Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Процессы обработки заготовок. Часть I Методы механической обработки п

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
20.46 Mб
Скачать

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный технический университет»

В.А. Бахвалов

ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК

Часть I

Методы механической обработки поверхностей деталей машин

Утверждено Редакционно-издательски советом университета в качестве учебного пособия

Издательство Пермского государственного технического университета

2007

УДК 621.002 (075.8) ББК 34.5

Б30

Рецензенты:

Доктор технических наук, заместитель генерального директора по научной работе

Пермского научно-исследовательского технологического института (ПНИТИ)

И.Б. Шендеров;

Доктор технических наук, профессор кафедры «Технология машиностроения»

Пермского государственного технического университета (ПГТУ)

В.И. Свирщев

Бахвалов В.А.

Б30 Процессы обработки заготовок. Часть I: Методы механической обработки поверхностей деталей машин: учебное пособие / В.А. Бахвалов. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн.

ун-та, 2007. – 229 с. ISBN 5-88151-611-7

Изложены основные методы механической обработки поверхностей деталей машин, сущность этих методов, технологические возможности, область применения, оборудование и инструмент их реализации, рекомендации по параметрам режима обработки.

Предназначено для подготовки бакалавров по направлению 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», а также для студентов других машиностроительных специальностей высших учебных заведений.

УДК 621.002 (075.8) ББК 34.5

ISBN 5-88151-611-7 © ГОУ ВПО «Пермский государственный технический университет», 2007

СОДЕРЖАНИЕ

 

ПРЕДИСЛОВИЕ....................................................................................................

6

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................

8

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА

 

ИСХОДНЫХ ЗАГОТОВОК.................................................................................

14

1.1. Очистка заготовок............................................................

15

1.2. Термическая обработка заготовок..................................

15

1.3. Правка заготовок..............................................................

16

1.4. Обдирка прутков..............................................................

18

1.5. Резка заготовок.................................................................

19

1.6. Вырубка заготовок...........................................................

21

1.7. Выполнение центровых отверстий (центрование) ......

23

2. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ НАРУЖНЫХ

 

ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ................................................................

28

2.1. Точение.............................................................................

28

2.2. Отделочная обработка.....................................................

33

3. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ

 

ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ................................................................

45

3.1. Обработка отверстий лезвийными инструментами......

45

3.2. Обработка отверстий абразивным инструментом.......

61

4. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ............................

68

4.1. Строгание и долбление....................................................

68

4.2. Фрезерование плоских поверхностей............................

72

4.3. Протягивание наружных поверхностей.........................

80

4.4. Шлифование плоских поверхностей..............................

85

4.5. Притирка (доводка) плоских поверхностей..................

91

3

4.6. Полирование плоских поверхностей .............................

94

4.7. Шабрение плоских поверхностей ..................................

95

5. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ КОНУСНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ........................

97

5.1. Обработка наружных конусных поверхностей.............

97

5.2. Обработка внутренних конусных поверхностей........

100

6. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.....................

103

6.1. Классификация фасонных поверхностей ....................

103

6.2. Обработка наружных фасонных поверхностей

 

точением..........................................................................

105

6.3. Обработка внутренних фасонных поверхностей

 

растачиванием и сверлением.........................................

111

6.4. Обработка фасонных поверхностей фрезерованием. 113

6.5. Обработка фасонных поверхностей строганием........

115

6.6. Обработка фасонных поверхностей шлифованием...

116

7. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ КРЕПЕЖНЫХ РЕЗЬБ.......................................

117

7.1. Нарезание резьбы резцами и гребенками....................

118

7.2. Нарезание резьбы вращающимися резцами

 

(вихревым методом) ......................................................

127

7.3. Нарезание резьбы метчиками, плашками

 

и резьбонарезными головками......................................

129

7.4. Фрезерование резьбы.....................................................

131

7.5. Шлифование резьбы......................................................

133

7.6. Полирование резьбы......................................................

135

7.7. Накатывание резьбы......................................................

136

8. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.......................

