84. Типы фрезерных станков. Классификация фрез. Назначение режимов резания.

Фрезерные станки предназначены для различных видов работ: 1) обработки плоскостей, пазов, канавок; 2) обработки линейных фасонных поверхностей.

Все типы фрез классифицируются по: 1) назначению (для обработки плоскостей, прорезные, пазовые, угловые, фасонные, зубонарезные, резьбовые и специальные); 2) форме зубьев (фрезы с остроконечными и затылованными зубьями); 3) направлению зубьев (прямые и винтовые); 4) конструкции (цельные, напайные, наборные и со вставными зубьями (фрезерные головки)); 5) методу крепления (насадные, хвостовые и торцевые) и т. п.

Консольно-фрезерные станки. В зависимости от конструкции консольно-фрезерные станки называют вертикальными, горизонтальными, универсальными и широкоуниверсальными. Консольно-фрезерный станок модели 6Р82Г состоит из следующих узлов: 1) основания, которое одновременно является баком для сбора охлаждающей жидкости; 2) станины, на которой смонтированы все узлы станка; 3) привода с коробкой скоростей; 4) шпиндельного узла с переборным устройством; 5) хобота с подвесками и, служащими для поддержания шпиндельных фрезерных оправок; 6) консоли; 7) поперечных салазок; 8) стола; 9) привода подач и маховичков для ручного перемещения стола соответственно в продольном и поперечном направлениях. Существуют также бесконсольные, продольные, копировальные и специализированные фрезерные станки.

Станкостроительная промышленность выпускает в настоящее время большое количество фрезерных станков с ЧПУ, например станки моделей 6Р13ФЗ, 654ФЗ и др. Точность размеров и шероховатость обработанных поверхностей, полученных фрезерованием, в зависимости от видов обработки (черновая, получистовая) соответствуют таким же параметрам аналогичных видов токарной обработки.

77. Электрофизические и электрохимические методы обработки деталей.

К электрофизическим способам обработки металлов и сплавов относятся: 1) электроискровый; 2) электроимпульсный; 3) электроконтактно-дуговой; 4) ультразвуковой; 5) лучевые.

Электроискровая обработка основана на использовании кратковременных искровых зарядов. Сущность электроискрового метода состоит в том, что металл заготовки под действием электрических искровых разрядов разрушается, т.е. происходит электрическая эрозия, благодаря чему выполняется заданная обработка. Процесс осуществляется на специальном станке в баке, заполненном диэлектрической жидкой средой (маслом, керосином), в которой оторвавшиеся от анода частицы охлаждаются и оседают.

Электроимпульсная обработка основана на использовании разрядов, возникающих между поверхностями инструмента и заготовки. Заготовка является катодом, а инструмент — анодом. Происходит плавление малых частиц металла в зоне электрических разрядов, возникающих между электродами. Разряды возбуждаются с помощью импульсов напряжения, вырабатываемых специальными генераторами, дающими более продолжительный и мощный дуговой разряд, чем при электроискровом методе.

Электроконтактно-дуговая обработка заключается в электромеханическом разрушении обрабатываемого материала на воздухе без применения электролита. Металл разрушается под воздействием электродуговых разрядов при быстром перемещении инструмента относительно обрабатываемой заготовки. В качестве инструмента используют быстровращающийся диск. Диск и заготовка соединены с источником питания — понижающим трансформатором.

Ультразвуковая обработка осуществляется с помощью ультразвуковых колебаний. Вибратор наносит удары по зернам абразива и направляет их на обрабатываемую заготовку. Частицы абразива ударяют по ее поверхности, откалывая и выбивая частички материала. В качестве абразива обычно применяют порошок карбида бора или электрокорунда различной зернистости, а для изготовления суспензии используют воду, керосин.

Светолучевая обработка основана на использовании квантовых генераторов, называемых лазерами. Лазером осуществляются разрезка металла, получение очень малых отверстий и выполнение других видов размерной обработки. Обработка материалов с помощью лазеров не требует вакуумных камер. Благодаря лазерам удается получать такие поверхности, износостойкость которых повышается минимум в 2 раза (инструмент из быстрорежущей стали).

Электронно-лучевая обработка основана на том, что электроны, излучаемые катодом в глубоком вакууме, ускоряются в мощном электрическом поле и фокусируются в узкий пучок, направленный на обрабатываемую заготовку. Электронный луч, попадая на обрабатываемую поверхность, мгновенно нагревает ее до температуры около 6000°С, вследствие чего даже самый тугоплавкий металл будет не только плавиться, но и испаряться, причем на очень малых площадях. Электронно-лучевой обработкой получают отверстия, пазы малых размеров (от 0,005 мм и выше) в труднообрабатываемых материалах.

К электрохимическим способам обработки металлов и сплавов относят электрохимическую очистку от загрязнений, электрохимическое полирование, размерную обработку в проточном электролите, а также химико-механическую притирку, чистовую доводку, шлифование поверхности и другие операции.

Электрохимическая обработка металлов основана на анодном растворении металла (анода) при пропускании через раствор электролита постоянного тока. Электрохимическое травление используют для очистки поверхности металлов и сплавов от оксидов, ржавчины, жировых пленок и других загрязнений. В ванну, заполненную электролитом, погружают изделие и катоды. При соответствующей плотности тока образовавшаяся пленка не удаляется под действием электрического тока. Пленки удаляются вместе с окалиной, ржавчиной и другими загрязнениями, анодная поверхность не требует дополнительной очистки.

При электрохимическом полировании струя электролита протекает с большой скоростью в зазоре между катодом и обрабатываемой поверхностью — анодом, при прохождении

тока большой плотности интенсивно растворяет выступы на поверхности заготовки. Электрохимическое полирование и глянцевание используют как окончательную чистовую обработку при изготовлении режущих инструментов, зубьев, колес, клапанов и других деталей сложной конфигурации.

Размерная электрохимическая обработка характеризуется тем, что анодное растворение металла происходит в специальных условиях: при очень малых расстояниях между анодом и катодом, очень высоких плотностях тока, быстром потоке электролита в электролитном пространстве. Этот способ используется для формообразования паротурбинной лопатки.

Электрохимико-механическую обработку применяют в основном для шлифования металлов и твердых сплавов.

Существуют две разновидности процесса с токопроводящим кругом. Преимуществом первого процесса является возможность шлифования любых металлов независимо от их твердости и вязкости при отсутствии дуговых и искровых разрядов. Второй процесс применяется для наружного шлифования, его преимущество заключается в возможности применения дешевых шлифовальных кругов.

Химико-механическую обработку осуществляют с помощью паст или суспензий. Разрушение и удаление частиц металла происходят без подвода электрической энергии, за счет химических реакций в зоне обработки, которые восполняют механическое воздействие с целью удаления продуктов разрушения.

63. Абразивные инструментальные материалы. Абразивные материалы подразделяются на естественные и искусственные. К естественным абразивным материалам относятся такие минералы, как кварц, наждак, корунд и др. Естественные абразивные материалы отличаются большой неоднородностью, наличием посторонних примесей. Поэтому по качеству абразивных свойств они не удовлетворяют растущие потребности промышленности. В настоящее время обработка искусственными абразивными материалами занимает ведущее место в машиностроении. Наиболее распространенными искусственными абразивными материалами являются электрокорунды, карбиды кремния и бора. Электрокорунд получают электрической плавкой материалов, богатых окисью алюминия, например из боксита или глинозема в смеси с восстановителем (антрацитом или коксом). Электрокорунд выпускается следующих разновидностей: нормальный - Э, белый - ЭБ, монокорунд - М, хромистый - ЭХ, титанистый - ЭТ. Электрокорунд нормальный в зависимости от содержания окиси алюминия подразделяется на несколько марок: С увеличением содержания Аl2О3 повышается качество и возрастает абразивная способность электрокорунда. В настоящее время производство электрокорунда марок Э1, Э2, ЭЗ почти прекращено. Зерна электрокорунда наряду с высокой твердостью и механической прочностью имеют значительную вязкость, необходимую при выполнении работ с переменными нагрузками при больших давлениях. Электрокорунд нормальный применяют для обработки различных материалов повышенной прочности, в частности, конструкционных и углеродистых сталей в незакаленном и закаленном Электрокорунд белый Э8 и Э9 содержит окись алюминия в количестве не менее 97%, имеет белый или светло-розовый цвет. В настоящее время в основном выпускается электрокорунд белый марки Э9 с содержанием Аl2О3 99% и выше. Абразивные зерна должны быть достаточно прочными, чтобы выдержать без разрушения давления резания, когда кромки еще достаточно остры, и допускать откалывание от них кусочков лишь тогда, когда кромки в должной мере затупятся.

Твердость абразивных материалов характеризуется сопротивлением зерен поверхностному измельчению, местному воздействию приложенных сил. Она должна быть выше твердости обрабатываемого материала. Твердость абразивных материалов определяется методом царапания острия одного тела по поверхности другого и методом вдавливания алмазной пирамиды под малой нагрузкой в абразивное зерно.