Обработка деталей машин на промышленном оборудовани

4.1. Разновидности токарной обработки

Токарная обработка предусматривает, в основном, обработку поверхностей вращения, соосных оси шпинделя станка (цилиндрических, конических, фасонных, винтовых, а также торцовых и др.). Основные разновидности: точение, растачивание, подрезка торцев, сверление, зенкерование, развертывание, прорезание канавок, отрезка.

В соответствии с принятой в стране десятичной классификацией станков, группа токарных станков подразделяется на следующие основные подгруппы:

11… - одношпиндельные автоматы и полуавтоматы, (например, 1116, 1125,1140);

12… - многошпиндельные автоматы и полуавтоматы (1216-4К, 1240-4К, 1216-6К и др.);

13… - токарно-револьверные (1Г340, 1Г340П, 1365 и др.);

15… - карусельные (1516, 1525, 1540 и др.);

16… - токарные и лоботокарные (16К20, 16К25, 16К40П, 1А670 и др.);

17… - многорезцовые и копировальные (1716ПФ4 и др.).

Инструмент для токарной обработки.

Резцы: проходные, подрезные, канавочные, расточные, фасонные, отрезные, резьбовые. Правые и левые. Цельные и составные (с напайными пластинками и механическим их креплением).

Материалы режущей части: инструментальные стали (У8А, У10, …), быстрорежущие стали (Р6М5, Р6М5К5, Р9, Р18, …), твердые сплавы (ВК6, ВК8, Т5К10, Т15К6, Т30К4, …), сверхтвердые инструментальные материалы (кубический нитрид бора, синтетические алмазы и др.).

Сверла, зенкеры, зенковки, развертки (Р9, Р18, …).

Режимы резанья: глубина резания t (мм), подача s (мм/об), скорость резания vрез (м/мин), частота вращения шпинделя nшп (об/мин), сила резания Pz (н), мощность резания N (кВт).

Vрез=Kv,(м/мин); Vрез=(м/мин); n=(об/мин).

Cv, Kv – коэффициенты, учитывающие конкретные условия обработки (приводятся в справочниках по режимам резания);

T - стойкость инструмента (30 – 60 мин.);

m,x,y – показатели степени, соответствующие методу обработки (приводятся в справочниках по режимам резания).

Pz=10Cp; N=, (кВт).

Показатели средней экономической точности и шероховатости поверхности приведены в таблице в конце раздела.

4.2. Разновидности обработки на станках сверлильной группы

На станках сверлильной группы кроме обычных операций обработки отверстий (сверления, зенкерования, зенкования, развертывания) подрезают торцы, растачивают отверстия и канавки, обтачивают наружные цилиндрические и конические поверхности, нарезают и накатывают резьбы, обкатывают и раскатывают поверхности.

Основные разновидности (подгруппы) станков сверлильной группы:

21… - настольно- и вертикально- сверлильные (2Н106П, 2Н125Л, 2Р135Ф2 и др.);

24… - координатно-расточные (2421, 2Д450, 2Е470А и др.);

25… - радиально-сверлильные (2М55, 2М57 и др.);

26… - расточные и сверлильно-фрезерно-расточные (2М615, 2636Ф1, обрабатывающие центры ИР320ПМФ4, ИР500ПМФ4, ИР800ПМФ4 и др.);

27… - отделочно-расточные

Инструменты: сверла до 80 мм в диаметре с цилиндрическим или коническим хвостовиком, зенкеры и зенковки до 100 мм, развертки, комбинированный инструмент, канавочные и расточные резцы (инструментальные и быстрорежущие стали, твердые сплавы, сверхтвердые материалы).

Режимы резания: t=0,5D при сверлении или t=0,5(D-d) при рассверливании (мм), подача s в мм/об в зависимости от НВ обрабатываемого материала и требуемого класса шероховатости поверхности; скорость резания vрез в м/мин (в справочниках по режимам резания); частота вращения шпинделя n в об/мин; крутящий момент Mкр в Н*М; мощность резания N в кВт.

N=,кВт n=,об/мин

Показатели средней экономической точности и шероховатости поверхности приведены в таблице в конце раздела.

4.3. Разновидности фрезерной обработки

На фрезерных станках отрезают заготовки, фрезеруют плоские поверхности, пазы, уступы, криволинейные и винтовые поверхности, тела вращения, резьбы.

