II вариант

Размерная цепь - совокупность геометрических размеров, расположенных по замкнутому контуру, определяющих взаимоположение поверхностей (или осей) одной или нескольких деталей и непосредственно учавствующих в решении поставленной задачи. Основные термины, обозначения и определения размерных цепей установлены ГОСТ 16319—80 Размерные цепи отражают объективные размерные связи в конструкции машины при сборке, а также размерные связи в технологических процессах обработки или измерения деталей. Размерные цепи позволяют составить метрическую модель изделия и оптимизировать требования к точности геометрических параметров, с целью обеспечения показателей качества функционирования в заданных пределах при установленных затратах на производство.

В общем случае размерная цепь может быть представлена в виде зависимости параметров , , . . , , влияющих на параметр Y.Метрическая модель описывается уравнением:Y= F ( , ,…, ). (1) Уравнение, связывающее отклонения размеров в размерной цепи:

  (2)

Размерная цепь состоит из составляющих и замыкающего размеров. Замыкающим называется размер, получающийся последним в результате обработки или сборки изделия. Замыкающий размер получается как результат действий, связанных с обработкой или сборкой изделий. Составляющими называют все остальные размеры. Составляющие размеры получаются в процессе обработки деталей. На рис.1 показана деталь, размеры которой получены в процессе обработки в одной из следующих последовательностей: , , или . Для любой из указанных последовательностей обработки размерная цепь будет состоять из четырёх (m = 4) размеров (рис.1b). Размеры , являются независимыми и поэтому называются составляющими. Размер специально не изготовляется и не контролируется в процессе обработки детали, а получается результирующим после того, как с заданной точностью будут выполнены размеры , . Такой размер является замыкающим. При обозначении составляющих размеров замыкающий размер обозначается . В сборочной размерной цепи замыкающий размер – это всегда размер между осями или поверхностями разных деталей (зазор, натяг, отклонение от соосности и т.п.). По отношению к замыкающему все составляющие размеры делятся на увеличивающие и уменьшающие. Увеличивающим звеном называется такое звено размерной цепи, при увеличении которого и постоянстве размеров остальных составляющих звеньев, размер замыкающего звена увеличивается.Уменьшающим звеном называется такое звено размерной цепи, при увеличении которого и постоянстве размеров остальных составляющих звеньев, размер замыкающего звена уменьшается.

Рис1

Р азмерные цепи, для которых = +1, называют линейными. К нелинейным относят плоские и пространственные цепи с произвольно направленными размерами. Для обозначения размеров обычно применяют прописные буквы латинского алфавита: , или любые другие.

Расчет размерных цепей.

Основные методы расчета цепей установлены ГОСТ 16320—80. При расчете размерных цепей могут решаться прямая и обратная задачи. В первом случае по установленным требованиям к замыкающему звену определяются номинальные размеры, допуски, координаты середин полей допусков и предельные отклонения всех составляющих размерную цепь звеньев. При решении обратной задачи по значениям номинальных размеров, допусков, координат середин их полей, предельных отклонений составляющих звеньев определяются те же характеристики замыкающего звена либо при необходимости вычислить погрешность замыкающего звена устанавливаются поле рассеяния,координаты его середины или границы отклонений замыкающего звена на основании аналогичных данных для составляющих звеньев. Решением обратной задачи проверяется правильность решения прямой задачи. Точность замыкающего звена размерной цепи достигается методами:

- полной взаимозаменяемости (включением в размерную цепь всех составляющих звеньев без выбора,

подбора или изменения их значений);

- неполной взаимозаменяемости (включением в размерную цепь обусловленной части звеньев без выбора,

- подбора или изменения их значений);

- групповой взаимозаменяемости (включением в размерную цепь составляющих звеньев, принадлежащих одной из групп, на которые они предварительно рассортированы);

- пригонки (изменением размера компенсирующего звена путем удаления с компенсатора определенного слоя материала);

- регулирования (изменением размера компенсирующего звена без удаления материала с компенсатора).

В размерных цепях, в которых должна быть обеспечена 100%-ая взаимозаменяемость, допуски расчитываются по методу максимума-минимума. Методика расчета по этому методу достаточно проста, однако при этом предъявляются слишком жесткие требования к точности составляющих звеньев(а следовательно увеличиваются затраты на изготовление), однако осуществляется полная взаимозаменяемость. Размерные цепи, в которых по условиям производства экономически целесообразно назначать более широкие допуски на составляющие звенья размерных цепей, допуская при этом у некоторой небольшой части изделий выход размеров замыкающего звена за пределы поля допуска, должны расчитываться теоретико-вероятностным методом. Количество таких бракованных изделий определяется коэффициентом риска. При расчёте размерных цепей применяются следующие условные обозначения:

- номинальный размер любого составляющего размера; -замыкающий размер; Т , Т - допуски составляющего и замыкающего размеров; Е – обозначение отклонения; - верхнее отклонение, например ; - нижнее отклонение, например . В размерных цепях применяют отличные от системных обозначений( в которой, как известно, ES, EI – отклонения отверстий; es, ei – отклонения валов), так как многие размеры размерных цепей не подходят под понятия “отверстие” или “вал”. - среднее отклонение, определяющее середину поля допуска, например . - наибольший, наименьший предельные и средний размеры составляющего звена; - наибольший, наименьший предельные и средний размеры замыкающего размера.

- передаточное отношение (или передаточная функция j – го размера.

Метод max-min

Для линейной размерной цепи уравнение может быть записано в следующем виде:

, (3) где n- число увеличивающих, p- число уменьшающих звеньев, причём n+p=m-1.

В общем случае . (4)

Предельные размеры рассчитываются по следующим формулам: (5) (6)

В большинстве случаев удобнее пользоваться расчётом предельных отклонений:

(7) , (8)

затем среднее отклонение замыкающего размера (10)

Формула (10) может быть получена в результате сложения и деления на уравнения (7) и (8).

