Технология Машиностроения.

Powered by «Cash&Mause»™

Технология машиностроения – это наука об изготовлении изделий заданного чертежом качества (точность минимальных размеров, формы, взаимного расположения поверхности) в заданных объемах и в заданные сроки (количество деталей в год, в смену, в час и т.д.), сроки поставки при минимальной себестоимости.

1. Изделия. Виды изделий.

Изделие – это предмет или несколько предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. Существуют следующие виды изделий:

а) машины;

б) сборочные единицы;

в) деталь;

г) комплекс;

д) комплект.

· Машина – это устройство (механизм или сочетание механизмов), выполняющее механическое движение для преобразования энергии или производства работ. (Энергетические машины: турбины, двигатели. Рабочие машины: экскаватор, станок. Рабочие - транспортные: автомобили. Информационные машины: арифмометр)
Каждая машина выпускается для определенного служебного назначения. Под служебным назначением понимают максимально уточненную и чётко сформулированную задачу, для решения которой и будет спроектирована машина.

· Изделие – это предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. (Делят на изделия основного (на поставку) и вспомогательного (собственные нужны производства) производства).

· Сборочная единица – часть машины, составляющие части которой подлежат сборке на предприятии-изготовителе.

· Базовые детали – это детали с базовыми поверхностями, выполняющие в сборочном соединении (в узле) роль соединительного звена, обеспечивающего при сборке соответствующее относительное положение других деталей.

· Деталь – это изделие, изготавливаемое из определенной марки материала без применения сборочных операций.

· Комплексы – это две(2) и более специфицированных (состоящих из двух и более составных частей) изделия, не соединённых на заводе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций; например: автоматическая линия, цех-автомат, станок с ЧПУ с управляющими панелями и т.п.

· Комплект – это два и более изделий, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, которые имеют общие эксплуатационное назначение вспомогательного характера: комплекты запасных частей, инструмента и принадлежностей, измерительной аппаратуры, упаковочной тары и т.п.

· Комплектующие изделия – это изделия предприятия-поставщика, применяемая как составная часть изделия, выпускаемого предприятием-изготовителем. Составными частями могут быть детали и сборочные единицы.

· Агрегат – это сборочная единица, которая может собираться отдельно и выполнять своё назначение, как в составе изделия, так и самостоятельно (например: двигатель автомобиля).

2. Производственный процесс. Основной и вспомогательный. Стадии.

Производственные процесс представляет собой совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий.

Под производственным процессом понимается совокупность всех этапов которые проходят все исходные продукты на пути их превращения в готовую машину (получение заготовок, механическая обработка, термическая обработка, химико-термическая обработка, контроль, транспортировка, хранение, сборка и так далее).

По отношению к объекту производства различные этапы производственного процесса проявляют себя по-разному:

· одни из них меняют его качественное состояние (форму, размер, структуру, химический состав, внешний вид и тому подобное);

· другие (транспортирование, хранение, контроль и так далее) не оказывают таких воздействий, но нужны для осуществления производственного процесса.

Этапы производственного процесса, на протяжении которых происходят качественные изменения объекта производства, называются технологическими процессами. Например, технологический процесс изготовления деталей, сборки, окраски и тому подобное.

Можно говорить о производственном процессе не только завода, но и цеха, участка, если присутствуют различные этапы изготовления изделия.

Технологический процесс выполняется рабочими с помощью технологического оборудования, инструментов, приспособлений, размещенных в (помещении) пространстве. Рабочее место – часть пространства цеха (участка), предназначенная для выполнения операции одним или группой рабочих, в которой размещены оборудование, инструменты, приспособления.

Технологический процесс обычно делят на части.

Операция – законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. Операция является наименьшей частью технологического процесса, для которой разрабатывается технологическая документация, по которой ведется планирование и учет.

Необходимость деления технологического процесса на операции порождена двумя причинами:

1. физическими (невозможно обработать деталь с шести сторон; необходимо различное оборудование для чистовой и черновой обработки);

2. экономическими (целесообразность создания специального станка).

Переход – законченная часть операции, выполняется одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных режимах и установке заготовки.

