Введение Важнейшие проблемы народного хозяйства России Улучшение качественных характеристик

• Название: Введение Важнейшие проблемы народного хозяйства России Улучшение качественных характеристик
• Анкор: Kurs_lektsy.docx
• Дата: 19.09.2017
• Размер: 3.48 Mb.
• Имя файла: Kurs_lektsy.docx
• Тип: Документы; #8771
• страница: 24 из 32

4. Элементы режима резания.

Рассмотрим элементы режима резания на схемах фрезерования цилиндрической и концевой фрезами (Рис.75).

К элементам режима резания при фрезеровании относятся:

ширина фрезерования, глубина резания, подача и скорость резания.

Ширина фрезерования(В) - величина обрабатываемой поверхности, измеренная в направлении, параллельном оси фрезы. Ширина фрезерования задается чертежом детали.



Рис.75. Виды фрезерования: а) цилиндрическое; б) торцовое.
Глубина резания(t) - толщина срезаемого слоя материала, измеренная перпендикулярно к обработанной поверхности. Глубину резания можно определить, зная припуск (разность высот заготовки - Н и детали - h) и число рабочих ходов - i:

(мм).

Подача(S) при фрезеровании - величина перемещения обрабатываемой заготовки относительно фрезы.

Различают три размерности подачи:

S_z – подача на зуб (мм/зуб) - перемещение заготовки при повороте фрезы на один зуб;

S_о – подача на оборот (мм/об) - перемещение заготовки за один оборот фрезы;

S_м – минутная подача (мм/мин) - перемещение заготовки за одну минуту (скорость подачи).

Между видами подач имеется соотношения:

S_M= S_о• n_фр = S_z• Z_фр•n_фр , (мм/мин),

где Z_фр - число зубьев фрезы;

n_фр - частота вращения фрезы, об/мин.

Скорость резания(V) при фрезеровании - окружная скорость вращения фрезы, определяется по скорости точки режущего лезвия, наиболее удаленной от оси фрезы:

V = л •D_фр•n_фр , (м/мин)

где D_фр - наружный диаметр фрезы, м;

n_фр - частота вращения фрезы, об/мин.

В практических расчетах допустимая скорость резания определяется по эмпирической зависимости:

(м/мин),

где С_V - коэффициент, характеризующий свойства материала заготовки и условия обработки;

T^m - период стойкости фрезы, мин;

m, q_v, х_v, у_v, и_v, р_v - показатели степени при T, D_фр, t, S_z, В и Z_фр ;

К_V - общий поправочный коэффициент, учитывающий изменения условий обработки, определяется как произведение ряда коэффициентов:

К_V = К_Mv• К_Пv• К_Иv ,

где К_Mv- коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

К_Пv- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

К_Иv- коэффициент, учитывающий качество материала инструмента.

Иногда, скорость резания назначается без расчета, а в виде конкретных значений, рекомендуемых в справочных данных. В этом случае рекомендуемая скорость резания корректируется на различные условия обработки поправочными коэффициентами.

5. Машинное время при фрезеровании

Машинное или основное технологическое время обработки (Т_о) определяется по уже известным элементам режима резания:

мин,

где L - расчетная длина прохода фрезы, определяемая как:

L = l + y + y₁ , мм,

l - длина фрезеруемой поверхности, мм;

у - величина врезания фрезы, мм;

y₁ - величина перебега (выхода) фрезы, принимается по диаметру фрезы в пределах 1...5 мм;

S_м- минутная подача, мм/мин;

i - число рабочих проходов фрезы.

Величина врезания фрезы (у) определяется по схемам обработки (Рис.4.3) в зависимости от вида фрезерования.

Формулы для определения величины (у) при фрезеровании:

- по схеме на рис.76а: мм;

- по схеме на рис.76б: мм;

- по схеме на рис.76в: мм.


Рис.76. Схемы к расчету величины врезания (у) при фрезеровании:

а) цилиндрическими, дисковыми, угловыми и модульными фрезами;

б) торцевыми фрезами при симметричном фрезеровании;

в) концевьми и торцевыми фрезами при несимметричном фрезеровании.
6. Схемы цилиндрического фрезерования

В зависимости от направления скорости резания и подачи цилиндри- ческое фрезерование может осуществляться двумя способами:

- против подачи (встречное фрезерование), когда направление вращения фрезы противоположно направлению подачи (Рис.77а);

- по подаче (попутное фрезерование), когда направления вращения фрезы и подачи совпадают (Рис.776).


Рис.77. Схемы цилиндрического фрезерования:

а) против подачи; б) по подаче.
Рассмотрим особенности процесса в каждой схеме.

