению толщины срезаемого слоя и к ухудшению качества обработки, поэтому скорость фрезерования 40-80 м/мин. Процесс нарезания может производится при постоянном межцентровом расстоянии заготовки и инструмента и переменном. Используются 3  схемы (m до 2 мм – один проход, 2÷4 – два похода, свыше 4 – три прохода):

1.С осевой подачей инструмента, обеспечивает высокое качество обработки , точность по дуге делительной окружности т. к. имеет постоянное межцентровое расстояние , универсальность, «-»непроизводительный т.к. Lр.х. большое из-за перебега и врезания, для увеличения производительности обрабатывается сразу несколько зубчатых колес.

2.С радиально-осевой подачей инструмента, более производительный т.к. величина врезания определяется высотой зуба.

3.С диагональной подачей подаче инструмента. (более равномерно загружаются зубья фрезы)

«-» обеих схем резания является то, что черновую и чистовую обработку ведут одни и те же зубья фрезы, по этому фреза по длине изнашивается не равномерно. Для исключения данного недостатка и повышения качества обработки используется схема фрезерования с диагональной подачей, когда инструменту в процессе обработки сообщается движение вдоль оси за счет протяжного  суппорта. Повышение стойкости инструмента позволяет повысить режимы обработки. Осевая подача фрезы берется от 0,05 до 0,2 мм на оборот фрезы. Осевая подача от 1 до 4 мм на оборот детали. Технологические возможности фрезерования : точность 7-8 ст., шероховатость 5-6 кл. Для повышения производительности используют 2-х 3-хзаходные фрезы, а так же многозаходные фрезы большого диаметра, остро заточенные фрезы, фрезы с корригированным зубом или с уменьшенным углом профиля (15 град.) Данные мероприятия позволяют поднять производительность в 1,5 – 2 раза за счёт повышения режимов резания (скорость до 200 м/мин), но данные схемы используются для черновой обработки

Фрезерования гребёнчатыми фрезами позволяет исключить жёсткую кинематическую связь между вращением фрезы – скорость резания и врещением заготовки – круговая подача, что исключает возможность применения высоких скоростей для реализации возможностей твёрдого сплава, т.е. ограничивает производительность процесса. Режущий инструмент- круглая рейка большого диаметра с кольцевыми канавками, фреза работает со скоростью 200 – 400 м/мин. Обработка производится на специальных станках длинными фрезами. Длина фрезы больше длины делительной окружности колеса. В процессе обработки нарезаемое колесо катится без скольжения по рейке, представляющей зубья фрезы в осевом сечении. Зубья полностью нарезаются на колесе при прокатывании вдоль фрезы за 1 двойной ход суппорта. Для повышения производительности одновременно обрабатываются 4 – 5 колёс. Схема предназначена для нарезания нешироких з.к. , впадина у зубьев получается по радиусу.

Зубодолбление производится по методу обката на зубодолбёжных станках. Инструмент – долбяк выполнен в виде з.к., имеющего режущие кромки. Процесс более универсален, чем зубофрезерование т.к. можно нарезать зубья наружного и внутреннего зацепления, прямозубые, косозубые и шевронные. При долблении скорость резания независима от круговой подачи и вынесена из цепи обката, то качество обработки при зубодолблении выше, чем при фрезеровании (точность 7ст. шероховатость 7кл.). Зубодолбление обеспечивает более высокие параметры профиля – точность профиля эвольвенты, точность по шагу и др., за исключением кинематической точности. Зубчатые колёса с модулем до двух мм обрабатывают зубофрезерованием и зубодолблением за один проход, более 4 мм – 3 прохода. При повышении производительности при обработке з.к. с модулем меньше 1,5 мм используют быстроходные зубодолбёжные станки, которые по производительности могут быть выше зубофрезерования. Долбление уступает по производительности зубофрезерованию вследствие холостого хода инструмента. Зубчатые колёса с винтовым зубом нарезаются косозубыми долбяками, совершающими винтовые движения от копира. Зубодолбление более производительно, чем зубофрезерование, позволяет обрабатывать з.к. как внутреннего, так и наружного зацепления. В серийном производстве при обработке блочных колёс зубодолблением используют станки с ЧПУ, позволяющие с одной установки обрабатывать все венцы блока по программе. Зубодолбление перед фрезерованием имеет большие возможности:

  1.  высокая точность профиля зуба;
  2.  отсутствие жёсткой кинематической связи между скоростью резания и круговой подачей позволяет повысить качество обработки, однако наличие холостых ходов снижает производительность, а две червячные поры о цепи обката снижают кинематическую точность.

