Учебное пособие: Сварка и резание металлов

Понятия об основных элементах процесса резания

Различные способы обработки резанием характеризуются элементами резания; глубиной резания, подачей при резании и скоростью резания. Сочетание этих элементов называется режимом резания. Слой материала, снимаемый с поверхности заготовки за один проход инструмента или одно пёремещёние заготовки, толщиной t мм называется глубина резания. Непрерывность резания обеспечивается передвижением инструмента относительно обрабатываемой/поверхности. Перемещение инструмента за определенное перемещение детали называется подачей, S. Скорость, с которой какая-либо точка обрабатываемой поверхности детали перемещается в единицу времени относительно, но режущей кромки инструмента, называется скоростью резания, У. Выбор режима резания заключается в определении глубины резания, подачи и скорости резания. Как правило, первые два фактора определяются заданными условиями обработки: глубина — величиной припуска на обработку, а да дача — требуемой чистоты.

В зависимости от конкретных условий работы скорость резания изменяется в очень широких пределах, она определяется материалом и формой обрабатываемого изделия, геометрией резания инструмента, глубиной резания, подачей, охлаждением, устойчивостью изделия и инструмента.

Металлорежущие станки, их классификация и условные обозначения

Машины, предназначенные для обработки резанием металлов, сплавов и других материалов, называются металлорежущими станками. Эти станки находят широкое применение во всех отраслях народного хозяйства. Металлорежущие станки классифицируются по различным признакам, зависящим от методов обработки, характера главного движения и движения подачи, степени автоматизации вида и особенностей применяемых инструментов и т. д. Для классификации станков пользуются системой, разработанной экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков (ЭНИМС). По этой системе станки подразделяются на 9 групп. В свою очередь, каждая группа делится на девять подгрупп (типов) в соответствии с конструктивными и технологическими особенностями специализации и т. д. Тип (модель) металлорежущего станка обозначают соответствующим номером» Первая цифра в номере указывает группу станка, вторая — его подгруппу (тин), третья и четвертая цифры показывают условные размеры станка размер обрабатываемой детали и прочее (для токарных станков - высоту центров, для сверлильных — наибольших диаметров отверстия). По степени универсальности различают станки универсальные, специализированные и специальные. Первые предназначены для обработки деталей разнообразной номенклатуры вторые – для конфигурации, но имеющих различные размеры; на специальных станках обрабатывают детали одного типоразмера.

По степени точности станки делятся на пять классов;

Н - нормальной

П - повышенной

В - высокой

А - особо высокой

С - особо точной (мастер станки)

В зависимости от размеров различаются станки настольные, мелкие, средние, крупные и тяжелые.

По степени автоматизации – обыкновенные, полуавтоматические и автоматические станки.

Автоматические станочные линии

Для единичного и мелкосерийного производства характерно групповое расположение оборудования с концентрацией станков определенного технологического назначения на отдельных участках механического цеха (участок токарных ставков, участок фрезерных станков и т. д.). В массовом производстве наиболее эффективно расположения оборудования по ходу технологического процесса, что значительно сокращает длину пути, проходимого обрабатываемого деталью, и уменьшает цикл производства. Наибольшее распространение получили автоматические станочные линии. Их основным оборудованием являются металлорежущие станки-автоматы, выполняющие цикл операций по обработке заготовок резанием. В зависимости от типа используемых станков различают из универсальных, специальных, типовых и агрегатных станков. Автоматические линии из специальных станков создаются для обработки определенных деталей и не допускают переналадки. Переналадочные станочные линии создаются из типовых станков-автоматов и применяются для обработки валов, втулок и др. деталей.

Применение агрегатных станков в автоматических станочных линиях особенно эффективно для обработки крупных корпусных деталей сложной формы. Важнейшим условием экономической целесообразности применения автоматических линий явл. неизменность выпуска продукции, которая в них изготавливается. Один станок с ЧПУ заменяет 3—8 обычных станков, расходы на зарплату сокращаются на 70% у все вздержки производства уменьшаются на 67% производительность труда увеличивается в 3—5 раз. Общая экономия от себестоимости изготовления продукции на этих станках может составить до 90% по сравнению с обычным оборудованием, а экономия трудовых затрат-до 80%.

Характеристика деталей, обработанных резанием

Современное машиностроение создает мощные и быстроходные машины, механизмы которые работают в сложных условиях.

Это требует улучшения комплекса качественных показателей выпускаемых изделий и прежде всего— технологического процесса их производства, обеспечивающего условия качества обработку деталей машин. Во всех случаях при решении вопросов точности в машиностроении следует учитывать сроки службы машин затраты на ее изготовление и эксплуатацию. Пути достижения требуемой точности должны решаться с учетом всех стадий технологического процесса. Во всех случаях при решении вопросов точности в машиностроении следует учитывать сроки службы машин, затраты на ее изготовление и эксплуатацию. Учитывая, что конечная цель любого машиностроительного производства — это выпуск машин высокого качества, вопросы взаимозаменяемости качества и точности обработки приобретают особо важное значение.

Химико-механическая обработка

Этой обработкой достигают формоизменения металлических заготовок вследствие протекания химических и электрохимических реакций с применением поверхностно-активных и химически-активных веществ или электролитов (растворов солей, в основном сульфата меди). Заготовки могут быть из черных и цветных металлов и сплавов, а также из металлокерамических сплавов. При погружении изделия 1 (рис.27) в ванну 2 с раствором металлической соли (обычно сернокислой меди) с абразивным порошком происходит обменная реакция, в результате которой металл изделия переходит в раствор в виде солей, а металлическая медь оседает в виде рыхлого порошка на обрабатываемой поверхности. Осевший рыхлый порошок механически удаляют путем шлифования порошком, взвешенным в растворе. Шлифование осуществляют в ванне взаимным перемещением обрабатываемого изделия 1 и притира 3 при помощи специальных приспособлений. Скорость обработки зависит от концентрации раствора и частоты снятия меди, оседающей на обрабатываемой поверхности.

Рис. 27. Схема химико-механической обработки

Химико-механической обработкой выполняют притирку, чистовую доводку и шлифование поверхностей изделий, прежде всего из металлокерамических сплавов, а также их разрезание, если в качестве притира принять диск. Кроме того, этим способом производят химическое фрезерование титана, алюминиевых, магниевых и ряда других сплавов.