Лекция 10 от 21.04

Реклама
Методы
формообразования
деталей ЭВС
Формообразование деталей ЭВС
методами удаления материала
Лекция №10 от 21.04.05
• В процессе резания инструмент
находится в контакте с
обрабатываемой поверхностью
заготовки и в то же время в
движении относительно ее. При
обработке точением резец
совершает поступательное
движение подачи s относительно
вращающейся со скоростью v
заготовки. В зоне резания на
режущую кромку резца
действует сила резания R,
разложив которую по трем
взаимно-перпендикулярным
направлениям, получим три
составляющие силы:
Px – осевую силу или усилие подачи, Py – радиальную силу,
Pz – тангенциальную (касательную) силу.
• Сила резания определяется уравнением
R P x P
2
2
y
P z.
2
• Исследованиями установлены следующие
соотношения между составляющими силы
резания:
• Px = (0,25÷0,35) Pz ; Py = (0,4÷0,5)Pz .
• Тангенциальная составляющая Pz создает
крутящий момент, приложенный к
обрабатываемой заготовке Mк = 0,5 PzD.
• Энергия, затрачиваемая на процесс резания,
определяется как работа, совершаемая силами
Рz и Рx; сила Ру работы не совершает, так как в
направлении ее действия перемещение
отсутствует.
• Скорость перемещения в направлении силы Рz
равна скорости резания v, м/мин; v=πDn/1000,
где D —диаметр заготовки, мм; п—частота
вращения, об/мин.
• Скорость перемещения резца в направлении
силы Рх (мм/мин) vs=sп, где s—подача на
оборот заготовки, мм.
• Эффективная мощность, кВт, затрачиваемая
непосредственно на процесс резания,
определяется уравнением
N э  98110 ( Pz v  Py vs ).
5
• Мощность электродвигателя станка:
Nст = Nэ η,
где η — КПД станка.
• Объем металла, удаляемого с поверхности
обработки в единицу времени, т. е.
производительность процесса обработки
П=vf,
где v—скорость резания, см/с; f— площадь
поперечного сечения снимаемой стружки, см2.
• Скорость резания ограничивается
экономической стойкостью режущего
инструмента.
• Стойкостью режущего инструмента называется
время его работы в период после заточки до
затупления.
• В процессе резания вся механическая работа
деформации материала заготовки и трения
переходит в тепло. Тепло, выделяющееся в зоне
резания, понижает режущие свойства
инструмента, его износостойкость, ухудшает
физико-механические свойства поверхностного
слоя материала заготовки. Поэтому процесс
резания, как правило, ведут с охлаждением
смазочно-охлаждающими веществами, которые
оказывают большое влияние на условия
процесса резания; снижают температуру
инструмента и детали, уменьшают силу трения и
износ инструмента.
• Уравнение теплового баланса в процессе
резания:
Q1  Q2  Q3  q1  q2  q3  q4 ,
где Q1 – тепло, выделяющееся вследствие
деформации (упругой пластической и
разрушения); Q2 и Q3 – в результате трения
обрабатываемого материала о переднюю и
заднюю поверхности резца; q1 – тепло,
уходящее в стружку; q2 – идущее в деталь; q3 –
в инструмент; q4 – в окружающую среду.
Обработка на токарных станках
• Технологическим оборудованием для механической
обработки деталей резанием являются
металлорежущие станки. По способу
осуществления процесса резания металлорежущие
станки делят на следующие группы: токарные,
сверлильные, фрезерные, строгальные,
протяжные, шлифовальные,
специализированные, специальные и др.
• На токарных станках обрабатывают наружные и
внутренние цилиндрические поверхности,
имеющие форму тел вращения, и прилегающие к
ним плоские торцевые поверхности,
расположенные перпендикулярно оси вращения.
Качество обработки зависит от ряда
факторов.
• а) от режимов резания.
Чем выше скорость резания, тем меньше
шероховатость, но при чрезмерной скорости
резания может произойти разогрев
поверхности детали, который сопровождается
формированием поверхностного дефектного
слоя за счет отпуска металла, а при низкой
скорости может произойти образование
задиров на детали.
• б) от подачи (относительной скорости резца
относительно детали)
Чем больше подача, тем ниже качество
обрабатываемой поверхности, но выше
производительность.
• в) от глубины резания t.
С увеличением глубины резания t качество
поверхности ухудшается.
d
D
Dd
t
2
• г) от характеристик резца.
Чем выше твердость материала режущей
пластинки резца, тем выше качество
обрабатываемой поверхности
Чем меньше главный и вспомогательный углы
резца, тем меньше шероховатость поверхности,
однако, при уменьшении главного угла
возрастает сила резания, что может привести к
чрезмерному нагреву заготовки.
• д) от смазывающей и охлаждающей жидкости
(СОЖ).
Назначение: 1)уменьшить силу трения за счет
смазки поверхности, при этом повышается
стойкость инструмента, уменьшается
опасность перегрева детали, повышается
качество поверхности, снижается
шероховатость; 2)снизить поверхностную
энергию твердого тела за счет чего облегчается
процесс стружкообразования.
Виды СОЖ:
1)охлаждающие (слабые растворы щелочей)
2)смазывающие (минеральные масла).
• На рис. показана схема обработки наружной цилиндрической
поверхности на токарном станке с установкой детали 5 в
инструментальных центрах 4, 7; передний центр 4 установлен
в шпинделе 1 станка, а задний 7—в пиноли 6 задней бабки
станка. Рабочая скорость вращения (скорость резания)
сообщается детали 5 шпинделем станка, через планшайбу 2 и
поводковый хомутик 3. Механизмом подачи станка
сообщается поступательное перемещение резцу 8 со
скоростью подачи s.
Общее требование –
минимальное
количество холостых
ходов суппорта с
резцами
• Параметрами, режима резания при токарной
обработке являются скорость резания v, подача
s, глубина резания t, т. е. толщина снимаемого
слоя металла за один проход резца.
• Основное технологическое время, мин,
определяют по формуле
t0  Li
sn
где i – число проходов резца, необходимое для
обработки данной поверхности; L=l+y+∆ полная длина хода резца, мм; l – длина
обработки по чертежу, мм; y = tctgφ – глубина
врезания, мм; φ – главный угол резца в плане;
∆ - перебег (∆=1÷2 мм – выбирается по
нормативам).
• Производительность станка определяется
количеством деталей, обрабатываемых за
час:
Пст=60/Тшт ,
где Тшт – штучная норма времени, мин.
Операционные эскизы типовых токарных операций обработки
деталей.
Установочные базы обозначены условными знаками
(зачерненными треугольниками). Цифрами 1, 2 на рис.
обозначены обрабатываемые поверхности.
Токарный станов
А.Меншикова,
выставленный в
Кунсткамере
(С.Петербург)
Инструментальный
центр
Резцедержатель
Пиноль
задней
бабки
Суппор
т
Шпиндель
Передняя
бабка
Задняя
бабка
Трехкулачковый
патрон
Станина
Обработка на сверлильных станках
• На станках сверлильной группы обрабатывают
отверстия многолезвийными режущими инструментами:
сверлами, зенкерами, развертками. В процессе резания
инструмент вращается со скоростью резания v и имеет
поступательное перемещение со скоростью подачи s;
обрабатываемую деталь устанавливают неподвижно.
• Сверлильные станки бывают с вертикальной осью
вращения и с горизонтальной осью вращения.
• Типовым режущим инструментом для
сверлильных работ является
спиральное сверло. На рис. показана
конструкция спирального сверла с
цилиндрическим хвостовиком для
сверления отверстий малых
диаметров. Основные элементы
режущей части спирального сверла:
4 и 3 — главные режущие кромки; 2—
задняя поверхность; 1 — передняя
поверхность; 5—поперечная режущая
кромка; γп— передний угол — угол
между касательной в точке А сечения
NN к передней поверхности и
нормалью в той же точке к
поверхности вращения режущей
кромки;
•αп - задний угол между
касательными в точке А сечения NN к
задней поверхности и касательной в
той же точке к окружности вращения
ее вокруг оси сверла; γо и αо —
передний и задний углы в плоскости
сечения ОО. Назначение углов γ и α то
же, что и соответствующих углов
токарного резца. Как видно из рис.,
передние и задние углы переменны
вдоль режущей кромки,
следовательно, и условия резания на
всей длине кромки сверла не
одинаковы.
Способы сверления отверстий
• 1. По разметке. Точность около 0,5 мм.
Применяется в единичном производстве.
y
x
• 2. Сверление совмещением отверстий.
Применяется при сборке РЭА.
Совмещаются друг с другом две или
более детали в одной из которых есть
отверстие; через это отверстие сверлят
отверстия в нижних деталях.
• 3. Кернением. Способ применяется в
серийном производстве. Кернение
производится на специальных штампах
для кернения
• 4. С помощью кондукторов.
А
Б-Б
Кондуктор
Р
Деталь
Вид А
Конец лекции № 10
Скачать