Методы формообразования поверхности детали

 

                            

                                                                   

Содержание.

Введение………………………………………………………………………………..3

1.Методы формообразования поверхности детали.....................................................4

2.Базирование по  цилиндрическим поверхностям…………………………………5

3.Быстрорежущие инструментальные стали…………………………………………7

4.Изделие и его элементы……………………………………………………………...8

Список использованной литературы…………………………………………………11

 

 

 

 

Введение.

В начале XIX в. в России родилась новая наука - технология. В основу ее легли достигнутые в XVIII в. успехи по взаимозаменяемости узлов при изготовлении и сборке оружия. Положения этой науки сформулировал академик В.М. Севергин, на десятки лет опередив западных машиностроителей.

Современное производство характеризуется быстрой сменой продукции. Для ее изготовления требуются быстропереналаживаемые, гибкие производственные системы. Основой таких систем являются многооперационные станки с автоматическими устройствами для заготовок и автоматической сменой инструмента.

Несколько таких многооперационных станков объединяют в автоматические участки, управляемые ЭВМ. Один из таких участков -АСК-10, являющийся гибкой производственной системой, состоит из шести многооперационных станков, координатно-разметочной и измерительной машины, автоматизированной транспортно-складской системы. Управляет участком вычислительный комплекс, передающий команды на малые вычислительные машины. ЭВМ не только задает программу действий участку и контролирует ее исполнение, но ведет оперативное планирование обрабатываемых деталей и задает оптимальную маршрутную технологию

.В дальнейшем получат  распространение быстропереналаживаемые  комплексы непрерывного действия. Станки третьего тысячелетия мало будут похожи на своих «предков». Возрастет их мощность и уменьшатся размеры. Механика оборудования упростится до предела, резко возрастет доля электронных устройств, бесконтактных приводов, роботов.

Цели освоения дисциплины - дать студентам целостное представление о современных технологиях и их роли в деятельности специалиста; - ознакомить студентов с инженерными основами современных технологий: технологическим оборудованием, технологической оснасткой, режущим инструментом и основами технологической подготовки машиностроительного производства; - создание информационной базы для формирования специалистов по направлению  «Менеджмент» профиль подготовки «Производственный менеджмент» (отраслевая специализация - «Машиностроение»).

 

 

 

 

 

1.Методы формообразования поверхности детали.

Пространственная форма детали ограничивается геометрическими поверхностями. Как бы ни была сложна форма детали, ее можно представить в виде отдельных геометрических поверхностей, из которых наиболее часто встречаются плоские, линейчатые, круговые цилиндрические и конические, винтовые. 
Любую поверхность рассматривают как совокупность последовательных положений(следов) одной производящей линии, называемой образующей , движущейся по другой производящей линии – направляющей.  
Плоские, линейчатые и цилиндрические поверхности являются обратимыми, так как для их воспроизведения образующие и направляющие можно поменять местами. Кроме обратимых, есть необратимые - шаровая, коническая, торовая. 
Формообразующих движений может быть одно или несколько.

Метод копирования. Форма режущего инструмента является образующей линией,

Метод следов. Образующая является следом движения точки лезвия режущего инструмента. Направляющая траектория движения точек заготовки,  
Метод касания. Направляющей служит касательная к ряду геометрических вспомогательных линий, являющихся траекториями движения точек инструмента. Образующей линией служит режущее лезвие, формообразующим движением является продольная подача,  
Метод обкатки. Образующая линия является огибающей кривой ряда последовательных положений инструмента в результате согласованных движений заготовки и инструмента. Направляющая воспроизводится поступательным движением инструмента,  
Обработка металлов резанием - это процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла для получения требуемой точности размеров и шероховатости поверхности деталей. 
Для осуществления процессов резания необходимо наличие относительных движений между заготовкой и режущим инструментом. Движения рабочих органов станков подразделяют на движение резания, движения установочные и вспомогательные. 
Движения, при которых с обрабатываемой заготовки срезается слой металла и изменяется состояние обрабатываемой поверхности, называется движения резания К ним относятся главное движение и движение подачи. 
Движение, определяющее скорость отделения стружки, принимают за главное движение - скорость резания V м/мнн или м/с Движение, обеспечивающее непрерывность врезания режущего лезвия инструмента в новые слои материала, принимают за движение подачи - S мм/об, мм/мин, мм/z. 
Главное движение может быть непрерывным или прерывистым, а по своему характеру вращательным, поступательным, возвратно-поступательным и т.д. 
Движение подачи может быть непрерывным или прерывистым, а по характеру вращательным, поступательным и т.д. 
При обработке резанием главное движение имеет заготовка (точение) или инструмент (фрезерование); движение подачи имеет инструмент (точение) или заготовка (фрезерование). 
Движение рабочих органов станка, обеспечивающих определенное положение инструмента относительно заготовки; называется установочными движениями - St. 
Под схемой обработки понимают условное изображение обрабатываемой заготовки, ее установки и закрепления на станке с указанием положения режущего инструмента относительно заготовки и движения резания. Обрабатываемую поверхность выделяют красным цветом, или жирной черной линией. В процессе обработки на заготовке различают обрабатываемую поверхность, обработанную и поверхность резания.  

