Смежные дисциплины

1. Развертки: назначение, материал, геометрические параметры, конструктивное оформление.

Ответ:

2. Абразивные инструменты: назначение, классификация, материал и их характеристика.

Ответ:

Шлифовальные круги предоставляют собой тела, состоящие из множества абразивных зерен, выполняющих функции режущих зубьев, и веществ, соединяющих все абразивные зерна в единую неразъемную конструкцию, называемых связками. Абразивные зерна и связка - это первая и вторая составляющие структурного строения круга. Для нормальной работы шлифовального круга между абразивными зернами и связкой должны оставаться некоторые промежутки (поры), играющие роль впадин между зубьями, в которых размещается стружка. Размеры пор и плотность их распределения в объеме круга играют настолько существенную роль, что их принято рассматривать как третью составляющую структурного строения круга. От отношения названных трех составляющих зависят режущие свойства шлифовальных кругов.

Абразивные зерна могут представлять собой монокристаллы, поликристаллы и осколки кристаллов. В зависимости от химического состава они имеют различную окраску, геометрическую форму и физико-механические свойства. Ниже перечислены названия и обозначения марок основных материалов, используемых в виде абразивных зерен:

Электрокорунд

нормальный 12А, 13А, 14А, 15А, 16А

белый 22А, 23А, 24А, 25А

хромистый 32А, 33А, 34А

титанистый 37А

Монокорунд 43А, 44А, 45А

Карбид кремния

черный 53С, 54С, 55С

зеленый 63С, 64С

Алмазы

природные А, АМ, АН

синтетические АСО, АСР, АСВ, АСС

Нитрид бора (эльбор) ЛО, ЛП

Размер зерен абразивных материалов определяется понятием зернистости. Абразивные зерна в зависимости от размеров разделяются на следующие группы: шлифовальные зерна, шлифовальные порошки, микропорошки. Внутри каждой группы разделение по размерам зерен производится по номерам зернистости. Номер зернистости (таб.9.1) является также характеристикой круга, наносимую на его нерабочую поверхность.

Таблица 9.1Зернистость абразивных материалов

Шлиф.зерно		Шлиф порошки		Микропорошки
Зернистость	Размеры зерен	Зернистость	Размеры зерен	Зернистость	Размеры зерен
200	2,50…2,00	12	0,16…0,12	М40	40…28
160	2,00…1,60	10	0,12…0,10	М28	28…20
125	1,60…1,25	8	0,10…0,08	М20	20…14
100	1,25…1,00	6	0,08…0,06	М14	14…10
80	1,00…0,80	5	0,06…0,05	М10	10…7
63	0,80…0,63	4	0,05…0,04	М7	7…5
50	0,63…0,50			М5	5…3
40	0,50…0,40
32	0,40…0,32
25	0,32…0,25
20	0,25…0,20
16	0,20…0,16

Материалы абразивных зерен обладают различной абразивной способностью. Абразивная способность характеризуется отношением массы снятого материала к массе израсходованного шлифовального материала в заданных условиях их взаимодействия. Абразивная способность природных и синтетических алмазов принята за единицу.

Остальные абразивные материалы обладают меньшей абразивной способностью:

Материал	Абразивная способность
Алмазы А, АСО	1.0
Эльбор ЛО	0.8
Карбид бора	0.71
Карбид кремния 55С	0.55
Монокорунд 45А	0.22
Электрокорунды:
нормальный 15А	0.2…0.22
хромистый 34А	0.21
белый 24А	0.18…0.2
титанистый 37А	0.15

Высокая твердость абразивных материалов является необходимым условием их способности производить резание. Микротвердость основных абразивных материалов имеет следующие значения:

Абразивный материал	Mикротвердость, 10-3 МПа
Эльбор ЛО	73…100
Карбид бора	33…45
Карбид кремния	28…36
Монокорунд	21…26
Электрокорунд
титанистый	22…33
хромистый	20…22
белый	20…21
нормальный	18…20