Основные разновидности (подгруппы) станков фрезерной группы:

61… - вертикально-фрезерные консольные (6Р11, 6Р13Ф3-01 и др.);

63… - продольные одностоечные (6305Ф4, 6У312, 6У316 и др.);

64… - копировальные и гравировальные (641, 6464 и др.);

65… - вертикально-фрезерные бесконсольные (6560, 6А59 и др.);

66… - продольные двухстоечные (6605, 6Г608 и др.);

67… - консольно-фрезерные инструментальные (676П, 6712П и др.);

68… - горизонтально-фрезерные (6Р80, 6Р83 и др.).

Инструменты: концевые, дисковые, цилиндрические, торцевые фрезы, шпоночные, Т-образные, фасонные фрезы. Материалы режущей части: быстрорежущие стали, твердые сплавы. Режимы резания: глубина t и ширина резания В в мм, подача (на один зубsz, на один оборот инструмента s, в минуту sм мм/мин).

sм = s*n = sz*Z*n; где

n – частота вращения фрезы в об/мин (главное движение);

Z – число зубьев фрезы.

Vрез – скорость резания в м/мин (определяется по справочникам режимов резания в зависимости от конкретных условий обработки); примеры рекомендуемых скоростей резания для материалов в различных состояниях приведены в таблице ниже.

Pz – сила резания (Н).

Обрабатываемый материал	Скорость резания в м/мин
Сталь: Углеродистая НВ150 Литая нелегированная НВ225 Аустенитная НВ200 Чугун серый НВ300	100 – 200 80 – 100 100 – 160 75 - 125

(Н*м), крутящий момент на шпинделе;

( кВт ) – эффективная мощность резания.

Показатели средней экономической точности и шероховатости поверхности приведены в таблице в конце раздела.

4.4. Строгание, долбление, протягивание, прошивание

Строганием и долблением обрабатывают плоские поверхности, пазы разнообразной формы. Внутреннее протягивание наиболее широко применяют для обработки различных отверстий: круглых (цилиндрических), квадратных, многогранных, шлицевых с различными профилями прямых и винтовых канавок, а также шпоночных и других фигурных пазов в отверстии детали. Чаще всего протягивают отверстия диаметром 10 – 75 мм с длиной, не превышающей 2 – 3 диаметра. Наружным протягиванием обрабатывают плоские и фасонные поверхности, различные пазы, рифления, зубчатые колеса, пазы в дисках газовых турбин и др. Прошивание аналогично протягиванию, но инструмент работает не на растяжение, а на сжатие.

Протягивание и прошивание в 3 – 12 раз производительнее других возможных способов обработки поверхностей деталей, но высокая стоимость инструмента и необходимость в специализированном оборудовании ограничивают область их применения массовым производством.

Основные разновидности применяемого оборудования:

71… - строгальные продольные одностоечные (7110, 7112 и др.);

72… - строгальные продольные двухстоечные (7210, 7212 и др.);

73… - поперечно-строгальные (7Е35, 7310Д и др.);

74… - долбежные (7Д450, 7414 и др.);

75… - протяжные горизонтальные (7Б55, 7Б58 и др.);

76… - протяжные вертикальные для внутреннего протягивания (7Б64, 7Б68 и др.);

77… - протяжные вертикальные для наружного протягивания (7Б74).

Инструменты: резцы (инстр. стали, быстрореж. стали, тв. сплавы), протяжки и прошивки (быстрореж. стали) и др.

Режимы резания: для строгания и долбления – также, как при точении (по таблицам) sмм/дв.ход; vрез м/мин; при протягивании и прошивании – по таблицам.

Показатели средней экономической точности и шероховатости поверхности приведены в таблице в конце раздела.

4.5. Обработка зубьев зубчатых колес

В машиностроении и приборостроении используются следующие разновидности зубчатых колес: цилиндрические (по форме зуба цилиндрические колеса разделяют на прямозубые, косозубые и шевронные), конические, червячные.

Зубофрезерование является самой распространенной операцией формирования эвольвентного профиля зуба цилиндрических зубчатых колес. Зубья цилиндрических зубчатых колес нарезаются двумя методами: копирования и обкатки. Метод копирования заключается в использовании модульных фрез, профиль которых соответствует профилю впадины между зубьями колеса. Впадина выбирается модульной фрезой, а переход к другой впадине осуществляется с помощью делительной головки, которая на обычном фрезерном станке настраивается на число зубьев обрабатываемого зубчатого колеса. Комплект фрез обеспечивает обработку всего диапазона колес с необходимым количеством зубьев рассматриваемого модуля.

Наибольшее распространение в промышленности получил метод обкатки червячной фрезой, который обеспечивает высокие производительность и качество. Червячная фреза соответствующего модуля может обрабатывать колеса в широком диапазоне количества зубьев путем изменения режимов обработки. Выбор скорости резания и подачи зависит от многих факторов: модуля, материалов заготовки и фрезы, конструкции, жесткости фрезы и станка, вида обработки и т.д.

