Сущность и особенности шлифования?

Шлифованием выполняется чистовая обработка металлов. При этом достигаются 2—3й классы точности и 6—8гй классы чистоты поверхности. Шлифование производится с помощью шлифовальных, кругов, изготовленных из абразивных материалов. Каждое зерношлифовального круга является как бы небольшим резцом, снимающим тонкий слой металла. Шлифовальный круг, закрепленный в шпинделе станка, получает вращательное движение с большой скоростью, являющееся главным движением. Движение подачи сообщается обрабатываемой детали. Различают наружное круглое, бесцентровое, внутреннее и плоское шлифование, выполняемое на круглошлифовальных, бесцен и ровошлифовальных, внутришлифовальных и плоскошлифовальных станках. При наружном круглом шлифовании шлифовальный круг вращается с окружной скоростью д=30—60 мсек. Обрабатываемая деталь, имеющая цилиндрическую, коническую или фасонную форму, закрепляется в центрах или в патроне и получает медленное вращение — круговую подачу ов и поступательное перемещение вдоль оси — продольную подачу Snp. В конце каждого прохода шлифовальный круг получает подачу на глубину 5Р. Заготовки небольшой длины обрабатываются методом поперечной подачи: шлифовальный круг, имеющий ширину 6, большую, чем длина обрабатываемой поверхности, и обрабатываемая деталь получают вращательное движение. Шлифовальный круг получает поперечное перемещение. При бесцентровом шлифовании обрабатываемая деталь 2 помещается между двумя шлифовальными кругами. Она не закрепляется, а только поддерживается опорным ножом 4. Один круг — шлифующий — выполняет резание, второй — ведущий 3 — вращает заготовку и сообщает ей поступательное перемещение, для этого он повернут на небольшой угол. Проходя между кругами, деталь шлифуется. Способ этот применяется при массовом изготовлении деталей. Основные движения при круглом внутреннем шлифовании такие же, как и при наружном, но продольная подача вдоль оси отверстия сообщается шлифовальному кругу. Шлифуемая деталь и круг вращаются в разные стороны.

 

 

Экзаменационный билет 13

Классификация и маркировки цветных металлов и их сплавов?

Едь и её сплавы.

Технически чистая медь обладает высокими пластичностью и коррозийной стойкостью, малым удельным электросопротивлением и высокой теплопроводностью. По чистоте (процентному содержанию меди и серебра) медь подразделяют на марки:

Марка	МВЧ	MOO	МО	Ml	М2	МЗ
Содержание Cu+Ag, не менее %	99,993	99,99	99,95	99,9	99,7	99,5

Медь хорошо обрабатывается давлением, удовлетворительно - резанием.

Область применения чистой меди:

- электротехническая промышленность (электрические провода);

- высокая теплопроводность меди позволяет применять её в различных теплоотводных устройствах, теплообменниках, к числу которых относятся и широко известные радиаторы охлаждения, кондиционирования и отопления;

- медные трубы применяются для транспортировки жидкостей и газов: во внутренних системах водоснабжения, отопления, газоснабжения, системах кондиционирования и холодильных агрегатах.

Медные сплавы разделяются на латуни и бронзы.

Латуни - сплавы меди с цинком (до 50% Zn) и небольшими добавками алюминия, кремния, свинца, никеля, марганца. По сравнению с чистой медью латуни обладают более высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Все латуни, за исключением свинцовосодержащих, легко поддаются обработке в холодном и горячем состоянии.

Бронзы - это сплавы меди с оловом (4 - 33% Sn), свинцом (до 30% Pb), алюминием (5-11% Al), кремнием (4-5% Si), сурьмой и фосфором. Если в состав бронзы входит олово, бронзы называются оловянными бронзами. Если бронза не содержит олова, бронзы называются безоловянными. По сравнению с латунью бронзы обладают более высокой прочностью, коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Большинство бронз (за исключением алюминиевых) хорошо поддаются сварке и пайке.

Медные сплавы разделяют на деформируемые и литейные. Сплавы, предназначенные для изготовления заготовок и деталей методами литья, называют литейными, а сплавы, применяемые для изготовления заготовок и деталей обработкой давлением - деформируемыми.