Сравнивая данные по абразивный способности и микротвердости различных материалов, можно заметить, что чем тверже абразивный материал, тем выше его абразивная способность и наоборот. В процессе резания абразивные зерна шлифовальных кругов подвергаются кратковременному циклическому нагреву до высоких температур. Поэтому такая характеристика, как температуростойкость абразивных материалов оказывает существенное влияние на режущую способность шлифовальных кругов. Наиболее распространенные абразивные материалы имеют следующие значения термостойкости:

Материал	Температуростойкость, С°
Электрокорунд
хромистый	1700…1800
нормальный	1250…1300
Монокорунд	1700…1800
Карбид кремния	1300…1400
Эльбор	1200…1500
Алмаз	700…850
Карбид бора	700…800

Под термином связка понимается вещество или группа веществ, используемых для закрепления абразивных зерен в инструменте. Связки бывают неорганические, органические и металлические.

В группу неорганических входят керамические, магнезиальные и силикатные связки. Шлифовальные круги на керамической связке влаго- и температурноустойчивы, но отличаются хрупкостью и не допускают работу с ударными нагрузками. Благодаря хрупкости керамической связки абразивные зерна, достигшие некоторого критического значения износа, при очередном рабочем цикле выламываются из монолита, обнажая лежащие ниже абразивные зерна и тем самым обеспечивая самозатачивание в процессе шлифования.

Магнезиальные и силикатные связки применяются сравнительно редко. К органическим связкам относятся бакелитовая, вулканитовая, глифталевая и др.

Наибольшее распространение получили бакелитовые связки на основе фенолоформальдегидной смолы. Шлифовальные круги на бакелитовой связке устойчивы к влаге и маслам, имеют значительно большую ударную вязкость и прочность на сжатие, чем круги на керамической связке.

Основой вулканитовой связки является каучук. Вулканитовая связка придает шлифовальным кругам большую эластичность и способность, изгибаясь, выдерживать без разрушения боковые нагрузки. Эти качества позволяют изготовлять тонкостенные шлифовальные круги дисковой формы. Они применяются для шлифования узких криволинейных пазов в деталях и инструментах.

Шлифовальные круги на глифталевой связке применяют при отделочном шлифовании закаленных сталей.

Различают два вида металлических связок - порошковые и гальванические. Порошковые получают спеканием порошков из медных и алюминиевых сплавов. Гальванические связки выполняются на никелевой основе методом гальванического закрепления зерен на металлическом корпусе. Связка охватывает зерна практически со всех сторон и препятствует самозатачиванию круга. Поэтому на металлической связке изготовляют только алмазные и эльборовые круги, зерна которых обладают высокой износостойкостью.

Алмазные и эльборовые круги на металлической связке применяются для предварительного и чистового шлифования твердых и хрупких материалов, а также для заточки поверхностей лезвий режущих инструментов.

В зависимости от содержания абразивных зерен в объеме шлифовальных кругов их структура может быть плотной, средней, открытой и очень открытой.

Плотная структура предполагает содержание в круге 50…60% абразивных зерен. Круги плотной структуры имеет поры малых размеров, поэтому применение таких шлифовальных кругов ограничено доводочными операциями.

При средних структурах в объеме круга содержится 46…54% абразивных зерен, и они расположены более свободно. Поры имеют несколько большие объемы для размещения срезаемой стружки. Такие круги могут быть использованы как для предварительного, так и для финишного шлифования.

Открытые структуры характеризуются объемным содержанием 38…44% абразивных зерен, расположенных еще более свободно. Между абразивными зернами и связкой размещаются крупные поры, в которых свободно размещается стружка. Круги открытой структуры можно использовать для шлифования металлов при высоких режимах резания.

