Причины, вызывающие отклонения размеров и формы деталей при токарной обработке.

Достижение заданной точности деталей при токарной обработке сопряжено со значительными трудностями вследствие действия ряда факторов, основными из которых являются следующие:

1).Точность изготовления и износ технологического оборудования (станков), приспособлений и обрабатывающего инструмента;

2).Погрешность установки заготовки на станке;

3). Жесткость технологической системы, в которой ведется обработка;

4).Температурные деформации технологической системы;

5). Остаточные деформации обрабатываемой детали;

6). Геометрическое копирование погрешностей обрабатываемой детали;

7). Погрешность измерения;

8). Погрешность наладки станка.

Степень влияния перечисленных факторов на точность обработки различна и зависит не только от вида выполняемой операции, но и от типа производства.

Следует отметить, что отклонения размеров и формы деталей во многом обусловлены упругими деформациями элементов технологической системы, в которой ведется обработка. Упругие деформации возникают непосредственно в процессе механической обработки под воздействием силы резания и вызывают изменение взаимного расположения обрабатываемой детали и инструмента. Технологическая система ДИСП (деталь – инструмент – станок –приспособление) представляет собой упругую систему, деформации которой в процессе обработки вызывают погрешности размеров и геометрической формы деталей.

Ряд характерных случаев, в которых та или иная упругая деформация одного из элементов системы ДИСП является преобладающей в процессе обработки и тем самым определяет ту или иную погрешность формы в продольном сечении.

1. Упругие деформации задней и передней бабок равны и больше упругого отжатия обрабатываемой детали. Такое соотношение упругих деформаций характерно для обработки массивных деталей. В этом случае фактический диаметр детали по еѐ краям будет больше, чем в середине. В результате образуется такая погрешность формы, как седлообразность.

2. Упругая деформация детали больше упругих деформаций задней и передней бабок. Такое соотношение упругих деформаций характерно для обработки нежѐстких деталей, у которых отношение длины к диаметру превышает 12. После обработки детали фактические диаметры по еѐ краям будут меньше, чем в середине, и, как следствие, возникает бочкообразность.

3. Конусность образуется в случае обработки детали нормальной жѐсткости, упругая деформация которой меньше упругого отжатия одной из бабок. Такое соотношение возникает, например, при обработке детали нормальной жесткости, закреплѐнной в патроне и в центре задней бабки.

Получение заданной точности детали путѐм снижения технологических упругих деформаций связано с увеличением жѐсткости системы ДИСП и точности изготовления еѐ элементов.

 

Вопрос № 50

Общая последовательность выбора параметров режима резания при токар­ной обработке: 1) глубина резания; 2) подача; 3) скорость резания.

Глубина резания. В каждом случае выбирают максимально возможную глу­бину резания, которая ограничена при­пуском на обработку и возможностями станка. Если для обработки какой-либо поверхности предусмотрено два или три прохода (например, черновой, получи­стовой и чистовой), то общий припуск делят соответственно на две или три части, каждую из которых стремятся снять за один рабочий ход. От глубины резания зависят ширина среза и длина рабочей части режущей кромки.Чистовой припуск зависит от ряда факторов, основными из которых яв­ляются требуемые точность и шерохо­ватость детали, необходимость в по­следующей обработке, характер преды­дущей обработки и т. д.Глубину резания при черновом про­ходе в первом приближении задают в зависимости от жесткости инструмента, прочности и размеров пластины твердо­го сплава. Максимально допустимую глубину резания при черновых прохо­дах и среднюю рекомендуемую обычно указывают в картах соответствующего инструмента или в нормативах. При оптимизации параметров резания перво­начально назначенную глубину резания обычно корректируют в соответствии с назначаемой подачей и скоростью ре­зания.

Подача. Подачу назначают макси­мально допустимой по условиям техни­ческих ограничений.Такими ограничениями для подачи При черновой обработке являются: жест­кость обрабатываемой детали, жесткость резца, прочность державки резца, проч­ность режущих пластин резца, проч­ность механизма подач станка, наиболь­ший крутящий момент, мощности глав­ного привода и привода подач, предель­ные минутные подачи на станке. Подачи при черновом точении обычно приводят­ся в соответствующих таблицах и кор­ректируются различными коэффициен­тами в зависимости от условий обра­ботки. На станках с ЧПУ подачу при первом черновом проходе заготовок, имеющих биение по торцу, наружному диаметру или отверстию, на участке входа резца обычно снижают на 20— 30 %, чтобы предотвратить сколы режу­щих кромок.ПодачуSj при однцрроходном чи­стовом точении назначают с учетом тре­бований к шероховатости и точности соответствующих поверхностей в зави­симости от требуемой точности детали и погрешности заготовки: Где Адет — допустимая погрешность де­тали, мм; Л3аг — погрешность заготовки, мм; / — жесткость системы СПИД, Н/м; Ср — коэффициент, зависящий от рода обрабатываемого материала.Подачу SR (мм/об), обеспечиваю­щую требуемую шероховатость,' нахо­дят по формуле Где СИ — постоянный коэффициент; Rzmax — наибольшая высота микроне­ровностей поверхности, мкм; г — радиус при вершине резца, мм; — поправоч­ный коэффициент; ф, cpi — главный и вспомогательный углы резца в плане, V — скорость резания, м/мин; а, а, х, г, П — показатели степени. Рассчитанные по приведенным фор­мулам подачи не должны быть меньше sMHHmin (наименьшей минутной подачи на станке) и spe3min (наименьшей пода­чи, обеспечивающей нормальное реза­ние).

Скорость резания. При выбранных глубине резания и подаче задают та­кую скорость резания, которая обеспе­чивала бы оптимальную стойкость ин­струмента.Напомним, что при резании разли­чают изнашивание по задней и перед­ней граням. Наиболее часто за крите­рий изнашивания принимают ширину ленточки изнашивания Л3 по задней грани. В каждом случае можно уста­новить допустимый износ (величину H3), При достижении которого инструмент подлежит переточке. Стойкостью инстру­мента называется период времени его работы между переточками. Ориентировочный допустимый износ H3: при черновом точении 1,8 мм для неперетачиваемых пластин и 1 —1,4 мм для резцов с напаянными пластинами твердого сплава; при чистовом точении 0,4—0,6 мм для твердосплавных резцов. В практике работ на станках с ЧПУ значения допустимого износа могут от­личаться от указанных. Это зависит от требований, предъявляемых к заданной точности обработки, циклам принуди­тельной замены инструмента, циклам подналадки инструмента и т. п. Особое влияние на выбор парамет­ров режима резания на станках с ЧПУ оказывает возможность быстро заме­нять изношенный инструмент новым с автоматической его подналадкой.

Вопрос №51

Резец состоит из режущей части (головки) и стержня Стер­жень служит для закрепления резца в резцедержателе станка. Режущая часть состоит из следующих элементов: пе­редней поверхности 1—поверхности, по которой сходит стружка, главной задней 5 и задней вспомогательной 3 поверхностей, обращенных к обраба­тываемой заготовке; главной режущей кромки 2, образующейся от пересече­ния передней и главной задней поверх­ностей, выполняющей основную рабо­ту резания и вспомогательной режущей кромки 6, образующейся от пересече­ния передней и вспомогательной зад­ней поверхностей.вершины резца 4—место сопряже­ния главной и вспомогательной режу­щих кромок. Вершина резца может

Режущая часть резца имеет форму клина, заточенного с определенными углами. Чтобы обеспечить режущую способность инструмента, получить тре­буемую точность и качество поверхно­сти детали, необходимо правильно вы­брать углы режущей части резца. Различают углы в плане и основные уг­лы резца.

Углами в плане называются углы между режущими кромками резца и направлением подачи: —главный угол в плане, —вспомогательный угол в плане

Основные углы резца:

а — главный задний угол, — угол заострения, — передний угол, — угол резания.

 

ВОПРОС №52

Механическая обработка более производительно проводится способом

шлифованиея Качество и производительность шлифования в

основном зависят от правильного выбора характеристик абразивного

инструмента и режимов обработки.В большинстве случаев при шлифовании деталей применяют

электрокорундовые абразивные круги с определенным содержанием

связующих компонентов.Абразивные круги в силу особенностей своего строения легко могут

быть пропитаны жидкостью, которая проникает в поры под действием

капиллярных сил

При шлифовании деталей пропитанными кругами происходят физико-

механические взаимодействия между активными компонентами вещества

пропитки и обрабатываемым металлом, которые приводят к созданию на 175

режущих зернахпассивирующих пленок и способствуют уменьшению

трения в зоне обработки.Твердость шлифовального круга во многом определяет качество

обработанных поверхностей. Следует понимать, что твердость

шлифовального круга характеризует не твердость абразивных зерен, а

прочность связки. Если твердость шлифовального круга больше твердости

обрабатываемого материала, то шлифовальный круг засаливается. Поэтому

твердость круга, определяемая как сопротивление связки выкрашиванию

зерен абразива под действием сил резания, должна назначаться в

зависимости от твердости обрабатываемого материала.Основными факторами, влияющими на выбор режимов обработки,

являются: материал, форма и размеры обрабатываемой заготовки, жесткость

технологической системы, материал режущей части инструмента, точность

установки и надежность закрепления заготовки на станке, а также мощность

станка. Шлифование выполняют с окружной скоростью круга Vк=20…30 м/с,

скоростью вращения детали Vд=0,2…0,3 м/с и продольной подачей, которая

назначается в долях ширины B шлифовального круга, S=0,5…0,7 B мм/об

При этом расход смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ)

должен составлять не менее 0,3 л/мин.При шлифовании кроме абразивных используют алмазные круги, т. е.

круги из синтетических сверхтвердых материалов (синтетический алмаз,

эльбор, баразон). В основном они применяются для финишной обработки

гальванических и металлизационных покрытий. Алмазные круги имеют

стойкость, в десятки раз превышающую стойкость абразивных кругов, а это

позволяет обеспечить большую производительность, высокую точность

обработки и чистоту поверхности.

Вопрос № 53

Фрезерование – один из высокопроизводительных и наиболее

распространенных способов механической обработки резанием.

Шероховатость обработанной после фрезерования поверхности достигает

Ra=20...1,25 мкм, а точность – 9...12 квалитета. Обработку производят

фрезами, представляющими многолезвийный инструмент.Главное движение при фрезеровании – вращение фрезы, движение

подачи – перемещение заготовки.

Фрезерованием обрабатывают горизонтальные, вертикальные,

наклонные плоскости, уступы, пазы различного профиля и фасонные

поверхности.

Особенностью фрезерования является то, что зубья фрезы вступают в

процесс резания последовательно и поочередно, при этом резать

одновременно могут несколько режущих кромок.

В зависимости от расположения режущих кромок различают:

 периферийное фрезерование зубьями, расположенными на

цилиндрической поверхности (цилиндрическими, дисковыми

односторонними фрезами)

 торцевое – зубьями, расположенными на торцевой поверхности

(торцевыми фрезами);

 периферийно-торцевое фрезерование зубьями, одновременно

расположенными на цилиндрической и торцевой поверхностях

(концевыми, дисковыми двусторонними фрезами)

При периферийном фрезеровании (цилиндрическими фрезами) имеет

место два способа обработки в зависимости от направления главного

движения и подачи заготовки

 встречное фрезерование, когда направление главного движения

противоположно направлению подачи;

 попутное фрезерование, когда направление главного движения

совпадает с направлением подачи заготовки.

При встречном фрезеровании нагрузка на зуб возрастает от нуля до

максимального значения, силы, действующие на заготовку, стремятся

оторвать еѐ от стола, вызывая вибрации. Это ухудшает качество

обработанной поверхности. Кроме того, режущая кромка не сразу вступает в

процесс резания, а поначалу проскальзывает, вызывая большое трение и

износ фрезы по задней поверхности. Встречное фрезерование применяют для

обработки заготовок с коркой, производя резание из-под корки, тем самым

облегчая резание.

При попутном фрезеровании зуб начинает работу с наибольшей

толщины срезаемого слоя, что вызывает ударные нагрузки, однако

исключает проскальзывание зуба, уменьшает износ фрезы и шероховатость

поверхности.

 

 

Вопрос №54

На сверлильных станках проводят следующие виды осевой обработки:

сверление  обработка сверлом;

рассверливание  сверление, результатом которого является увеличение

диаметра отверстия;

зацентровка  сверление центрового отверстия;

зенкерование  обработка зенкером, предназначена для обработки

предварительно полученного отверстия, позволяет значительно повысить

точность размера, исправить погрешности формы и получить поверхность

достаточно высокого качества;

развертывание  обработка разверткой, предназначена для окончательной

лезвийной обработки отверстия, дает высокую точность отверстия и малую

шероховатость поверхности;

зенкование осевая обработка зенковкой, предназначена для получения

точного конического углубления на входе в отверстие;

цекование осевая обработка цековкой, обеспечивает получение

цилиндрического углубления на входе в отверстие или площадку на

поверхности около отверстия, перпендикулярную ему;

резьбонарезание осевая обработка метчиком, предназначена для нарезания

резьбы в заранее просверленном отверстии.

Сверление-это способ лезвийной обработки резанием, при котором

получают отверстие в сплошном материале (сквозные и глухие) и

обрабатывают предварительно полученные отверстия. Сверление

обеспечивает шероховатость обработанной поверхности Ra=20...5 мкм и

точность 11...13 квалитетов.

При осевой обработке движение резания создает образующую линию,

являющуюся окружностью, а движение подачи, направленное строго вдоль

оси вращения, определяет контур в виде прямой линии, по которому

перемещается образующая. В результате осевой обработки всегда получается

внутренняя цилиндрическая поверхность.

Обработку осевым инструментом на токарном станке можно

рассматривать как точение специальным инструментом или вариант осевой

обработки, когда вращение сообщается не инструменту, а заготовке.

Спиральное сверло(самое распостронённое) состоит из

Рабочая часть часть сверла от поперечной режущей кромки до

выхода стружечных канавок, на которой различают режущую часть и

обратный конус.

Шейка – часть сверла с уменьшенным диаметром, соединяющая

рабочую часть с хвостовиком.

Хвостовик – часть сверла, предназначенная для закрепления и

передачи крутящего момента. Хвостовики бывают коническими и

цилиндрическими. Поводок на хвостовике служит для привода сверла, а

лапка – для крепления сверла в прорези переходной втулки и удаления

сверла из шпинделя или втулки.

Также существуют

Центровочные сверла (рис. 13.17) применяют для получения

центровых отверстий.

Многолезвийное, или кольцевое сверло применяют при обработке

отверстий большого диаметра

Однолезвийные сверла для глубоких отверстий называют

ружейными и пушечными, в отличие от двухлезвийных сверл они

обеспечивают более точное соблюдение оси отверстия

Цельные сверла из твердых сплавов предназначены для обработки

труднообрабатываемых материалов и повышения производительности

обработки и стойкости инструмента.

Зенкеры предназначены для обработки отверстий в литых

и штампованных заготовках, а также в предварительно просверленных

отверстий. В отличие от сверл они снабжены тремя, четырьмя или пятью

лезвиями и не имеют поперечной режущей кромки.