- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Улан-Удэнский инженерно-педагогический колледж
- •Занятие 1 лекция 1 Введение
- •1.Основные понятия, относящиеся к разработке технологических процессов
- •1.1. Объекты производства
- •1.2. Производственный и технологический процессы
- •1.3. Типы производства
- •Занятие 2 лекция 2
- •Раздел I. Горячая обработка материалов.
- •Тема 1.1. Литейное производство.
- •Занятие 4 лекция 3
- •Тема 1.2. Обработка материалов давлением (омд)
- •Занятие 5 лекция 4
- •Тема 1.3. Сварочное производство.
- •Занятие 6 лекция 5 Виды сварок и их характеристики.
- •Мещение электрода) талла
- •Занятие 9 лекция 6
- •Раздел II. Инструменты формообразования
- •Тема 2.1. Токарные резцы. Инструменты для сверления и обработки отверстий
- •Занятие 9 лекция 7
- •Тема 2.2. Инструмент для фрезерования. Строгальные резцы.
- •Занятие 11 лекция 8
- •Тема 2.3. Инструмент для шлифования. Режущие инструменты для нарезания зубчатых колес.
- •Режущие инструменты для нарезания зубчатых колес по методу обкатки.
- •Занятие 13 лекция 9
- •Раздел III. Обработка материалов точением и
- •Строганием.
- •Тема 3.1. Геометрия токарного резца
- •Занятие 17 лекция 11
- •Тема 3.2. Элементы режима резания и срезаемого слоя
- •Занятие 19 лекция 12 Процесс образования и виды стружки. Силы действующие на резец.
- •Занятие 22 лекция 13
- •Тема 3.3. Физические явления при токарной обработке
- •Занятие 24 лекция 14
- •Тема 3.4. Сопротивление резанию при токарной обработке.
- •Занятие 27 лекция 15 Силовое взаимодействие инструмента и заготовки.
- •Занятие 29 лекция 16
- •Тема 3.5. Тепловыделение при резании металлов. Износ и стойкость
- •Занятие 32 лекция 17
- •Тема 3.6. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами резца.
- •Занятие 33 лекция 18
- •Тема 3.7. Токарные резцы.
- •Занятие 34 лекция 19
- •Тема 3.9. Обработка строганием и долблением
- •Занятие 37 лекция 20
- •Раздел IV. Обработка материалов сверлением,
- •Зенкерованием и развертыванием
- •Тема 4.1. Обработка материалов сверлением
- •Занятие 39 лекция 21
- •Тема 4.2. Обработка материалов зенкерованием и развертыванием
- •Занятие 41 лекция 22
- •Тема 4.4. Конструкции сверл, зенкеров, разверток. Высокопроизводительные инструменты для обработки отверстий
- •Занятие 43 лекция 23
- •Раздел V. Обработка материалов фрезерованием
- •Тема 5.1. Общие сведения о фрезеровании и характеристика метода фрезерования
- •Занятие 44 лекция 24 Физические особенности и режимные параметры фрезерования
- •Занятие 45 лекция 25
- •Тема 5.2 Схемы обработки заготовок на фрезерных станках и технологические требования к конструкциям изготовляемых деталей
- •Занятие 48 лекция 26
- •Тема 5.4. Конструкции фрез. Высокопроизводительные фрезы
- •Занятие 49 лекция 27
- •Раздел VI. . Резьбонарезание
- •Тема 6.1. Нарезание резьбы резцами
- •Занятие 50 лекция 28
- •Тема 6.2. Нарезание резьбы метчиками и плашками
- •Занятие 53 лекция 29
- •Тема 6.3 Нарезание резьбы гребенчатыми и дисковыми фрезами
- •Занятие 54 лекция 30
- •Раздел VII. Зуборезание
- •Тема 7.1. Нарезание зубьев зубчатых колёс методом копирования и обкатки деталей.
- •А) фреза; б) нарезаемое колесо
- •Тема 7.2. Схемы нарезания зубчатых колес и технологические
- •Червячная фреза; 2) заготовка
- •Занятие 57 лекция 32
- •Тема 7.3. Конструкции зуборезных инструментов. Высокопроизводительные конструкции зуборезного инструмента
- •Занятие 58 лекция 33
- •Раздел VIII. Протягивание
- •Тема 8.1. Процесс протягивания
- •Занятие 59 лекция 34 Схемы резания при протягивании. Износ режущих зубьев
- •Занятие 61 лекция 35
- •Тема 9.1. Общие сведения и схемы шлифования
- •Занятие 62 лекция 36 Абразивные инструменты
- •Занятие 64 лекция 37
- •Тема 9.2. Режим резания при шлифовании. Силы резания.
- •Занятие 66 лекция 38 Обработка заготовок на круглошлифовальных станках
- •Занятие 67 лекция 39
- •Тема 9.4. Обработка заготовок на внутришлифовальных, бесцентрово-шлифовальных и плоскошлифовальных станках
- •Занятие 68 лекция 40
- •Раздел X. Обработка материалов методами
- •Пластического деформирования
- •Тема 10.1. Чистовая и упрочняющая обработка поверхностей вращения методами пластического деформирования (ппд)
- •Занятие 69 лекция 41
- •Тема 10.2. Накатывание резьб, шлицевых поверхностей, зубчатых колес, рифлений, плоскостей. Холодное выдавливание
- •Занятие 70 лекция 42
- •Раздел XI. Электрофизические и электрохимические методы обработки
- •Тема 11.1. Электрофизические методы обработки
- •Занятие 71 лекция 43
- •Тема 11.2. Электрохимические методы обработки
- •Занятие 72 лекция 44
- •Тема 12.1. Характеристика и классификация композиционных материалов.
Занятие 43 лекция 23
Раздел V. Обработка материалов фрезерованием
Тема 5.1. Общие сведения о фрезеровании и характеристика метода фрезерования
Фрезерование один из высокопроизводительных и распространенных методов обработки поверхностей заготовок многолезвийным режущим инструментом фрезой.
Технологический метод формообразования поверхностей фрезерованием характеризуется главным вращательным движением инструмента и обычно поступательным движением подачи. Движением подачи может быть и вращательное движение заготовки вокруг оси вращающегося стола или барабана (карусельно-фрезерные и барабанно-фрезерные станки).
На фрезерных станках обрабатывают горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости, фасонные поверхности, уступы и пазы различных профилей. Особенность процесса фрезерования прерывистость резания каждым зубом фрезы. Зуб фрезы находится в контакте с заготовкой и выполняет работу резания только на некоторой части оборота, а затем продолжает движение, не касаясь заготовки до следующего врезания.
На рис. 5.1.1 показаны схемы фрезерования плоскости цилиндрической (а) и торцовой (б) фрезами. При цилиндрическом фрезеровании плоскостей работу выполняют зубья, расположенные на цилиндрической поверхности фрезы. При торцовом фрезеровании плоскостей в работе участвуют зубья, расположенные на цилиндрической и торцовой поверхностях фрезы.
Цилиндрическое и торцовое фрезерование в зависимости от направления вращения фрезы и направления подачи заготовки можно осуществлять двумя способами:
1) против движения подачи (встречное фрезерование), когда направление скорости движения подачи противоположно направлению скорости главного движения резания (рис. 5.1.1, в);
2) по направлению движения подачи (попутное фрезерование), когда направления скоростей движения подачи и главного движения резания совпадают (рис. 5.1.1, г).
Рис. 5.1.1. Схемы фрезерования цилиндрической (а) и торцовой (б) фрезами против движения подачи (в) и по направлению движения подачи (г).
При встречном фрезеровании нагрузка на зуб фрезы возрастает от нуля до максимума, при этом сила, действующая на заготовку, стремится оторвать ее от стола, что приводит к вибрациям и увеличению шероховатости обработанной поверхности. Преимуществом встречного фрезерования является работа зубьев фрезы "из-под корки", т.е. фреза подходит к твердому поверхностному слою снизу и отрывает стружку при подходе к точке В. Недостатком является наличие начального скольжения зуба по наклепанной поверхности, образованной предыдущим зубом, что вызывает повышенный износ фрезы.
При попутном фрезеровании зуб фрезы сразу начинает срезать слой максимальной толщины и подвергается максимальной нагрузке. Это исключает начальное проскальзывание зуба, уменьшает износ фрезы и шероховатость обработанной поверхности. Сила, действующая на заготовку, прижимает ее к столу станка, что уменьшает вибрации.
