- •Основы технологии машиностроения комплекс учебно-методических материалов
- •Часть 1
- •Содержание
- •1. Пояснительная записка
- •2. Рабочая учебная программа дисциплины «основы технологии машиностроения» Тематический план дисциплины
- •2.1. Теоретические основы технологии машиностроения
- •2.2 Основные методы обработки типовых поверхностей деталей машин
- •3. Опорный конспект лекций
- •3.1. Технологический процесс и его характеристики
- •3.1.1. Структура технологического процесса
- •3.1.2. Структура технологической операции
- •3.1.3. Этапность обработки деталей
- •Названия методов обработки при выполнении их по этапам
- •Основные этапы обработки
- •Характеристики обрабатываемой поверхности
- •Характеристики для различных видов основных поверхностей деталей
- •Характеристики поверхностей, формируемые отделочными методами
- •3.1.4. Основные понятия, используемые при механической обработке
- •Разновидности методов обработки
- •3.1.5. Типы производства и характеристики их технологических процессов
- •Контрольные вопросы
- •3.2. Схемы обработки на типовых металлорежущих станках
- •3.2.1. Схемы токарной обработки
- •3.2.2. Схемы обработки при шлифовании
- •3.2.3. Схемы обработки при фрезеровании
- •3.2.4. Схемы обработки на сверлильных станках
- •3.2.5. Схемы обработки на расточных станках
- •3.2.6. Схемы обработки на станках типа «обрабатывающий центр»
- •3.2.7. Схемы обработки на строгальных, долбежных и протяжных станках
- •3.2.8. Схемы обработки при хонинговании и суперфинишировании
- •Контрольные вопросы
- •3.3. Показатели качества машиностроительной продукции
- •Контрольные вопросы
- •3.4. Базирование и базы
- •3.4.1. Виды баз
- •3.4.2. Схемы установки и схемы базирования
- •3.4.3. Погрешность базирования
- •Контрольные вопросы
- •3.5. Точность механической обработки
- •3.5.1. Метод пробных рабочих ходов и замеров
- •3.5.2. Автоматический метод достижения точности размеров
- •3.5.3. Погрешности, возникающие при механической обработке и их определение
- •3.5.4. Статистические методы исследования и определения точности
- •Исследование точности обработки методом анализа кривых рассеивания
- •Результаты измерений партии деталей
- •Свойства нормального распределения
- •Использование свойств нормального распределения для анализа точности при механической обработке
- •Метод точечных диаграмм
- •Контрольные вопросы
- •3.6. Причины возникновения погрешностей при механической обработке
- •3.6.1. Погрешность установки деталей
- •3.6.2. Погрешности станков
- •3.6.3. Неточность изготовления режущего инструмента и его износ
- •3.6.4. Ошибки измерений
- •3.6.5. Температурные деформации деталей станка, инструмента и детали
- •3.6.6. Деформации, возникающие от действия остаточных напряжений
- •3.6.7. Деформация за счет недостаточной жесткости технологической системы
- •Определение жесткости системы
- •Методы экспериментального определения жесткости станков
- •Пути повышения жесткости технологической системы
- •3.6.8. Неточность настройки станка на размер
- •3.6.9. Определение суммарной погрешности при механической обработке
- •3.6.10. Пути повышения точности обработки
- •Средние статистические значения квалитетности технологического перехода по этапам обработки
- •3.6.11. Экономическая точность обработки
- •Среднестатистическая характеристика некоторых основных экономических методов и видов обработки
- •Контрольные вопросы
- •3.7. Качество поверхностей деталей машин
- •3.7.1. Основные понятия и определения
- •Предпочтительный и не предпочтительные ряды величин шероховатостей
- •3.7.2. Причины образования шероховатости на обрабатываемой поверхности
- •3.7.3. Физико-механические свойства поверхностного слоя Упрочнение (наклёп)
- •Возникновение остаточных напряжений при резании
- •3.8. Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства детали
- •3.8.1. Влияние шероховатости на эксплуатационные свойства детали
- •3.8.2. Влияние физико- механических свойств на эксплуатационные свойства детали
- •Контрольные вопросы
- •3.9. Технологичность конструкций машин
- •3.9.1. Общие и производственные показатели
- •3.9.2. Технологичность конструкции деталей
- •3.9.3. Технологичность формы детали
- •Контрольные вопросы
- •Глоссарий
- •Библиографический список
3.6.3. Неточность изготовления режущего инструмента и его износ
Инструменты, как и другие детали, не могут быть изготовлены абсолютно точно, их погрешности переносятся на обрабатываемую поверхность, особенно это характерно для мерных инструментов. Такие инструменты, как сверла, зенкеры, развертки, протяжки, метчики переносят на деталь погрешность диаметра и биения режущей части. Фасонные инструменты переносят погрешности формы профиля инструмента и его настройки. Учитывая, что режущие инструменты изготавливаются на специальных заводах или в инструментальных цехах, где точность изготовления высокая, то можно считать, что доля погрешностей, связанных с изготовлением инструментов, практически мало отражается на точности обрабатываемых поверхностей.
Износ инструмента. Самым быстро изнашиваемым звеном металлорежущего станка является режущий инструмент. При обработке износ инструмента, как правило, происходит по задней поверхности. При анализе точности обработки в зависимости от износа режущего инструмента принято использовать величину радиального износа «U» или его еще называют размерным износом (рис. 95).
Рис. 95. Размерный износ инструмента
Данный износ приводит к тому, что меняется положение режущей кромки, формирующей поверхность, вследствие этого меняется и размер обрабатываемой поверхности. Зависимость износа инструмента от пути резания L обычно выражается следующим графиком (рис. 96).
Рис. 96. Изменение износа инструмента в зависимости от пути резания: I – период приработки; II – период нормального изнашивания; III – период повышенного (катастрофического) износа; Uн – величина начального износа
Период приработки характеризуется интенсивным износом режущей кромки. Величина начального износа зависит от материалов режущей части инструмента и детали, от качества заточки и доводки инструмента и от режимов резания.
Длина пути резания L в этом периоде может колебаться от 500 до 2000 м. Меньшие значения характерны для хорошо доведенных инструментов, большие – для обычно заточенных инструментов.
Период нормального изнашивания – самый длительный период, характеризующийся наименьшей интенсивностью износа.
Период повышенного износа характеризуется появлением выкрашивания на режущих кромках и поломок самого инструмента. Обычно стараются не допускать перехода в этот период работы инструмента.
Расчеты точности обработки, обусловленные износом, обычно производятся применительно к условиям нормального износа. Длина пути резания может достигать, например, при обработке стали резцами, оснащенными твердым сплавом, 50000м.
Величина размерного износа определяется
, (23)
где Uо – относительный износ, мкм/км; L – длина пути резания, м.
Длина пути резания при точении
,(24)
где D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм; l – длина обрабатываемой поверхности, мм; Sо – подача, мм/об.
Длина пути резания при фрезеровании
,(25)
где В – ширина обрабатываемой поверхности.
С учетом начального износа инструмента размерный износ можно определить по формуле
. (26)
Рассмотрим пример: обрабатывается вал D = 200мм, l = 2000мм, V = 150м/мин, S = 0,3мм/об, t = 1,5мм, Uо = 8мкм/км, Uн = 2мкм.
Решение:
==4200 (м),
U=2+=36 (мкм).
Погрешность обработки от износа режущего инструмента составит
и=2U=236=72 (мкм).
Таким образом, погрешность, вызванная износом инструмента, составит 0,072 мм.