Зуботочение – чистовая обработка зубьев з. к.  прямозубых и косозубых на специальных станках или модифицированных зубофрезерных, позволяет вести непрерывный процесс резания аналогично зубофрезерованию инструментом в виде косозубого долбяка, который зацепляется с обрабатываемым колесом. В процессе обработки инструмент и заготовка непрерывно вращаются со скоростью круговой подачи, при этом долбяк перемещается вдоль оси детали. Возникает скольжение режущих кромок инструмента по поверхности колеса. Технологические возможности: ст. – 7-8, шерохов. – 7кл., производительность в 1,5 – 2 раза выше, чем при зубофрезеровании. Производительность в 3-4 раза выше , чем при зубофрезеровании. Применяется для чистовой обработки зубьев, после чернового фрезерования.  

Нарезание рейкой производится в единичном и мелкосерийном производствах.  Когда требуется нарезать особо точные зубчатые колёса или з. к. очень больших размеров диаметром от 500 до нескольких метров. Обработка рейкой производится на специальных зубодолбёжных станках, где инструмент – рейка совершает возвратно- поступательные движения со скоростью резания до 30 м/мин, а нарезаемое колесо без скольжения катится по рейке. Перекатывание происходит на два-три зуба, а з.к. без вращения перемещается в исходную точку несколько дальше начала предыдущего процесса резания.В единичном и мелкосерийном производстве рейку можно изготовить по методу обката зубодолблением на долбёжных станках, используя специальное приспособление, преобразующее вращательное движение шпинделя стола в поступательное движение нарезаемой рейки. Технологические возможности нарезания рейкой такие же, как при зубодолблении.


25. Способы шевингования ЗК и их технологические возможности

Зубошевингование - процесс отделочной обработки ЗК, предварительно полученных зубофрезерованием иди зубодолблением. Обработка проводится на специальных зубошевинговальных станках РИ - шевером, представляющим собой ЗК или рейку, на поверхности зубьев которых выполнены режущие кромки. Наибольшее распространение получил процесс шевингования шевер-шестерней. Для шевингования прямозубого колеса используют косозубый шевер с углом наклона зубьев 15-20 градусов. При зацеплении косозубого шевера и прямозубого колеса (при скрещивающихся осях) возникает относительное скольжение режущих кромок шевера по поверхности зуба обрабатываемого колеса. При этом с поверхности зубьев колеса снимаются микронные стружки. Процесс шевингования повышает качество обрабатываемой поверхности, шероховатость7(8) кл, min-ая глубина дефектного слоя на поверхности зубьев и min-ое внутреннее напряжение, точность обработки 7 ст, при этом значительно снижаются все погрешности ЗК, а биение делительной окружности уменьшается в 4-5 раз, т.е можно получить 0,02 биения окружности. Однако, кинематическая точность практически не повышается, т.к нет жёсткой кинем. связи между инструментом и деталью, т.е деталь вращается от шевера.

Процесс съёма припуска 0,03-0,05 мм происходит за несколько 10-ков двойных ходов стола (используется метод продольной подачи). При этом после каждого двойного хода реверсируется вращение шевера, чтобы обработать 2-ую сторону зуба.

А также сообщается радиальная подача на врезание,чтобы обеспечить последующий съём припуска. Шевер вращ. со скоростью 80 м/мин.

 Процесс зубошевингования может выполнятся способом продольной, поперечной или диагональной подачи. Процесс применяется для обработки незакалённых ЗК, или имеющих невысокую твёрдость ЗК, для сталей, характеризующихся хорошей обрабатываемостью 30ХГСА; 40Х HRC≤30…35. > 35 HRC шевинговать нельзя.