Очень открытая структура образуется не только из-за уменьшения содержания абразивных зерен (25…36% от объема), но и за счет выгорания наполнителей, которые добавляют в связку. Круги с очень открытой структурой применяются в основном для шлифования неметаллов (резины, пластмасс, дерева, кожи и т.п.).

Одной из основных характеристик шлифовальных кругов является их твердость. Под твердостью абразивного инструмента понимается условная величина, характеризующая свойство абразивного инструмента сопротивляться нарушению сцепления между зернами и связкой. По твердости абразивные инструменты делятся на мягкие (М1, М2, М3), среднемягкие (СМ1, СМ2), средние (С1, С2), среднетвердые (СТ1, СТ2, СТ3), твердые (Т1, Т2), весьма твердые (ВТ1, ВТ2) и чрезвычайно твердые (ЧТ1, ЧТ2). Чем меньше твердость абразивных инструментов, тем легче отдельные зерна под действием внешних сил могут быть вырваны из режущей поверхности круга. Выламывание изношенных зерен приводит к обновлению режущей поверхности - включению в резание неизношенных зерен из нижних слоев круга. Таким образом происходит самозатачивание круга, сопровождаемое изменением положения режущей поверхности (уменьшением наружного диаметра). Чтобы использовать свойства самозатачивания, шлифование твердых материалов ведут мягкими шлифовальными кругами.

Формы шлифовальных кругов, наиболее часто используемых на практике, показаны на рис.9.1.

3. Фрезы: назначение, материал, геометрические параметры, конструктивное оформление.

Ответ:

4. Метчики: назначение, материал, геометрические параметры, конструктивное оформление.

Ответ:

5. Протяжки: назначение, материал, геометрические параметры, конструктивное оформление.

Ответ:

6. Инструментальная оснастка для станков автоматизированного производства, ее применение и особенности конструкции.

Ответ:

7. Инструментальные материалы, их характеристика и применение.

Ответ:

8. Сила резания: составляющие, методы определения.

Точение - вид обработки металлов резанием, направленный на изготовление деталей, имеющих форму асимметричных тел вращения. Точение выполняется на токарно-винторезных станках различными типами токарных резцов и объединяет следующие операции: обтачивание, подрезание торца, отрезание, растачивание, обработка конусов, изготовление канавок и фасонных поверхностей, резбонарезание.

В процессе резания на лезвие инструмента действуют силы сопротивления перемещению его по траектории рабочего движения. Результирующая этих сил называется силой резания. Источниками препятствий рабочему движению лезвий является:

а) сопротивление обрабатываемых материалов пластической деформации стружкообразования;

б) сопротивление пластически деформированного металла разрушению в местах возникновения новых поверхностей;

в) сопротивление срезаемой стружки дополнительной деформации изгиба и ломанию;

г) силы трения на лезвии и других трущихся поверхностях рабочей части инструмента.

Силу резания принято обозначать буквой P латинского алфавита и выражать в Н или кН.

Взаимодействие режущего инструмента с обрабатываемым материалом осуществляется через контактные площадки, расположенные на передней и задней поверхностях лезвия. Обрабатываемый материал воздействует на контактные площадки неравномерно распределенной нагрузкой P (рис.5.1).

Рис. 1 - Распределение давления по передней и задней поверхностям резца

Вычислять значения силы резания по размерам контактных площадок на лезвии и распределенному по ним неравномерному давлению сложно и трудоемко.

При решении практических задач нагрузку на лезвия заменяют эквивалентной по значению и направлению действия результирующей силой резания P_P.

Точка приложения силы P_P может быть условно отнесена к различным участкам режущего лезвия в зависимости от решаемой задачи. Так, если рассматривают действие P_P на резец, ее принято относить к вершине резца; если резание относят к обрабатываемой заготовке, точку ее приложения полагают лежащей на окружности наибольшего радиуса заготовки. Более обоснованно рассматривать силу P_P приложенной к середине части режущей кромки, участвующей в процессе резания.