ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Обработка осевым инструментом

1 23

Осевым называется лезвийный инструмент для обработки с вращательным главным движением резания и движением подачи вдоль оси главного движения резания (ГОСТ 25751-83). К осевым инструментам относят: (рис. 12): сверла, зенкеры, развертки, зенковки, цековки, метчики. В состав металлорежущей системы при работе осевым инструментом входят станок (сверлильной или сверлильно-расточной группы), осевой режущий инструмент, приспособление для базирования и закрепления заготовки (например, тиски). В процессе работы закрепленный в шпинделе станка инструмент совершает вращательное главное движение и поступательное движение подачи вдоль оси вращения.

Сверлениеиспользуется для изготовления отверстий в сплошном материале или для увеличения диаметра имеющегося отверстия. Достигаемая точность обработки при сверлении - 12…14 квалитет, шероховатость обработанной поверхности R_а ³ 6.3 мкм.

В большинстве случаев используются сверла спиральные (рис. 11).

Сверло (рис. 11) состоит из рабочей части и хвостовика, выполняющего функции базирования и закрепления инструмента. Рабочая часть несет два спиральных зуба, разделенных стружечными канавками, обеспечивающими стружкоотвод. Рабочая часть подразделяется на режущую, выполняющую функцию формообразования и срезания припуска, и направляющую, обеспечивающую направление сверла в отверстии в процессе работы. Направление осуществляется за счет касания стенки отверстия ленточками. Передними поверхностями А_g зубьев сверла являются поверхности винтовых канавок, а задними А_a - их торцевые поверхности. Главная режущая кромка К линия пересечения канавки с задней поверхностью. Вспомогательной режущей кромкой является участок ленточки, принимающий участие в процессе резания и формирующий цилиндрическое отверстие. В результате пересечения двух задних поверхностей образуется дополнительная режущая кромка - перемычка П. Таким образом, сверло имеет непрерывную пространственную режущую кромку, состоящую из пяти разнонаправленных отрезков. Замкнутое пространственное расположение лезвий позволяет вырезать металл и отводить из зоны резания стружку при обработке отверстия в цельном материале.

Операционный эскиз при обработке сверлением приведен на рис. 13. При определении параметров режима резания необходимо учитывать следующее:

Скорость резания V для различных участков режущих кромок не постоянна, V уменьшается при приближении к оси сверла (т.е. при уменьшении расчетного диаметра). Под скоростью резания при сверлении понимают скорость главного движения точки режущей кромки, имеющей наибольший диаметр (номинальный диаметр сверла). В расчетной формуле

d - диаметр сверла.

Глубина резания t является понятием условным, равным половине диаметра сверла (t = d / 2), и обеспечивается конструкцией сверла, а не элементами управления станка. В качестве технологического параметра используется подача на оборот S₀. Ввиду того, что в процессе резания принимают участие два зуба (Z = 2), толщина среза а определяется подачей на зуб S_Z: a = S_Z sin j = (S₀ / 2) sin j.

Ширина среза b равна длине режущей кромки b = t / sin j = d / (2 sin j).

Площадь сечения среза, снимаемого одним зубом сверла A = a b = d S₀ / 4.

Центрованиевыполняется сверлом центровочным комбинированным (рис.11), за один рабочий ход формирующим профиль центрового отверстия требуемой формы и размеров, или сверлом центровочным, отличающимся от спирального отсутствием ленточки и малой длиной.

Зенкерование –технологический способ обработки предварительно полученных отверстий с целью повышения квалитета точности. Достигаемая точность обработки при зенкеровании - 10…11 квалитет, шероховатость обработанной поверхности R_а 0.8 - 6.3 мкм. Для зенкерования используются те же станки и приспособления, что и при сверлении.

Зенкер (рис. 14) - осевой многолезвийный инструмент для повышения точности формы отверстия и (или) увеличения диаметра имеющегося отверстия (ГОСТ 25751-83). Количество зубьев на зенкерах 3 и более в зависимости от диаметра. Большее, чем у сверла число зубьев позволяет увеличить жесткость инструмента и точность обработанного отверстия [3, c.234-236].

Рабочая часть подразделяется на режущую часть, которая отвечает за функции формообразования и срезания припуска, и направляющую часть, обеспечивающую направление инструмента в отверстии. Каждый зуб зенкера формируется из передней поверхности А_g, совмещенной с поверхностью винтовых или прямых стружечных канавок, главной задней А_a на торцевой части инструмента и вспомогательной задней А_a₁ на периферии зенкера. Таким образом, каждый зуб зенкера несет две режущие кромки К и К₁. Направление в процессе работы обеспечивается ленточками, выполненными по цилиндру.

Операционный эскиз зенкерования приведен на рис. 15. При определении параметров режима резания необходимо учитывать следующее:

Скорость резания V задается через число оборотов шпинделя n и определяется так же, как и при сверлении по номинальному диаметру зенкера.

Глубина резания t определяется половинной разностью между диаметром зенкера d и диаметром просверленного отверстия d₀: t = 1/2 (d -d₀).

Ширина среза для каждого зуба b = t / sin j.

На станке задается технологический параметр подача на оборот S₀.Толщина срезаемого каждым зубом слоя a = (S₀ sin j) / Z.

Площадь сечения срезаемого слоя A = a b = S₀ t / Z.

Развертывание- технологический способ обработки предварительно полученных отверстий с целью повышения квалитета точности и шероховатости обработанной поверхности. Достигаемая точность обработки при развертывании - 7…9 квалитет, шероховатость обработанной поверхности R_а 0.8 - 1.6 мкм. При развертывании используются те же станки и приспособления, что и при сверлении. Конструкция разверток отличается от зенкеров меньшим размером зубьев их большим количеством. За счет этого увеличивается жесткость инструмента и создается условия для получения более чистой поверхности правильной формы. Развертки выпускаются как прямозубые (рис. 16), так и с винтовыми стружечными канавками.

Схема работы, физические и технологические параметры при развертывании совпадают с зенкерованием. Однако, режим обработки при развертывании значительно ниже, что связано с технологическими ограничениями для получения высокой чистоты обработанной поверхности.

В конструкции представленных осевых инструментов заложена обратная конусность на направляющей части. Уменьшение диаметра (» 1: 100) направляющих при приближении к хвостовику вызвано необходимостью снизить трение между направляющими и стенками отверстия. Только развертки в отличие от остальных осевых инструментов имеет цилиндрический участок протяженностью несколько мм на своей калибрующей части. Следовательно, только у разверток вспомогательные режущие кромки не имеют отклонения от осевого направления и не формируют остаточного сечения среза, как при сверлении и зенкеровании, получая обработанную поверхность высокой чистоты.

Зенкование -процесс обработки осевым многолезвийным инструментом конических входных участков отверстия. Форма зуба зенковки такая же, как у развертки, однако, каждый зуб имеет единственную режущую кромку.

Цекование -процесс обработки осевым многолезвийным инструментом торцевого и (или) цилиндрического участков отверстия. На рис. 11 представлена обработка бобышки. Направляющая часть цековки в форме цилиндра вынесена вперед рабочей части для удержания инструмента от радиального смещения. Зуб цековки имеет две режущие кромки. Торцовая кромка обрабатывает торцевый участок отверстия, периферийная может формировать цилиндрическое углубление в отверстии (например, для утопления головки болта).

Обработка фрезерованием

Фрезерование применяется для обработки плоскостей, уступов, пазов, разрезки заготовок и др. В состав металлорежущей системы входят фрезерный станок, фреза, приспособление для удержания заготовки (например, тиски). В процессе работы вращается закрепленный в шпинделе инструмент и в любом из трех направлений перемещается заготовка, закрепленная на столе фрезерного станка. Технологические возможности фрезерования - достижение 7...12 квалитета точности и шероховатости обработанной поверхности Rа ³ 1.6 мкм.

Фреза - многолезвийный инструмент для обработки с вращательным главным движением резания без возможности изменения радиуса траектории этого движения и хотя бы с одним движением подачи, направление которого не совпадает с осью вращения (ГОСТ 25751-83).

Фрезы - один из наиболее широко применяемых инструментов в металлообработке, фрезы отличаются большим разнообразием типов и конструкций. На рис.17 приведены примеры обработки цилиндрической а), торцевой б), концевой в), дисковой трехсторонней г), дисковой одноугловой д), дисковой двусторонней е), дисковой фасонной ж), для обработки Т-образных пазов фрезами. Для всех эскизов направление движение подачи перпендикулярно плоскости чертежа [3, c.255-256].

Цилиндрическое фрезерование применяется для обработки плоскостей. Технологические возможности - достижение 12 квалитета точности и шероховатости обработанной поверхности Rа 6.3-12.5 мкм. Цилиндрическая фреза (рис. 18) может изготавливаться с прямыми или винтовыми зубьями. Винтовые зубья повышают равномерность процесса фрезерования, снижая ударные нагрузки. Каждый зуб фрезы несет на себе одну режущую кромку К, сформированную в результате пересечения задней А_a и передней А_g поверхностей. Цилиндрическая фреза является насадным инструментом, ее присоединительной частью служит отверстие со шпоночным пазом для передачи крутящего момента от шпинделя станка.

В процессе работы (рисунок 19) фреза располагается на оправке, закрепляемой на станке с двух сторон. Фреза совершает главное вращательное движение резания, перпендикулярно оси вращения перемещается заготовка (движением подачи), закрепленная на столе станка. В технологических картах обработки задаются частота вращения шпинделя n, подача на зуб S_Z, минутная подача S_М, глубина резания t, и ширина фрезерования В. Физические параметры режима резания определяются следующим образом [3, c.259-264]:

Скорость резания V рассчитывается так же, как при обработке осевым инструментом. Фигура, образуемая контуром зубьев за один цикл главного движения (1 / Z число оборотов) имеет сложную форму сегмента. В расчетах сечения среза ширина b для одного зуба принимается равной ширине фрезерования В (t =B). Толщина среза a не является постоянной величиной, максимальная толщина

В расчетах средняя толщина среза а_СР определяется на половине угла контакта d.

В зависимости от направления перемещения заготовки различают встречное и попутное фрезерование. В случае совпадения направлений векторов скорости резания V и подачи S фрезерование называется попутным, при противоположных направлениях (рис. 15) – встречным [3, c.264-267].

В настоящее время цилиндрическое фрезерование практически не используется в производстве для получения плоскостей ввиду низкой производительности и чистоты поверхности. Однако, цилиндрические фрезы часто применяются в наборах (несколько фрез разного диаметра на одной оправке) для одновременной обработки ступенчатых поверхностей.

Торцевое фрезерование является основным способом обработки плоскостей. Технологические возможности - достижение 7 квалитета точности и шероховатости обработанной поверхности Rа 6.3-1.6 мкм. Торцевая фреза (рис. 20) представляет собой корпус, несущий на себе режущие элементы (зубья, ножи), расположенные на торце. Такая конструкция позволяет использовать фрезы большого диаметра со значительным числом зубьев, что увеличивает производительность обработки по сравнению с цилиндрическим фрезерованием, так как в каждый момент в контакте с заготовкой находится большое число работающих режущих элементов. Торцевая фреза является насадным инструментом, в процессе работы закрепляется на оправке, консольно зажатой в шпинделе станка. Базирование на оправке производится по цилиндрическому отверстию и верхнему торцу корпуса. Для передачи крутящего момента предусматривается осевая или торцевая шпонка.

Каждый зуб фрезы по конструкции может рассматриваться как резец для наружного продольного точения (рис. 6). Отличие заключается лишь в конструкции крепежно-присоединительной части, обеспечивающей жесткую связь с корпусом фрезы.

В процессе фрезерования (рис. 21) инструмент совершает главное вращательное движение резания, заготовка, закрепленная на столе станка, совершает прямолинейное движение подачи в плоскости, перпендикулярной оси вращения. В технологических картах обработки задаются частота вращения шпинделя n, подача на зуб S_Z, минутная подача S_М, глубина резания t, и ширина фрезерования В.

Параметры режима резания определяются следующим образом:

Скорость резания V рассчитывается так же, как при обработке осевым инструментом. Фигура, образуемая контуром зубьев за один цикл главного движения (1 / Z число оборотов) имеет форму сегмента. В расчетах сечения среза ширина b = t / sin j. Толщина а является переменной величиной, максимальное значение a_MAX = S_Z sin j.

Концевая фреза(рис. 22) предназначена для обработки уступов, пазов и контурных участков детали. Рабочая часть фрезы образована винтовыми зубьями, разделенными стружечными канавками. Каждый зуб образуется передней главной А_g задней поверхностью А_a на периферии и вспомогательной задней поверхностью А_a₁ на торце. Главная режущая кромка К - винтовая, вспомогательная К₁ - прямая. Присоединительной частью концевых фрез является конический или цилиндрический хвостовик.

