6.1. Обрабатываемость конструкционных материалов резанием

Конструкционные материалы деталей машин

легкообрабаты-ваемые

средней обрабатываемости

ниже средней обрабатываемости

труднообрабатываемые

Латуни, бронзы, дуралюмины, мягкие чугуны (НВ 140... 160)

Углеродистые стали (сталь 45), низколе­гированные стали, силумины, чугуны средней твердости (НВ160... 180)

Высоколегированные стали; стали классов мартенситного, мар-тенситно-ферритного, аустенитно-мартенсит-ного, твердые чугуны (НВ 180... 220)

Высоколегированные стали аустенитного клас­са; жаростойкие стали; кислотостойкие стали; никелеферритные стали; никелевые сплавы; туго­плавкие сплавы; компо­зиционные материалы; твердые сплавы; керме-ты; минералы (рубин, сапфир, кремний и др.)

К,<1

К_а=1

К₀>1

К_а»1

Условные обозначения: К₀- коэффициент обрабатываемости.

риала заготовки к наростообразованию; теплофизические процессы резания (теп­лоотдача и теплопроводность) обрабаты­ваемого материала заготовки и инстру­мента; влияние свойств обрабатываемого материала заготовки на износостойкость (стойкость) режущего инструмента; энер­гозатраты на срезание единицы массы об­рабатываемого материала; возможность удовлетворения показателей производи­тельности и экономичности обработки резанием.

Обрабатываемость конструкционных материалов, как правило, сравнивается с обрабатываемостью эталонного материала (сталь 45), принимаемого за материал средней обрабатываемости. В табл. 6.1 указано примерное распределение конст­рукционных материалов по степени их обрабатываемости. На обрабатываемость материалов влияют химический состав материала, структура материала, физико-механические свойства материала, тепло­физические свойства материала.

Обрабатываемость конструкционных материалов ухудшают наличие в структу­ре силикатов, алюминатов, нитридов, кар­бидов; наличие легирующих элементов -хрома, никеля; наличие в чугунах пла­стинчатого графита; мелкозернистая структура и другие факторы.

Возможные пути улучшения обраба­тываемости конструкционных материалов: снижение температуры плавления спла­вов; снижение коэффициента трения ма­териала заготовки; предварительная тер­мическая обработка заготовок (отжиг, от­пуск, нормализация и др.); изменение гео­метрии режущих инструментов и оптими­зация режимов резания; подбор смазы-вающе-охлаждающих жидкостей.

13. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Технологичность конструкции изделия -это совокупность свойств конструкции,

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБРАБОТКИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ 321

определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных качества, объема выпуска и ус­ловий выполнения работ.

Необходимость отработки конструк­ций деталей и изделий на технологичность в целом диктуется рядом требований со­временного машиностроительного произ­водства: постоянно растущим объемом агрегатного монтажа узлов механизмов и оборудования, развитием систем модуль­ного проектирования на базе типизации, унификации и стандартизации; широким использованием ЭВМ, обеспечивающим высокий уровень анализа конструктивных решений в различных вариантах исполь­зования; организацией широкого обмена опытом в области создания технологич­ных конструкций между различными от­раслями машиностроения.

При отработке конструкции изделия (детали) на технологичность ее следует рассматривать как комплексный объект -объект проектирования, производства и эксплуатации. Чтобы можно было плани­ровать технологичность изделия и управ­лять формированием признаков техноло­гичности, ГОСТ 14.201-83 устанавливает количественную оценку технологичности, основанную на системе показателей: базо­вых показателях технологичности, уста­навливаемых в техническом задании на проектируемое изделие; показателях тех­нологичности, достигнутых при разработ­ке конструкции; уровне технологичности (отношение достигнутых показателей к базовым).

Выбор показателей технологичности -сложная инженерная задача. Одним из показателей технологичности изделия может служить его материалоемкость. Показатель материалоемкости определяют по формуле

^м = би /бзаг >

11 - 9503

где К_ы - коэффициент использования ма­териала; Q_K - масса изделия, кг; бзаг - общая масса заготовок на изделие, кг.

Наиболее технологичным вариантом конструкции изделия детали будет тот, для которого значение К_и наиболее близко к единице.

При конструировании деталей необхо­димо ориентироваться на предполагаемые технологические способы обработки их поверхностей и отдавать предпочтение таким конструктивным формам и элемен­там деталей, которые наиболее полно удовлетворяют выбранным способам из­готовления деталей, обеспечивая высокие показатели точности, производительности и экономичности. Соблюдение этих усло­вий особенно важно для серийного и мас­сового производств, а также при изготов­лении деталей на станках с ЧПУ и в усло­виях ГПС.

Ниже, при рассмотрении технологиче­ских способов обработки заготовок, будут даны примеры рациональных конструк­тивных (технологичных) форм деталей машин.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Дайте определение составляющих режима резания и назовите их размерности.

2. Что понимают под схемой обработки по­верхности заготовки?

3. Какова физическая сущность процесса резания?

4. Назовите факторы, влияющие на размер­ную точность обрабатываемых поверхностей.

5. Назовите факторы, определяющие каче­ство поверхностного слоя обработанных по­верхностей деталей машин.

6. Назовите критерии обрабатываемости конструкционных материалов.

7. Назовите основные критерии техноло­гичности конструкций деталей машин.

322

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН