- •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 71 лекция 43
Тема 11.2. Электрохимические методы обработки
К электрохимическим способам обработки металлов и сплавов, получивших в промышленности наибольшее применение, относят электролитическую очистку от загрязнений, электролитическое полирование, электролитическую размерную обработку в проточном электролите, а также химико-механическую притирку, чистовую доводку и шлифование поверхности изделий и т. д.
Электрохимическая обработка металлов основана на использовании химического действия электрического тока, т. е. анодного растворения металлов воздействием на них электрического тока в среде электролита. При погружении в электролит двух электродов, одним из которых является обрабатываемое изделие (обычно анод) и подключении их к источнику постоянного тока поверхность анода растворяется.
Один из распространенных в промышленности видов электрохимической обработки — электрохимическое травление металлов для удаления окалины и других химических загрязнений с поверхности изделий. При этом виде обработки в ванну 1 (рис. 11.2.1,а) с электролитом (растворы кислот или солей) помещают обрабатываемое изделие 2 и два катода 3, которые подключают к источнику постоянного тока. При соответствующей плотности тока происходит растворение металла изделия (анода). Этот процесс протекает в тонком слое электролита, непосредственно прилегающем к поверхности обрабатываемого изделия. Вместе с растворяемым металлом удаляется находящаяся на поверхности окалина, ржавчина, пригар. Эту обработку часто применяют в качестве промежуточной операции при прокатке листов, получении жести и других видов обработки металлов давлением.
Для удаления механических загрязнений (жировых пленок и т. д.) применяют электролитическую очистку. Принципиальная схема та же, что и при травлении, но очистку проводят при меньшей плотности тока. Эту операцию часто используют в приборостроении для очистки мелких деталей от поверхностных загрязнений. При электролитической очистке металлов применяют щелочные и щелочно-кислотные электролиты.
Рис.11.2.1. Схемы электрохимических методов обработки
При электролитическом полировании внутренней поверхности труб для удаления окалины, загрязнений и сглаживания неровностей катод помещают внутрь трубы (рис. 11.2.1,б). Процесс обычно ведут в проточном электролите, который подают по трубке 4, а излишек электролита удаляют через патрубок 5.
Непрерывное электролитическое полирование проволоки или ленты (рис. 11.2.1, в) осуществляют по принципу бесконтактного подвода тока. Анодное растворение, приводящее к полированию непрерывно движущейся проволоки или ленты, происходит при подаче тока к аноду через жидкостный контакт с ванной. Лента или проволока, перематываясь с подающего барабана на приемный, проходит через контактную ванну 6 (ванну для подвода тока к проволоке или ленте) и полировочную ванну 7, наполненную рабочим электролитом, а затем проходит промывную ванну 8.
При электролитическом полировании выступающие части шероховатой поверхности (гребешки, выступы) растворяются быстрее, чем металл в углублениях между ними.
Это связано с тем, что на выступах создаются повышенные концентрации (более высокая плотность) тока. Ускоренному растворению выступов способствует также и то, что они обычно сильнее деформированы, чем вся масса металла.
Электролитическое полирование широко применяют для обработки режущих инструментов (сверл, фрез, калибров и т. д.), зубьев шестерен, клапанов для подачи горючего и других деталей сложной конфигурации. Электрополирование изделий, кроме улучшения их поверхности, повышает коррозионную стойкость, предел выносливости и усталостную прочность металла за счет съема ослабленного поверхностного слоя (в частности, удаляет поверхностные микротрещины, которые могут стать концентраторами напряжений).
В составе электролита для электрополирования в основном имеется фосфорная, серная и хромовая кислоты, иногда с добавками лимонной кислоты или глицерина в зависимости от полируемого металла. Так, для электрополирования углеродистой и низколегированной стали применяют электролит, состоящий из 70% фосфорной кислоты, 5—12% серной кислоты, 6—8% хромового ангидрида и 12—15% воды.
Электрохимическая размерная обработка — метод направленного анодного растворения металла при высоких плотностях тока. В этой обработке анодное растворение металла с поверхности изделия ведется на строго ограниченных участках, расположенных на небольшом расстоянии от катода, имеющего нужную для детали форму. При размерной обработке для изготовления, например, конусных изделий (таких как иглы и др., рис. 11.2.1,г) анод прикрепляют к механизму подъема. В процессе растворения заостряемое изделие 2 постепенно вытягивается из ванны при этом концевые участки, дольше подвергающиеся растворению, соответственно растворяются больше, чем лежащие выше. Величина конусности регулируется скоростью подъема изделия.
Имеется и другой вид электрохимической размерной обработки— электрохимическое профилирование металлических заготовок (рис. 11.2.1, д); оно происходит при вращении детали (анода) квадратного или любого иного профиля б катоде круглого или другого фасонного профиля. Направленное анодное растворение фасонного изделия, помещенного внутрь катода, происходит интенсивнее на участках, более близких к катоду (например, на углах квадрата), результатом чего являются изменение первоначальной формы и получение заданной (в данном случае круглой).
Электрохимическое сверление (долбление, прошивание) также относят к размерной обработке. Оно осуществляется по схеме рис. 11.2.1, е в проточном электролите. Под действием струи электролита, выходящей под давлением из полого катода 3, в месте ее соприкосновения с обрабатываемой деталью — анодом 2 металл растворяется; при этом форма образующейся полости точно соответствует форме поперечного сечения струи электролита, т. е. форме трубки-катода, внутренний диаметр которой на 0,1—0,2 мм меньше диаметра требуемого отверстия. Электролит, выходящий из трубки, возвращается по зазору между стенками отверстия и трубки и по каналам откачивается в систему циркуляции для повторного использования. По мере растворения металла трубка-катод опускается.
При размерной электрохимической обработке скорость съема металла, зависящая от химического состава металла, составляет 1200— 1800 мм3/мин на 100 А силы тока, протекающего между электродами. Чистота обработки достигает V8—V 9-го классов; точность обработки может достигать ±20 мкм.
Химико-механическая обработка—это обработка, при которой изменяют форму заготовок вследствие протекания химических и электрохимических реакций с применением поверхностно-активных и химически активных веществ или электролитов (растворов солей — в основном сульфата меди). Заготовки могут быть из черных и цветных металлов и сплавов, а также из металло-керамических материалов.
При погружении изделия 1 (рис. 11.2.2) в ванну 2 с раствором метал-лической соли (обычно сернокислой меди) с абразивным порошком происходит обменная реакция, в результате которой металл изделия переходит в раствор в виде солей, а металлическая медь оседает в виде рыхлого порошка на обрабатываемой поверхности. Осевший рыхлый порошок механически удаляют путем шлифования порошком, взвешенными растворе. Шлифование осуществляют в ванне взаимным перемещением обрабатываемого изделия 1 и притира 3 при помощи специальных приспособлений. Скорость обработки зависит от концентрации раствора и периодичности снятия меди, оседающей на обрабатываемой поверхности.
Рис.11.2.2. Схема химико-механической обработки металла
Химико-механической обработкой выполняют притирку, чистовую доводку и шлифование поверхности, прежде всего металло-керамических изделий, а также их разрезание (если в качестве притира принять диск). Кроме того, этим способом производят химическое фрезерование титана, а также алюминиевых, магниевых и некоторых других сплавов цветных металлов.
Вопросы для самопроверки:
Какова физическая сущность электроэрозионных методов обработки материалов?
Каковы физико-механические свойства материала заготовки, обрабатываемой ультразвуком?
Назовите область применения электрохимической обработки.
Объясните физическую сущность эффекта магнитострикции.
Назовите области применения анодно-механической обработки.