Переход связан (при резании) с получением каждой поверхности. Например. Обработка отверстия может выполняться несколькими инструментами: сверлом – зенкером – разверткой – в этом случае необходимо три перехода. Растачивание трехступенчатого отверстия блоком резцов – один переход.

Различают переходы:

· основные – непосредственно связанные с осуществлением технологического воздействия (сверление, точение и тому подобное);

· вспомогательные – действия рабочего и механизмов, необходимые для выполнения основного перехода (установка и закрепление детали, смена приспособления, отвод, подвод и тому подобное).

Прием – законченная совокупность действий, направленных на выполнение перехода или его части и объединенных одним целевым назначением. Например, переход — «установить заготовку» включает в себя ряд действий:

взять заготовку из тары — переместить к приспособлению – забазировать – закрепить.

Переход при механической обработке может выполнять за один рабочий ход или несколько (черновая обработка, шлифование).

Рабочий ход (проход) – однократное относительное движение приспособления и заготовки, в результате которого с ее поверхности удаляется один слой материала, равный глубине резания (рис.5.1).

Чтобы обработать заготовку ее необходимо расположить относительно рабочих органов станка и закрепить (зафиксировать).

Процесс придания требуемого положения детали и закрепление называется установом. Для полной обработки детали нужно, как правило, несколько установов. Для выполнения отдельных частей операции или технологического процесса в целом бывает необходимо перемещение объекта производства в пространстве вместе с приспособлением

Позиция – каждое новое фиксированное положение объекта производства совместно с приспособлением, в котором установлен объект, относительно рабочих органов станка. При выполнении любой части операции или технологического процесса затрачивается какое-то количество труда рабочих надлежащей квалификации. Затраты эти измеряются продолжительностью, то есть временем.

Рис. 5.1. Рабочий проход

3. Типы производственного процесса. Коэффициент закрепления операций.

В соответствии в ГОСТами, в зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объемов выпуска изделий, современное производство подразделяется на различные типы:

1. Единичное;

2. Серийное;

3. Массовое.

· Единичное производство характеризуется широтой номенклатуры изготовляемых и ремонтируемых изделий и малым объемом выпуска изделий (под объемом выпуска подразумевается количество изделий опр.наименования, типоразмера и исполнения, изготовляемых и ремонтируемых объединением, предприятием или его подразделением в течение планируемого интервала времени).

· Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых в течение продолжительного времени.

· Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями (производственная партия – группа заготовок одного наименования и типоразмера, запускаемых в обработку одновременно в течение определенного интервала времени), и сравнительно большим объемом выпуска.

Коэффициент закрепления операций в соответствии с ГОСТ для массового производства равен единице, т.е. на каждом рабочем месте закрепляются выполнение одной постоянно повторяющейся операции. При этом используется специальное высокопроизводительное оборудование, которое расставляется по поточному принципу (т.е. по ходу тех.процесса) и во многих случаях связывается транспортирующими устройствами и конвейерами с постами промежуточного автоматического контроля, а так же промежуточными складами – накопителями заготовок, снабженными автоматическими перегружателями (роботы-манипуляторы); последние обеспечивают смену заготовок на отдельных рабочих местах и пунктах контроля.

4. Понятие о качестве изделия.

Под качеством понимают его соответствие требованиям чертежа или технических условий (ТУ), обусловленных служебным назначением и заданным сроком службы.

Основные показатели качества:

1. Точность детали и машины в целом;
2. Качество поверхности и детали.

Точность – это степень соответствия размеров изготовленного изделия с заранее установленными параметрами, которые задаются в чертеже.

Мерой точности служат допуски, поставленные на чертеже.

Действительное отклонение размеров от заданных проставляется на чертеже сл. образом:

Показатели точности:

1. Точность линейных размеров;
2. Точность формы;
3. Точность взаимного расположения поверхности.

Чем выше скорость, тем выше эти показатели.

В отличие от детали при изготовлении машин используют следующие виды точности:

1. Точность относительного движения поверхностей.
2. Точность расстояний между исполнительными поверхностями и их размеры.
3. Точность взаимного расположения исполнительных поверхностей.
4. Точность геометрической формы исполнительной поверхности.
5. Шероховатость исполнительной поверхности.
6. КПД.
7. Производительность.
8. Ремонтопригодность.
9. Долговечность.
10. Технологичность (Легкость изготовления).
11. Другие.

5. Точность. Основные факторы, влияющие на точность обработки. Виды погрешностей.

Под точностью детали понимается ее соответствие требованиям чертежа: по размерам, геометрической форме, правильности взаимного расположения обрабатываемых поверхностей и их степени шероховатости.

Факторы, влияющие на точность:

1. Параметры станка
   – температурная и упругая деформация;
   – износ;
   – геометрическая точность режимов резания.
2. Приспособления
   – точность установки;
   – температурная деформация;
   – жесткость;
   – геометрическая точность.
3. Инструмент:
   – геометрическая точность;
   – жесткость;
   – износ;
   – температурные деформации.
4. Заготовка.
   – колебания припусков, формы, твёрдости, жесткости, внутренних напряжений.
5. Квалификация рабочего:
   – погрешность установки заготовки;
   – – заготовки;
   – погрешность настройки станка.

Виды погрешностей

• Закономерно-изменяющиеся погрешности – это такие погрешности, величина которых изменяется с течением времени по определенному закону.
• Систематические погрешности обработки.
  Систематическая погрешность – это такая погрешность, которая для всех заготовок рассматриваемой партии остается постоянной или же закономерно изменяется при переходе от каждой обрабатываемой заготовки к следующей.
• Погрешности, возникающие вследствие неточности, износа и деформации станков.
• Радиальное биение шпинделей токарных и фрезерных станков (на конце шп.);
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
• Биение конического отверстия в шпинделе;
• Торцевое (осевое) биение шпинделей;
• Прямолинейность и параллельность направляющих.
  (Погрешности геометрической точности станков полностью или частично переносятся на обрабатываемые заготовки в виде систематических погрешностей)
• Погрешности, связанные с неточностью и износом режущего инструмента.
  В связи с тем, что точность изготовления режущего инструмента достаточно высока, значительно большее влияние на точность обработки оказывают погрешности инструмента, связанные с его износом.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  1 – Период приработки инструмента;
  2 – Период нормального износа;
  3 – Период катастрофического износа.
• Погрешности, обусловленные упругими деформациями технологической системы под влиянием нагрева.
• Тепловые деформации станков (Из-за потерь на трение в подвижных механизмах станков (Подшипники, зубчатые передачи, прочие))
• Тепловые деформации инструмента. Некоторая часть теплоты, выделяющейся в зоне резания, переходит в инструмент, вызывая его нагревание и изменение размеров (При токарной обработке наибольшая часть погрешности, связанной с тепловыми деформациями технологической системы, обусловлена удлинением резцов при их нагревании);
• Тепловые деформации заготовки. Некоторая часть теплоты, выделяющейся в зоне резания, переходит в заготовку, вызывая её нагрев, изменение размеров и, как следствие, погрешность обработки (При повышении скорости резание температура падает => уменьшение погрешностей обработки)
• Случайная погрешность – это такая погрешность которая для разных заготовок рассматриваемой партии имеет различные значения, причем ее появление не подчиняется никакой видимой закономерности.
  В результате возникновения случайных погрешностей происходит рассеяние размеров заготовок, обработанных при одних и тех же условиях. Причинами таких колебаний размеров могут служить:
• колебания твердости материала и величины снимаемого припуска;
• изменения положения исходной заготовки в приспособлении, связанные с погрешностями её базирования и закрепления или обусловленные неточностью приспособления;
• неточности установки положения суппортов по лимбам и упорам; колебания температурного режима во время обработки;
• другие.

6. Методика построения кривых распределения.

В результате возникновения случайных погрешностей при обработке партии заготовок на настроенном станке истинный размер каждой заготовки является случайной величиной и может принимать любое значение в границах определенного интервала.

Совокупность значений истинных размеров заготовок, обработанных при неизменных условиях и расположенных в возрастающем порядке с указанием частоты повторения этих размеров или частостей, называется распределением размеров заготовок. Под частостью понимаются отношение числа заготовок одного размера к общему числу заготовок партии.

При разных условиях обработки заготовок рассеяние их истинных размеров подчиняется различным математическим законам. В технологии машиностроения большое практическое значение имеют следующие законы: нормального распределения (Гаусса), равнобедренного треугольника (Релея), законы равной вероятности и функции распределении, представляющие собой композицию из этих законов.