При долблении зубьев методом обкатки круглыми долбяками повышается производительность и точность обработки. Современные зубодолбежные станки имеют жесткую конструкцию, гидростатические подшипники и направляющие, работают с частотой ходов до 2500 в минуту, удобны в работе и для автоматизации. Колеса некоторых типов – блочные зубчатые колеса с близко расположенными венцами, зубчатые рейки, шевронные колеса, копиры сложной формы и т.п. могут быть нарезаны только долбяками.

Нарезание шевронных зубчатых колес осуществляется на горизонтальных станках с двумя спаренными косозубыми долбяками с правым и левым наклоном зуба. Долбяки работают попеременно.

Зубозакругление на торцах зубьев применяют для облегчения входа в зацепление и повышения срока службы переключаемых на ходу зубчатых колес и муфт. Инструментом является фасонная пальцевая фреза или инструментальная головка.

Основные разновидности применяемого оборудования:

51…- зубодолбежные для цилиндрических колес (5111, 5140 и др.);

52…- зуборезные для конических колес (5С286П);

53…- зубофрезерные для цилиндрических колес и шлицевых валов (5305П, 53А20 и др.);

54…- для нарезания червячных колес (5411, 5440);

55…- для обработки торцев зубьев (5505П, 5520);

56…- резьбофрезерные (5Б63, 5Б65);

57…- зубоотделочные (5701, 5Б703);

58…- зубо- и резьбошлифовальные (5843).

Зуборезный инструмент в основном изготавливают из быстрорежущих сталей (Р18, Р9, Р6М5, стали повышенной производительности Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5) и твердых сплавов (ВК6М, ВК8, Т5К10, Т15К6, Т30К4). Скорость резания при зубофрезеровании 50 – 80 м/мин, подача 3 – 6 мм/об. Применение попутного фрезерования повышает производительность обработки.

4.6. Абразивная обработка

Разновидности абразивной обработки: круглое наружное шлифование (продольное и врезное), бесцентровое круглое шлифование (напроход и врезное), шлифование отверстий (внутреннее шлифование), плоское шлифование (периферией и торцом круга), хонингование, суперфиниширование, полирование, доводка.

Основные разновидности применяемого оборудования:

31…- кругло-шлифовальные (3М150, 3М151Ф2), бесцентрово-шлифовальные (3М185);

32…- внутришлифовальные, координатно-шлифовальные (3К225, 3К228А);

33…- обдирочно-шлифовальные;

34…- специализированные (шлице-шлифовальные 3451В, 3П451),

36…- заточные (3М642, 3672);

37…- плоско-шлифовальные (с продольным столом 3Д732Ф1, 3Д733, с круглым столом 3Д740В);

38…- полировальные, хонинговальные, доводочные.

Обозначение кругов (на конкретном примере): 24А 16 М2 8 К5/ПСС 40 15.

24А – белый электрокорунд; 16 – зернистость в мкм; М2 – твердость круга (мягкий); 8 – номер структуры (46% шлифовального материала); К5 – керамическая связка; ПСС 40 15 – порообразователь (полистирол марки ПСС зернистостью 40, содержание в массе при прессовании 15%).

Режимы резания: линейная скорость на периферии абразивного круга должна составлять для металлов 30 – 60 м/сек; круги для наружного шлифования применяются в диапазоне диаметров 500 – 900 мм, для внутреннего шлифования – 3 – 25 мм; линейная скорость на периферии заготовки при наружном круглом шлифовании должна быть в диапазоне 10 – 40 м/мин.

Показатели средней экономической точности и шероховатости поверхности приведены в таблице в конце раздела.

Средние значения показателей точности и шероховатости при обработке резанием

Таблица
Метод обработки	Квалитет	Ra, мкм
Обработка точением · черновая · получистовая · чистовая · тонкая · алмазными резцами	14 13-11 10-8 8-7 6-5	50-6,3 25-1,6 6,3-0,4 1,6-0.2 0,04-0,016
Растачивание · черновое · чистовое · тонкое	13-11 10-8 7-5	25-1,6 6,3-0,4 3,2-1,6
Фрезерование · черновое · чистовое · тонкое	14 13-11 10-8	50-12,5 10-1.25 2,5-0,4
Сверление и рассверливание	13-9	25-0,8
Зенкерование · черновое · чистовое,после сверления	13-12 13-8	25-6,3 25-0,4
Развертывание · точное · тонкое	9-7 6-5	6,3-0,4 3,2-0,1
Протягивание отверстий · черновое · чистовое	11-10 9-6	12,5-0,8 6,3-0,2
Шлифование наружное · предварительное · чистовое · тонкое	9-8 7-6 6-5 5-4	6.3-0,4 3,2-0,2 1.6-0,1 0,8-0.1
Хонингованиеотверстий, притирка	5-4	0.8-0,1
Суперфиниширование, притирка	5-4	0,2-0,025

4.7. Электрофизические и электрохимические методы обработки

К ним относятся: обработка пластическим деформированием, электроэрозионная (проволочным электродом-инструментом и прошивная), плазменная, лазерная, электронно-лучевая, ультразвуковая, анодно-механическая, электро-химическая и др.