Технологический режим и режим резания определяется по аналогии с торцевой фрезой. Исключение - ширина фрезерования В определяется как размер фрезеруемой поверхности вдоль оси фрезы. Разновидностью концевой фрезы является шпоночная (пальцевая) фреза, предназначенная для обработки закрытых пазов (например, шпоночные пазы на валах). Отличие этой фрезы в том, что она содержит два зуба, а на торцевом участке каждого зуба сформированы дополнительные передние поверхности А_g₁, образующие пересекающиеся вспомогательные режущие кромки. Данная конструкция позволяет шпоночным фрезам перемещаться и с осевым движением подачи (как сверло).

1.3.4. Обработка зубьев зубчатых колес

Зубчатые колеса могут изготавливаться двумя методами - копирования и обкатки. В первом случае режущие кромки инструмента копируют форму боковой поверхности зуба колеса. Методом копирования работают концевые (пальцевые) модульные (рис.23 а) и дисковые модульные (рис.23 б) фрезы. В состав технологической металлорежущей системы входят фрезерный станок, модульная фреза и делительная головка, в которой закрепляется нарезаемое зубчатое колесо. В процессе работы инструмент совершает главное вращательное движение резания, движение подачи перпендикулярно плоскости чертежа. После обработки одной впадины колеса заготовка совершает движение деления, производится обработка следующей впадины. Количество движений деления соответствует числу зубьев колеса. Данный метод непроизводителен, используется при обработке крупномодульных зубчатых колес.

Использование метода обкатки при нарезании зубчатых колес предполагает имитацию зубчатого зацепления колеса и режущего инструмента. При этом инструменту придается движение, обеспечивающее процесс резания при зацеплении. Такое взаимодействие колеса и режущего инструмента называется станочным зацеплением. Производящая поверхность инструмента обкатывается по заготовке, формируя профиль зубчатого колеса путем вырезания впадин на заготовке. Примеры реализации метода обкатки - зубофрезерование червячной фрезой и зубодолбление (рис. 23 в и г соответственно).

В состав технологической металлорежущей системы для зубофрезерования входят зубофрезерный станок и червячная фреза. В процессе работы заготовка и фреза совершают взаимосвязанное вращательное движение (имитация червячного зацепления), осуществляется движение подачи фрезы перпендикулярно плоскости чертежа.

В состав технологической металлорежущей системы для зубодолбления входят зубодолбежный станок и долбяк. В процессе работы заготовка и долбякимеют вращательное движение (имитация цилиндрического зацепления), осуществляется возвратно-поступательное главное движение резания долбяка.

1.3.5. Обработка шлифованием

Сущность процесса абразивной обработки - резание-царапание обрабатываемой поверхности большим количеством абразивных зерен с неуправляемой геометрией хаотически расположенных лезвий. Процесс формообразования можно рассматривать как формообразование прерывистой режущей кромкой [3, c.482-485].

Технологические возможности обработки шлифованием: достигаемая точность 1-5 мкм, шероховатость Ra 0,2...0,08 мкм.

В состав технологической металлорежущей системы входят шлифовальный станок, шлифовальный круг, приспособление для базирования и закрепления заготовки.

Шлифовальным кругам придается различная форма в соответствии с их технологическим назначением [3, c.501-505]. Примеры схем шлифования приведены на рис.25.

В состав металлорежущей системы для круглого шлифования (рис. 25 а) входят круглошлифовальный станок, шлифовальный круг, заготовка базируется и закрепляется в центрах. Круг совершает главное вращательное движение резания Dг, заготовка осуществляет вспомогательное вращательное движение (Dв), заготовка (или круг) совершает поступательное движение подачи Ds, называемое продольной подачей. Глубина резания t при шлифовании задается поперечной подачей на станке, регламентирующей величину врезания шлифовального круга в заготовку.

В состав металлорежущей системы для плоского шлифования (рис. 25 б) входят плоскошлифовальный станок, шлифовальный круг, приспособление для базирования и закрепления заготовки (например, магнитный стол). Круг совершает главное вращательное движение резания Dг, заготовка совершает возвратно-поступательное движение подачи Ds.

При шлифовании скорость резания может быть на порядок выше, чем при лезвийной обработке, что связано с высокой теплостойкостью инструментальных материалов, применяемых при изготовлении шлифовальных кругов. Глубина резания, задаваемая поперечной подачей Sп, устанавливается значительно меньше, чем при лезвийной обработке. Это вызвано высокой температурой резания, возникающей при шлифовании на высоких скоростях.

1 23