Вибрации при резании

Вследствие нежесткости элементов технологической системы СПИД (станок–приспособление–инструмент–деталь) всегда возникают колебания инструмента относительно заготовки, которые называют вибрациями при резании.

Вибрации отрицательно влияют на процесс резания:

•        снижают качество обработанной поверхности

•        усиливается динамический характер силы резания, а нагрузки на движущиеся детали и сборочные единицы станка усиливаются в десятки раз – особенно в условиях резонанса, когда частота собственных колебаний системы СПИД совпадает с частотой колебаний при обработке резанием

•      резко снижается стойкость инструмента, особенно с пластинками из твердых сплавов

•       возникает шум, утомляюще действующий на окружающих людей, и производительность труда снижается.

Основные меры борьбы с вибрациями:

•         повышение жесткости технологической системы

•         уменьшение массы колебательных систем

•         применение виброгасителей (динамических, гидравлических, упругих)

•         подбор оптимальных режимов резания и геометрии режущего инструмента.

Однако при обработке труднообрабатываемых материалов вибрации играют положительную роль. Для обработки таких материалов применяют вибрационное резание. Сущность вибрационного резания состоит в том, что в процессе обработки создаются искусственные колебания инструмента с регулируемой частотой и заданной амплитудой в определенном направлении. Источники колебаний – механические вибраторы или высокочастотные генераторы. Частоту колебаний задают от 200 до 20000 Гц, амплитуду колебаний – от 0,02 до 0,002 мм. Колебания задают по направлению подачи или по направлению скорости резания.

Вибрационное резание по сравнению с обычным имеет следующие преимущества:

•         обеспечивает устойчивое дробление стружки на отдельные элементы

•         снижает сопротивление металла деформированию

•         снижает эффективную мощность резания

•         при вибрационном резании не образуется нарост на режущем инструменте.

Однако в некоторых случаях стойкость инструмента несколько снижается.

Вибрационное резание применяют при точении, сверлении, нарезании резьбы плашками и метчиками, шлифовании, фрезеровании и др.

15 Электрохимические методы обработки материалов.

Основаны на законах электрохимии. По используемым принципам эти методы разделяют на анодные и катодные (см. Электролиз), по технологическим возможностям — на поверхностные и размерные.

Поверхностная электрохимическая обработка

Суть метода состоит в том, что под действием электрического тока в электролите происходит растворение материала анода (анодное растворение), причём быстрее всего растворяются выступающие части поверхности, что приводит к её выравниванию. При этом материал снимается со всей поверхности, в отличие от механического полирования, где снимаются только наиболее выступающие части. Электролитическое полирование позволяет получить поверхности весьма малой шероховатости. Важное отличие от механического полирования — отсутствие каких-либо изменений в структуре обрабатываемого материала.

Размерная электрохимическая обработка

К этим методам обработки относят анодно-гидравлическую и анодно-механическую обработку.

Анодно-гидравлическая обработка Скорость анодного растворения зависит от расстояния между электродами: чем оно меньше, тем интенсивнее происходит растворение. Поэтому при сближении электродов поверхность анода (заготовка) будет в точности повторять поверхность катода (инструмента). Однако процессу растворения мешают продукты электролиза, скапливающиеся в зоне обработки, и истощение электролита. Удаление продуктов растворения и обновление электролита осуществляются либо механическим способом (анодно-механическая обработка), либо прокачиванием электролита через зону обработки.

Этим методом, подбирая электролит, можно обрабатывать практически любые токопроводящие материалы, обеспечивая высокую производительность в сочетании с высоким качеством поверхности. Используемые для анодно-гидравлической обработки электрохимические станки просты в обращении, используют низковольтное (до 24 в) электрооборудование. Однако значительные плотности тока (до 200 а/см²) требуют мощных источников тока, больших расходов электролита (иногда до ¹/₃ площади цехов занимают баки для электролита).

Анодно-механическая обработка, способ обработки металлов комбинированным электрохимическим и электроэрозионным воздействием электрического тока на изделие в среде электролита.

Обрабатываемое изделие (анод) и электрод-инструмент (катод) включают, как правило, в цепь постоянного тока низкого напряжения (до 30 в). Электролитом служит водный раствор силиката натрия Na₂SiO₃ (жидкого стекла), иногда с добавлением солей других кислот. В качестве материалов для электродов-инструментов применяют малоуглеродистые стали (08 кп, 10, 20 и др.). Под действием тока металл изделия растворяется и на его поверхности образуется пассивирующая плёнка (см. Пассивирование). При увеличении давления инструмента на изделие плёнка разрывается и возникает электрический разряд. Его тепловое действие вызывает местное расплавление металла. Образующийся шлам выбрасывается движущимся инструментом. Изменяя электрический режим и давление, можно получить изделия с различной шероховатостью поверхности (до 9-го класса чистоты).

16 Понятие о производительности. Машинное время.

Производительность при механической обработке материалов зависит от ряда факторов, основными из которых являются степень технологичности объекта производства и его элементов, а также характер организации производственного процесса и технический уровень производства, в частности степень его механизации и автоматизации. Основными направлениями повышения производительности механической обработки являются:

1) совершенствование методов изготовления заготовок с целью приближения их форм к формам готовых деталей и повышения точности их размеров;

2) совершенствование методов механической обработки

Производительность труда тем выше, чем меньше время, затрачиваемое на обработку одной детали, так называемое штучное время. Оно складывается нз основного, вспомогательного времени, времени на обслуживание, а также на отдых и естественные надобности. Вспомогательное, или ручное, время затрачивается на установку и снятие детали, подвод и отвод инструмента, управление станком. Время на обслуживание включает затраты времени, отнесенные к одной детали, на смену инструмента, подготовку и уборку станка и др Сокращение этих составляющих штучного времени за счет механизации и автоматизации вспомогательных движений и работ дает значительный резерв для повышения производительности. Основное, или машинное, время — это продолжительность работы (в мин) механизмов станка при выполнении данной операции: МАШИННОЕ ВРЕМЯ, 1) период времени, в течение к-рого оборудование (машина, станок, агрегат, аппарат) без непосредственного участия рабочего осуществляет изменение размеров, формы или состояния обрабатываемого предмета труда. М. в. зависит от характера технологич. процесса, качеств, особенностей сырья, полуфабриката или заготовок, вида оборудования и инструмента, механизации и автоматизации труда и др. Расчёт нормы М. в. производится путём определения оптимального режима работы оборудования, при к-ром обеспечивается наиболее высокая производительность при наименьшей себестоимости обрабатываемых изделий и требуемом качестве.

Основными путями повышения производительности труда и уменьшения себестоимости изделий являются:

повышение уровня комплексной автоматизации и механизации технологических процессов;

создание новых, более совершенных и технологических конструкций машин;

расширение применения станков-автоматов и полуавтоматов, а также станков с программным управлением;

увеличение числа автоматических линий и заводов-автоматов;

повышение режимов резания за счет улучшения старых и создания новых конструкций режущих инструментов, применения твердосплавных, минералокерамических и алмазных инструментов;

снижение вспомогательного времени за счет совершенствования приспособлений и методов контроля;

получение заготовок пластической деформацией (штамповкой, высадкой, выдавливанием, накатыванием и др.), точным литьем, профильным прокатом и другими прогрессивными методами;

непрерывное совершенствование действующих и внедрение новых прогрессивных технологических процессов