17. Оптимальные режимы резания.

Режимы резания – это скорость (V, м/мин, об/мин), подача (S, мм/мин, мм/об, мм/зуб, мм/дв.ход) и глубина (t, мм).

Постановка задачи оптимизации: требуется выбрать максимально возможные режимы резания, при которых еще обеспечиваются заданные точность, шероховатость и период стойкости (износа) инструмента.

Преобладающее влияние режимов на технологические параметры: V – на стойкость инструмента, S – на шероховатость, t – на точность.

18. Технологические аспекты обеспечения требуемой шероховатости.

Соотношение различных единиц: Rz  5Ra, мкм.

Причины образования: нарост, профиль или след инструмента («гребешки»), вибрации.

Основной определяющий фактор – подача (S). Другие: обрабатываемый материал, скорость, геометрия лезвия или величина зерна, наличие СОЖ.

Основной способ получения хорошей (малой) шероховатости – шлифование для сталей, и тонкое точение для цветных сплавов.

Граница достижимой шероховатости для резания – Ra1,25, для шлифования – Ra0,16, для отделочных операций – Ra0,01.

19. Инструментальные материалы:

• инструментальные стали

• быстрорежущие стали (вольфрамовые)

• твердые сплавы (спеченные порошки карбидов вольфрама, кобальта, титана и др.)

• минералокерамика

• абразивы (кварц, корунд, карбид кремния или бора и др.)

• сверхтвердые (алмаз, эльбор).

Каждый последующий материал из списка обеспечивает увеличение скорости резания или периода стойкости инструмента  в 2 раза.

Основной материал для лезвийного инструмента станков с ЧПУ – твердые сплавы.

20. Технологические аспекты обеспечения требуемой твердости.

Принцип измерения: в образец вдавливают тарированным усилием эталонный шарик, конус или пирамидку и замеряют размер образовавшейся лунки.

Способы измерения: по Бринеллю, Виккерсу, Роквеллу.

Соотношение единиц: HB=HV=10HRC.

Применение: HB – для более мягких материалов; HRC – для термообработанных сталей.

Способ повышения твердости у сталей – закалка (углерода должно быть >0,2%, т.е. сталь20 и выше).

Закалка увеличивает тв-ть у сталей до 3 раз, у цветн. металлов до 20%.

Резанию поддается твердость до HRC30, если выше, то требуется шлифование или тонкое (алмазное) точение.

21. Понятие о технологичности изделий:

Технологичность – это легкость обработки или сборки.

Легко – значит дешево, быстро, не требует высокой квалификации, с минимальным расходом (износом) инструмента.

Компоненты технологичности: обрабатываемость материала и технологичность конструкции детали или сборки.

Критерий обрабатываемости: к-т повышения скорости резания К_v = V/V_баз, где V_баз=150 м/мин для обтачивания стали 45 с HВ=180 резцом из тв. сплава Т15К6.

Для металлов К_v = [0,3(спец.стали) ÷ 8(магниевые сплавы)].

Другой способ оценки обрабатываемости – экспертно в % к эталонному материалу (латуни – для цветных сплавов, автоматной стали – для черных).

Критерий технологичности конструкции: к-т технологичности

К_т=Ксоотв i*Кзначим i, i – критерии (масса, число элементов, повторяемость и т.д.)

22. Отработка конструкции детали на технологичность при резании:

1) Принципиальная возможность и облегчение обработки по геометрии:

• доступность инструменту

• соответствие формообразующим движениям станка (ортогональность)

• простая форма (плоскости и цилиндры)

• минимум обрабатываемых сторон и осей

• перенос сложных и точных поверхностей наружу

• возможность групповой обработки в пакете

2) Сокращение объема механообработки:

• обработка поверхностей только в местах сопряжения (бобышки, углубления)

• уменьшение площади сопрягаемых поверхностей (выборки, центрирующие пояски)

• переход на заготовки с формой максимально приближенной к детали (штамповка, гибка,

литье, профильный прокат)

• уменьшать перепад размеров (разбивка на составные и сварные конструкции)

3) Устранение излишней точности:

• квалитет минимально достаточный

• самоустановка, пригонка по месту (для м-с), упругие компенсаторы, регулировка

• селекция

4) Наличие, развитость, доступность, жесткость, защищенность, единство и неизменность

базовых поверхностей.

5) Возможность обработки максимального числа поверхностей с одного установа.

6) Возможность обработки плоскостей и отверстий на проход

• один уровень поверхностей

• сквозной подход к ним и между (препятствия – съемные, технологические окна)

7) Разделение поверхностей полостями для выхода инструмента (канавки, засверловки,

фаски, скругления)

8) Облегчение условий работы инструменту:

• свободное резание, безударное, без одностороннего давления

• минимальный вылет, место под максимальное сечение

• доступность СОЖ, беспрепятственный сход стружки

9) Избегать отверстий малого диаметра, глухих, длинных, наклонных, с прорывом.

10) Сокращение номенклатуры инструмента:

• унификация элементарных поверхностей

• согласование поверхностей с видом и размером стандартного инструмента (ряды

предпочтительных чисел)

• возможность применения инструмента траектории взамен инструмента копирования