- •Введение
- •Раздел № 1. Физико-механические основы обработки металлов резанием
- •1.1. Классификация движений в металлорежущих станках. Схемы обработки
- •1.2. Методы формообразования поверхностей деталей машин
- •1.3. Режим резания и геометрия срезаемого слоя
- •1.4. Элементы токарного проходного резца. Определение углов резца
- •1.5. Геометрия инструмента и ее влияние на процесс резания и качество обработанной поверхности
- •1.6. Физическая сущность процесса резания
- •1.7. Силы резания
- •1.8. Наростообразование при резании металлов
- •1.9. Упрочнение при обработке резанием
- •1.10. Тепловые явления процесса резания
- •1.11. Трение, износ и стойкость инструмента
- •1.12. Влияние вибраций на качество обработки
- •Раздел № 2. Лезвийная обработка заготовок деталей машин резанием
- •2.1. Общая характеристика лезвийной механической обработки резанием
- •2.2. Точение
- •Токарные резцы
- •Режим резания
- •1) Глубина резания t, [мм] – толщина слоя материала, срезаемая за один рабочий ход резца.
- •Проверка элементов режима резания по мощности электродвигателя станка
- •Нормирование токарной операции
- •Технологические требования к конструкциям деталей, обрабатываемых точением
- •2.3. Сверление
- •Режущий инструмент
- •Основные операции обработки заготовок на сверлильных станках
- •Режим резания
- •Технологические требования к конструкциям деталей, обрабатываемых сверлением
- •2.4. Фрезерование
- •Технологические требования к конструкциям деталей, обрабатываемых фрезерованием
- •2.5. Протягивание
- •Протяжки
- •Элементы круглой протяжки (рис. 2.5.1)
- •Геометрия зуба протяжки
- •Технологические требования к конструкциям деталей, обрабатываемых протягиванием
- •2.6. Строгание
- •Технологические требования к конструкциям деталей, обрабатываемых строганием
- •Раздел № 3. Абразивная и отделочная обработка заготовок деталей машин резанием
- •3.1. Общая характеристика абразивной механической обработки резанием
- •Основные характеристики абразивного инструмента
- •3.2. Шлифование
- •3.3. Притирка
- •3.4. Хонингование
- •3.5. Суперфиниширование
- •3.6. Полирование
- •Раздел № 4. Электрофизические и электрохимические методы обработки заготовок деталей машин
- •4.1. Общая характеристика электрофизических и электрохимических методов обработки
- •4.2. Электроэрозионная обработка
- •Область применения ээо
- •Методы ээо
- •4.3. Электрохимическая обработка
- •Сущность метода эхо
- •4.4. Химическая обработка
- •Особенности химического травления
- •4.5. Ультразвуковая обработка
- •4.6. Лучевые методы обработки
- •Электронно-лучевая обработка
- •Светолучевая обработка
- •4.7. Плазменная обработка
- •4.8. Комбинированные физико-химические методы обработки
- •Химико-механическая обработка
- •Ультразвуковая механическая обработка
- •Плазменно-механическая обработка
Особенности химического травления
П роцесс травления идет по всем направлениям с одинаковой скоростью, поэтому защитное покрытие должно перекрывать требуемую границу размера выемки A на величину, равную глубине травления R (рис. 4.4.3).
Рис. 4.4.3. Травление металла заготовки под покрытием: 1 – покрытие; 2 – заготовка
Под покрытием металл травится по радиусу R. При недостаточной ширине паза (менее 2 мм) в пространстве под покрытием скапливается газ, препятствующий травлению. Для его удаления деталь необходимо периодически встряхивать, переворачивать, прикладывать вибрации.
После травления шероховатость обработанных поверхностей увеличивается на 1 – 2 класса (причем больше всего у литых заготовок). Глубина травления обычно составляет 6 – 8 мм (реже до 12 мм). Чем больше глубина травления, тем меньше точность, и больше шероховатость поверхности.
Химическим травлением получают местные утонения на нежестких заготовках, ребра жесткости, извилистые канавки и щели, «вафельные» поверхности, обрабатывают поверхности, труднодоступные для режущего инструмента.
4.5. Ультразвуковая обработка
УЗО основана на разрушении обрабатываемого материала абразивными зернами под ударами инструмента, колеблющегося с ультразвуковой частотой.
Ультразвуковая обработка (УЗО) является частным случаем механического вибрационного воздействия, которое может быть низкочастотным и высокочастотным. Частота колебаний инструмента при УЗО превышает звуковой диапазон и составляет 16 –30 кГц.
М еханическое вибрационное воздействие инструмента на заготовку, как правило, сочетается с равномерным механическим воздействием (давлением) того же инструмента. При ультразвуковой абразивной обработке в зону обработки подается абразивная среда (суспензия).
Рис. 4.5.1. Принципиальная схема ультразвуковой обработки
В основе получения ультразвуковых колебаний лежит явление магнитострикции – изменения линейных размеров ряда материалов в магнитном поле. Эффектом магнитострикции обладают никель, железоникелевые сплавы (пермендюр), железоалюминиевые сплавы (альфер), ферриты.
Магнитострикционный сердечник 1 (рис. 4.5.1) периодически изменяет свою длину (на 2...10 мкм) при наличии переменного электромагнитного поля, которое наводится при помощи генератора 6. Резонансный волновод 2 припаивают к торцу сердечника для увеличения амплитуды колебаний (до 10-60 мкм) и концентрации энергии. Через сердечник 1 прокачивают воду для охлаждения (нагрев на гистерезис, вихревые токи). Под пуансоном 3 помещают заготовку 4. Обработка ведется в ванне 5, заполненной абразивной суспензией (взвесь абразивных зерен в воде).
П рипуск с поверхности заготовки снимают абразивные зерна, получающие энергию от удара пуансоном (рис. 4.5.2).
Рис. 4.5.2. Разрушение обрабатываемого материала при ультразвуковой обработке
Инструмент, колеблющийся с ультразвуковой частотой, ударяет по зернам абразива, лежащим на обрабатываемой поверхности заготовки, которые скалывают частицы материала заготовки (см. рис. 4.5.2).
В жидкости происходят кавитационные процессы (образование пузырьков при разряжении, их ликвидация и удар при сжатии), которые способствуют перемешиванию абразивных зерен под инструментом и более интенсивному разрушению материала заготовки. Инструмент поджимают к заготовке с небольшим усилием P (до 60 Н).
Ультразвуковым методом обрабатывают хрупкие твердые материалы: стекло, керамику, ферриты, кремний, кварц, драгоценные минералы, в том числе алмазы, твердые сплавы, титановые сплавы, вольфрам. Вязкие материалы (незакаленная сталь, латунь) плохо обрабатываются УЗО, так как в этом случае не происходит сколов.
Ультразвуковым методом получают (рис. 4.5.3) сквозные и глухие отверстия любой формы поперечного сечения (а, б), фасонные полости (в), разрезают заготовки на части (г), профилируют наружные поверхности, гравируют, прошивают отверстия с криволинейными осями, нарезают резьбы.
Рис. 4.5.3. Схемы ультразвуковой обработки поверхностей заготовок:
а и б – прошивание цилиндрического и фасонного отверстий; в – обработка внутренней полости; г – разрезание
Рабочие движения для указанных видов обработки: скорость резания V (движение абразивных зерен в направлении обрабатываемой поверхности) и движение подачи S.
Инструменты изготовляют из закаленных (НRС 35 – 40), но вязких материалов.
Точность размеров и шероховатость поверхностей, обработанных ультразвуковым методом, зависят от зернистости используемых абразивных материалов и соответствуют точности и шероховатости поверхностей, обработанных шлифованием.