7. Закон нормального распределения.

Распределение действительных размеров заготовок, обработанных на настроенных станках, очень часто подчиняется закону нормального распределения (Закону Гаусса).

Результирующая погрешность обработки обычно формируется в результате одновременного воздействия большого числа погрешностей, зависящих от станка, приспособления, инструмента и заготовки, которые по существу представляют собой взаимно независимые случайные величины.

Уравнение кривой нормального распределения имеет следующий вид:

,

где Сигма – среднее квадратическое отклонение, определяемое по формуле

;

Где, L_i – текущий действительный размер; L_ср – средне взвешенное арифметическое значение действительных размеров заготовок данной партии.

L_ср можно определить по формуле:

;

Рис. 2.9 – кривая, характеризующая дифференциальный закон нормального распределения.

При практических расчетах обычно принимается, что на расстояниях +/- 3Сигма от вершины кривой нормального распределения её ветви пересекаются с осью абсцисс, ограничивая 100% площади между кривой и осью абсцисс. Возникающая при этом допущенная погрешность, составляющая 0,27%, практического значения не имеет.

Практически под влиянием различных причин систематического и случайного характера вершина кривой распределения может смещаться по отношению к середине поля рассеяния в ту или иную сторону, а форма кривой может изменяться; в результате этого фактическая кривая нормального распределения может стать несимметричной.

8. Анализ точности операции.

· Методом больших выборок.

Рассеивание размеров большое. Поэтому настройкой станка точности не добиться.

Необходимо доказать принадлежность этой кривой к какому-либо закону (Гаусса, Эксцентриситета)

Эпсилон.сист – допуск настройки на размер

Анализ точности.

В результате обработки кривой получаем запас точности операции.

>1,2 – точность процесса достаточна и надёжна; 1<&<1,2 – точность достаточна; >1 – не достаточна

Точность настройки:

Достоинства: простота обработки данных

Недостатки: процесс направлен в «прошлое», эти данные распространяются только на одно рабочее место.

9. Три этапа формирования заданной точности.

1. Установка заготовки на станке;

2. Наладка станка на выполнение операции;

3. Обработка заготовки.

Этапы формирования точности

Первый этап:

- базирование;

- закрепление;

- погрешность приспособления;

Второй этап:

- точность настройки на размер

Третий этап:

- упругие деформации ТС;

- износ инструмента;

- неточность;

- температурные деформации ТС (технологической системы)

10. Обеспечение точности на этапе механической обработки.

Образование технологической системы.

ТС – упругая замкнутая система, возникающая в процессе сборки заготовки на станке. Включает в себя станок, приспособления, инструмент, деталь.

Точность обработки определяется техническими размерными цепями.

В процессе обработки на точность размеров действуют:

1. Упругая деформация ТС;

2. Износ РИ;

3. Тепловые деформации ТС;

4. Неточность, износ, деформация эл-тов станка.

Понятие о жесткости и податливости ТС

Под действием сил резания происходит деформация элементов ТС при этом в разных сечениях заготовки эта величина разная.

Причиной является изменение сил резания во времени

Существует 2 составляющих сил резания:

1. Постоянная – рассчитывается по эмпирическим формулам;
2. Переменная – на неё влияют неравномерность сил резания, неровности припуска на заготовке и рассеивание размеров в партии заготовок.(?)
3. Нестабильность мех.св-в материала заготовки;
4. затупление реж.кромок.

11. Статический и динамический методы определения жесткости системы (сущность методов).

Методы определения жесткости станковдо настоящего времени сохранили эмпирический характер, так как многообразие факторов, влияющих на жесткость технологической системы, не позволяет при современном уровне знаний установить ее расчетным путем.

Жесткость станка или отдельного узла обычно определяют при их нагружении статическими силами с помощью специальных ди­намометров; при этом индикаторными приборами измеряют отжатия узлов станка. Нагружение производится силами, аналогичными по своему направлению силам, действующим на данный узел при эксплуатации станка, однако в расчет жесткости вводятся только силы, нормальные к обрабатываемой поверхности.

