Отчет по практике. АЛЬФИЯ ОБРАБОТКА (ОТЧЕТ). Деформация обрабатываемых поверхностей
 Скачать 33.19 Kb.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ 1.Деформация обрабатываемых поверхностей 2 2.Токарные резцы. Виды и назначение токарных резцов по металлу 6 3.Токарные резцы 12 Деформация обрабатываемых поверхностей Недостаточная износостойкость деталей машин в значительной мере ограничивает производительность машинного парка, так как увеличение нагрузок на отдельные элементы машин или повышение скоростей в ряде случаев недопустимо вследствие быстрого износа и выхода ее из строя. Быстрый износ машин в условиях эксплуатации приводит к простоям, связанным с ремонтом и регулировкой, что вызывает большие материальные и трудовые затраты. При трении и износе деталей машин на поверхности и в поверхностных слоях металла под влиянием внешних механических воздействий среды, материала трущихся пар, в зависимости от исходного состояния поверхности, теплоты трения возникают и развиваются механические, физические и химические процессы. Из этих процессов наиболее существенными при износе являются процессы схватывания, окисления, усталостного и абразивного разрушения и далее. Физико-механические параметры качества поверхности и состояние структуры поверхностного слоя также оказывают большое влияние на износостойкость. Значительно снижают износостойкость деталей такие структурные дефекты поверхности, как ожоги, возникающие при шлифовании. Наклеп поверхностных слоев может приводить к повышенной износостойкости в условиях всех основных видов износа, за исключением абразивного. Наклеп поверхностного слоя, сопровождаемый повышением микротвердости и далее. Усталостью металлов называется их разрушение при многократном (порядка 106-107 циклов) повторении нагружения под действием внешних нагрузок, вызывающих напряжения, значительно меньшие предела их статический прочности. Усталостная прочность деталей машин зависит от шероховатости поверхности, направления и формы следов обработки, глубины и степени наклепа, величины и знака остаточных напряжений. Чувствительность материала к усталости растет по мере увеличения его твердости. Большое количество деталей современных машин при работе подвергаются действию циклических нагрузок. Причиной потери этими деталями работоспособности является усталость материала деталей. Разрушение металла от усталости происходит вследствие возникновения на поверхности изделия микроскопических трещин, постепенно развивающихся в глубину его сечения. Ослабленное усталостными трещинами сечение изделия разрушается под действием сравнительно небольших внешних нагрузок. Детали машин, приборов и аппаратов в реальных условиях эксплуатации работают в различных средах (влажный воздух, вода и водные растворы, смазочные масла, кислоты, щелочи и другие среды), при различных температурах и давлениях. В этих условиях разрушение деталей может происходить без их взаимного контактирования. Долговечность таких деталей определяется их коррозионной стойкостью, т.е. способностью металла сопротивляться действию химических и электрохимических процессов. Кроме того, находясь в таких условиях, ряд деталей может испытывать и действие знакопеременных нагрузок. Долговечность таких деталей определяется коррозионно-усталостной прочностью. Коррозионное разрушение деталей, как правило, начинается с поверхности. В связи с этим состояние поверхности в значительной степени влияет на ее взаимодействие с внешней средой. Поверхность металла, имея характерный для данного вида обработки рельеф, несет на себе большое количество дефектов в виде царапин, трещин, надрезов, сдвигов и т.д. Возле этих мест обычно начинается развитие коррозионных процессов и разрушение. Шероховатость поверхности оказывает большое влияние на коррозионную стойкость деталей машин. С уменьшением шероховатости поверхности коррозионная стойкость повышается. При обработке заготовок резанием под действием прилагаемых сил в металле поверхностного слоя происходит пластическая деформация, сопровождающаяся его деформационным упрочнением (наклепом). Интенсивность и глубина распространения наклепа возрастает с увеличением сил и продолжительности их воздействия и с повышением степени пластической деформации металла поверхностного слоя. Одновременно с упрочнением (под влиянием нагрева зоны резания) в металле поверхностного слоя протекает отдых (разупрочнение, возврат), возвращающий металл в его первоначальное ненаклепанное состояние. Конечное состояние металла поверхностного слоя определяется соотношением скоростей протекания процессов упрочнения и разупрочнения, зависящим от преобладания действий