Фізико-механічні основи обробки металів різанням

ВСТУП

В умовах ринкової економіки машинобудування є основною галуззю промисловості, що визначає рівень розвитку країни. Завданням курсу є отримання студентами основних знань про машинобудівне виробництво, технологічні можливості різних методів обробки деталей машин, навчитися розробляти маршрутні технологічні процеси.

РОЗДІЛ 1

МАШИНОБУДІВНЕ ВИРОБНИЦТВО ТА ЙОГО ХАРАКТЕРИСТИКА

Виробничий і технологічний процеси

 

Виробничим процесом називається сукупність окремих процесів, що виконується для одержання з матеріалів і напівфабрикатів готових машин (виробів).

Технологічним процесом називають поступову зміну форми, розмірів, властивостей матеріалу або напівфабрикату з метою одержання деталі або виробу у відповідності із заданими технічними вимогами.

Виробничий процес ділиться на наступні етапи:

1) виготовлення заготовок деталей - лиття, кування, штампування або первинна обробка прокатного матеріалу,

2) обробка заготовок на металорізальних верстатах для одержання деталей з остаточними розмірами й формами;

3) складання вузлів і агрегатів (або механізмів);

4) остаточне складання всієї машини;

5) регулювання й випробування машини;

6) фарбування й оброблення машини (виробу).

 

Види (типи) виробництва та їхня характеристика

 

Залежно від розміру виробничої програми, характеру продукції, а також технічних і економічних умов виконання виробничого процесу всі виробництва умовно діляться на 3 основних види (типи) - одиничне (індивідуальне), серійне й масове.

Одиничним називається виробництво, при якому деталі виготовляються одиничними екземплярами, різноманітними за конструкцією або розмірами, причому повторюваність цих деталей нечаста або зовсім відсутня.

Використовується універсальне обладнання, пристрої, різальні та вимірювальні інструменти, які повинні забезпечувати виготовлення деталей широкої номенклатури. Кваліфікація робітників висока. Обладнання розташовується по технологічним групам. Собівартість виготовлення виробів висока.

Серійне виробництво характеризується обмеженою номенклатурою виробів, які виготовляються партіями або серіями. Залежно від кількості виробів у партії або серії розрізняють дрібносерійне, середньосерійне та великосерійне виробництво.

Використовується високопродуктивне обладнання, причому разом з універсальним використовують спеціалізоване та спеціальне обладнання. Застосовують спеціалізовані й спеціальні пристрої, універсальні й спеціальні різальні та вимірювальні інструменти. Серійне виробництво значно ощадливіше, ніж одиничне через краще використання обладнання, спеціалізації робітників, підвищення продуктивності праці.

Масове виробництво характеризується вузькою спеціалізацією й більшим об’ємом випуску виробів, які безперервно виготовляються протягом значного періоду. На більшості робочих місць виконується одна робоча операція.

У масовому виробництві широко використовують спеціальні верстати й автоматичні лінії, спеціальні ріжучі й вимірювальні інструменти та засоби автоматизації (конвеєри, роботи). Собівартість продукції дуже низька.

 

РОЗДІЛ 2

ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ОСНОВИ ОБРОБКИ МЕТАЛІВ РІЗАННЯМ

§1. Класифікація рухів у металорізальних верстатах. Схеми обробки різанням

 

Від сучасних машин вимагаються високі експлуатаційні й техніко-економічні характеристики, надійність роботи. Для цього конструктори машин повинні постійно вдосконалювати технологію, підвищувати якість обробки деталей і складання машин, застосовувати нові конструкційні матеріали й прогресивні методи їхньої обробки.

Однієї з головних задач сучасного машинобудування є подальший розвиток, удосконалення та розробка нових технологічних методів обробки заготовок деталей машин. Особливо велика увага приділяється чистовому й оздоблювальному технологічним методам обробки, об’єм яких у загальній трудомісткості обробки деталей безперервно зростає.

Поряд із механічною обробкою різанням широко застосовують методи обробки пластичним деформуванням без зняття стружки, з використанням хімічної, електричної, світлової, променевої та інших видів енергії. Досить прогресивними є комбіновані методи обробки, які в окремих випадках забезпечують одержання деталей машин високої якості.

На рис. 2.1 дана умовна класифікація сучасних технологічних методів обробки, які найчастіше застосовують у промисловості.

У курсі «Технологічні основи машинобудування» розглядаються основні технологічні методи обробки та формоутворення поверхонь деталей машин, фізична сутність методів обробки, області їхнього застосування й перспективи розвитку й удосконалення.

Під час вивчення методів обробки розглядається обладнання і його технологічні можливості, питання технологічності деталей машин, які конструюються з урахуванням методів їхнього виготовлення.

Обробка металів різанням — це процес зрізання різальним інструментом з поверхні заготовки шару металу для одержання необхідної геометричної форми, точності розмірів і шорсткості поверхонь деталі.

Для здійснення процесу різання необхідна наявність відносних рухів між заготовкою й різальним інструментом. Кожний верстат має робочі органи (шпинделі, супорти, столи та ін.), яким надаються рухи, які обумовлюються призначенням верстата й характером виконуваних видів обробки. Рухи робочих органів верстатів підрозділяють на рухи різання, установчі та допоміжні.

Рис. 2.1. Умовна класифікація сучасних технологічних методів обробки заготовок

 

Рухи, при яких з оброблюваної заготовки зрізається шар металу й змінюється стан обробленої поверхні, називають рухами різання. До них відносять головний рух і рух подачі. Рух, що визначає швидкість відділення стружки, приймають за головний рух — швидкість різання. Рух, що забезпечує безперервність врізання ріжучого леза інструмента в нові шари матеріалу, приймають за рух подачі.

Рис. 2.2 Схеми обробки заготовок точінням (а), струганням (б), шліфуванням (в)

— поздовжня подача; — поперечна подача; ; — установчий рух

 

Головний рух, швидкість якого позначають буквою , може бути безперервним або переривчастим, а за своїм характером обертальним, поступальним, зворотно-поступальним і т.д. Рух подачі, швидкість якого позначають буквою , може бути безперервним або переривчастим, а за своїм характером обертальним, поступальним і т.д.

При обробці різанням головний рух має заготовка (точіння) або інструмент (фрезування); рух подачі має інструмент (точіння) або заготовка (фрезування).

Рухи робочих органів верстата, що забезпечують таке положення інструменту відносно заготовки, при якому з неї зрізається певний шар матеріалу, називають установчими рухами. На схемах обробки їх позначають .

Рухи робочих органів верстата, які не мають безпосереднього відношення до процесу різання й служать для транспортування й закріплення заготовки або інструменту, швидких переміщень робочих органів, перемикання швидкостей різання й подачі і т.п., називають допоміжними рухами.

Під схемою обробки розуміють умовне зображення оброблюваної заготовки, її установки й закріплення на верстаті з позначенням положення різального інструменту відносно заготовки й рухів різання. Інструмент показують у положенні, що відповідає закінченню обробки поверхні заготовки. Оброблену поверхню на оригіналі схеми виділяють іншим кольором, або потовщеними лініями.

На рис. 2.2 показані схеми обробки точінням, струганням і шліфуванням. Розглядаючи технологічні методи обробки на схемах, вказується характер рухів та їхнє технологічне призначення.

У процесі обробки на заготовці розрізняють (рис. 2.2, а) оброблювану поверхню 1, з якої зрізається шар матеріалу; оброблену поверхню 3, з якої зрізаний шар матеріалу й перетворений у стружку, і поверхня різання 2, яка утворена головним ріжучим лезом інструмента і є перехідною між оброблюваною й обробленою поверхнями.