1) Встречноефрезерование:

- нагрузка на зуб возрастает плавно (без удара), так как толщина срезаемого слоя возрастает постепенно от 0 до а_max ;

- зуб фрезы на выходе из заготовки работает "из-под корки", т. е. как бы отламывает упрочненную корку, сохраняя режущую кромку от повышенного износа;

- при соприкосновении зуба фрезы с заготовкой вначале происходит не резание, а смятие, что приводит к увеличению шероховатости поверхности и повышенному износу зубьев фрезы из-за дополнительного наклепа обработанной поверхности;

• 
  зубья фрезы на выходе из заготовки стремятся "оторвать" её от стола или зажимного приспособления, что приводит к вибрациям и увели-чению шероховатости поверхности.
  

2) Попутное фрезерование:

- зуб фрезы на выходе из заготовки как бы выглаживает поверхность, обработанную предыдущим зубом, что обеспечивает её меньшую шероховатость;

- заготовка во время врезания зубьев прижимается к столу, что уменьшает вибрации и снижает усилия на закрепление заготовки;

- зуб фрезы врезается с максимальной толщиной срезаемого слоя, что приводит к ударному воздействию на станок, вызывая повышенные вибрации системы СПИД и механический износ фрезы;

- периодическое изменение направления горизонтальной силы приво-дит к ускоренному износу винтовой передачи продольной подачи и требует установки компенсаторов зазора в винтовой паре.

Резюме: Рекомендуется применять встречное фрезерование для предвари- тельной обработки (на получистовых и черновых операциях), а попутное - для чистовых операций на станках с компенсаторами зазоров в узлах станка.
7. Типы фрезерных станков

Разновидности фрезерных станков:

- горизонтальные;

- вертикальные: консольные и бесконсольные;

- универсальные и широкоуниверсальные;

- продольные: одностоечные и двухстоечные;

- непрерывного действия: карусельные и барабанные;

- копировальные: универсальные и специализированные;

• 
  специального назначения: резьбо- и шлицефрезерные и др.
  

Особенности фрезерных станков.

Горизонтально-фрезерные станки отличаются горизонтальным расположением шпинделя и неповоротным столом.

Вертикально-фрезерные консольные станки имеют вертикальное расположение шпинделя и консольную подвеску стола с механизмами подачи.

Бесконсольные вертикально-фрезерные станки имеют стол, установленный на основании станка, и шпиндельную бабку, которая вместе с фрезой может перемещаться в вертикальном направлении. На таких станках можно обрабатывать тяжелые и громоздкие детали.

Универсально-фрезерные станки схожи с горизонтальными, но имеют поворотный стол.

Широкоуниверсальные станки могут работать с различным располо-жением одного или двух шпинделей, оснащаться большим набором приспо-соблений: угловыми и круглыми столами, различными тисками, быстро-ходными и делительными головками и т.п.

Продольно-фрезерные станки могут быть одностоечные и двухстоечные, с одним или несколькими шпинделями и имеют длинный стол с продольной подачей. Эти станки предназначены для обработки длинных (4 м и более) и крупных (массой до 30 т) заготовок или одновременно группы заготовок в условиях серийного производства.

Станки непрерывного фрезерования в зависимости от направления оси поворота круглого стола с заготовками могут быть карусельно-фрезерные (с вертикальной осью) и барабанно-фрезерные (с горизонтальной осью). Круглый стол с несколькими заготовками имеет непрерывное движение, загрузка и выгрузка заготовок на "карусель" и "барабан" осуществляются находу, т.е. без остановки.

Копировально-фрезерные станки могут быть универсальными и специализированными. Они позволяют фрезеровать сложные формы по копирам и шаблонам (пресс-формы, лонжероны, лопатки турбин, гравировка штампов и др.).

К станкам специального назначения относятся резьбофрезерные, шлице- фрезерные, шпоночно-фрезерные и другие.
8. Принадлежности к фрезерным станкам

1) Приспособления для закрепления фрез:

оправки и патроны: кулачковые, цанговые и др.

2) Приспособления для закрепления заготовок:

универсальные и специальные.

Универсальные приспособления:

- элементарные устройства: прихваты, прижимы и др.;

- тиски: неповоротные, поворотные, специальные и др.;

- угольники: жесткий, поворотный и специальный;

- поворотный накладной стол;

- упоры, домкраты и призмы;

- делительные головки.

Специальные приспособления:

- поворотные головки;

- многоместные головки;

- копировальные устройства и др.

9. Делительные головки

Делительные головки предназначены для поворота заготовок на равные и неравные углы (фрезерование многогранников, зубьев колес и др.) и непрерывного вращения заготовок при фрезеровании винтовых канавок (при изготовлении сверл, зенкеров или косозубых зубчатых колес).

Делительные головки (ДГ) бывают простые и универсальные, одно- и многошпиндельные, механические и оптические. Наиболее распространены механические универсальные ДГ, которые позволяют выполнять наиболее сложные фрезерные операции, включая обработку профилей кулачков.

Оптические ДГ применяют для контрольных операций.

Механические ДГ различают:

• 
  по принципу отсчета: лимбовые и безлимбовые,
  
• 
  по принципу действия: непосредственного, простого и дифференциального действия.
  

ОБРАБОТКА НА СВЕРЛИЛЬНЫХ И РАСТОЧНЫХ СТАНКАХ

1. Работы, выполняемые на сверлильных станках
На сверлильных станках можно выполнять сверление и рассверливание цилиндрических отверстий, зенкерование и развертывание цилиндрических и конических отверстий, подрезку и цекование торцов, нарезание резьбы метчиками и плашками и др. Обработка отверстий производится, так называемыми, осевыми инструментами, к которым относятся сверла, зенкеры и развертки. При обработке отверстий режущий инструмент имеет два движения: главное (вращательное) и подачи (осевое) (Рис.78).

Сверление - основной технологический способ образования отверстий в сплошном материале обрабатываемых заготовок.

Сверлением можно получать сквозные и глухие отверстия с точностью размеров в пределах 12...14-го квалитетов с шероховатостью поверхностей R_а = 6...12 мкм.

Рассверливание - способ обработки сверлом отверстий, предварительно полученных другим технологическим способом (литьем, поковкой, штамповкой и др.).

Зенкерование - способ обработки зенкером отверстий, предварительно полученных другим способом (чаще сверлением) с целью достижения более точных по форме и размеру цилиндрических отверстий и конических углублений (10...11-го квалитетов точности) и меньшей шероховатости поверхности (R_а = 1,5... 6 мкм)

Развертывание - способ чистовой обработки отверстий после сверления и зенкерования с целью получения точных по форме и размеру цилиндрических и конических поверхностей (6...9 квалитетов) с малой шероховатостью (R_а = 0,32...1,25 мкм).


Рис.78. Схемы работ, выполняемых на сверлильных станках:

а) сверление; б) рассверливание; в) зенкерование; г) развертывание;

д) зенкование цилиндрическое; е) зенкование коническое;

ж, з) цекование торцов; и) сверление центровочных отверстий;

к) нарезание резьбы метчиком; л) комбинированное зенкерование;

м, н, о) развертывание конических отверстий.
2. Конструкции и геометрия осевых инструментов

1) Сверла
В зависимости от назначения и конструктивных особенностей различают следующие типы сверл:

- перовые;

- спиральные;

- для глубокого сверления;

- центровочные;

- специальные, комбинированные и др.

Перовые сверла имеют простую конструкцию (Рис.79а), но, вследствие малой производительности и низкой точности получаемых отверстий, применяются очень редко. Могут быть простые и ступенчатые.

Наибольшее применение имеют спиральные сверла (Рис.79б). Спиральные сверла могут быть цельными или составными, из быстрорежущих сталей или твердого сплава, с цилиндрическим или коническим хвостовикам, с подводом СОЖ через спиральные канавки или через отверстия в теле сверла.


Рис.79. Сверла: а) перовое; б) спиральное.
Сверла для глубокого сверления (Рис.80а,б,в) можно разделить на однокромочные и многокромочные с перемычкой.



Рис.80. Сверла для глубокого сверления:

а) однокромочное ружейное;

б) шнековое; в) эжекторные;

г) для кольцевого сверления.
Однокромочные сверла: ружейные, пушечные и другие имеют меньшую производительность по сравнению с многокромочными (шнековые, с наружным и внутренним отводом стружки, эжекторные и др.).

Центровочные сверла (Рис.81а,б) используют для получения центровочных гнезд в заготовках для точения.



Рис.81. Центровочные сверла: а) двустороннее; б) одностороннее.
Рассмотрим элементы конструкции (Рис.82) и геометрии режущей части (Рис.83) спирального сверла.



Рис.82. Конструктивные элементы спирального сверла.



Рис.83. Геометрические параметры спирального сверла.

Углы режущей части сверла:

ω - угол наклона винтовой канавки (18...30^о);

ψ - угол наклона перемычки (50...55°);

2φ - угол при вершине (110...125°);

γ - передний угол, измеряется в нормальной плоскости (Б-Б), переменный (уменьшается от периферии к оси);

α - задний угол, измеряется в осевой плоскости (А-А), переменный (увеличивается от периферии к оси).



Рис.84. Улучшение геометрии сверл:

а) подточка перемычки; б) подточка ленточки;

в) двойная заточка режущей кромки;

г) двойная заточка и срез перемычки.