При испытании дается ряд нагрузок, возрастающих от нуля до максимума, и по ним строится зависимость .Затем произво­дят разгрузку и строят соответствующую разгрузочную кривую.

Жесткость, определенная при нагружении системы статическими силами, дает возможность составить нормативы жесткости для стан­ков разных типоразмеров и отдельных узлов; по этим нормативам можно проводить контроль качества новых станков, а также стан­ков и узлов, выпускаемых.из ремонта. Однако данные по статической жесткости недостаточно точны и дают при технологических расчетах заниженные результаты погрешностей обработки. Это объясняется тем, что при определении жесткости на неработающем станке не учи­тываются толчки" и вибрации, которые в действительности увеличи­вают деформацию системы и снижают ее жесткость.

Более точные значения жесткости, пригодные для расчетов точ­ности обработки, дает производственный метод. На испытуемом станке производят обработку ступенчатой заготовки или заготовки, имеющей биение при токарной обработке. На обрабатываемой поверхности заготовки создается уступ (биение), принимаемый в расчетах за по­грешность

После обработки заготовки за один ход на обработанной по­верхности тоже возникает уступ (биение), копирующий в уменьшен­ном виде погрешность исходной заготовки и представляющий собой погрешность

По величине уточнения подсчитывают жест­кость станка в динамических условиях (т. е. при его работе) по фор­муле:

где .

При использовании этою метода следует применять заготовки и инструменты повышенной жесткости, исключающие влияние их отжатия.

Жесткость станков, установленная в статических условиях, обычно в 1,2—1,4 раза больше жесткости, определенной при работе, станка производственным методом. При малой жесткости токарных станков соотношение между статической и динамической жесткостью (динамический коэффициент) увеличивается и может достигнуть зна­чения .

Простота и высокая точность производственного метода (особенно если испытания проводят при рабочих режимах) объясняют его широкое распространение. Однако он не может полностью заменить статический метод, полезный для контроля новых станков и отдель­ных узлов при их изготовлении

12. Погрешности, связанные с износом режущего инструмента, износом и деформацией элементов танка, тепловыми деформациями.

ПОГРЕШНОСТИ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ВСЛЕДСТВИЕ НЕТОЧНОСТИ, ИЗНОСА И ДЕФОРМАЦИИ СТАНКОВ

Погрешности изготовления и сборки станков ограничиваются нор­мами ГОСТов, определяющими допуски и методы проверки геометри­ческой точности станков, т. е. точности станков в ненагруженном состоянии.

Погрешности геометрической точности станков полностью или частично переносятся на обрабатываемые заготовки в виде система­тически погрешностей. Величина этих систематических погреш­ностей поддается предварительному анализу и расчету. Например, при не параллельности оси шпинделя токарного станка направлению движения суппорта в горизонтальной плоскости цилиндрическая поверхность обрабатываемой заготовки, закрепленной в патроне станка, превращается в коническую. При этом изменение радиуса г заготовки равно линейному отклонению а оси от параллельности по отношению к направляющим на длине заготовки, т. е. .

При непараллельности оси шпинделя относительно направля­ющих в вертикальной плоскости обрабатываемая поверхность при­обретает форму гиперболоида вращения, наибольший радиус которого линейное отклонение оси шпинделя от параллельности по отношению к направляющим в вертикальной плоскости на длине L обрабатываемой заготовки

Неперпендикулярность оси шпинделя вертикально-фрезерного етанка относительно плоскости его стола в поперечном направлении вызывает непараллельность обработанной плоскости по отношению к установочной, численно равную линейному отклонению от перпен­дикулярности на ширине заготовки.

При неперпендикулярности оси шпинделя вертикально-фрезер­ного станка по отношению к плоскости его стола в продольном направлении возникает вогнутость обработанной поверхности, за­висящая от угла наклона шпинделя, диаметра фрезы и ширины обрабатываемой поверхности. Вогнутость можно подсчитать анали­тически или определить экспериментально.

Биение шпинделей токарных и круглошлифовальных вызываемое овальностью подшипников и опорных шеек шпинделей искажает форму обрабатываемой заготовки в поперечном сечении' Овальность шеек шпинделей в этом случае переносится на заготовку' так как при ее обработке шейки шпинделей все время прижимаются к определенным участкам поверхностей подшипников.