2.Базирование  по  цилиндрическим поверхностям.  

Установка заготовок на внешнюю цилиндрическую поверхность и перпендикулярную к ее оси плоскость осуществляется в опорные призмы и самоцентрирующие патроны с упором в торец или уступ ступени. Для заготовок с обработанной поверхностью (диаметром 5... 150 мм) применяют широкие опорные призмы , для заготовок с необработанной поверхностью - узкие призмы , которые уменьшают влияние макрогеометрических погрешностей баз заготовок на их устойчивость в призме в результате локализации контакта.

Для локализации контакта заготовку можно устанавливать на четыре опоры (вставки), запрессованные в боковые поверхности призмы. В таких призмах заготовки занимают вполне устойчивое положение даже при наличии искривленности, бочкообразно-сти и других погрешностей формы. Тяжелые длинные заготовки устанавливают на ролики, образующие призму. 

Призмы изготавливают из стали 20Х с цементацией на глубину 0,8... 1,2 мм и закалкой рабочих поверхностей до твердости НКСЭ 55.. .60. Призмы больших размеров изготавливают из серого чугуна с привернутыми стальными калеными щеками. Призмы крепят к корпусу приспособления винтами и фиксируют контрольными штифтами. Боковые (рабочие) и нижние поверхности призм шлифуют до Ка = 0,63...0,32 мкм.

Установка цилиндрических заготовок при обработке на станках токарного типа осуществляется в двух-, трех- , четырех- и шестшсулачковых самоцентрирующихся патронах. При этом могут возникнуть погрешности формы (прогибы и выпучивания) цилиндрической поверхности заготовки (для колец и тонкостенных втулок). При узких кулачках наибольшие прогибы кольца возникают в местах приложения сил закрепления, а наибольшие выпучивания - в сечениях симметрии между кулачками. При широких кулачках деформация колец снижается.

 

Установку заготовок на внутреннюю цилиндрическую поверхность и перпендикулярную к ее оси плоскость (детали типа втулка) производят на пальцы и оправки. Торец заготовки координирует ее положение по длине, а такие элементы, как шпоночная канавка, радиальное отверстие и др. определяют ее угловое положение. Под точностью центрирования понимается получаемое смещение оси базовой поверхности детали относительно оси вращения центрирую-ще-зажимного устройства.

Оправки подразделяются на жесткие  и разжимные.

Типы жестких оправок:

а)   оправка , на которую заготовка насаживается с зазором . Положение заготовки по длине определяется буртом оправки.  Проворачивание заготовки предотвращается затяжкой гайки , действующей на шайбу . Базовые отверстия заготовок рекомендуется выполнять по 7-му квалитету. Точность центрирования зависит от зазора и обычно составляет 0,02...0,3 мм;

б)   оправка,   на  которую  заготовка  насаживается  с  натягом. Использование подкладных колец при запрессовке позволяет ориентировать заготовку по длине на оправке. Точность центрирования 0,005... 0,01 мм.

Оправки изготавливают из стали 20Х с цементацией на глубину ..1,5 мм и последующей закалкой   до твердости НКСЭ 55...60.

Рабочие поверхности шеек шлифуют до Ка = 0,63...0,32 мкм. Для передачи момента на конце оправки предусматривают квадрат, лыски или поводковый палец. Оправки диаметром более 80 мм для облегчения выполняют полыми.

Типы разжимных оправок:

а) консольная оправка с прорезями на рабочей шейке служит для закрепления заготовки затяжкой внутреннего конуса . Допускается использование баз в виде отверстий, обработанных - с точностью Н8...Н12. Точность центрирования 0,02...0,04 мм;

б) консольная оправка с тремя сухарями , разжимаемыми внутренним конусом. Применяется для закрепления толстостенных заготовок с обработанным или необработанным отверстием. Точность центрирования 0,05...0,1 мм;

в)  оправка с упругой гильзой, разжимаемой изнутри гидропластмассой . Затягиванием винта сжимают гидропластмассу , которая, разжимая тонкостенную гильзу , закрепляет заготовку . Базовые отверстия заготовок выполняют с точностью Н7...Н8. Точность центрирования 0,005...0,01мм;

г) оправка с гофрированными втулками. При приложении осевой силы к тяге цилиндрические части втулок выпучиваются и прочно закрепляют заготовку . Втулки изготавливают из стали 38Х, У10А или 65Г с термической обработкой до твердости НКСЭ45...50. Разностенность втулки допускается до 0,05 мм и биение торца до 0,005 мм. Точность обработки базовых отверстий в пределах Н6...Н7. Точность центрирования 0,003...0,02 мм.

 

 

 3.Быстрорежущие инструментальные стали.

Стали характеризуются высоким содержанием вольфрама W и других легирующих элементов, повышающих твердость и теплостойкость.   Легирующие элементы образуют карбиды.

Наиболее распространенные стали Р18 и Р9 (цифра обозначает содержание вольфрама W, а буква Р означает, что сталь является быстрорежущей). Сталь Р18 позволяет работать со скоростями в 2,5 раза выше, чем инструмент из углеродистых и в 1,5 раза выше чем инструмент из легированных сталей 9ХС, ХВГ.

Стали Р9 и Р18 имеют широкое распространение и применяются изготовления резцов, фрез, метчиков и т.д. Для тяжелых условий предпочтительнее сталь Р18.

Для повышения режущей способности в состав быстрорежущих сталей вводят ванадий V, кобальт Со, молибден Мо. Стали марок Р9К5 и Р9К10 содержат 5 и 10 % Со, а Р10КФ5 и Р18К5Ф2 содержат кобальта 5 % , ванадия 2 %.

Кобальт повышает теплостойкость и твердость стали. Кобальтовые стали рекомендуются для обработки нержавеющих и жаропрочных сталей.

Добавки до 2 % ванадия V повышают твердость. Ванадиевые сплавы отличаются тем, что трудно поддаются заточке.

Эти сплавы применяются для сложных деталей: протяжек, шеверов для чистовой обработки стали повышенной прочности. Режущая способность сталей с V и Со на 30 % выше, чем у Р18.

Стали с Мо (3...4 %) обладают большей в 1,5...3 раза стойкостью, чем Р18, более пластичны в отожженном состоянии и более тверды в закаленном. Рекомендуется для инструментов, изготавливаемых методом пластических деформаций и работающих при повышенных нагрузках.

Легирование хромом Сг улучшает технологические свойства: сквозная прокалка и однородная структура, повышенная износостойкость и твердость.

Примеры марок быстрорежущих сталей:

Р9, Р12, Р18 - вольфрамовые;

Р9Ф5, Р14Ф4, Р18Ф2 - вольфрамо-ванадиевые;

Р6МЗ, Р6М5 - вольфрамо-молибденовые;

Р6К5, Р9К10 - вольфрамо-кобальтовые;

Р10К5Ф5, Р18К5Ф2 - вольфрамо-кобальтово-ванадиевые;

Р9М4К8Ф — вольфрамо-молибдено-кобальто-ванадиевые.

 

4.Изделие и его элементы.

Машины и все составляющие ее элементы в процессе их производства на машиностроительном предприятии являются изделиями.

Изделие - это единица промышленной продукции, количество которой может определяться в штуках или экземплярах.

Иными словами, изделием считается любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению предприятием.

Изделия в зависимости от их назначения делят на изделия основного и вспомогательного производств.

Изделия основного производства предназначены для поставки (реализации) потребителям. Например, для станкостроительного завода основными изделиями будут станки или роботы , изготовляемые для продажи; для дизельного завода основным изделием являются дизели; для арматурного завода основными изделиями является трубопроводная арматура и т.д.

Изделия вспомогательного производства изготовляются только для собственных нужд предприятия. Например, для собственных нужд в инструментальном цехе машиностроительного завода изготовляется режущий инструмент, технологическая оснастка для станков (приспособления, оправки и т.п.), нестандартное оборудование (роботы, специальные станки, автоматические линии, окрасочные камеры и др.).

Виды изделий и их структуру для всех отраслей промышленности при выполнении конструкторской документации устанавливает ГОСТ 2.101-68.

Деталь - это изделие, изготовленное из материала одной марки без применения сборочных операций , например валик из одного куска металла, литой корпус и т. п.

Сборочная единица - это изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе при помощи сборочных операций свинчиванием, склеиванием, клепкой, опрессовкой и т.п. Например, шпиндельный узел, коробка скоростей, ротор турбины, составной коленчатый вал и т.п.