140

8.1. Обработка цилиндрических зубчатых колес...............

142

8.2. Обработка червячных зубчатых колес.........................

157

8.3. Обработка конических зубчатых колес.......................

160

8.4. Обработка червяков.......................................................

167

8.5. Чистовая обработка зубчатых колес............................

170

4

9. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ШПОНОЧНЫХ ПАЗОВ

 

И ШЛИЦЕВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ .................................................................

190

9.1. Обработка шпоночных пазов........................................

190

9.2. Обработка шлицевых поверхностей............................

192

10. СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ..............................................

203

10.1. Обработка давлением в холодном состоянии...........

203

10.2. Физико-механическая обработка поверхностей...........

213

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................................................................................................

224

ПРИЛОЖЕНИЕ .................................................................................................

225

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................

227

5

ПРЕДИСЛОВИЕ

В основу учебного пособия было положено содержание дисциплины «Процессы обработки заготовок», приведенное в Государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования, утвержденного Министерством образования РФ 27 марта 2000 года за номером государственной регистрации 256 тех/бак по направлению 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» подготовки бакалавров, учебного плана очной формы обучения, утвержденного 29 мая 2005 года и рабочей программы по дисциплине «Процессы обработки заготовок» очной формы обучения, утвержденной 24 мая 2006 года.

Необходимость создания настоящего пособия вызвано отсутствием учебников по дисциплине «Процессы обработки заготовок».

Сведения о методах механической обработки поверхностей заготовок, оборудовании, инструментах и режимах обработки широко представлены в специальной литературе.

Вучебном пособии обобщены и систематизированы сведения, изложенные в различных учебниках по дисциплине «Технология машиностроения» профессоров Балакшина Б.Б., Данилевского В.В., Егорова М.Е., Зуева А.А., Колесова И.М., Корсакова В.С., Якимова А.В.

Наряду с этим при подготовке материалов учебного пособия были использованы результаты разработок передовых предприятий и научно-исследовательских учреждений в области механической обработки.

Вучебном пособии изложены основные методы механической обработки поверхностей деталей машин, раскрыта сущность этих методов, их технологические возможности, область применения, оборудование и инструмент при их реализации, даны рекомендации по параметрам режима обработки.

6

Значительную помощь автору при подготовке учебного пособия оказали отзывы и советы преподавателей кафедры «Технология машиностроения» Пермского государственного технического университета (ПГТУ), а также замечания и рекомендации рецензентов докторов технических наук В.И. Свирщева и И.Б. Шендерова.

Автор надеется, что выход в свет написанного им учебного пособия по дисциплине «Процессы обработки заготовок» окажется полезным для подготовки бакалавров по направлению 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», а также для студентов других направлений машиностроительных специальностей высших учебных заведений.

7

ВВЕДЕНИЕ

Учебная дисциплина «Процессы обработки заготовок» является составной и неотъемлемой частью прикладной науки «Технология машиностроения», занимающейся изучением закономерностей процессов изготовления машин, с целью использования этих закономерностей для обеспечения выпуска машин заданного качества, в установленном производственной программой количестве при наименьших затратах живого и прошлого труда (народнохозяйственных затратах).

Данная учебная дисциплина представляет собой совокупность знаний и практических навыков по предварительной обработке исходных заготовок и методов обработки различных видов поверхностей заготовок путем изменения их формы и размеров в результате лезвийного, абразивного, электрофизического и электрохимического воздействия. Именно этим определяется необходимость преподавания дисциплины «Процессы обработки заготовок».

Развитию и формированию учебной дисциплины «Процессы обработки заготовок» предшествовал непрерывный технический прогресс машиностроения на протяжении последних двух столетий. Степень прогресса определяла интенсивность изучения производственных процессов, их научное обобщение и установление закономерностей механической обработки заготовок.

Формирование и развитие процессов обработки заготовок как науки осуществлялось научными исследованиями отечественных и зарубежных ученых и инженеров. При этом роль отечественных ученых в формировании и развитии этой науки трудно переоценить. В России наука о процессах обработки заготовок прошла в своем развитии несколько этапов.