Биение передних центров токарных и круглошлифовальных станков при правильном положении оси шпинделя вызывает перекос оси обрабатываемой поверхности при сохранении правильной окруж­ности в поперечном сечении заготовки.

Причинами биения переднего центра в этом случае могут быть: биение оси конического отверстия шпинделя; биение оси переднего центра по отношению к оси его хвостовика; неточность посадки переднего центра в коническом отверстии шпинделя.

На рис. 2.2, а показано, что при биении переднего центра центро­вая линия в процессе обработки описывает конус с вершиной у зад­него центра. Основание этого конуса равно биению переднего центра, а осью конуса является ось вращения шпинделя станка. В резуль­тате обтачивания в поперечном сечении заготовки (сечение А—А) получается правильная окружность заданного радиуса (так как вращение заготовки происходит вокруг правильно расположенной и постоянной оси вращения 00 шпинделя), но след центровой линии, соединяющей центровые отверстия заготовки, оказывается смещен­ным от центра сечения на расстояние Е. После обработки заготовка приобретает форму цилиндра, ось которого наклонена по отношении ^к линии центровых отверстий на угол а. При этом где L – длинна заготовки; E - -эксцентриситет переднего центра.

В частном случае при обточке за две установки (с переверти^' нием для перестановки поводкового хомутика) обработанная заг товка получается двуосной с наибольшим углом пересечения осей равным 2 (рис. 2.2, б).

Биение оси конуса отверстия шпинделя вертикально-сверлиль ного станка по отношению к оси вращения шпинделя вызывает возрастание диаметра просверливаемого отверсти в связи с его «разбивкой».

Износ станков обусловливает увеличение систематических погрешностей обрабатываемых заготовок. Это связано в первую очередь с тем, что износ рабочих поверхностей станков происходит неравномерно; это обстоятельство приводит к изменению взаимного расположения отдельных узлов станков, вызывающему возникнове­ние дополнительных погрешностей обрабатываемых заготовок.

Одной из важных причин потери точности станков является износ их направляющих.

Неравномерный износ передней и задней направляющих вызы­вает наклон суппорта и смещение вершины резца в горизонтальной плоскости, непосредственно увеличивающее радиус обрабатываемой поверхности. Неравномерность износа направляющих по их длнне приводит к появлению систематической погрешности формы обраба­тываемых заготовок.

Деформации станков при их неправильном монтаже, а также под действием массы при оседании фундаментов (искривление станин и столов, извернутость направляющих) вызывают дополнительные систематические погрешности обработки заготовок.

ПОГРЕШНОСТИ, СВЯЗАННЫЕ С НЕТОЧНОСТЬЮ И ИЗНОСОМ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Неточность режущего инструмента (особенно мерного инструмента типа разверток, зенкеров, протяжек, концевых пазовых фрез и фасон­ного инструмента) во многих случаях непосредственно переносится на обрабатываемые заготовки, обусловливая появление система­тических погрешностей формы и размеров обрабатываемых поверх­ностей. Однако в связи с тем, что точность изготовления режущего инструмента на специальных инструментальных заводах или в ин­струментальных цехах машино­строительных заводов обычно до­статочно высока, неточность изго­товления инструментов практи­чески мало отражается на точности изготовления деталей. Значи­тельно большее влияние на точ­ность обработки заготовок оказы­вают погрешности режущего ин­струмента, связанные с его из­носом.

Износ режущего инструмента при работе на настроенных станках

по методу автоматического получения размеров приводит к возник­новению переменной систематической погрешности обработки. При чистовой обработке заготовок износ резцов происходит по их задней поверхности, что вызывает отдаление вершины от центра вра­щения заготовки на величину радиального износа и соответству­ющее увеличение радиуса обточки (или уменьшение радиуса рас­точки).

В соответствии с общими закономерностями износа при трении скольжения в начальный период работы инструмента, называемый периодом начального износа (участок l на рис. 2.3), износ наиболее интенсивен. В период начального износа происходит приработка режущего лезвия инструмента, сопровождающаяся выкрашиванием отдельных неровностей и заглаживанием штрихов — следов заточки режущих граней. В этот период шероховатость обработанной поверх­ности обычно постепенно уменьшается. Начальный износ U_H и его продолжительность L_H (т. е. продолжительность приработки инстру­мента) зависят от материалов режущего инструмента и изделия, качества заточки, а также от доводки инструмента и режимов реза­ния. Обычно продолжительность начального износа, выраженная длиной пути резания, находится в пределах 500— 2000 м (первая цифра соответствует хорошо доведенным инструментам, вторая - заточенным инструментам).