Шевингование способом продольной подачи-самый универсальный и самый непроизводительный способ обработки. Применяется в единичном и серийном производствах.

В массовом производстве применяется способ поперечной подачи (тангенциальной). В этом случае ширина шевера берётся больше ширины колеса.

Длина рабочего хода шевера соизмерима с высотой зуба, осевое перемещение колеса при обработке отсутствует, поэтому канавки на зубьях шевера выполняется винтовые.

Шевингование способом диагональной подачи позволяет повысить производительность процесса обработки по сравнению со способом осевой подачи, а сам процесс обработки аналогичен шевингованию с осевой подачей, но, направление подачи не совпадает с направлением оси детали, а направлено опд углом 3-5о. (более равноиерно загружаются зубья шевера)
     
26. Методы отделочной обработки ЗК после т/о и их технологические возможности.

Шлифование ЗК производится в основном для термообработанных колес с твердостью свыше 40HRC. Как правило, шлифование производится после сквозной закалки ЗК, когда поводка зубьев колеса бывает значительной, достигающей до 0,5мм

Если зубчатый венец подвергается закалке ТВЧ, а перед этим выполнена операция     зубошевингования, обеспечивающая min-ый дефектный слой и min-ое поверхностное напряжение, тогда после закалки ТВЧ коробление зубьев невелико и не превышает 0,02-0,03 мм, которые можно удалить зубохонингованием, но перед зубохон-ем, также как и перед зубошлиф-ем, необходимо восстановить базу.

Например, прошлифовать отверстие и торец. База на делительный диаметр.

Шлифование зубьев цилиндрических колес производится на специальных зубошлифовальных станках. Процесс может выполнятся по методу копирования или обката.

При шлифовании по методу копирования дисковый круг спрофилирован по форме впадины ЗК. Процесс обработки происходит в 2 этапа: черновая обработка, правка круга, чистовая обработка. При этом для уменьшения накопления погрешности от износа круга, деление при шлифовании производится ч/з 2-3 зуба, поэтому полностью ЗК будет обработано за 2-3 оборота.

Точность обработки 6-7кв., шер. 7-8 кл. По методу копирования  станок мод. 5861

Обработка по методу обката производится одним или несколькими кругами, 2-мя тарельчатыми кругами, или абразивным червяком, любой РИ в нормальном сечении представляет собой 1 или несколько зубьев рейки, по которой катится обрабатываемое колесо. Наивысшая точность и качество обеспечивается обработкой 2-мя тарельчатыми кругами. Наивысшая производительность -абразивным червяком. (точность 5-6 кл. шер. – 7-9 класс)

Зубопритирание - производится редко в единичном и мелкосерийном производстве, вместо шлифования также для изготовления особо точных колес.Обработка производится на спец. ст. 5375, 573. Чугунный притир в виде цилиндрического колеса приводит во вращение обрабатываемое колесо. Для создания бокового давления зубопритира на поверхность колеса применяют спец. тормозные устройства. Процесс обработки идет при активной подаче сульфофрезола с абразивным порошком. Притирание обеспечивает точность обработки 5-6 ст, шер. 9-10 кл.

Зубохонингование - является наиболее применяемым способом для обработки закаленных ЗК. Обработка производится на спец. зубохонинг.ст. 5В913 (m=1,5-6 мм).

Зубчатый хон представляет собой косозубое колесо, выполненное из специальной пластмассы с абразивным порошком (пластмасса  в качестве связки), процесс обработки аналогичен зубошевингованию (т.е при зацеплении косозубого хона и прямозубого колеса (при скрещивающих. осях) возникает относительное скольжение режущих кромок хона по поверхности зуба обрабатываемого колеса), величина снимаемого припуска 0,02-0,03 мм (как при притирании). Зубохон-ие позволяет повысить точностные параметры также, как при зубошев-ии, ≈ на 1 ст, кроме кинематической точности, т.к колесо вращается от хона. Точность обработки 7 степень, шер. 7-8 кл. Процесс зубохон-ия может выполнятся при однопрофильном или 2-ух профильном зацеплениях (более предпочтительно, т.к. обеспечивает более высокое качество обработки).


27. Способы нарезания прямозубых конических колес методами копирования

Обработка прямозубых конических колес производится: фрезерованием, строганием, протягиванием, пластическим деформированием.

Обработка может производится по методу копирования и обката.

Процесс фрезерования по методу копирования применяется в единичном или массовом производствах, обработка производится дисковыми или пальцевыми модульными фрезами, при этом впадина прорезывается за 2 или 3 прохода.

Обработка производится на универсальном оборудовании с использованием делительных устройств и поворотных приспособлений, точность обработки невысокая 9 степ и грубее,

шер. 5-6 кл. В массовом производстве процесс применяется для предварительной прорезки впадин, крупномодульных ЗК с малым числом зубьев. Обработка производится на спец. многошпиндельных ст.-автоматах. Заготовки в последнем обрабатываются строганием или фрезерованием по методу обката. В массовом производстве точные ЗК обрабатывают протягиванием круговыми протяжками по методу копирования.

Ст. мод. Ст-1222, 5245. Главное движение – непрерывное вращение протяжки с V=10-25 м/мин, время обработки 1 зуба 2-6 сек.

Протяжка имеет черновые и чистовые зубья. При черновой обработке используется схема встречного резания, при чистовой – попутного.

Точность 7-8 степ., шер. 6-7 кл.


28. Высокоскоростное резание. Особенности процесса, область применения, технологические возможности процесса.

Высокоскоростные методы обработки основаны на использовании философского закона перехода количества в качество, когда при скоростях, превышающих обычные процессы в десятки и сотни раз металл проявляет новые качества, одним из которых является сверхпластичность.

Процесс высокоскоростной обработки позволяет резко поднять производительность, повысить качество обработки независимо от процесса обработки, а следовательно, исключить отделочные способы обработки, т.е. снизить трудоемкость изготовления

При высокоскоростном резании мы можем получить класс шероховатости – 10-14 и выше. Для этого используют специальное оборудование, станки для высокоскоростного шлифование или точения, которые позволяют исключить трудоемкие отделочные операции, снизить себестоимость обработки детали, как у обычных материалов, так и высокопрочных.


29. Резание с нагревом. Особенности процесса, область применения, технологические возможности процесса.

Основано на экспоненциальной зависимости работы пластической деформации от температуры в зоне резания. Нагрев детали позволяет значительно снизить работу, потребную для пластической деформации металла. Критерием нагрева детали является температура низкого отпуска металла, которая для высоколегированных сталей может быть очень высокой, например для б/р Р6М5-550С.

Нагрев заготовки может производится пламенем газовой, плазменной горелки или ТВЧ. Это позволяет обеспечить хорошую стойкость традиционного режущего инструмента при обработке высокопрочных легированных сталей. Разновидностью резания с нагревом является электроконтактная резка.

30. Резание материалов с наложением вибраций. Особенности процесса, область применения, технологические возможности процесса

Наложение вибраций на процесс резания позволяет изменить кинематику процесса резания, углы резания, обеспечить снижение потребного усилия на резание (30% и более), улучшить условия работы режущей кромки, что в комплексе дает возможность на обычном оборудовании обработать высокопрочные материалы и сплавы.

Вибрации можно накладывать низкочастотные (до 1000 колебаний/мин), но для повышения эффективности процесса резания наложение вибраций, как правило, носит ударный импульсный характер. Эффективность процесса резания повышается с увеличением ускорения инструмента, что достигается наложением высокочастотных вибраций (ультразвуковых). Низкочастотные колебания используют при точении высокопрочных, вязких сталей с целью дробления сливной стружки. При обработке на универсальных станках, полуавтоматах, автоматах.

Ударноимпульсная обработка применяется в основном при обработке очень вязких материалов, например медь, для процессов, в которых используется инструмент с малой величиной заднего угла, те используют для сверления отверстий малых размеров (0,5-3 мм) в высокопрочных материалах, а также нарезания мелких резьб М2-М3. Ультразвуковая обработка использует ультразвуковые колебания инструмента, накладываемые на любой процесс резания. Источником высокочастотных ультразвуковых колебаний является магнитострикционный вибратор.

Процесс ультразвуковой обработки может быть размерным и безразмерным.

Размерная ультразвуковая обработка применяется в основном с наложением колебаний на типовой режущий инструмент при выполнении токарных операций, сверления отверстий, нарезания резьбы, пластического деформирования поверхности, в том числе ультразвуковое полирование. Для обработки хрупких, твердых материалов (керамика, фарфор).

Безразмерная ультрозвуковая обработка применяется для обезжиривания детали и снятия заусенцев на мелких деталях приборов, часов. Детали загружаются в емкость с жидкостью, которой сообщаются ультразвуковые колебания. Работа совершается только за счет явления кавитации (холодное вскипание жидкости).


31. Электроэрозионная обработка. Особенности процесса, область применения, технологические возможности процесса.

Основана на электроэрозионном разрушении материала детали при прохождении импульса тока большой силы между инструментом и деталью в среде диэлектрика. Канал разряда представляет собой  низкотемпературную плазму, которая разрушает и оплавляет деталь и инструмент. (преимущественно разрушается деталь) В качестве инструмента чаше всего используют медные или графитные электроды. В зависимости от величины выделяемой энергии и частоты следования импульсов процесс можно разделить на 2 самостоятельных процесса:

1. электроимпульсная обработка, 2. электроискровая.

Электроимпульсная: применяется для объемной обработки полостей прессформ, штампов и характеризуется большой величиной выделяемой энергии, 10-100-ни Дж, при малой частоте следования импульсов (10-100-ни Гц).

Материалом для инструмента являются специальные сплавы высокоэррозионные, а также графит, чугун, медь.

Источником энергии является батарея конденсаторов или машинные генераторы.

Диэлектрик: индустриальное масло с керосином или чистое масло

Величина запасаемой энергии определяется емкостью:

, u = 70…380В.

Процесс обеспечивает качество обработки поверхности 5…8кл., которое зависит от режимов обработки и в 1-ую очередь от величины выделяемой энергии; чем меньше энергия, тем выше качество. Точность  14 – 12 квалитет.

Электроискровая: использует в качестве инструмента латунную или вольфрамовую проволочку, которая в процессе обработки перематывается с катушки на катушку и вырезает профиль детали. Точность обработки по контуру ± 0,02 мм обеспечивается системой ЧПУ. Шероховатость поверхности 6…8 кл. Характеризуется малой величиной выделяемо энергии, но большой частотой следования импульса.

Проволока разового действия. Диаметр проволоки: вольфрамовой – 0,15÷0,2; латунной – 0,3÷0,4.


32. Электрохимическая обработка. Особенности процесса, область применения, технологические возможности.

Основана на электрохимическом растворении материала детали и перевод его в нерастворимое химическое соединение, н-р, гидрат закиси железа (Fe(OH)3) при прохождении между деталью и инструментом в среде электролита электрического тока большой плотности безопасного напряжения (до 36В) ч/з малые зазоры - 0,5 мм и меньше.

.

Точность и производительность зависит от величины зазора. С его уменьшением увеличиваются, но при малых зазорах возникает вероятность электроэрозионного загорания, что ведет к порче инструмента, поэтому обработка ведется с переменным зазором.

Точность обработки также зависит от точности инструмента. На поверхности детали имеем нулевые напряжения.

Процесс электрохимической обработки можно накладывать на любой традиционный процесс.

Т.о. получать электрохимическое точение, фрезерование, шлифование, заточку РИ, клеймение, снятие заусенцев. Для этого отечеств. промышленность выполняет целую гамму станков.

Технологические возможности: точность обработки объемной поверхности до 9-10 кв., шероховатость поверхности 9-10 класс.

33. Электрогидроимпульсная обработка. Особенности процесса, область применения, технологические возможности

Электрогидроимпульсная обработка является процессом, в котором используются высокие скорости пластического деформирования. Источником энергии является энергия высоковольтного разряда в жидкости. Применяется при операции штамповки (гибка, вырубка, обрезка).

Энергия для высоковольтного разряда накапливается батареей конденсатора. На практике применяют установки с энергией 10-30 кДж, при этом используется высокое напряжение 10-50 кВ.

