Основи технологій обробки металів різанням. Сучасні високоефективні методи обробки металів

Обробка металів різанням – це технологічний процес, що є частиною виробничого процесу, в ході якого з поверхні заготовки послідовно знімають шар (шари) металу з метою надання виробу запроектованих форми, розмірів і шорсткості поверхні.

Внаслідок великої трудомісткості та значних відходів металу в стружку обробка металів різанням належить до складних і дорогих технологічних процесів. Вартість обробки становить 30-40 % від вартості готового виробу. Це пояснюється тим, що в сучасному машинобудуванні ставляться високі вимоги до точності та якості поверхонь. Чим більші вимоги до точності та якості поверхонь, тим більша трудомісткість виготовлення деталей, тим складніше технологічний процес обробки.

Способи механічної обробки металів різанням:

Точіння – спосіб оброблення поверхонь заготівки, яка обертається навколо своєї осі, ріжучим інструментом – різцем. Точінням обробляють циліндричні, конічні та фасонні зовнішні та внутрішні поверхні, нарізають різьбу. Процес точіння здійснюють на токарних, карусельних, револьверних, розточувальних верстатах, токарних і револьверних автоматах і напівавтоматах. Станки токарної групи складають близько 50% всього станочного парку механічних цехів машинобудівних заводів. У процесі точіння головний рух виконує заготівка, рух подання – інструмент.

Свердління – спосіб виготовлення отворів інструментом – свердлом. Свердління виконують на свердлильних, фрезерних верстатах, токарних і револьверних автоматах тощо. При свердлінні головний рух виконує інструмент або заготівка, рух подання – інструмент.

Для отримання більш точних розмірів порівняно із свердлінням отвори обробляють зенкеруванням, розточуванням або розвертанням.

Зенкерування – обробка різанням стінок або вхідної частини отвору. Зенкерування роблять по чорних отворах у відливках, поковках або по просвердлених отворах.

Розточування використовують для отримання отворів та для обробки отворів з точними міжцентровими відстанями.

Розвертання – обробка отворів, де потрібна висока точність і чистота поверхні. Наприклад, при розвертанні із стінок попередньо оброблених (свердлінням, зенкеруванням або тільки свердлінням) отворів знімається шар металу в кілька десятих часток міліметра; отвори мають точність у межах шостого-сьомого квалітетів з шорсткістю поверхні 0,3-2 мкм.

Фрезерування – спосіб оброблення плоских і криволінійних поверхонь заготовки ріжучим інструментом – фрезою. Головним рухом є обертання фрези, а рухом подання – поступальне переміщення заготовки або фрези. Фреза – багатолезовий інструмент, кожний різальний зуб якої має всі елементи будь-якого іншого різального інструменту. Фрезерування здійснюють на фрезувальних верстатах.

Струганням обробляють плоскості горизонтальні, вертикальні, паралельні, нахилені, пази канавки та фасонні поверхні.

Стругання – спосіб обробки поверхні деталі зворотно-поступальним переміщенням інструменту або заготівки. Особливістю стругання є наявність холостого ходу, що знижує продуктивність верстатів, тому цей спосіб використовують в індивідуальних виробництвах.

Шліфування – процес обробки поверхонь на верстатах шліфувальним інструментом. Найчастіше – шліфувальними кругами, іноді брусками, шкурками, пастами, які виготовляють із абразивних матеріалів (алмаз, корунд, карборунд тощо) з метою досягнення точних розмірів та високої якості. У більшості випадків шліфування є обробно-доводочною операцією, яка забезпечує точність до 0,002 мм і чистоту поверхні 0,15 – 1,2 мкм. Найпоширеніші способи шліфування: кругле зовнішнє, кругле внутрішнє (для обробки отворів), для обробки площин – плоске шліфування. Шліфування застосовують також для обдирних робіт (при очищенні виливків), заточування різального інструменту.

Хімічні та електричні способи обробки різанням:

У сучасному машинобудуванні та інших галузях промисловості широко використовують тверді сталі та надтверді сплави, напівпровідникові матеріали, скло, кварц, рубіни, алмази тощо. Виготовляти вироби (деталі) з цих матеріалів механічним різанням дуже важко, а іноді неможливо внаслідок їх великої твердості та крихкості. Для виготовлення деталей з цих матеріалів використовують хімічний, електричний, ультразвуковий, плазмовий, лазерний та інші способи різання. Ці способи обробки різанням ґрунтуються на використанні електричної, хімічної, звукової, світлової та інших видів енергії.

Хімічний спосіб - полягає в тому, що заготовку занурюють у хімічно активне середовище (розчин лугів, кислот). Поверхні, що не оброблюються, захищають від дії хімічного середовища покриттям лаками, фарбами, емульсіями тощо. Хімічним способом обробляють важкодоступні для інструменту поверхні.

Електричний спосіб - електроенергія перетворюється на теплову, хімічну або інші види енергії. Ці способи обробки поділяють на електрохімічні та електроерозійні.

При електрохімічному способі проходить анодне розчинення металу у разі пропускання крізь розчин електроліту постійного електричного струму. Цей спосіб застосовують для шліфування, полірування, очищення поверхні металів від оксидів тощо.

Електроерозійні способи різання полягають у обробці матеріалів електричними розрядами. У зоні різання енергія розрядів, які виникають між інструментом (анод) і заготівкою (катод), перетворюється в теплову енергію. Температура досягає 10000-12000˚С. Це спричиняє оплавлення та випаровування ділянок поверхні. На заготовці відтворюється форма електрода-інструменту.

Електроіскровий спосіб - використовують імпульсні іскрові розряди між заготівкою 3 (анод) і інструментом 1 (катод).

Анодно-механічний спосіб - застосовують для обробки матеріалів, які проводять електричний струм. Анодно-механічний спосіб різання поєднує електрохімічні і електроерозійні процеси та механічну дію інструменту. Цим способом прорізають пази, шліфують поверхні, заточують різальний інструмент.

Дата добавления: 2014-01-04