Медные сплавы обозначают начальными буквами их названия (Бр или Л), после чего следуют первые буквы названий основных элементов, образующих сплав, и цифры, указывающие количество элемента в процентах. Приняты следующие обозначения компонентов сплавов:

А – алюминий Мц - марганец С - свинец Б - бериллий

Мг – магний Ср – серебро Ж - железо Мш - мышьяк

Су – сурьма К – кремний Н – никель Т – титан

Кд – кадмий О – олово Ф – фосфор Х – хром

Ц - цинк

Например:

- БрА9Мц2Л - бронза, содержащая 9% алюминия, 2% Mn, остальное Cu ("Л"' указывает, что сплав литейный);

- ЛЦ40Мц3Ж - латунь, содержащая 40% Zn, 3% Mn, ~l% Fe, остальное Cu;

- Бр0Ф8,0-0,3 – бронза, содержащая 8% олова, 0,3% фосфора, остальное Cu;

- ЛАМш77-2-0,05 - латунь содержащая 77% Cu, 2% Al, 0,055 мышьяка, остальное Zn (в обозначении латуни, предназначенной для обработки давлением, первое число указывает на содержание меди).

В простых по химическому составу латунях указывают только содержание в сплаве меди (остальное до 100% Zn), например:

- Л96 - латунь содержащая 96% Cu и ~4% Zn (томпак);

- Лб3 - латунь содержащая 63% Cu и -37% Zn.

Основные отличия между латунью и бронзой:

- бронза получается при сплавлении меди с оловом, а латунь — меди с цинком;

- бронза может контактировать с морской водой, а латуни для этого нужно дополнительное легирование;

- бронза более прочная и износостойкая;

- бронза отличается темно-коричневым цветом и крупнозернистостью, тогда как латунь желтая и мелкозернистая.

Медные сплавы обладают хорошими антикоррозионными и антифрикционными свойствами.

Основные области применения латуни:

- антифрикционные детали;

- коррозионностойкие детали, применяемые в судостроении и машиностроении;

- подшипники и втулки.

Основные области применения бронзы:

- детали нефтяной, химической аппаратуры и криогенной техники;

- антифрикционные детали, вкладыши подшипников;

- электроды контактной точечной и шовной сварки

- детали высокой электропроводности и жаропрочности;

- детали, работающие в среде соляной кислоты и сероводорода при температуре 30-90°С; - - арматура для работы в пресной воде, жидком топливе, паре, морской воде.

Медно-никелевые сплавы выделяются в особую группу. Эти сплавы разделяют на:

- конструкционные: мельхиор МНЖМц 30-1-1 и МН19, нейзильбер 20 МНЦ 15-20 (посуда и украшения);

- электротехнические: константан МНМц 40-45 (нагревательные элементы), копель МНЦ 43-05 (производство электроизмерительных приборов).

Установка резца относительно оси заготовки?

Элементы режима резания и машинное время шлифования?

Экзаменационный билет 14

Конструкционные материалы?

Конструкционные материалы — материалы, из которых изготавливаются различные конструкции, детали машин, элементы сооружений, воспринимающих силовую нагрузку. Определяющими параметрами таких материалов являются механические свойства, что отличает их от других технических материалов (оптических, изоляционных, смазочных, лакокрасочных, декоративных, абразивных и др.)

Конструкционные материалы можно условно разделить на ряд групп.

По природе материалов:

· металлические

· неметаллические

· композиционные материалы

по технологическому исполнению:

· деформированные

· литые

· спекаемые

· формуемые

· склеиваемые

· свариваемые

 

Физические основы процесса резания?

Резание металлов является сложным процессом, который сопровождается рядом физических, а в некоторых случаях и химических явлений. Познание физической сущности процесса резания имеет большое практическое значение так как оно дает возможность управлять этим процессом, обеспечивая максимально возможную производительность механической обработки деталей и заданное качество их поверхностей.

Металлы и их сплавы состоят из поликристаллов, которые представляют собой совокупность кристаллитов (кристаллов имеющих неправильную геометрическую форму). В свою очередь кристаллы состоят из отдельных атомных ячеек. Расстояние между атомами в разных плоскостях различно, поэтому кристалл анизотропен.

Слой металла обрабатываемой заготовки, подлежащий удалению, в процессе срезания подвергается деформациям. При обработке пластичных металлов, например стали, снимаемый слой испытывает упругую деформацию, которая быстро переходит в пластическую. Доля упругой деформации по сравнению с пластической невелика. Чем предел текучести ниже предела прочности, тем большей будет пластическая деформация. При обработке хрупких металлов, например чугуна отделение срезаемого слоя может произойти и без пластического деформирования в результате упругой деформации и отрыва. Таким образом, при резании пластичных металлов преобладают пластические деформации, а при резании хрупких - упругие.

Понятия хрупкость и вязкость - условные. Например, при понижении температуры и увеличении скорости приложения нагрузки возможен переход металла из вязкого состояния в хрупкое. В этом случае пластическая деформация при разрушении металла может быть незначительной.

При пластическом деформировании изменяется форма, размер кристаллита и межатомные расстояния, нарушается равновесие атомных сил. Все это приводит к напряженному состоянию материала и к изменению его свойств: увеличению твердости и уменьшению вязкости, в результате чего металл становится более хрупким (явление наклепа).

Процесс пластической деформации сопровождается тепловыделением. Большая часть механической энергии, затрачиваемой на деформацию материала, превращается в тепло, и лишь незначительная ее часть переходит в потенциальную энергию искаженной кристаллической решетки.

Вследствие образования тепла при пластическом деформировании наступает "отдых" (частичное восстановление механических свойств благодаря устранениям искажений решетки) или рекристаллизация (процесс восстановления структуры, которая была до пластической деформации). Отдых и рекристаллизация появляются при определенной для каждого металла температуре в зависимости от температуры плавления. Например, для конструкционной углеродистой стали температура отдыха 473-573К, температура начала рекристаллизации 723К. У конструкционной легированной стали силы сцепления между атомами больше, а поэтому и температура рекристаллизации выше. Например, для жаропрочной стали на никелевой основе температура рекристаллизации, наклепа не будет. Таким образом, пластическая деформация может сопровождаться конкурирующими процессами: наклепом (упрочнением) и отдыхом или рекристаллизацией (разупрочнением).

В процессе резания возникает трение между стружкой и передней поверхностью инструмента, задней его поверхностью и обрабатываемой деталью. Это оказывает отрицательное влияние на износ инструмента. От трения в значительной мере зависит величина сил резания. Оно является одной из причин образования нароста. При трении может произойти адгезия, проявляющаяся в слипании стружки с передней поверхностью инструмента.

Компоненты среды, в которой происходит резание, вступая в химические реакции с обрабатываемыми и инструментальными материалами, могут образовывать химические соединения (оксиды, нитриды, гидриды), которые играют большую роль в износе инструмента, а также изменяют свойства обрабатываемого материала.

При сравнительно высоких температурах может возникать диффузионный процесс, при котором происходит взаимное растворение обрабатываемого и инструментального материалов. В результате диффузии изменяется химический состав и структура поверхностных слоев контактирующих материалов.

При определенных условиях в процессе резания появляются вибрации (вынужденные и автоколебания).

Все эти физические и химические явления играют значительную роль в процессе резания. Мера их отрицательного влияния может быть снижена за счет правильного выбора свойств инструментального материала, режимов резания, геометрических параметров инструмента, состава смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) и др.

Виды шлифования и их схемы?

 

Шлифование - один из видов обработки резанием, при котором припуск на обработку снимается абразивными инструментами. Шлифованием можно получить высокую точность размеров и формы, а так же необходимую шероховатость поверхности. В промышленности часто применяются следующие виды шлифования: Обдирочное шлифование - снятие больших припусков крупнозернистыми кругами прямого профиля типа ПП, реже ПВ, ПР и ПН, а так же чашечными кругами типа ЧК;   Отрезка (разрезка, резка) - разрезание материала абразивными кругами. Абразивная резка является в настоящее время самым производительным видом среди других видов резания; Круглое шлифование - процесс шлифования детали во время ее вращения в центрах или в патроне, кругами типа кругов ПП, ПВ, ПВК и ПВДК;   Бесцентровое шлифование - отличается от центрового тем, что обрабатываемые детали получают вращение и шлифуются без крепления в центрах, причем базой является обрабатываемая поверхность. При круглом бесцентровом шлифовании оба круга вращаются в одну сторону с разными скоростями, рабочий круг - со скоростью 30-35 м/с, ведущий - со скоростью, в 60-100 раз меньшей. Опорой для шлифуемой детали является нож со скошенным краем, находящийся между рабочим и ведущими кругами. Нож устанавливается так, чтобы центр детали находился выше или ниже центров кругов. Типы используемых кругов - ПП и ПВД;   Внутреннее шлифование - шлифование отверстий цилиндрической и конической формы. В зависимости от конструкции детали и станка шлифование осуществляется при вращении детали или при неподвижном состоянии. Шлифовальный круг при обработке вращается не только вокруг своей оси со скоростью 20-35 м/с, но и вокруг оси обрабатываемого отверстия с круговой подачей 20-30 м/мин. Типы абразивного инструмента - ПП и ПВ; Плоское шлифование - шлифование плоскостей осуществляется периферией или торцом круга, используются круги типа ПП, ПВ, ПВД, 1К, ЧК, ЧЦ и ПН, сегменты СП, 1C, 2С, ЗС, 4С, 5С, 6С и 8С;   Заточка и доводка режущего инструмента - от заточки и доводки режущих инструментов зависят производительность и стоимость обработки деталей, стойкость и расход инструментов. В операции заточки и доводки используются самые разнообразные типы абразивного инструмента. Более подробно это будет освещено в следующих главах, посвященных выбору инструмента. Здесь же просто укажем перечень типов: ПП, ПВ. ЧЦ, ЧК, ЛЧК, Л24К, ЛТ, Л1Т, ЛЗТ, Л5Т, Л2П, ЛЗП, ЛПВ, АПП, АПВ, А1ПВ, АПВД, АЧК, AT, A1T, А2Т, АЧТ, АФК, КС, С; Резьбошлифование - шлифование резьбы различных профилей (треугольные, трапециевидные и др.) и шага метчиков, резьбовых калибров, накатных роликов, ходовых винтов металлорежущих станков и измерительных приборов. Используются круги типа ПП и 2П; Зубошлифование - шлифование зубчатых колес всех видов. Типы кругов -ПП, 2П, ЗТ и 4П; Шлицешлифование - шлифование шлицев различного профиля: прямоугольных, эвольвентных, трапециевидных и треугольных. Типы - ПП, 1Т, необходимый профиль придается кругу непосредственно на станке; Хонингование - процесс доводки абразивными брусками отверстий с шероховатостью 0,3-0,080 и точности до второго класса. Типы брусков - БК, БХ; Суперфиниширование - шлифование при малом съеме металла (10-12 мкм на диаметр), для достижения шероховатости 0,16-0,02 мкм. Процесс осуществляется при малых окружных скоростях изделия (8-40 м/мин.), малых давлениях мелкозернистых брусков (1,5-3 кгс/см2) при их колебательном движении с частотой от 500-600 до 2000-3000 двойных ходов / минуту с амплитудой 2-5 мм. При суперфинишировании полностью удаляется волнистость, уменьшается огранка, удаляется дефектный поверхностный слой металла. После суперфиниширования формируется упрочненный поверхностный слой без структурных изменений, что улучшает эксплуатационные свойства деталей, работающих в условиях трения, скольжения или качения. Рабочим инструментом является абразивная головка с одним - четырьмя абразивными брусками; Жидкостная отделка и полирование - процесс обработки, при котором жидкость, насыщенная абразивом, со скоростью 50 м/с и более ударяется об обрабатываемую поверхность, уменьшая шероховатость; Ленточное шлифование и полирование - обработка изделия бесконечной шлифовальной лентой, изготовленной из шлифовальной шкурки на тканевой и бумажной основах;   Доводка и притирка - абразивная обработка свободным абразивным зерном в виде суспензии и паст, так и специальными доводочными кругами и шаржированными притирами, обеспечивающая шероховатость 0,160-0,08 и выше, а так же высокую точность их размеров и формы (первый класс и выше).   а) Круглое наружное шлифование с продольной подачей б) Круглое наружное шлифование врезанием в) Бесцентровое шлифование г) Круглое внутреннее шлифование д) Плоское шлифование периферией круга е) Плоское шлифование торцом круга 1. Направление вращения шлифовального круга 2. Вращение шлифуемой детали 3. Направление прямолинейного возвратно-поступательного движения детали 4. Направление поперечного перемещения шлифовального круга 5. Опорный нож при бесцентровом шлифовании 6. Направление вращения подающего круга

Экзаменационный билет 15