Энергия, накопленная батареей конденсатора, может выделяться в закрытом или открытом объеме. КПД составляет 10-30 %. Процесс высоковольтного разряда является непосредственным преобразованием электрической энергии в механическую работу, т.к. в момент разряда между электродами канал разряда представляет собой низкотемпературную плазму, вокруг которой образуется парогазовая полость, стремительно расширяющаяся и создающая в жидкости (водопроводная вода) импульсно высокие давления, величина которых может быть до 10000 атм. Длительность импульса  (200…400)10-6 с. Такое же время необходимо для деформации заготовки, т.е. мы имеем процесс высокоскоростного деформирования.

Процесс электрогидроимпульсной обработки экономически выгодно использовать в м/серийном и опытном производстве, т.к. наличие одного жесткого формообразующего элемента позволяет значительно упростить оснастку, сроки ее изготовления сокращаются от трех месяцев до нескольких дней или минут. Соответственно снижается и стоимость. Недостатком является наличие жидкости, в которой происходит разряд. Частично для устранения данного недостатка выходная часть камеры закрывается резиновой или полиуретановой диафрагмой, что позволяет упростить процесс, но при этом сниж. КПД.

Для пластического деформирования тонколистовых материалов удобнее применять высокоэнергетические установки, в которых силовым элементом является не жидкость, а магнитное поле, т.е. использовать процесс магнитной импульсной обработки. Установка имеет одинаковую схему с электрогидроимпульсной, но т.к. потребная энергия значительно меньше, то рабочее напряжение для зарядки конденсаторов используется до10 кВ.

Чтобы обеспечить более жесткий разряд, используют специальные малоиндуктивные высоковольтные конденсаторы. Энергия батареи конденсаторов выделяется в индукторе. Для деформирования плоских заготовок используется плоский индуктор. Для изготовления трубчатых деталей используются трубчатые индукторы. При прохождении электрического тока через индуктор в нем наводится переменное магнитное поле, которое образует в заготовке вихревые токи Фуко, имеющие свое магнитное поле. Взаимодействие двух магнитных полей приводит к совершению механической работы взаимного отталкивания или притяжения. Использование силового магнитного поля позволяет значительно упростить технологический процесс и легко его автоматизировать.

Благодаря тому, что жесткий формообразующий элемент один, а 2-й элемент жидкость под высоким давлением (1000 Ат.) появляется возможность упростить конструкцию штамповой оснастки. Совместить в одной операции (электрогидроимпульсной) несколько традиционных операций. Таких как вытяжка, формовка, калибровка, чеканка, пробивка, вырубка, отбортовка, упрочнение, снятие внутренних напряжений и др.


34. Электронно-лучевая обработка. Особенности процесса, область применения, технологические возможности процесса.

Электроннолучевая обработка

Основана на использовании энергии электронов, разогнанных до высоких (космических) скоростей, которые при соударении с деталью преобразуют свою энергию в тепловую. Электронный луч можно сфокусировать электронно-магнитной линзой до малых размеров, соизмеримых с длиной волны электрона (анстремы), поэтому в зоне контакта луча образуется высокая плотность энергии, в 1000 раз больше, чем при электродуговой сварке, а температура в зоне до 6000°С и более. Однако в рабочей камере необходимо создать глубокий вакуум.

Процесс применяется для разрезки высокопрочных материалов, сварки, получения отверстий малых размеров, напрример, при изготовлении фильтров для механ. разделения газов.

При получении отв. имеют тороидальную форму фасок.

Процесс можно использовать для вырезки деталей по контуру с высокой точностью (±0,005), выполнения сварки, получение сверхчистых порошков и т.д.

Точность отв. до 9 кв, шер-ть до 6 кл.

«-»: наличие вакуума.


35.Обработка световым лучом. Особенности процесса, область применения, технологические возможности.

Процесс обработки лучом лазера, в котором источником энергии является кванто-оптический генератор (лазер), активным телом которого м.б. газ (СО2), жидкость и твердое тело. Для обработки световым лучом вакуум не требуется и это значительное достоинство по сравнению с электронно-лучевой обработкой.

Наибольшее распространение получили газовые лазеры мощностью до 40 кВт, а также твердотельные лазеры на рубине или неодимовом стекле, у которых мощность в импульсе до 1 кВт.

Точн. до 9 кв, шер-ть до 6 кл.

Отверстие то же, только вакуума не требуется.

Сварочные работы (сварка тонколист. материала толщиной неск 0,1 мм.

Писать надписи.

Обработка световым лучом лишена недостатков, присущего электронно-лучевой обработке – наличие вакуума. Активным элементом установки может быть жидкость, газ, или твёрдое тело. Наибольшее применение нашли твёрдотельные лазеры – рубиновые. Лучом лазера можно выполнять операции, подобные обработке электронным лучом. Широкое использование в технике нашли для вырезки тонколистовых шаблонов на станках с ЧПУ с высокой точностью пространственной формы (до 9кв.). Используется для обработки отверстий в драгоценных камнях, в том числе рубинов для часов и приборов. Шероховатость поверхности до 6 кл

Температура в зоне контакта до 6000ºС, т.е. обработка испарением. При возбуждении атомов хрома импульсным источником энергии. Электроны атомов переходят на внешнюю орбиту по окончании возбуждения возвращаются обратно и каждый электрон выделяет часть энергии в виде светового потока который фокусируется обычной линзой.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

9420. Правовое регулирование информационных систем 34 KB
  Тема №7: Правовое регулирование информационных систем. Понятие и виды информационных систем. Порядок разработки информационных систем. В соответствии со ст.2 закона об информации: Информационная система - совокупность содержащей...
9421. Особенности правового регулирования Интернета 53.5 KB
  Тема № 8. Особенности правового регулирования Интернета. общая характеристика Интернет как особой информационно-телекоммуникационной сети деятельность, осуществляемая посредством Интернета государственное регулирование Интернета в ...
9422. Правовое регулирование информационных ресурсов 44 KB
  Тема №9. Правовое регулирование информационных ресурсов. понятие и виды ИР. Порядок формирования ИР и предоставления информационных услуг государственные ИР государственное регулирование библиотечного дела государственн...
9423. Информационная безопасность (ИБ) 28.5 KB
  Информационная безопасность (ИБ). Жизненно важные интересы ИБ общества. Угрозы ИБ общества. Защита ИБ общества. ИБ - это защита экономических, социальных, международных и духовных ценностей с использованием информационных сред...
9424. Задачи пропедевтической клиники. Понятие о семиотике. Общий план обследования больного. Расспрос больного. Общий осмотр больного 30.57 KB
  Задачи пропедевтической клиники. Понятие о семиотике. Общий план обследования больного. Расспрос больного. Общий осмотр больного Внутренние болезни - область клинической медицины, изучающая этиологию, патогенез и клинические проявления болезни ...
9425. Основные жалобы при заболеваниях органов дыхания 24.98 KB
  Основные жалобы при заболеваниях органов дыхания: Кашель - важный защитный механизм очищения бронхов от избыточного накапливающегося секрета. Возникает при раздражении рецепторов блуждающего нерва и кашлевых рефлексогенных зон - слизистая ...
9426. Последовательность топографической перкуссии 27.69 KB
  Последовательность топографической перкуссии Определение высоты расположения верхушек легких спереди Сзади Определение нижних границ легких по вертикальным линиям Определение экскурсии нижнего легочного края по вертикальным л...
9427. Семиотика заболеваний систем органов 19.46 KB
  Семиотика заболеваний систем органов Синдром компрессионного ателектаза Сдавление легкого извне плевральным выпадом или кровью, находящейся в плевральной полости(гидроторакс), сдавление воздухом (пневмоторакс), или опухолью Патогенез. Вздушность уме...
9428. Исследование больных с патологией ССС. Расспрос и осмотр. Пальпация прекардиальной области 31.21 KB
  Исследование больных с патологией ССС. Расспрос и осмотр. Пальпация прекардиальной области. Болезни сердца и сосудов в развитых странах занимают 1 место в структуре смертности населения. История кардиологии Боткин Сергей Петрович 1...