В общем случае (11)  

Если вычесть из уравнения (5) уравнение (6), получим основное уравнение связи допусков составляющих размеров с допуском замыкающего размера при полной взаимозаменяемости, т.е. при допущении, что возможно сочетание всех наибольших увеличивающих размеров с наименьшими уменьшающими и наоборот:

T .(12)

Допуск замыкающего размера равен сумме допусков составляющих размеров. Из этого следует, что:

а) исходные размеры (к которым предъявляются функциональные требования, от точности которых зависит качество изделия) не следует делать замыкающими при указании исполнительных размеров на чертеже;

б) если это невозможно, то необходимо выполнить принцип кратчайшей размерной цепи, т.е. исходный размер делать зависимым от минимального числа составляющих размероПри условии обеспечения полной взаимозаменяемости её решают в такой последовательности:

1)определить допуск замыкающего размера по формуле (12);

2)определить и по формулам (7) и (8);

3)проверить расчёт по формуле: (15)

№ 31 Типовой технологический процесс изготовления деталей зубчатых передач.

Материал: для слабонагруженных: из углеродистых сталей цементируемых (сталь 15, сталь 20), чугунов, цветных сплавов и пластмасс, для сильнонагуженных: углеродистых закаливаемых (сталь 40, сталь 45) и легированных закаливаемых (40Х) и цементируемых (20Х), хромоникелевых (11ХГФ, 20ХНМ).

Заготовки: для колес простой конфигурации и d<50 мм – используется прокат;

В крупносерийном и массовом пр-ве – заготовки-штамповки в закрытых штампах 15-14 кв. точности,

В серийном – на ковочных молотах в подкладных штампах.

В еденичном пр-ве – свободная ковка.

1. Термическая обработка заготовок полученных методом пластического деформирования (нормализация, отпуск),

2. Обработка заготовок до нарезания зубьев:

1)сверление и растачивание отверстия, подрезка торца.

2)протягивание отв. и шлицев.

3)предварительное обтачивание наружных поверхностей заготовки (на оправке по копиру).

4)чистовое обтачивание на оправке конических и других поверхностей.

3. Нарезание зубьев по методу обката или копирования:

1)предварительное фрезерование зубьев.

2)чистовая нарезка зубьев на зубострогальном станке или на зубофрезерном двумя фрезами методом обкатки.

3)контроль на обкатном станке.

4. Термическая обработка: возможны: 1)цементация и закалка, 2) закалка ТВЧ .

5. Отделочная:1)шлифование внутренних отверстий и торца.

2) отделка зубьев: 1) шлифование 1 или 2-мя кругами по методу деления, 2) шлифов. по методу обката, 3) хонингование: хон – пластмассовое зуб колесо с вкраплением мелкозернистого абразива, 4) притирка: притир – чугунная шестерня, поверхность которой покрыта тонким абразивом с маслом.

6. промывка детали.

7. Контроль, подбор зубчатых пар на обкатном станке.

Контроль. промежуточный контроль размеров з-ки по технологическим переходам осущ-ся общими метрологическими методами и средствами. Окончательный контроль зуб. венца осущ-ся комплексными и диференцир. методами. Комплексный метод – проверяют правильность зацепления (краской). При деференц. методе контроля проверяют элементы зацепления (шаг зубьев, толщину зубьев).

№ 36 Проектирование технологических процессов сборки. Исходные данные для проектирования. Содержание и структура технологического процесса сборки.

Технологическая документация процесса сборки в ед. производстве:

1. маршрутные технологические карты

2. технологическая схема сборки

3. типовые инструкции

В сер. и массовом производстве маршрутно-операционные и операционно-технические карты.

Основой для проектирования технологического процесса сборки являются:

1) чертежи сборочные и общих видов узлов и изделий;

2) технические условия на приемку и испытание изделий;

3) производственная программа сборки (программа сборочного цеха), составленная по производственной программе завода;

4) спецификация поступающих на сборку узлов и деталей.

Производственная программа сборки должна содержать наиме­нование собираемых машин и узлов, массу (вес) каждого узла, го­довой выпуск, выраженный количеством узлов и массе и (весом) в тоннах.

В спецификациях поступающих на сборку деталей и узлов ука­зываются их наименование, номер, количество на одно изделие, из какого цеха поступает на сборку.

На чертежах сборочных и общих видов, необходимых для про­ектирования технологических процессов сборки, должны быть ука­заны допуски на линейные и угловые размеры, определяющие вза­имное расположение деталей, конструктивные зазоры, а также осо­бые требования, касающиеся сборки машины. На чертежах должны быть даны все проекции и разрезы, необходимые для полного пони-мания и ясного представления конструкций собираемых узлов и целой машины. Технологический контроль сборочных чертежей имеет целью проверить, обеспечивают ли они возможность рациональной сборки и наличие всех необходимых для сборки сведений, обусловливаю­щих правильность сборки.

Содержание и структура технологического процесса сборки.

Предварительно, до начала разработки технологического про­цесса сборки, необходимо изучить конструкцию собираемой машины, условия ее работы и технические условия ее приемки и испытания.

На основе изучения конструкций собираемых узлов и целой машины составляется схема сборки соединений, определяющая взаимную связь и последовательность соединений отдельных эле­ментов, узлов, агрегатов (механизмов) и целого изделия. Технологический процесс сборки заключается в соединении деталей в узлы и узлов и отдельных деталей — в механизмы (агре­гаты) и в целую машину. В связи с этим все работы сборочного процесса разбиваются на отдельные последовательные стадии (сборка узлов, сборка агрегатов, механизмов, общая сборка), которые да­лее расчленяются на отдельные последовательные операции, пере­ходы, приемы. Операция может выполняться при нескольких уста­новках.

Под операцией в сборочном процессе понимают часть сбо­рочного процесса, осуществляемую по какому-либо узлу или ма­шине одним или несколькими рабочими на одном рабочем месте.

