Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение саратовской области саратовский политехникум
 Скачать 0.55 Mb.
|
|
Физико-механические свойства инструментальной керамики
Рекомендации по выбору марки керамики
Синтетические сверхтвердые материалы изготавливаются либо на основе кубического нитрида бора - КНБ, либо на основе алмазов. Материалы группы КНБ обладают высокой твердостью, износостойкостью, низким коэффициентом трения и инертностью к железу. Основные характеристики и эффективные области использования приведены в таблице. Физико-механические свойства СТМ на основе КНБ
В последнее время к этой группе относятся и материалы, содержащие композицию Si-Al-O-N ( торговая марка "сиалон"), в основе которых нитрид кремния Si3N4. Синтетические материалы поставляются в виде заготовок или готовых сменных пластин. На основе синтетических алмазов известны такие марки, как АСБ - алмаз синтетический "баллас", АСПК - алмаз синтетический "карбонадо" и другие. Достоинства этих материалов - высокая химическая и коррозионная стойкость, минимальные радиусы закругления лезвий и коэффициент трения с обрабатываемым материалом. Однако, алмазы имеют существенные недостатки: низкая прочность на изгиб (210-480 МПа); химическая активность к некоторым жирам содержащимся в охлаждающей жидкости; растворение в железе при температурах 750-800 С, что практически исключает возможность их использования для обработки сталей и чугуна. В основном, поликристаллические искусственные алмазы применяются для обработки алюминия, меди и сплавов на их основе. Назначение СТМ на основе кубического нитрида бора
5.Форма отчета. Лабораторная работа №2 1.Цель работы 2.Оснащение работы 3.Состав и свойства режущей пластины инструмента. 4.Вывод (Обоснование выбора резцов при обработке различных материалов.) Контрольные вопросы: 1.назовите группы инструментальных материалов. 2.какой инструментальный материал обладает наибольшей твердостью 3.повышает ли содержание кобальта в твердых сплавах твердость режущей пластины. Лабораторная работа №3 Определение режимов резания при обработке детали вал 1.Цель работы: 1.1 рассчитать режимы резания при обработке вала на токарно-винторезном станке 16к20. 1.2 выбрать из паспорта станка 16к20 наиболее близкие значения режимов резания, к значениям полученным аналитическим путем. 2.Оснащение работы: паспорт станка токарно-винторезного 16к20; справочник токаря; чертеж детали вал. 3.Порядок выполнения работы: 3.1 изучите теоретическую часть лабораторной работы 3.2 рассчитайте режимы резания при обработке первых двух переходов. 3.3 сравните полученные значения с паспортными данными станка. 3.4 оформите отчёт по лабораторной работе 4.Теоретическая часть. Элементами режима резания являются: глубина резания, подача и скорость резания. Глубина резанияt(мм) – расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по нормали к последней. При точении – это толщина слоя металла срезаемого за один проход резца. При обтачивании, растачивании, рассверливании t = (D – d) / 2, где D – наибольший диаметр касания инструмента с деталью, мм; d – наименьший диаметр касания инструмента с заготовкой, мм. При сверлении t = D / 2, где D – диаметр отверстия, мм. При отрезании и вытачивании канавки глубина резания соответствует ширине прорези, выполняемая резцом за один проход. Подача (мм/об) – величина перемещения инструмента за один оборот заготовки. Различают продольную, поперечную и наклонную подачи в зависимости от направления перемещения резца. Рекомендуется для данных условий обработки выбирать максимально возможную величину подачи. Скорость резанияV (м/мин) – путь, который проходит наиболее удаленная от оси вращения точка поверхности резания относительно режущей кромки в направлении главного движения в единицу времени. Скорость резания для станков с главным вращательным движением (токарных, сверлильных, фрезерных) подсчитывается по формуле V = pDn / 1000 » Dn / 320, где D – наибольший диаметр заготовки (при токарной обработке), диаметр сверла (при сверлении) или диаметр фрезы (при фрезеровании), мм; n – частота вращения заготовки или инструмента, об/мин. Режим резания, который обеспечивает наиболее полное использование режущих свойств инструмента и возможностей станка при условии получения необходимого качества обработки, называется рациональным. Для повышения производительности труда рекомендуется работать с возможно большим режимом резания. Однако его увеличение ограничивается стойкостью инструмента, жесткостью и прочностью обрабатываемой детали, узлов станка и его мощностью. Высокая производительность может быть достигнута, если в первую очередь будут приняты наибольшие возможные значения глубины резания и подачи и в зависимости от них – допустимая скорость резания, обеспечивающая принятую стойкость инструмента. Выбор режима резания выполняют на основании исходных данных: чертежа обрабатываемой детали, размеров заготовки, типа, материала и геометрии инструмента, паспортных данных станка в следующем порядке. 1. Глубина резания принимается в зависимости от величины припуска. Рекомендуется вести обработку за один проход. Минимальное число проходов определяется мощностью станка, жесткостью детали и заданной точностью обработки. При черновой обработке (если условия позволяют) глубину резания назначают максимальной – равной всему припуску. Точные поверхности обрабатывают вначале предварительно, затем окончательно. При чистовой обработке глубину резания назначают в зависимости от требуемых степени точности и шероховатости поверхности в следующих пределах: для шероховатости поверхности до Rz от 10 до 20 включительно глубина резания 0,5 – 2,0 мм, для Rz от 2,5 до 0,063 – 0,1 – 0,4 мм. 2. Подачу выбирают из нормативных таблиц в зависимости от марки обрабатываемого материала, размеров заготовки и выбранной глубины резания. Рекомендуется для данных условий обработки выбирать максимально возможную величину подачи. При черновой обработке ее значение ограничивается жесткостью детали, инструмента и допустимым усилием предохранительного механизма подачи станка. Подача для чистовой обработки определяется главным образом шероховатостью обрабатываемой поверхности. Для уменьшения шероховатости подачу следует принимать меньшей. Окончательно подачу корректируют исходя из данных станка и принимают ближайшую из имеющихся на станке. 3. Скорость резания, допускаемая инструментом, определяется заданной стойкостью резца, глубиной резания, подачей, твердостью обрабатываемого материала и рядом других факторов. Средняя стойкость резца обычно принимается равной 30–90 мин. Скорость резания назначают по соответствующим нормативным таблицам в зависимости от свойств обрабатываемого материала, принятых значений глубины резания и подачи. Такие таблицы составлены для определенных условий работы. Поэтому если действительные условия резания отличаются от нормативных, выбранную скорость надо умножить на поправочные коэффициенты, прилагаемые к таблицам. 4. Зная скорость резания, определяют частоту вращения n (об/мин) из формулы n = 1000V / pD » 320V / D, где V – скорость резания, м/мин; D – наибольший диаметр касания инструмента с заготовкой, мм. Так как станок точно такой частоты вращения шпинделя может не иметь, вследствие ее ступенчатого регулирования, то назначают ближайшую меньшую величину. В результате этого незначительно снижается скорость резания, но зато стойкость режущего инструмента повышается. 5. По принятой частоте вращения подсчитывается действительная скорость резания (м/мин). V = Dn / 320. 6. Проверку режима резания по мощности при черновом точении можно выполнить, пользуясь формулой Nрез = Pz V / 60 * 1020, где V – скорость резания, м/мин.; 1020 – коэффициент перевода Н x м/с в кВт; Pz – вертикальная составляющая силы резания, Н. Вертикальная составляющая силы резания Pz (Н) – сила сопротивления резанию, действующая в вертикальном направлении касательно к поверхности резания. Для приближенных расчетов ее можно определить из формулы Pz = KtS, где K – коэффициент резания, равный силе резания, приходящейся на 1 мм2 площади поперечного сечения срезаемой стружки, МПа (табл.); t – глубина резания, мм; S – подача, мм/об. После подсчета мощности резания должно соблюдаться условие N рез = Nшп , где N рез – мощность, необходимая на резание; Nшп – мощность на шпинделе. 5.Форма отчета. Лабораторная работа №3 Цель работы Оснащение работы Расчет режимов резания при обработке детали вал Вывод Контрольные вопросы: 1.Назовите последовательность расчета режимов резания. 2.Назовите правила определения глубины резания при обработке отрезным резцом; подрезным резцом; канавочным резцом. 3.В чем измеряется скорость резания, число оборотов шпинделя, подача резца. Лабораторная работа №4 Разработка маршрутной карты обработки детали вал. 1.Цель работы: составить фрагмент маршрутной карты обработки детали вал. 2.Оснащение работы: бланк маршрутной карты; справочник токаря; рабочий чертеж детали вал, паспорт станка. 3.Порядок выполнения работы: 3.1 изучите теоретическую часть лабораторной работы 3.2 определите последовательность заполнения маршрутной карты 3.3 оформите отчёт по практической работе 4.Теоретическая часть. Установка — часть операции, выполняемая при одном неизменном закреплении обрабатываемой заготовки. Переход — часть операции, характеризующаяся постоянством обрабатываемой поверхности, рабочего инструмента и режима работы станка. Одновременную обработку нескольких поверхностей детали несколькими инструментами принято считать за один переход. Переходы подразделяются на проходы. Проход— часть перехода, осуществляемая при одном рабочем перемещении инструмента в направлении подачи. За один проход снимают один слой металла. Технологический процесс изготовления какого-либо изделия оформляется специальными документами. В СССР введена Единая система технологической документации (ЕСТД), которая устанавливает основные виды технологических документов. Основная цель ЕСТД — установить на всех предприятиях единые правила оформления, выполнения и обращения технологической документации. К технологической документации относятся маршрутные, операционные карты, карты эскизов и другие документы. Маршрутная карта содержит описание технологического процесса изготовления изделия по всем операциям в технологической последовательности с указанием данных об оборудовании, оснастке, материальных и трудовых нормативах. Операционная карта содержит описание операций технологического процесса изготовления изделия с расчленением их по переходам, с указанием режимов работы и данных о средствах технологического оснащения. Карта эскизов содержит эскизы, схемы, таблицы, необходимые для выполнения технологического процесса, операции, перехода. Для выполнения требований, предъявляемых к обработанной детали, назначается последовательность операций исходя из следующих соображений. 1. Обработку заготовки начинают с операций черновой обработки, при выполнении которых снимаются наибольшие слои металла. Это позволяет, во-первых, сразу выявить дефекты заготовки. Во-вторых, при снятии наибольших внешних слоев металла заготовка освобождается от внутренних напряжений, вызывающих деформации. При черновой обработке требуются значительные силы резания, которые могут оказать влияние на точность окончательной обработки поверхности. 2. Обработку поверхностей, на которых возможные дефекты заготовок недопустимы, следует вести в начале технологического процесса при выполнении черновых операций. 3. Следует в первую очередь обрабатывать поверхности, при удалении припуска с которых в наименьшей степени снижается жесткость заготовки. 4. Чистовые операции надо выполнять к концу обработки, так как при этом уменьшается возможность повреждения уже обработанных поверхностей. 5. Поверхности, у которых задана точность относительного расположения, необходимо обрабатывать в одной установке и одной позиции. 6. Следует стремиться применять метод концентрации операций технологического процесса, т. е. одновременного выполнения большего числа переходов, и использовать комбинированные инструменты.Рассмотрим пример оформления технологической карты механической обработке детали палец рис.1.  5.Форма отчета. Лабораторная работа №4 1.Цель работы 2.Оснащение работы 3.Фрагмент разработанной маршрутной карты обработки детали вал 4.Вывод Контрольные вопросы: 1.Перечислить последовательность выбора режущего инструмента 2.Назовите факторы, влияющие на величину глубины резания 3.Перечислите факторы определяющие величину подачи 4.Назовите порядок назначения скорости резания и факторы, определяющие её величину. |