Для станков этой группы в общей классификации выделена группа под номером 4.

Вопросы по курсу "Промышленные технологии и инновации"

1. Каковы важнейшие проблемы народного хозяйства России в настоящее время?

2. Место России на мировом рынке в настоящее время?

3. Конкурентные преимущества российской экономики в рамках т.н. "стратегии экономического роста".

4. Понятие "макротехнологии" в мировой рыночной экономике.

5. Оптимизационный подход к функционированию заготовительного производства.

6. Методы малоотходного производства заготовок.

7. Технологический процесс обработки и его составляющие.

8. Понятие типового, группового и единичного технологического процесса (ТП).

9. Разновидности токарной обработки.

10. Разновидности обработки на станках сверлильной группы.

11. Разновидности фрезерной обработки.

12. Строгание, долбление, протягивание, прошивание.

13. Обработка зубьев зубчатых колес.

14. Абразивная обработка.

15. Электрофизические и электрохимические методы обработки.

Литература.

Основная:

1. Технология машиностроения: учеб. пособие для вузов\ Под. ред. С.Л.Мурашкина. – Спб.: Изд-во Политехнического ун-та, 2007. – 497 с.

2. Базров Б.М. Основы технологии машиностроения: учеб. для вузов. М.: Машиностроение, 2005. -736 с.

3. Жуков Э.Л. Основы технологии машиностроения. – СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2005. – 119 с.

4. Организация, нормирование и стимулирование труда на предприятиях машиностроения: учеб. для вузов. –М.: Высшая школа, 2005. – 381 с.

Дополнительная:

1. Технология машиностроения: В 2-х т. Учебник для вузов. - Изд-

во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. Т.1 - 563 с., т.2 - 639 с.

2. Физические эффекты в машиностроении: Справочник/ В.А.

Лукьянец и др. - М.: Машиностроение, 1993. - 212 с.

3. Жарченков Ю.Н. Основы промышленных технологий. Учебное

пособие/ГУУ. М., 2000.

4. Справочник технолога-машиностроителя: В 2-х т./Под ред. А.Г.

Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1986. Т.1

656 с., т.2 - 496 с.

5. Научные основы выбора материала: Текст лекций / Г.П.Иванов; Владимирский. политехнический. институт. Владимир,1991. 56 с.

6. В начале века Россия должна пройти через технологическую революцию / А.Спиридонов; Финансовые ведомости, 30.12.97 г.

Журналы:

1. Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 2000 – 2008 г.г.

2. Машиностроение: научно-технический журнал. Серия: Известия

вузов. 2000 – 2008 г.г.

3. Машиностроитель: производственно-технический журнал. М.:

Машиностроение. 2000 – 2008 г.г.

4. Проблемы машиностроения и автоматизации. РАН, ин-т

машиноведения им. А.А.Благонравова. 2005 – 2008 г.г.

5. Проблемы машиностроения и автоматизации: международный журнал. 2000 – 2008 г.г.

6. Технология машиностроения: обзорно-аналитический научно-технический и производственный журнал. 2005 – 2008 г.г.

7. Упрочняющие технологии и покрытия: научно-технический и производственный журнал. 2005 – 2008 г.г.

На базе электронных источников, в т.ч. ресурсов «Интернет» - изучение российского и зарубежного опыта использования прогрессивных технологий, материалов и средств воздействия с целью повышения эксплуатационных свойств, высокопроизводительного технологического оборудования.

Рекомендуемые РЕСУРСЫ «ИНТЕРНЕТ»

www.canegor.ru, www.ci.ru, www.cnt.ru, www.comnews.ru,

www. connect.ru, www.eprussia.ru, www.int-edu.ru, www.interface.ru,

www.krustall.ru, www.mashex.ru, www.nete.ru, www.newlt.ru,

www.nmtec.ru, www.novtex.ru, www.ntio.net, www.popmech.ru,

www.robotforum.ru, www.strf.ru, www.technologiya.ru.

Дата добавления: 2014-01-06