Принцип постоянства баз и совмещение баз.

Принцип постоянства б. состоит в том, что для выполнения всех операций обрабатываемой детали используют одну и ту же базу. При выборе базы различного назначения, надо стремиться использовать одну и ту же поверхность в качестве различных баз, т. к. повышается точность обработки.

Принцип совмещения баз в этом отношении целесообразно в качестве измерительной базы использовать установочную базу, если это возможно, высокую точность обработки можно достигнуть, если сборочная база является одновременно и установочной, и измерительной.

Способы установки деталей.

Правило шести точек.

1 Установка детали непосредственно на столе станка (или в универсальной ПР).

2 Установка деталей на столе станка по разметке.

3 Установка деталей в специальном приспособлении.

Правило шести точек заключается в том, что каждое тело (деталь) должна базироваться на шести неподвижных точках при этом тело лишается всех 6-ти степеней свободы.

Эти шесть точек должны быть расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.

3 опоры точки (1,2,3) в плоскости ХОZ

2 точки (4,5) в YOZ

1 точка (6) в ХОУ.

 

Выбор баз.

При проектировании ТП и обеспечения заданной точности имеет место выбор баз, обработку заготовок начинают с задания технологической базы. В начале за технологию приходиться брать или принимать черновую базу, т.е необработанные поверхности заготовки. Эти поверхности могут быть не обрабатываемые, либо обрабатываемые, в дальнейшем выбранная черновая база должна обеспечить равномерное снятие, припуска при последующей обработке поверхности. При построении маршрутной обработки следует соблюдать принцип постоянства баз.

Принцип совмещения и постоянства баз совпадают в тех случаях, когда выдерживаемые размеры проставлены от одной достаточно устойчивой измерительной базой. Если измерительные базы переменны, и не имеют больших размеров, то первый принцип не осуществляется.

 

 

МОДУЛЬ 7.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.

Методы настройки станков Способ настройки станков с помощью установов и эталонов нашел на производстве широкое применение. Время, затрачиваемое на настройку этим способом, меньше времени настройки по данным о размерах пробной обработки. В этом заключается преимущество рассматриваемого способа.

При этом способе рабочие положения режущего инструмента определяют, доводя их образующие режущие кромки до касания с поверхностями установов или щупов, находящихся на поверхностях установов.

Эталон, по которому настраивают станок, имеет форму детали. Обычно его закаливают и шлифуют. При настройке эталон устанавливают на станок вместо обрабатываемой детали (фиг. 30), а суппорты с резцедержателями доводят до положений, занимаемых ими в момент, когда заканчивается обработка детали. При таком положении суппортов инструменты закрепляют в резцедержателях после того, как образующие режущие кромки их доведены до соприкосновения с соответствующими поверхностями эталона. Процесс настройки заканчивается закреплением инструмента и последующим отводом суппортов в исходные положения.

Фиг. 30. Настройка станка по эталону.

В процессе установки инструментов по установам и эталонам сила резания отсутствует и не деформирует систему деталь — станок — инструмент. Настройка, осуществляющаяся при этом условии, получила название статической. При обработке сила резания деформирует систему, изменяя относительное положение инструментов и детали. Поэтому размеры эталонов должны быть подобраны таким образом, чтобы после отжатий, возникающих под действием силы резания, настроечные размеры были равными или близкими к оптимальным их значениям.

В литературе иногда рекомендуют принимать размеры эталонов равными средним арифметическим от максимальных и минимальных размеров, определяющих величину допуска на обработку. Однако величина отжатия зависит от режимов резания, жесткости системы, состояния станка, которые могут изменяться в широких пределах, и от других причин. Поэтому такое мнение для подавляющего большинства случаев настройки по эталонам следует считать ошибочным.

Размеры эталонов можно определить, пользуясь или специальной методикой расчета, или опытными данными о фактических размерах деталей, обработанных после настройки. Последний способ определения размеров эталонов обладает рядом преимуществ и является более приемлемым.

Методы наладки станков. Наладка станка – это подготовка его вместе с технологической оснасткой к изготовлению продукции (детали) с заданной производительностью с соответствием установленного технологического процесса для обеспечения заданной шероховатости поверхности и заданной точности размеров. Комплекс работ по наладке представляет собой настройку определенных режимов резания, установку зажимных приспособлений, режущего и вспомогательных инструментов и иных вспомогательных операций. После наладки рекомендуется обработать пару заготовок. Если после обработки размеры не соответствуют требованиям чертежа, то производят подналадку инструмента для получения требуемого размера или производят регулировку приспособления.

Подналадка станка – осуществляется в процессе эксплуатации станка, когда происходит переход на обработку другой такой же заготовки или изменение наладочного размера во время обработки. При подналадке производится дополнительная регулировка оборудования или оснастки в процессе работы для восстановления технических параметров, достигнутых при первичной наладке. Необходимостью подналадки является износ режущего инструмента, упругие и тепловые деформации механизмов станка. При переходе на обработку другой заготовки необходимо изменить режимы резания, сменить или отрегулировать приспособления, заменить или наладить режущий инструмент. По завершению подналадки станок должен обеспечить заданные функции с требуемым качеством изделия, а так же высокой производительностью изготовления заданного изделия.

Бесподналадочная смена режущего инструмента – служит для уменьшения износа режущего инструмента и ее сущность заключается в установке режущего инструмента при смене или переустановки которого не требуется дальнейшая корректировка для получения заданных размеров. К таким резцам можно отнести механические резцы со сменными пластинами.

Метод наладки по пробному проходу – данный метод применяют к каждой новой детали: обрабатывают небольшой участок поверхности заготовки, после чего измеряют полученный размер и делают корректировку глубины резания, для этого используют лимбы станка, индикаторные упоры. После получения необходимого размера обрабатывается вся поверхность. К достоинствам данного метода можно отнести простоту и независимость от способов базирования. Недостатками является потеря рабочего времени.

Метод наладки по пробным деталям – это предварительный расчет настроечного размера и последующая проверка при измерении обработанных на станке от 3 до 5 пробных деталей. Наладка станка считается правильной, если среднее арифметическое из размеров пробных деталей попадает в поле допуска. Преимущество метода является, наличие информации о действиях рабочего, необходимых для получения заданных параметров. Недостатками данного метода является потеря времени для расчета настроечного размера, изготовление пробных деталей и расчет среднего арифметического из размеров пробных деталей.

Метод наладки по первой готовой детали, эталону или шаблону – заключается в установке на неработающем станке инструмента до касания с деталью (эталоном или шаблоном). При наладке используют годную деталь изготовленную ранее. По конструктивным формам эталон имитирует обрабатываемую заготовку при ее базировании в приспособлении. Данный метод не имеет недостатков.

Токарю следует помнить, что прежде чем производить наладку станка, необходимо проверить его исправность. Перед началом работы токарь долен проверить перемещение салазок суппорта как вручную, так и в автоматическом режиме. Патрон должен быть надежно закреплен (резьбовой патрон дополнительно фиксируется хомутом). После данных операций необходимо проверить станок на холостом ходу.

Режимы резания

Основными элементами режима резания являются: скорость резания V, подача S и глубина резания t. Элементы режима резания рассмотрим на примере токарной обработки.

 

Рис.2. Элементы режима резания и геометрия срезаемого слоя

Скорость резания V – это расстояние, пройденное точкой режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении главного движения в единицу времени. Скорость резания имеет размерность м/мин или м/сек.

При точении скорость резания равна:

м/мин

где D заг – наибольший диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм; n – частота вращения заготовки в минуту.

Подачей S называют путь точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за один оборот или один ход заготовки или инструмента.

Подача в зависимости от технологического метода обработки имеет размерность:

мм/об – для точения и сверления;

мм/об, мм/мин, мм/зуб – для фрезерования;

мм/дв.ход – для шлифования и строгания.

По направлению движения различают подачи: продольную S пр, поперечную S п, вертикальную S в, наклонную S н, круговую S кр, тангенциальную S т и др.

Глубиной резания t называют расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями заготовки, измеренное перпендикулярно последней. Глубину резания относят к одному рабочему ходу инструмента относительно обрабатываемой поверхности. Глубина резания имеет размерность мм. При точении цилиндрической поверхности глубина резания определяется по формуле:

где d –диаметр обработанной цилиндрической поверхности заготовки, мм.

Глубина резания всегда перпендикулярна направлению движения подачи. При подрезании торца глубиной резания является величина срезаемого слоя измеренная перпендикулярно к обработанному торцу. При прорезании и отрезании глубина резания равна ширине канавки, образуемой резцом.

Глубина резания и подача являются технологическими величинами, которыми оперируют в производственных условиях (при нормировании). Для теоретических исследований имеют значение геометрические величины срезаемого слоя: ширина, толщина и площадь срезаемого слоя.

Шириной срезаемого сло я «b» называется расстояние в мм между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по поверхности резания.

,

где - главный угол в плане.

Толщиной срезаемого слоя «a» называется расстояние в мм между двумя последовательными положениями поверхности резания за один оборот обрабатываемой детали, измеренное перпендикулярно к ширине срезаемого слоя

.

Площадь срезаемого слоя «f» равна

, мм2.

Эта площадь сечения срезаемого слоя называется номинальной. Действительная площадь срезаемого слоя будет меньше номинальной за счет гребешков, оставляемых резцом на обработанной поверхности. Высота и форма остающихся гребешков влияет на шероховатость обработанной поверхности.

 

МОДУЛЬ 8. КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И ЗАГОТОВОК.

 

Под воздействием различных технологических методов обработки образуется поверхностный слой, состояние которого определяет качество поверхности.
Качество поверхностного слоя деталей определяется совокупностью характеристик шероховатости, волнистости, физико-механических свойств, микроструктуры металла и остаточных напряжений.

Шероховатость поверхности и критерии ее оценки
Шероховатостью поверхности (микрогеометрией) называют совокупность неровностей с относительно малыми шагами на базовой длине, образующих ее рельеф.

Причины образования шероховатости
Шероховатость после механической обработки - это след режущего инструмента (металлического или абразивного), искаженный пластической и упругой деформацией, а также вибрацией системы СПИД (рис. 1).

Рис. 1. Схема образования неровностей на поверхности, обработанной лезвийным инструментом
а - образование закономерного (регулярного) поперечного профиля поверхности;
б - искажение профиля пластической деформацией при отделении стружки;
1,2 - соответственно закономерный и искаженный профили поверхности; 3 - резец; S - шаг неровностей – подача.

Шероховатость после немеханических методов обработки - есть результат неодинакового съема металла с поверхности (электрохимическая, электроэрозионная и др. обработка), а также копирования неровностей (микроотклонений) поверхности штампов, вальцев, литейных форм при получении заготовок и т.п.

Различают шероховатость: продольную, измеряемую в направлении вектора скорости резания и поперечную, измеряемую в направлении подачи.
В большинстве случаев шероховатость поперечная больше продольной.