8

Первый (эмпирический) этап развития (до 1930 года)

Русский механик А.К. Нартов в период с 1718 по 1725 год создал ряд станков (токарно-винторезный, зуборезный, пилонасекательный и др.).

М.В. Сидоров в 1714 году использовал для сверления каналов труб артиллерийских стволов «вододействующие машины». Яков Батищев построил станки для одновременного сверления 24 ружейных стволов и станки для зачистки каналов труб артиллерийских стволов. Их работы продолжили А. Сурин, Я. Леонтьев, Л. Собакин, П. Захаров и др.

Великий русский ученый М.В. Ломоносов в 50-х годах XVIII века построил лоботокарные, сферотокарные и шлифовальные станки.

Русский механик И.П. Кулибин в начале XIX века создал специальные станки для обработки зубчатых колес часовых механизмов.

В 1807 году профессор И.А. Двугубский выпустил книгу «Начальные основания технологии или краткое описание работ на заводах и фабриках производимых». Дальнейшее описание производственного опыта нашло отражение в трудах профессора И.А. Тимме (1838–1920) и профессора А.П. Гавриленко

(1861–1914).

В первом десятилетии после Октябрьской революции издаются первые руководящие и нормативные материалы ведомственных проектных организаций страны.

Второй этап развития (1930–1941 годы)

В1936 году был издан учебник А.П. Соколовского «Основы технологии машиностроения» в 2-х томах.

В1941 году профессором А.П. Соколовским были разработаны принципы типизации технологических процессов.

Вэто же время начинается разработка теории базирования заготовок при их обработке, измерении и сборке (профессора А.П. Соколовский, А.П. Знаменский, А.И. Каширин, В.М. Кован, А.Б. Яхин и др.).

9

Созданы методы расчета припусков на обработку (профессора В.М. Кован, А.П. Соколовский, Б.С. Балакшин, А.И. Каширин и др.).

Начаты работы по изучению жесткости СПИД (инж. А.Г. Вотинов, проф. А.П. Соколовский), разработке расчетно-аналити- ческим методам определения первичных погрешностей обработки заготовок (профессора А.П. Соколовский, Б.С. Балакшин, В.С. Корсаков, А.Б. Яхин и др.) и методов исследования точности обработки на станках с применением математической статистики и теории вероятностей (профессора А.А. Зыкови А.Б. Яхин).

Третий этап развития (1942–1970 годы)

Сформирована современная теория точности обработки заготовок и методы определения первичных погрешностей обработки и их суммирования (профессора А.П. Соколовский, Б.С. Балакшин, В.М. Кован, В.С. Корсаков, А.Б. Яхин и др.). Развиваются методы математической статистики и теории вероятности для анализа точности процессов механической обработки и сборки (проф. Н.А. Бородачев, А.Б. Яхин и др.).

Проведен анализ микрорельефа обработанной поверхности и шлифовального инструмента (профессоры И.В. Дунин-Барков- ский, Ю.В. Линник и др.).

Разработано учение о жесткости системы «станок – приспособление – инструмент – деталь» (СПИД) и ее влияние на точность и производительность обработки (профессора Б.С. Балакшин, А.П. Соколовский, В.А. Скраган и др.) и внедряются эти разработки в проектных организациях и НИИ.

Продолжаются работы по созданию теории базирования заготовок при обработке и сборке (профессора Б.С. Балакшин, А.И. Каширин, В.М. Кован, В.С. Корсаков, И.М. Колесов, А.А. Маталин и др.).

Ведутся работы по исследованию качества обработанной поверхности и их влияние на эксплуатационные свойства (профессора П.Е. Дьяченко, Б.Д. Грозин, А.И. Исаев, А.И. Каширин, Б.И. Костецкий, Б.А. Кравченко, И.В. Крагельский, И.В. Кудрявцев, А.А. Маталин, Д.Д. Папшев, А.В. Поздей, Ю.Г. Проскуряков,

10