К режиму резания при фрезеровании относят скорость главного движения резания v, подачу s, глубину резания t, ширину фрезерования В.
Скорость главного движения резания, т.е. окружная скорость вращения фрезы, м/с:
V= D n/ (100060),
где D - диаметр фрезы, мм; п - частота вращения фрезы, м/с.
Подача величина перемещения обрабатываемой заготовки в минуту sм (мм/мин) за время углового поворота фрезы на один зуб sz (мм/зуб) или за время одного оборота фрезы s0 (мм/об).
Эти подачи связаны между собой зависимостями
sм =s0n=szzn ,
где z число зубьев фрезы.
Глубина резания t (мм) расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями. Ширина фрезерования В (мм) измеряется в направлении, параллельном оси фрезы при цилиндрическом фрезеровании и перпендикулярном к направлению движения подачи при торцовом фрезеровании.
В процессе фрезерования каждый зуб фрезы преодолевает силу сопротивления металла резанию. Фреза должна преодолеть суммарные силы резания, которые складываются из сил, действующих на зубья, находящиеся в контакте с заготовкой. При фрезеровании цилиндрической фрезой с прямыми зубьями равнодействующую сил резания R, приложенную к фрезе в некоторой точке А, можно разложить на окружную составляющую силу Р, касательную к траектории движения точки режущей кромки, и радиальную составляющую силу Рр направленную по радиусу. Силу R можно также разложить на горизонтальную Рн и вертикальную Pv составляющие (рис. 5.5.2, а). У фрез с винтовыми зубьями в осевом направлении действует еще осевая сила Р0 (рис. 5.5.2, б). Чем больше угол наклона винтовых канавок ω, тем больше сила Р0. При больших значениях силы Р0 применяют две фрезы с разными направлениями наклона зубьев. В этом случае осевые силы направлены в разные стороны и взаимно уравновешиваются.
Рис. 5.5.2. Силы резания при работе цилиндрической фрезой
По окружной составляющей силе Р определяют эффективную мощность Ne и проводят расчет механизма коробки скоростей на прочность. Радиальная составляющая сила Рv действует на опоры шпинделя станка и изгибает оправку, на которой закрепляют фрезу. Горизонтальная составляющая сила Рн действует на механизм подачи станка и элементы крепления заготовки, осевая сила Р0 на подшипники шпинделя станка и механизм поперечной подачи стола, вертикальная составляющая сила Рv на механизм вертикальной подачи стола. В зависимости от способа фрезерования (против движения подачи или по движению подачи) направление и величина сил изменяются.
Сила резания, Н,
где СР - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и условия обработки.
Коэффициент Ср и показатели степеней хР, ур, qP приведены в справочниках.
Эффективная мощность, кВт,
Ne =Pv/(l00060).
Технологическое значение.
Рис.5.1.3. Поверхности деталей, получаемые фрезерованием.
Фрезерование является производительным и универсальным технологическим способом механической обработки заготовок резанием. В машиностроении фрезерованием обрабатываются:
а) горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости (рис. рис. 5.1.3, а, б) на различных по размерам и форме заготовках;
б) уступы (рис. 5.1.3,в, г);
в) канавки (рис. 5.1.3, д,е) прямоугольного и профильного сечения, расположенные в плоскости, и пространственные (винтовые);
г) пазы (рис. рис. 5.1.3,ж,з);
д) узкие и глубокие прорези (рис. рис. 5.1.3, и);
е) шлицы на головках шурупов и винтов (рис. рис. 5.1.3, к);
ж) фасонные поверхности различных профилей с прямолинейными (рис. рис. 5.1.3, л) и криволинейными (рис. рис. 5.1.3, м) образующими.
С помощью фрезерования обрабатывают различные поверхности, в том числе тела вращения, прямые профильные образования на цилиндрах, прямые и винтовые зубчатые венцы на колесах, прямые и винтовые шлицевые канавки, резьбовые поверхности на нормализованном и специальном крепеже, профильные канавки на торцах цилиндров. Фрезерованием также производится разрезка катаных прутков на мерные заготовки (рис. 5.1.3, н).