Операция состоит из переходов.

Под переходом понимают часть операции, которая вполне закончена, не может быть раздроблена и выполняется без смены инструментов одним или несколькими рабочими одновременно.

Переход состоит из приемов.

Приемом называется часть перехода, состоящая из ряда простейших рабочих движений, выполняемых одним рабочим.

Под установкой понимается придание определенного по­ложения собираемым деталям и соединениям.

При разработке технологического процесса поточной сборки необходимо определить вначале такт сборочных работ, так как расчленение технологического процесса на отдельные операции за­висит от такта сборки; затрата времени на отдельные операции (трудоемкость) должна быть равной или кратной величине такта. Если по характеру производства для придания деталям, про­шедшим механическую обработку, нужных размеров и формы тре­буется окончательная доделка ручным способом, то такие работы должны предшествовать сборке. При разработке технологического процесса сборки для каждой операции, перехода и других частей сборочного процесса должно быть дано описание характера работ и способов их выполнения; должен быть указан необходимый инструмент и приспособления, определены потребное количество времени, число рабочих и их ква­лификация. Время, потребное на выполнение отдельных операций сборки узлов (агрегатов, механизмов) и сроки подачи их вместе с деталями к местам общей сборки должны быть установлены так, чтобы обеспечить бесперебойный ход сборочного процесса. Таким образом, технологический процесс сборки определяет длительность сборки изделия, количество рабочих, потребное на отдельные опе­рации и на всю сборку, время на сборочные работы, выполняемые всеми рабочими, сроки комплексной подачи деталей, узлов и агре­гатов (механизмов).

Технологический процесс сборки. Этапы:

1. Устанавливают целесообразную организационную форму сборки, определяют ее такт и ритм

2. Осуществляют технологический анализ сборочных чертежей

3. Производят размерный анализ конструкции, выполняют расчеты размерных цепей и устанавливают рациональные методы достижения точности

4. Определяют целесообразную в данных условиях степень дифференциации и концентрации

5. Устанавливают последовательность соединения всех сборочных единиц и деталей и составляют схемы общей сборки и узлов сборок

6. Выбирают наиболее производительные, экономичные и технологически обоснованные методы сборки, способы контроля, испытаний

7. Выбирают технологическое и вспомогательное оборудование и технологическую оснастку

8. Производят техническое нормирование сборочных работ и рассчитывают экономические показатели сборки

9. Разрабатывают планировку оборудования, рабочих мест

10. Оформляют техническую документацию на сборку

II том стр. 304 + 308..

№ 41 Легированные конструкционные и специальные стали.

Основными легирующими элементами конструкцион­ных сталей являются: хром в количестве до 1,8 % (чаще 0,8—1,1 %), никель (0,5—4,5 %), кремний (0,5— 1,2 %) и марганец (0,8—1,8 %). Вольфрам (0,5—1,2 %), молибден (0,15—0,4 %), ванадий (0,1—0,3 %), титан (0,06—0,12 %), бор (0,002—0,005 %) и другие леги­рующие элементы в качестве самостоятельных присадок не применяют, а вводят в сталь в сочетании с хромом, никелем и марганцем для дополнительного улучшения свойств.

Стали, в которых суммарное содержание легирую­щих элементов не превышает 2,5 %, относятся к низколегированным, содержащие 2,5—10 % — к среднелегированным и более 10 % — к высо­колегированным.

Для достижения высокой прокаливаемости сталь чаще легируют марганцем, хромом и бором, а также нике­лем и молибденом. Легирование стали небольшими (сотые доли процента) количествами Тi, Nb, Zr, V и N (микролегиро­вание), образующими труднорастворимые в аустените карбиды, (карбонитриды), измельчает зерно. При этом понижается порог хладноломкости, повышается работа распространения трещины и уменьшается чувствительность к концентраторам напря­жений.

Легирующие элементы повышают устойчивость мартенсита против отпуска и задерживают коагуляцию карбидов. Поэтому для получения требуемой прочности и твердости легированные стали подвергают отпуску при более высокой температуре, чем углеро­дистые. Это позволяет полностью снять закалочные напряжения и получить в стали лучшее сочетание прочности и вязкости.

Легирующие элементы, упрочняя ферритную основу и увеличивая дисперсность карбидных частиц, повы­шают прочность стали после улучшения. Наиболее сильно упрочняют стали Ni, Мn и Si. Для подавления обратимой отпускной хрупкости стали легируют молибденом (или вольфрамом). Стали, содержащие кремний, после изотермической закалки обеспечивают высокую вязкость и пониженную чувствительность к надрезу.

Маркировка легированных конструкционных сталей.

Легированные конструкционные стали маркируют циф­рами и буквами, например 15Х, 45ХФ, 12ХНЗА, 20Х2Н4А, 18ХГТ и т. д. Двузначные цифры, приводи­мые в начале марки, указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, буквы справа от цифры обозначают легирующий элемент: А — азот, Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец, Д — медь, К — селен, К — кобальт, Н — никель, М — молибден, П — фосфор, Р — бор, С — кремний, Т — титан, Ф — ванадий, X — хром, Ц — цирконий, Ч — редкозе­мельный, Ю — алюминий.

Цифры после букв указывают примерное содержа­ние соответствующего легирующего элемента в целых процентах; отсутствие цифры указывает, что оно состав­ляет до 1,5 % и менее. Основная масса легированных конструкционных сталей выплавляется качественными (0,035 % Р и < 0,035 % S).

Высококачественные стали содержат меньше вред­ных примесей (0,025 % S и < 0,025 % Р) и обозна­чаются буквой А, помещенной в конце марки. Особо высококачественная сталь обозначается буквой Ш в конце марки (например, ЗОХГСШ).

Инструментальные стали применяют для разнообраз­ных инструментов: режущего, мерительного, штампов, пресс-форм и т. д.

Режущий инструмент (лезвийный) изготовляют из легированной инструментальной — 7ХФ, 9ХВГ, ХВСГ, 5ХНВС, 4Х5МФ1С, 5Х3В3МФС и др.; быстрорежущей инструментальной — Р8МС, Р18Ф2, Р14Ф4, Р18К5Ф2, Р9М4К8, К5Ф5, Р9К10 и др.

Измерительные инструменты изготовляют из сталей 8ХФ, 9ХС, 8Х6НФГ, ХВ4; штампы холодные — из сталей Х12ВМ, Х12Ф1, Х6ВФ, 7ХГ2ВМ; штампы горячие и литейные пресс-формы — из сталей 8X3, 4Х5В2ФС, 45Х2СВ2МФ, 3Х3МФ; ударный инструмент — из сталей 4ХВ2С, 4ХС, 6ХВ2С.

В самостоятельную группу можно выделить конструк­ционные стали, применяемые в машиностроении для тяжелонагруженных деталей машин — валов, шатунов, зубчатых колес (шестерен), кулачков различной конструк­ции, штоков, крестовин карданов и других деталей.

Для зубчатых колес применяют стали 18ХГТ, 25ХГМ, 25ХГТ, ЗОХГТ, 15ХГН2ТА, 20ХГНТР, 15Х2ГН2ТА, 15Х2ГН2ТРА, 25Х2ГНТА; с микродобавками бора, работающие при ударных нагрузках, — 20ХГР, 27ХГР, 20ХНР, 20ХГНР; с пониженным содержанием никеля – 40ХН, 45ХН, 50ХН, 30ХН3А, 38ХГН и др.

Стали с особыми свойствами очень разнообразны по составу и назначению.

Коррозионно-стойкие стали предназначены для ра­боты в средах различной агрессивности. Для слабо агрес­сивных сред предназначены стали 08X13, 12X13, 20X13, 25Х13Н2. Детали из этих сталей работают на открытом воздухе, в пресной воде, во влажном паре и в растворах солей при 20 °С. Стали 30X13, 40X13 применяют для изготовления хирургического и мерительного инстру­мента, пластинчатых клапанов компрессоров; стали 14X17Н2, 20X17Н2 — для лопаток турбин, пресс-форм при литье под давлением, моторных деталей в авиационной промышленности; стали 12X17, 15Х17АГ14, 12Х17Г9АН4, 10Х14Г14НЗ — для изготовления деталей стиральных машин, машин мясомолочной промышленности, торго­вого оборудования.

Для сред средней агрессивности применяют стали 09Х15Н8Ю, 07Х16Н6, 08Х17Н5МЗ, 09Х16Н4Б, из которых изготовляют упругие элементы конструкций, работающие в солевых серно-кислых и уксусно-кислых средах, детали дизелей, рули, кронштейны, работающие в морской воде; стали 08Х17Т, 08Х22Н6Т, 12X21Н5Т, 15Х25Т, 08Х18Г8Н2Т применяют для деталей машин мясомолочной, пищевой промышленности, дрожжевого производства.

Для сред повышенной агрессивности применяют стали Н70МФ, ХН65МФ, 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, 04Х18Н10, ОЗХ18Н12, из которых изготовляют печную арматуру, муфели, трубы печей, так как эти стали обладают повы­шенным сопротивлением межкристаллитной коррозии и жаростойкостью. Структура коррозионно-стойких спла­вов в зависимости от химического состава может быть мартенситной, мартенситно-ферритной, ферритной, аустенитно-мартенситной, аустенитно-ферритной, аустенитной.

Хладостойкие стали должны сохранять свои свойства при температурах –40…–80 °С. Наибольшее применение имеют следующие стали: 18Х2Н4ВА, 12ХНЗА, 15ХМ, 20ХГНР, 38Х2МЮА, 40ХН2МА, 30ХГСН2А, 30ХГСА и др.

Жаропрочные стали способны противостоять меха­ническим нагрузкам при высоких температурах (400 — 850°С). Стали 12Х8ВФ, 15Х11МФ, 13Х14Н3В2ФР, используемые для изготовления труб пароперегревателей, деталей паропроводов, паровых котлов, деталей газовых турбин.

№ 46 Кинематические цепи, методы и точность настройки кинематических цепей

№ 51 Фрезерные станки. основные узлы и движения. схемы обработки поверхности заготовки

В группу фрезерных станков входят горизонтально-фрезерные, вертикально-фрезерные продольно-фрезерные станки.

Обработкой на станках фрезерной группы можно получить самые разнообразные поверхности, в том числе и цилиндрические. В основном на фрезерных станках обрабатываются плоскости, а также призматические и фасонные поверхности, причем широко применяется скоростное фрезерование.

Типы фрезерных станков весьма разнообразны. Они классифицируются по различным признакам. По положению оси шпинделя станки делятся на горизонтальные и вертикальные, в зависимости от наличия подъемного кронштейна (консоли) стола - на консольные и безконсольные в зависимости от наличия поворотной части стола - на универсальные и простые (без поворотной части).

Кроме того, существуют продольно-фрезерные станки для обработки крупных заготовок (стол таких станков перемещается по направляющим неподвижной станины), резьбофрезерные, копировально-фрезерные и др.

Горизонтально - фрезерный консольный станок применяется в цехах индивидуального и серийного производства, а также в ремонтных мастерских для обработки небольших по высоте и нетяжелых деталей.

На универсальном станке, имеющем поворотную часть, можно фрезеровать плоскости, пазы, фасонные поверхности, зубья шестерен, винтовые канавки и т.д. Если станок не является универсальным, то фрезерование винтовых канавок на нем выполняться не может.

В станке по вертикальным направляющим станины 10 может перемещаться консоль 9, имеющая свои направляющие для поперечных салазок 8. Поворотная часть 7 закрепляется на поперечных салазках и несет стол 6, на котором непосредственно или в приспособлении крепится обрабатываемая заготовка. Таким образом, заготовка может иметь вертикальное перемещение (с консолью), горизонтальное, параллельное оси шпинделя (с поперечными салазками), и горизонтальное, перпендикулярное к оси шпинделя (при движении стола по направляющим поворотной части).

Для фрезерования винтовых канавок поворотную часть 7 устанавливают под углом ±45°. Фреза 3 закрепляется на оправке 2, один конец которой, в свою очередь, укрепляется в шпинделе 1. Второй конец оправки поддерживается серьгой 4, укрепленной на хоботе 5. Шпиндель приводится во вращение от электродвигателя через коробку скоростей, расположенную в станине 10. Движение подачи осуществляется столом; механическая подача производится от отдельного электродвигателя через коробку подач, находящуюся в консоли (в станках другой конструкции коробка подач может находиться в станине; в этом случае привод подачи и главное движение осуществляются от одного электродвигателя). Режущие инструменты и приспособления, применяемые при работе на фрезерных станках. Фрезы по форме зуба фрезы бывают: с прямыми зубьями, с наклонными зубьями и с винтовыми зубьями. По форме задней поверхности зуба фрезы бывают затылованные и незатылованные (остроконечные).

По технологическому признаку фрезы делятся на следующие: фрезы для обработки плоскостей - цилиндрические и целевые; фрезы для получения пазов и шлицев - дисковые, пазовые, концевые, одноугловые, двухугловые, Т-образные; для получения фасонных поверхностей - фасонные, дисковые, модульные, червячные; фрезы для разрезки металлов - отрезные (пилы круглые).

При фрезеровании главное движение (вращательное) осуществляется фрезой, а движение подачи (прямолинейное и перпендикулярное к оси фрезы) - заготовкой, укрепленной на столе станка. Движение подачи может быть направлено против вращения фрезы (фрезерование против подачи, встречное, рисунок а) или по направлению вращения фрезы (фрезерование по подаче, попутное, рисунок б).

Каждый режущий зуб фрезы имеет такие же режущие элементы, как и резец или любой другой режущий инструмент, и врезаясь в металл, снимает стружку. Весь припуск заготовки можно разделить на части, последовательно срезаемые зубьями фрезы (рисунок а). Эти части ограничены одинаковыми циклоидальными поверхностями и имеют переменное сечение. Легко видеть, что при фрезеровании каждый зуб фрезы работает периодически. Это - существенная особенность фрезерования, выгодно отличающая его от других видов обработки (например, точения или сверления), где режущие части инструмента нагружены в процессе резания непрерывно.

Время контакта фрезы с заготовкой определяется углом контакт. Для цилиндрических и других фрез с горизонтальной осью угол всегда меньше 90°, для концевых фрез угол обычно 180°, а для торцевых - больше 90°. Цилиндрические фрезы применяются для обработки плоскостей на горизонтально-фрезерных станках. Фрезы с винтовыми зубьями работают плавно, так как каждый зуб врезается в заготовку постепенно. Этим они выгодно отличаются от фрез с прямым зубом, где вход каждого зуба в контакт с заготовкой сопровождается ударом, что может быть причиной возникновения вибраций и ухудшения чистоты обработанной поверхности.

Рис. Схемы обработки заготовок на станках фрезерной группы.

№ 56 Многоцелевые станки с ЧПУ, компоновка и конструктивные особенности

Благодаря оснащению многоцелевых станков устройствами ЧПУ и автоматической смены инструмента существенно сокращается вспомогательное время при обработке и повышается мобильность переналадки. Сокращение вспомогательного времени достигается благодаря автоматическим установке инструмента (заготовки) по координатам, выполнению всех элементов цикла, смене инструментов, кантованию и смене заготовки, изменению режимов резания, выполнению контрольных операций, а также большим скоростям вспомогательных перемещений.

По назначению многоцелевые станки делятся на две группы: для обработки заготовок корпусных и плоских деталей и для обработки заготовок деталей типа тел вращения. В первом случае для обработки используют многоцелевые станки сверлильно-фрезерно-расточной группы, а во втором-токарной и шлифовальной групп. Рассмотрим многоцелевые станки первой группы, как наиболее часто используемые.

Многоцелевые станки имеют следующие характерные особенности: наличие инструментального магазина, обеспечивающего оснащенность большим числом режущих инструментов для высокой концентрации операций (черновых, получистовых и чистовых), в том числе точения, растачивания, фрезерования, сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьб, контроля качества обработки и др.; высокая точность выполнения чистовых операций (6...7-й квалитеты).

Для систем управления многоцелевых станков характерны сигнализация, цифровая индикация положения узлов станка, различные формы адаптивного управления. Многоцелевые станки - это в основном одношпиндельные станки с револьверными и шпиндельными головками.

Многоцелевые станки (обрабатывающие центры) для обработки заготовок корпусных деталей. Многоцелевые станки для обработки заготовок корпусных деталей подразделяют на горизонтальные (рис.ЧПУ.7) и вертикальные.

Обработка заготовок на многоцелевых станках по сравнению с их обработкой на фрезерных, сверлильных и других станках с ЧПУ имеет ряд особенностей. Установка и крепление заготовки должны обеспечивать ее обработку со всех сторон за один установ (свободный доступ инструментов к обрабатываемым поверхностям), так как только в этом случае возможна многосторонняя обработка без переустановки.

Обработка на многоцелевых станках не требует, как правило, специальной оснастки, так как крепление заготовки осуществляется с помощью упоров и прихватов. Многоцелевые станки снабжены магазином инструментов, помещенных на шпиндельной головке, рядом со станком или в другом месте. Для фрезерования плоскостей используют фрезы небольшого диаметра и обработку производят строчками. Консольный инструмент, применяемый для обработки неглубоких отверстий, имеет повышенную жесткость и, следовательно, обеспечивает заданную точность обработки. Отверстия, лежащие на одной оси, но расположенные в параллельных стенках заготовки, растачивают с двух сторон, поворачивая для этого стол с заготовкой.

Если заготовки корпусных деталей имеют группы одинаковых поверхностей и отверстий, то для упрощения составления технологического процесса и программы их изготовления, а также повышения производительности обработки (в результате сокращения вспомогательного времени) в память УЧПУ станка вводят постоянные циклы наиболее часто повторяющихся движений (при сверлении, фрезеровании). В этом случае программируется только цикл обработки первого отверстия (поверхности), а для остальных - задаются лишь координаты (X и Y) их расположения.

В качестве примера на рис.ЧПУ.8 показаны некоторые постоянные технологические циклы, включенные в программное обеспечение и используемые при обработке на станке модели ИР320ПМФ4.

Устройство для автоматической смены приспособления-спутника (ПС) на станке модели ИР500МФ4 показано на рис.ЧПУ.9 ПС 11 устанавливают на платформу 7 (вместимостью два ПС), на которой смонтированы гидроцилиндры 10 и 13. Штоки гидроцилиндров имеют Т-образные захваты 14 и 6. При установке на платформу (перемещение по стрелке Б) ПС вырезом 12 входит в зацепление с захватом 14 штока. На платформе ПС базируется на роликах 9 и центрируется (по боковым сторонам) роликам 8 (исходное положение ПС в позиции ожидания). Перемещение штока гидроцилиндра 10 обуславливает качение (по роликам) спутника.

При движении штока гидроцилиндра 13 захват 6 перемещается (по направляющей штанге) и катит ПС по роликам 9 и 8 (в направлении стрелки А) на поворотный стол станка, где спутник автоматически опускается на фиксаторы. В результате захват 6 выходит из зацепления с ПС и стол станка (с закрепленным на нем спутником) на быстром ходу перемещается в зону обработки.

Заготовку закрепляют на спутнике во время обработки предыдущей заготовки (когда ПС находится в позиции ожидания) или заранее, вне станка.

После того как заготовка будет обработана, стол станка автоматически (на быстром ходу) передвигается вправо к устройству для смены спутника и останавливается в таком положении, при котором фигурный паз ПС оказывается под захватом 6. Гидроцилиндр поворотного стола расфиксирует спутник, после чего ПС входит в зацепление с захватом 6, а масло поступает в штоковую полость гидроцилиндра 13, шток смещается в крайнее правое положение и перемещает спутник с заготовкой на платформу 7, где уже находится ПС с новой заготовкой. Чтобы поменять спутник местами, платформа поворачивается на 180° (на стойке 15) зубчатым колесом 3, сопряженным с рейкой 4, приводимой в движение гидроцилиндрами 5 и 16.

Платформу 7 точно выверяют относительно поворотного стола станка с помощью регулировочных винтов 2 и 17, ввернутых в выступы базовой плиты 1, неподвижно закрепленной на фундаменте.

Многоцелевой станок с ЧПУ ИР320ПМФ4. Двухшпиндельный многоцелевой станок МК7130Ф3. Многоцелевой станок ТМЦ-200 Патронно-центровой многоцелевой станок 17А20ПФ40. Многоцелевой станок ИРТ180ПМФ4. Токарно-револьверный многоцелевой автомат с ЧПУ 11Б40ПФ30 Сверлильно-фрезерно-расточной многоцелевой станок 65А80ПМФ4М

№ 61 Классификация резцов. Геометрические параметры режущей части резцов. Стойкость инструмента.

1. По виду обработки

а) проходные 1) прямые 2) отогнутые 3) упорные

б) подрезные; в) расточные; г) отрезные; д) резьбонарезные; е) для контурного точения;

ж) фасонные

2 . По характеру обработки

а) черновые; б)чистовые; в) для тонкого точения.

3. По установке относительно детали

а) радиальные; б) тангенциальные

4. По направлению подачи

а) правые; б) левые

5. По конструкции головки

а) прямые; б) отогнутые; в) изогнутые; г) оттянутые

6. По сечению корпуса

а) прямоугольные; б) квадратные; в) круглые

7. По конструкции

а) цельные; б) составные; в) сборные

8. По материалу рабочей части

а) из инструментальных сталей; б) из твердых сплавов; в) из керамических материалов;

г) из алмаза; д) из сверх твердых синтетических материалов

Геометрические параметры.

 – главный передний угол (передней поверх. и плоскостью проходящей ч/з т. реж. кромки парал. основной);  – главный задний угол (гл. задней и плоск. резания)

₁ – вспомогательный задний угол

 – угол резания (плоск. резания и передней)

 – угол заострения

 – главный угол в плане (проекция гл. реж.

кромки и направлением подачи). Влияет на

толщину срезаемого слоя.

₁ – вспомогательный угол в плане

r_в – радиус вершины

ε – угол при вершине резца

 – угол наклона режущей кромки (гл. реж. кромкой и

горизонталью проходящей ч/з вершину резца)

Стойкость – период работы инструмента до его переточки.

С_V – коэф. зависящ. от качества обрабат. матер. и геом. параметров реж. части инстр.; m – показатель степени, хар-ет интенсивность влияния стойкости инстр. на скорость резания.

Поверхности: 1. передняя, 2. гл. задняя (обращена к обрабатываемой поверхности заготовки), 3. вспомогательная задняя, 4. гл. режущая кромка (образована пересечением передней и гл. задней поверхностями), 5. вспомаг. Режущая кромка, 6. вершина резца (образованна пересечением гл. и вспомаг. кромками)

Справочник инструментальщика + Справочник токаря универсала

№ 66 Сверление, зенкерованние и развертывание. Типы инструментов, их конструкции и применение

Сверление — вид механической обработки материалов резанием, при котором с помощью специального вращающегося режущего инструмента (сверла) получают отверстия различного диаметра и глубины, или многогранные отверстия различного сечения и глубины.

Сверление осуществляется при сочетании двух формообразующих движений.

А_r- вращающее движение инструмента

S- движение подачи поступательное у инструмента.

Особенности резания при сверлении.

1. переменны скорости резания и геометрия вдоль режущих кромок, поэтому деформации срезаемого слоя так же переменна на перефории сверла она уменьшается, а деформация срезаемого слоя – усадкой стружки.

2. затруднен отход стружки из зоны резания и подвод СОЖ..

3. наблюдается значительное трение стружки о поверхность канавок сверла и сверло об поверхность. В результате повышается деформация срезаемого слоя и тепловыделения.

Назначение сверления

Сверление необходимая операция для получения отверстий в различных материалах при их обработке, целью которой является:

• Изготовление отверстий под нарезание резьбы, зенкерование, развёртывание или растачивание.

• Изготовление отверстий (технологических) для размещения в них электрических кабелей, анкерных болтов, крепёжных элементов и др.

• Отделение (отрезка) заготовок из листов материала.

• Ослабление разрушаемых конструкций.

• Закладка заряда взрывчатого вещества при добыче природного камня.

Станки и инструменты для выполнения сверления

Спиральное сверло (рис. 39) состоит из рабочей части, хвостовика и шейки.

Рис. 39. Элементы спирального сверла: 2φ – угол при вершине; ω – угол наклона винтовой канавки; ψ – угол наклона поперечной кромки.

На направляющей части расположены 2 винтовые канавки, по которым отводится стружка в процессе сверления. Направление винтовых канавок обычно правое. Левые сверла применяются очень редко. Узкие полосочки на цилиндрической части сверла называются ленточками. Они служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия (сверла диаметром 0,25–0,5 мм выполняются без ленточек).

Режущую часть сверла образуют 2 кромки, расположенные под определенным углом друг к другу (угол при вершине). Величина угла зависит от свойств обрабатываемого материала. Для стали и чугуна средней твердости он составляет 116–118°.

Хвостовик служит для закрепления сверла в шпинделе станка или сверлильном патроне и может быть конической или цилиндрической формы. Конический хвостовик имеет на конце лапку, которая служит упором при выталкивании сверла из гнезда.

Шейка сверла соединяет рабочую часть и хвостовик и служит для выхода абразивного круга в процессе шлифования сверла при его изготовлении. На шейке обычно проставляется марка сверла.Сверление цилиндрических отверстий, а так же сверление многогранных (треугольных, квадратных, пяти- и шестигранных, овальных) отверстий выполняют с помощью специальных режущих инструментов — свёрл. Свёрла в зависимости от свойств обрабатываемого материала изготавливаются нужных типоразмеров из следующих материалов:

Углеродистые стали (У8,У9,У10,У12 и др): Сверление и рассверливание дерева, пластмасс, мягких металлов.

Низколегированные стали (Х,В1,9ХС,9ХВГ и др): Сверление и рассверливание дерева, пластмасс, мягких металлов. Повышенная по сравнению с углеродистыми теплостойкость (до 250 °C) и скорость резания.

Быстрорежущие стали (Р9,Р18,Р6М5,Р9К5 и др): Сверление всех конструкционных материалов в незакалённом состоянии. Теплостойкость до 650 °C.

Свёрла, оснащенные твёрдым сплавом, (ВК3,ВК8,Т5К10,Т15К6 и др): Сверление на повышенных скоростях незакалённых сталей и цветных металлов. Теплостойкость до 950 °C.

Свёрла оснащённые боразоном: Сверление закалённых сталей и белого чугуна, стекла, керамики, цветных металлов.

Свёрла оснащённые алмазом: Сверление твёрдых материалов, стекла, керамики, камней.

Операции сверления производятся на следующих станках:

• Вертикально-сверлильные станки: Сверление основная операция.

• Горизонтально-сверлильные станки: Сверление основная операция.

• Вертикально-расточные станки: Сверление вспомогательная операция.

• Горизонтально-расточные станки: Сверление вспомогательная операция.

• Вертикально-фрезерные станки: Сверление вспомогательная операция.

• Горизонтально-фрезерные станки: Сверление вспомогательная операция.

• Универсально-фрезерные станки: Сверление вспомогательная операция.

• Токарные станки: Сверло неподвижно а обрабатываемая заготовка вращается.

• Токарно-затыловочные станки: Сверление вспомогательная операция. Сверло неподвижно.

И на ручном оборудовании:

Механические дрели: Сверление с использованием мускульной силы человека.

Электрические дрели: Сверление на монтаже переносным электроинструметом (в том числе ударно-поворотное сверление).

перфораторы

Для облегчения процессов резания материалов применяют следующие меры:

Охлаждение: Смазочно-охлаждающие жидкости и газы(вода, эмульсии, олеиновая кислота, углекислый газ, графит и др)

Ультразвук: Ультразвуковые вибрации сверла увеличивают производительность и дробление стружки.

Подогрев: Подогревом ослабляют твёрдость труднообрабатываемых материалов.

Удар: При ударно-поворотном сверлении (бурении) камня, бетона.

Зенкерование. Зенкером обрабатывают отверстия, предварительно штампованные, литые или просверленные. Рисунок -5 а). Припуск под Зенкерование (после сверления) составляет 0,5-3 мм на сторону. Зенкер выбирают в зависимости от обрабатываемого материала, вида (сквозное, ступенчатое, глухое) и диаметра отверстия и заданной точности обработки. Зенкер имеет три и более режущие кромки, поэтому при зенкеровании снимается более тонкая стружка и получаются более точные отверстия, чем при сверлении; он прочнее сверла, благодаря чему подача при зенкеровании в 2,5-3 раза превышает подачу при сверлении. Зенкерование может быть как предварительной (перед развертыванием), так и окончательной операцией. Кроме обработки отверстий зенкеры применяются для обработки торцовых поверхностей. Для повышения точности зенкерования (особенно при обработке литых или штампованных глубоких отверстий) рекомендуется предварительно расточить (резцом) отверстие до диаметра, равного диаметру зенкера на глубину, примерно равную половине длины рабочей части зенкера. Для обработки высокопрочных материалов (sв>750 МПа) применяют зенкеры, оснащенные пластинами из твердого сплава. Скорость резания для зенкеров из быстрорежущей стали такая же, как и для сверл. Скорость резания твердосплавных зенкеров в 2-3 раза больше, чем зенкеров из быстрорежущей стали. При обработке высокопрочных материалов и литья по корке скорость резания твердосплавных зенкеров следует уменьшать на 20-30%.

Порядок работы тот же, что и при сверлении, а вот конструкция зенкера несколько отличается от конструкции сверла: он имеет три или четыре режущие кромки, которые позволяют более точно обработать отверстие (рис. 46, в).

Рис. 46. Инструменты для обработки отверстия: а – конические (угловые) зенковки; б – торцовая зенковка (цековка); в – цилиндрический зенкер; г – развертка; 1 – лапки; 2 – хвостовики; 3 – рабочие части; 4 – шейки.

Такую обработку применяют в том случае, если отверстию нужно придать форму конуса, цилиндра или сделать фаску под головку болта, заклепки или винта. Наличие режущих зубьев на торце зенковки обеспечивает точное совпадение осей отверстия и углубления под головку винта (рис. 46, а, б). Порядок работы тот же, что и при сверлении.

Развёртывание — вид чистовой механической обработки отверстий резанием. Производят после предварительного сверления и зенкерования для получения отверстия с меньшей шероховатостью. Вращающийся инструмент — развёртка — снимает лезвиями мельчайшие стружки с внутренней поверхности отверстия. Условия резания и нагрузка на инструмент при выполнении развёртывания, и шероховатость поверхности схожи с так называемым протягиванием.

Рисунок – 5 б). Развертка имеет значительно больше режущих кромок, чем зенкер, поэтому при развертывании снимается более тонкая стружка и получаются более точные отверстия, чем при зенкеровании. Отверстия диаметром до 10 мм развертывают непосредственно после сверления. Перед развертыванием отверстий большего диаметра их предварительно обрабатывают, а торец подрезают. Припуск под развертывание t=0,15-0,5 мм для черновых разверток и 0,05-0,25 мм для чистовых разверток. При работе чистовыми развертками на токарных и токарно-револьверных станках применяют качающиеся оправки, которые компенсируют несовпадение оси отверстия с осью развертки. Для того чтобы обеспечить высокое качество обработки, сверление, зенкерование (или растачивание) и развертывание отверстия производят за одну установку заготовки в патроне станка. Подача при развертывании стальных деталей 0,5-2 мм/об, а при развертывании чугунных деталей 1-4 мм/об. Скорость резания при развертывании 6-16 м/мин. Чем больше диаметр обрабатываемого отверстия, тем меньше скорость резания при одинаковой подаче, а при увеличении подачи скорость резания снижают.

Рис. 5

Назначение развёртывания

Развертывание является необходимой чистовой операцией для:

Получения точных калиброванных отверстий: посадочные для подшипников, отверстия для плунжеров, валов и др

Получения малой шероховатости поверхности отверстий: для уменьшения трения, для плотного контакта или посадки.

Выполнение развёртывания

Развёртывание выполняется на всех станках применяемых и приспособленных для зенкерования, и в редких случаях вручную.

Инструмент для развёртывания

Основным инструментом для выполнения развёртывания являются так называемые развёртки, представляющие собой многолезвийные (4-20 лезвий) цилиндрические либо конические инструменты, имеющие ось вращения и при вращении которых происходит резание материала. При развёртывании применяют следующие виды развёрток:

• Цилиндрические цельные ручные: Ручная развёртка отверстий от 1 до 32 мм в диаметре (глубиной до 150 мм).

• Конические цельные ручные: Ручное развёртывание конических отверстий (до конус Морзе 3).

• Цилиндрические цельные машинные: развёртка отверстий до 150 мм.

• Конические цельные машинные: развёртка любых инструментальных конусных поверхностей.

• Цилиндрические раздвижные ручные: регулирование диаметра развёртки (подгонка отверстий до 32 мм в диаметре).

• Цилиндрические раздвижные машинные: регулирование диаметра развёртки.

• Развёртки изготовляют из инструментальных (среднелегированных чаще, быстрорежущих реже, углеродистых редко) сталей, и оснащенных твёрдыми сплавами.

• Развертывание производят как без охлаждения («всухую») так и с охлаждением СОЖ.

Инструмент для развертывания отверстий – развертка (рис. 46, г). Ручные развертки на своей хвостовой части имеют квадратный конец для вращение их с помощью воротка. На машинных развертках хвостовик конусный.

Для обработки конических отверстий используют комплект конических разверток из трех штук: черновой (обдирочной), промежуточной и чистовой. Гладкие цилиндрические отверстия обрабатывают развертками с прямыми канавками. Если же в отверстии имеется шпоночный паз, то для его развертывания применяют инструменты со спиральными канавками.

Последовательность действий при ручном развертывании отверстий (при предварительном и чистовом) следующая:

– установить заготовку с отверстием на верстаке или закрепить в тисках таким образом, чтобы с ней удобно было работать;

– выбрать развертку по размеру (ознакомившись с маркировкой), смазать рабочую ее часть минеральным маслом и вставить ее в отверстие без перекосов (для этого нужно проверить положение развертки относительно оси отверстия угольником);

№ 71 Классификация приспособлений. Установочные элементы приспособлений. Типовые схемы установки заготовок в приспособлениях.

Классификация по целевому назначению:

а) станочные, для установки и закрепления обрабатываемых заготовок

б) станочные, для установки и закрепления рабочего инструмента

в) сборочные, используемые для соединения деталей в изделиях

г) контрольные приспособления

д) различные устройства