в зоне резания силового или теплового фактора. Степень и глубина распространения наклепа изменяются в зависимости от вида и режима механической обработки и геометрии режущего инструмента. Изменение режима резания, вызывающее увеличение сил резания и степени пластической деформации, ведет к повышению степени наклепа. Рост продолжительности воздействия сил резания на металл поверхностного слоя приводит к увеличению глубины распространения наклепа и далее. Токарные резцы. Виды и назначение токарных резцов по металлу Специалисты, которые часто пользуются резцами для токарного станка при выполнении работ по металлу, а также те, кто занимается продажей этих изделий или снабжением машиностроительных предприятий, прекрасно осведомлены о том, каких видов бывают эти инструменты. Тем же, кто нечасто сталкивается в своей практике с токарными резцами, достаточно сложно разобраться в их видах, представленных на современном рынке в большом разнообразии. В конструкции любого резца, используемого для токарной обработки, можно выделить два основных элемента: - державка, при помощи которой инструмент фиксируется на станке; - рабочая головка, посредством которой выполняется обработка металла. Рабочую головку инструмента формируют несколько плоскостей, а также режущих кромок, угол заточки которых зависит от характеристик материала изготовления заготовки и типа обработки. Державка резца может быть выполнена в двух вариантах своего поперечного сечения: квадрат и прямоугольник. По своей конструкции, резцы для токарной обработки подразделяются на следующие виды: - прямые - инструменты, у которых державка вместе с их рабочей головкой располагаются на одной оси, либо на двух, но параллельных друг другу; - изогнутые резцы - если посмотреть на такой инструмент сбоку, то явно видно, что его державка изогнута; - отогнутые - отгиб рабочей головки таких инструментов по отношению к оси державки заметен, если посмотреть на них сверху; - оттянутые - у таких резцов ширина рабочей головки меньше, чем ширина державки. Ось рабочей головки такого резца может совпадать с осью державки либо быть относительно нее смещенной. Классификация токарных резцов регламентируется требованиями соответствующего ГОСТ. Согласно положениям данного документа, резцы причисляется к одной из следующих категорий: - цельный инструмент, полностью изготовленный из легированной стали. Существуют также резцы, которые изготавливаются целиком из инструментальной стали, но используются они крайне редко; - резцы, на рабочую часть которых напаивается пластина, выполненная из твердого сплава. Инструменты данного типа получили наибольшее распространение; - резцы со съёмными твердосплавными пластинами, которые крепятся к их рабочей головке при помощи специальных винтов или прижимов. Используются резцы данного типа значительно реже по сравнению с инструментами других категорий. Различаются резцы и по направлению, в котором совершается подающее движение. Так, бывают: - токарные инструменты левого типа - в процессе обработки они подаются слева направо. Если положить сверху на такой резец левую руку, то его режущая кромка будет располагаться со стороны отогнутого большого пальца; - правые резцы - тип инструмента, получившего наибольшее распространение, подача которого осуществляется справа налево. Для идентификации такого резца, на него необходимо положить правую руку - его режущая кромка будет располагаться, соответственно, со стороны отогнутого большого пальца. В зависимости от того, какие работы выполняются на токарном оборудовании, резцы подразделяются на следующие типы: - для выполнения чистовых работ по металлу; - для черновых работ, которые также называются обдирочными; - для получистовых работ; - для выполнения тонких технологических операций. Проходные прямые резцы. Используют инструмент с прямой рабочей частью для решения тех же задач, что и резцы отогнутого типа, но он менее удобен для снятия фасок. В основном таким инструментом для токарного станка по металлу (к слову, не получившим широкого распространения) обрабатывают внешние поверхности цилиндрических заготовок. Державки таких резцов для токарного станка выполняются в двух основных типоразмерах: - прямоугольная форма – 25х16 мм; - квадратная форма – 25х25 мм (изделия с такими державками используются для выполнения специальных работ). Проходные отогнутые резцы. Такие типы резцов, рабочая часть которых может быть отогнута в правую или левую сторону, используют для обработки на токарном станке торцевой части заготовки. С их помощью также снимают фаски. Державки инструментов данного вида могут быть выполнены в различных размерах (в мм): - 16х10 (для учебных станков); - 20х12 (этот размер считается нестандартным); - 25х16 (наиболее распространенный типоразмер); - 32х20; - 40х25 (изделия с державкой такого размера изготавливаются преимущественно под заказ, их практически невозможно найти в свободной продаже). Все требования к резцам по металлу данного назначения оговорены в ГОСТ 18877-73. Проходные упорные отогнутые резцы. Такие инструменты для токарного станка по металлу могут изготавливаться с прямой или отогнутой рабочей частью, но на этой конструктивной особенности не акцентируют внимание, а просто называют их проходными упорными. Проходной упорный резец, с помощью которого на токарном станке выполняется обработка поверхности цилиндрических заготовок из металла, является наиболее востребованным видом режущего инструмента. Конструктивные особенности такого резца, который выполняет обработку заготовки вдоль оси ее вращения, позволяют даже за один проход снимать с ее поверхности значительное количество лишнего металла. Державки изделий данного вида также могут быть выполнены в различных размерах (в мм): - 16х10; - 20х12; - 25х16; - 32х20; - 40х25. Данный инструмент для токарного станка по металлу также может быть выполнен с правым или левым отгибом рабочей части. Подрезные отогнутые резцы. Внешне такой подрезной резец очень напоминает проходной, но у него другая форма режущей пластины – треугольная. При помощи таких инструментов для токарного станка по металлу заготовки обрабатывают по направлению, перпендикулярному оси их вращения. Кроме отогнутых, есть и упорные виды таких токарных резцов, но область их применения очень ограничена. Резцы данного типа могут быть изготовлены со следующими размерами державок (в мм): - 16х10; - 25х16; - 32х20. Отрезные резцы. Отрезной резец считается наиболее распространенным типом инструмента для токарного станка по металлу. В полном соответствии со своим названием используется такой резец для отрезки заготовок под прямым углом. С его помощью также прорезают канавки различной глубины на поверхности детали из металла. Определить, что перед вами именно отрезной резец для токарного станка, достаточно просто. Его характерной чертой является тонкая ножка, на которую и напаяна пластина из твердого сплава. В зависимости от конструктивного исполнения выделяют право- и левосторонние виды отрезных резцов для токарного станка по металлу. Отличить их друг от друга очень просто. Для этого необходимо перевернуть резец режущей пластиной вниз и посмотреть, с какой стороны располагается его ножка. Если с правой, то он правосторонний, а если слева, то, соответственно, левосторонний. Различаются такие инструменты для токарного станка по металлу еще и по размерам державки (в мм): - 16х10 (для небольших учебных станков); - 20х12; - 20х16 (самый распространенный типоразмер); - 40х25 (такие массивные токарные резцы сложно найти в свободной продаже, в основном их изготавливают под заказ). Резьбонарезные резцы для наружной резьбы. Назначение таких резцов для токарного станка по металлу – нарезание резьбы на наружной поверхности заготовки. Данными серийными инструментами нарезают метрическую резьбу, но можно изменить их заточку и нарезать с их помощью резьбу другого вида. Режущая пластина, устанавливаемая на таких токарных резцах, имеет копьевидную форму, изготавливается она из сплавов, которые были указаны выше. Такие резцы делают в следующих типоразмерах (в мм): - 16х10; - 25х16; - 32х20 (используются очень редко). Резцы для нарезания внутренней резьбы. Такими резцами для токарного станка можно нарезать резьбу только в отверстии большого диаметра, что объясняется их конструктивными особенностями. Внешне они напоминают расточные резцы для обработки глухих отверстий, но не стоит их путать, так как они принципиально отличаются друг от друга. Выпускаются такие резцы по металлу в следующих типоразмерах (в мм): - 16х16х150; - 20х20х200; - 25х25х300. Державка этих инструментов для токарного станка по металлу имеет квадратное сечение, размеры сторон которого можно определить по двум первым цифрам в обозначении. Третья цифра – это длина державки. От данного параметра зависит глубина, на которую можно нарезать резьбу во внутреннем отверстии заготовки из металла. Такие резцы можно использовать только на тех токарных станках, которые оснащены приспособлением, называемым гитарой. Расточные резцы для обработки глухих отверстий. Расточными резцами, режущая пластина которых имеет треугольную форму (как и у подрезных), выполняют обработку глухих отверстий. Рабочая часть инструментов этого типа выполнена с изгибом. Расточные резцы для обработки сквозных отверстий. Такими резцами, рабочая часть которых выполнена с изгибом, обрабатываются сквозные отверстия, предварительно полученные при помощи сверления. Глубина отверстия, которое можно обработать на станке при помощи инструмента данного вида, зависит от длины его державки. Слой металла, который снимается при этом, приблизительно равен величине отгиба его рабочей части. Токарные резцы Резец токарный – это основной рабочий элемент оснастки токарных дерево- и металлообрабатывающих станков применяемый для придания заготовке необходимой формы и размеров. От выбора типа токарного резца, его заточки и состояния во многом зависит возможность тех или иных операций, изготовления деталей требуемой конфигурации. Конструктивные элементы токарного резца – режущая часть или головка и державка, с помощью которой оснастка фиксируется в резцедержателе станка. Резец и державка могут иметь квадратную или прямоугольную форму. Размер резца должен соответствовать стандартному ряду в пределах от 160х100 до 630х500 мм для прямоугольной конфигурации и от 40х40 до 400х400 мм для квадратной. Главной рабочей частью резца является головка, режущие свойства которой определяют углы кромок. Именно углы токарного резца определяют характер съёма металла с заготовки. Основные углы: - Главный задний - находится между плоскостями резания и задней поверхностью резца. От него зависит параметр силы трения, качество обработки и скорость изнашивания инструмента. Подбирается в соответствии с плотностью обрабатываемого материала. - Главный передний – определяет уровень деформации материала при срезе, усилие реза и эффективность отвода тепла. Должен быть обратно пропорционален твердости обрабатываемого материала - чем она выше, тем меньше угол. - Резания. Расположен между передней и задней поверхностями головки. - Заострения. Расположен между передней и задней поверхностями. От него зависит прочность и острота оснастки. - Основной в плане. От него зависит количество снимаемого материала. - Вторичный в плане. От него зависит шероховатость. Чем он ниже, тем выше качество поверхности. - Вершина между задней вспомогательной поверхностью и кромкой реза. Имеет прямое соотношение с показателем прочности. - Наклона режущей кромки – определяет геометрию пятна контакта резца и поверхности детали. - Задний вспомогательный – определяет трение между задней плоскостью и заготовкой. Все элементы конструкции токарного резца выполняются из одной марки стали. Рекомендуются металлокерамические твердые сплавы Т5К10 или сходные с ним. Классификация резцов. Существует несколько характеристик для классификации резцов. В первую очередь это конструктивные особенности: - Монолитное исполнение – единая головка и державка. - Сборная конструкция – головка с напайкой из твердой марки стали. - Сборная с механическим креплением. Данные типы токарных резцов оснащены пластинами из металлокерамики, которые крепятся болтовым соединением. - Регулируемые резцы. В зависимости от назначения резцов они подразделяются на черновые и чистовые, соответственно, для снятия большей или меньшей толщины металла при увеличенных или уменьшенных оборотах. Также инструмент подразделяется и по направлению подачи на правый и левый. В основном виды резцов для токарного станка определяются по их функциональному назначению и подразделяются на: - отрезные; - проходные; - канавочные; - расточные; - фасонные и резьбовые. В зависимости от расположения режущей кромки относительно державки инструмент подразделяется на прямой, отогнутый и оттянутый. В прямых форма режущей кромки прямая, в отогнутых имеет изогнутую форму и в оттянутых её ширина меньше, чем у стержня. При выборе инструмента необходимо руководствоваться функциональным назначением резцов. Что же касается материала, углов заточки и прочих параметров необходимо учесть твердость материала обрабатываемой заготовки. Также необходимо определиться с тем, что является наиболее приоритетным фактором при проведении работ – качество, производительность, стойкость инструмента. Рекомендуемый минимальный набор резцов состоит из: - Проходного необходимого для торцевой обработки; - Наружного нейтрального; - Расточного. Данный базовый комплект достаточен для выполнения большей части типовых операций, но, конечно, для более сложных работ понадобится расширенный набор инструмента, в том числе фасонные и резьбовые резцы. Для профессиональных работ в большом объёме разумным вариантом будет приобретение набора резцов со сменными пластинами. Это позволит впоследствии тратить меньше средств на приобретение расходных материалов, по мере износа производя только замену пластин, а не резцов целиком. |