Методы формообразования деталей ЭВС

1. Методы формообразования деталей ЭВС Формообразование деталей ЭВС методами удаления материала Лекция №10 от 21.04.05

2. 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.

3. Сила резания определяется уравнением 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.

4. 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 Мощность электродвигателя станка: Nст = Nэ η, где η — КПД станка.

5. 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.

6. 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.

7. Уравнение теплового баланса в процессе резания: 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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

11. 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.

12. 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).

13. 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

14. 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 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).

15. Производительность станка определяется количеством деталей, обрабатываемых за час: Пст=60/Тшт , где Тшт – штучная норма времени, мин.

16. Операционные эскизы типовых токарных операций обработки деталей. Установочные базы обозначены условными знаками (зачерненными треугольниками). Цифрами 1, 2 на рис. обозначены обрабатываемые поверхности.

17. Токарный станов А.Меншикова, выставленный в Кунсткамере (С.Петербург)

18. Инструментальный центр Резцедержатель Пиноль задней бабки Шпиндель Суппорт Передняя бабка Задняя бабка Трехкулачковый патрон Станина

23. 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 детальустанавливают неподвижно. • Сверлильные станки бывают с вертикальной осью вращения и с горизонтальной осью вращения.

24. 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;

25. 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 γи 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.

26. 1. По разметке. Точность около 0,5 мм. Применяется в единичном производстве. Способы сверления отверстий x y

27. 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.

28. 3. Кернением. Способ применяется в серийном производстве. Кернение производится на специальных штампах для кернения

29. 4. С помощью кондукторов. А Б-Б Кондуктор Р Деталь Вид А

30. Конец лекции № 10