Второй период износа (участок //) характеризуется нормальным износом инструмента,. прямо пропорциональным пути резания. Интенсивность этого периода износа принято оценивать относитель­ным (удельным) износом U_о (мкм/км), определяемым формулой где U — размерный износ в микрометрах на пути реза­ния L; L — путь резания в зоне нормального износа в километрах.

Длина I пути резания в период нормального износа при обра­ботке стали резцами Т15К6 может достигать 50 км.

ПОГРЕШНОСТИ,ОБУСЛОВЛЕННЫЕ УПРУГИМИ ДЕФОРМАЦИЯМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ НАГРЕВА

При непрерывной работе станка происходит постепенное нагревание всех элементов технологической системы, вызывающее появление переменной систематической погрешности обработки заготовок.

Тепловые деформации станков. Основными причинами нагрева­ния станков и их отдельных частей (шпиндельных бабок, столов, станин и др.) являются потери на трение в подвижных механизмах станков (подшипниках, зубчатых передачах), гидроприводах и электроустройствах, во встроенных электромоторах, а также тепло­передача от охлаждающей жидкости, отводящей теплоту из зоны резания, и нагревание от внешних источников (местное нагревание от близко расположенных батарей, солнечных лучей, охлаждение через фундамент).

Важное влияние на точность обработки оказывает нагревание шпиндельных бабок. При работе станка происходят постепенное разогревание шпиндельных бабок и их смещение в вертикальном и горизонтальном (на рабочего) направлениях. При этом температура в различных точках корпуса бабки изменяется от 10 до 50 °С. Наи­большая температура нагрева наблюдается в местах расположения подшипников шпинделя и подшипников быстроходных валов, тем­пература которых обычно на 30—40 % выше средней температуры корпусных деталей, в которых они смонтированы [10].

На рис. 2.5 показано горизонтальное смещение оси передней бабки токарного станка при работе в центрах. В первый период работы станка после его запуска нагревание вызывает смещение шпинделя на рабочего, что приводит к непрерывному изменению размеров и формы обрабатываемых заготовок (при обработке крупных валов), т. е. к появлению переменной систематической погрешности. Оче­видно, что переменная систематическая погрешность равняется Удвоенному горизонтальному смещению оси передней бабки. Опыты показывают, что при обработке в патроне горизонтальное смещение больше, чем при работе в центрах, и достигает 17 мкм. С повышением

частоты вращения п смещение шпинделя увеличивается приблизи-
тельно пропорционально Продолжительность нагревания передней бабки, сопровождаю-шегося смещением оси шпинделя, составляет 3—5 ч (после чего тем пература нагрева и положение оси стабилизируются).

При остановке станка происходят его медленное охлаждение и обратное перемещение оси шпинделя.

Для устранения погрешности обработки, связанной с тепловыми деформациями станка, производят предварительный прогрев станка его обкаткой вхолостую в течение 2—3 ч. Последующую обработку заготовок следует проводить без значительных перерывов в работе станка.

Тепловые деформации инструмента. Некоторая часть теплоты, выделяющейся в зоне резания, переходит в режущий инструмент, вы­зывая его нагревание и изменение размеров. При токарной обработке наибольшая часть погрешности, связанной с тепловыми деформа­циями технологической системы, обусловлена удлинением резцов

при их нагревании. При точении легированной стали с а„ -= 1080 МПа (110 кгс/мм²) резцами, снабженными пластинками Т15К.6, с вылетом 40 мм и сечением 20X30 мм тепловое равновесие, при котором прекращается удлинение резца, наступает примерно через 20—24 мин непрерывной работы (рис. 2.6). В процессе обработки мягкой стали тепловое равновесие резца устанавливается через 12 мин непрерывной работы при сохранении общего характера зако­номерностей, показанных на рис. 2.6.

При повышении скорости резания, глубин

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: