- •Введение
- •Основы теории резания материалов
- •1. Движения, происходящие при обработке резанием
- •2. Инструментальные материалы
- •2.1. Требования, предъявляемые к инструментальным материалам
- •2.2. Инструментальные стали
- •Углеродистые инструментальные стали
- •2.2.2. Легированные инструментальные стали
- •Быстрорежущие стали
- •2.3. Металлокерамические твердые сплавы
- •2.4. Дисперсионно -твердеющие сплавы
- •2.5. Минералокерамика
- •2.6. Сверхтвердые материалы (стм)
- •2.7. Выбор инструментального материала
- •3. Геометрия режущего инструмента
- •3.1 Общие сведения
- •3.2. Устройство проходного токарного резца
- •3.3. Общие понятия и определения
- •3.4. Геометрия проходного токарного резца
- •3.5. Назначение углов
- •3.6. Зависимости между углами, измеряемыми в различных координатных и секущих плоскостях
- •3.7. Влияние установки резца на станке на его геометрию
- •3.7.1. Резец повернут в основной плоскости
- •3.7.2. Резец смещен по вертикали от оси вращения шпинделя токарного станка
- •3.8. Влияние различных движений, составляющих движение резания, на геометрию
- •3.8.1. Влияние движения подачи
- •3.8.2. Влияние движения формообразования при нарезании резьбы резцом
- •3.8.3. Влияние вибрационного движения
- •3.9. Конструкция и геометрия спирального сверла
- •3.9.1. Конструкция
- •3.9.2. Геометрия
- •3.10. Геометрия фрез
- •3.10.1. Общие признаки
- •3.10.2. Цилиндрическая фреза с прямыми зубьями
- •3.10.3. Фреза с винтовыми зубьями
- •3.10.4. Торцовая фреза со вставными ножами
- •Элементы режима резания и геометрия срезаемого слоя
- •4.1. Общие понятия и определения
- •4.2. Строгание
- •4.2.1.Элементы режима резания
- •4.2.2. Геометрия срезаемого слоя
- •4.2.3. Геометрическая шероховатость
- •4.3. Точение
- •4.3.1. Режим резания
- •4.3.2. Геометрия срезаемого слоя
- •4.3.3. Геометрическая шероховатость
- •4.4. Обработка цилиндрической фрезой с прямыми зубьями
- •4.4.1. Элементы режима резания
- •4.4.2. Элементы фрезерования
- •4.4.3. Геометрия срезаемого слоя
- •4.4.4. Геометрическая шероховатость
- •4.5. Два вида фрезерования – попутное и встречное
- •4.6. Обработка цилиндрической фрезой с винтовыми зубьями
- •4.6.1. Элементы режима резания
- •4.6.2. Геометрия срезаемого слоя
- •4.7. Равномерное фрезерование
- •4.8. Торцовое фрезерование
- •4.8.1. Виды торцового фрезерования
- •4.8.2. Элементы режима резания
- •4.8.3. Элементы фрезерования
- •4.8.4. Геометрия срезаемого слоя
- •4.8.5. Геометрическая шероховатость
- •4.9. Круглое наружное шлифование
- •4.9.1. Понятие об абразивном инструменте
- •4.9.2. Кинематика и элементы режима резания
- •4.9.3. Толщина срезаемого слоя
- •4.10. Нарезание резьбы
- •4.10.1. Нарезание резьбы резцом
- •4.10.2. Нарезание резьбы гребенкой
- •4.10.3. Нарезание резьбы метчиками и плашками
- •4.10.4. Нарезание резьбы гребенчатыми фрезами
- •4.11. Сверление
- •4.12. Зенкерование и развертывание
- •5. Процесс образования стружки
- •5.1. Характеристика стружек
- •5.2. Механизм пластической деформации
- •В процессе пластической деформации
- •5.3. Механизм образования стружки
- •5.4. Причины образования различных стружек
- •5.9. Влияние угла сдвига на толщину стружки
- •5.5. Показатели деформации срезаемого слоя
- •5.5.1. Усадка
- •5.5.2. Относительный сдвиг
- •5.6 Прогнозирование вида и размеров стружки при резании металлов
- •5.7. Скорость деформации
- •5.7.1 Общие сведения
- •5.7.2 Оценка средней скорости пластической деформации при резании металлов
- •5.8. Исследование деформации срезаемого слоя методом координатных сеток
- •5.9. Зона стружкообразования
- •5.10. Влияние факторов процесса резания на деформацию срезаемого слоя
- •5.11. Внутреннее строение стружки
- •5.12 Определение угла текстуры стружки
- •5.13. Определение угла сдвига
- •5.14. Определение среднего коэффициента трения при резании металлов
- •5.15 Оценка предельного значения угла сдвига при резании материалов
- •6. Явления, сопутствующие процессу резания и влияющие на качество обработки
- •6.1. Общая характеристика
- •6.2. Нарост
- •6.3. Образование остаточных напряжений
- •6.4. Влияние остаточных напряжений на эксплуатационную прочность деталей машин
- •6.5. Измерение остаточных напряжений
- •6.6. Вибрации при резании металлов
- •6.7. Вибрационное резание
- •6.8. Деформационное упрочнение (наклёп)
- •7. Силы резания
- •7.1. Значение вопроса
- •7.2. Силы, действующие на лезвие проходного токарного резца
- •7.3. Эмпирические формулы для расчета сил резания
- •7.4. Удельное давление резания
- •7.5. Соотношение между составляющими силы резания
- •7.6. Экспериментальное исследование сил резания
- •7.6.1. Принцип измерения сил и типы динамометров
- •7.6.2. Методика проведения эксперимента
- •7.6.3. Обработка результатов измерения
- •7.7. Расчет сил, действующих на лезвие инструмента
- •7.7.1. Постановка вопроса
- •7.7.3. Расчет сил, действующих по задней поверхности лезвия
- •7.7.4. Теоретические формулы для расчета составляющих силы резания
- •7.7.5 Прогнозирование радиуса скругления режущей кромки инструмента
- •7.7.6. Расчет сил, действующих при косоугольном резании
- •7.7.7 Влияние угла наклона режущей кромки на главную составляющую силы резания
- •7.8. Определение расчетных нагрузок при проектировании элементов технологических систем
- •7.8.1. Общие положения
- •7.8.2. Расчет сил резания при обработке фрезами с прямыми зубьями
- •7.8.3. Расчет сил, действующих при обработке фрезами с винтовыми зубьями
- •7.8.4. Расчет сил, действующих при торцовом фрезеровании
- •7.8.5. Расчет сил, действующих при протягивании
- •7.8.6. Расчет сил, действующих при сверлении
- •8.3. Температура резания
- •8.4. Расчет температуры на контактных поверхностях лезвия режущего инструмента
- •8.4.1. Общие сведения
- •8.4.2. Понятие о температурном поле
- •8.4.3. Понятие о градиенте температуры
- •8.4.4. Основной закон теплопроводности
- •8.4.5. Дифференциальное уравнение теплопроводности
- •8.4.6. Условия однозначности при решении дифференциального уравнения теплопроводности
- •8.4.7. Схематизация формы и теплофизических характеристик тел, участвующих в теплообмене
- •8.4.8. Фундаментальное решение дифференциального уравнения теплопроводности
- •8.4.9. Описание формы тел и условий на граничных поверхностях с помощью системы отраженных источников
- •8.4.10. Конвективный теплообмен
- •8.4.10.1. Общие сведения
- •8.4.10.2. Теплоотдача при естественной конвекции
- •8.4.10.3. Теплоотдача при вынужденном движении жидкости или газа
- •8.4.10.4. Регулярный режим охлаждения
- •8.4.10.5. Теплообмен при изменении агрегатного состояния жидкости
- •8.4.10.6. Теплообмен при конденсации пара
- •8.4.10.7. Лучистый теплообмен
- •8.4.11. Расчет интенсивности источников тепла в зоне резания
- •Расчет средних температур на контактных площадках лезвия резца [25]
- •9. Износ и стойкость режущего инструмента
- •9.1. Природа и виды изнашивания режущего инструмента
- •9.2. Геометрия износа
- •9.3. Измерение износа инструмента
- •9.4. График износа инструмента. Понятие о стойкости инструмента и критерии его затупления
- •9.5. Зависимость стойкости от факторов процесса резания
- •9.6. Оптимальная стойкость инструмента
- •9.6.1. Постановка вопроса
- •9.6.2. Определение экономической стойкости
- •9.6.3. Определение стойкости, наибольшей производительности
- •9.7. Обрабатываемость резанием
- •9.8. Методы улучшения обрабатываемости материалов резанием
- •9.9. Прочность лезвия инструмента
- •9.9.1. Общие сведения
- •9.9.2. Хрупкое разрушение лезвия
- •9.9.3. Пластическое разрушение лезвия
- •10. Определение оптимального режима резания
- •10.1. Обоснование методики выбора элементов режима резания
- •10.2. Токарная обработка
- •10.2.1. Общие указания
- •10.2.2. Выбор геометрии режущей части
- •10.2.3. Глубина резания
- •10.2.4. Определение наибольшей технологически допустимой подачи
- •10.2.4.1. Определение подачи, допускаемой шероховатостью обработанной поверхности
- •10.2.4.2. Определение подачи из условия обеспечения заданной точности обработки
- •10.2.5. Выбор сечения стержня резца
- •10.2.6. Определение силы подачи
- •10.2.7. Определение скорости резания
- •10.2.8. Определение потребной мощности станка
- •10.2.9. Выбор станка
- •10.2.10. Определение параметров настройки токарного станка
- •10.3. Определение режима резания для многоинструментальной обработки
- •10.4. Фрезерование
- •10.4.1. Общие указания
- •10.4.2. Определение подачи
- •10.4.3. Определение скорости резания и выбор станка
- •10.5. Сверление
- •10.5.1. Общие рекомендации
- •10.5.2. Определение подачи
- •10.5.3. Определение скорости резания, мощности и силы подачи
- •10.6. Зенкерование и развертывание
- •10.6.1. Общие рекомендации
- •10.6.2. Определение подачи
- •10.6.3. Определение скорости резания, мощности станка и его настроечных данных
- •10.7. Шлифование
- •10.7.1. Общие рекомендации
- •10.7.2. Определение глубины резания
- •10.7.3. Выбор подачи
- •10.8. Нарезание резьбы
- •10.8.1. Общие указания
- •10.8.2. Нарезание резьбы резцами, плашками и винторезными головками
- •10.8.3. Нарезание резьбы гребенчатыми фрезами
- •10.8.4. Нарезание резьбы метчиками
- •10.9. Особенности обработки резанием пластмасс
- •Основные физико-механические свойства некоторых пластмасс
- •Рекомендуемые геометрические параметры режущего инструмента для обработки пластмасс резанием
- •Режимы резания при обработке пластмасс
- •11. Процессы физико-химической обработки
- •11.1. Общая характеристика физико-химических методов обработки (фхо)
- •11.2. Электроэрозионная обработка (ээо)
- •11.2.1. Общая характеристика ээо
- •11.2.2. Основные виды технологических процессов ээо
- •11.2.3. Оборудование для ээо
- •11.3. Электрохимическая обработка (эхо)
- •11.4. Ультразвуковая обработка материалов (узом)
- •11.5. Лучевая обработка
- •11.5.1. Лазерная обработка
- •11.5.2. Электронно-лучевая обработка
- •11.6 Комбинированные методы обработки (кмо)
- •Приложение
- •Библиографический список
- •Содержание
- •6. Явления, сопутствующие процессу резания и влияющие
- •Процессы механической и физико-химической обработки материалов
- •107077, Г. Москва, Стромынский пер., 4
11.2.2. Основные виды технологических процессов ээо
Технологические процессы ЭЭО многообразны. Однако их можно разделить на два вида: обработка профильным электродом- инструментом по методу копирования - прошивание; обработка непрофильным инструментом- разрезание, шлифование.
К первому виду относятся прошивание (см. рис. 11.4), электроэрозионное шлифование (см. рис. 11.5) и разрезание профильным инструментом.
|
|
Рис.11.4. Схема прошивания |
Рис.11.5.Схема электроэрозионного шлифования |
Прошивание (см. рис.11.4) - удаление металла из полостей, углублений, отверстий, пазов с наружной поверхности заготовки. При образовании углублений обработанная поверхность детали 2 имеет форму и размеры торцовой поверхности инструмента 1.
Электроэрозионное шлифование (см. рис.11.5) заключается в том, что металлический электрод-инструмент 3 в виде диска, выполняющего роль шлифовального круга, вращается с заданной скоростью V и совершает движение подачи со скоростью VИ в направлении сближения с заготовкой 1. Диэлектрическая жидкость подается поливом из насадки 2. Заготовка 1 вращается со скоростью VЗ. При этом между выступами неровностей диска 3 и заготовкой происходят электрические разряды, сопровождающиеся удалением материала обрабатываемой заготовки.
Разрезание профильным инструментом. Электрод-инструмент в виде диска вращается с заданной скоростью и перемещается в направлении разрезания через заготовку, находящуюся в ванне с диэлектрической жидкостью.
Рис.11.6. Вырезание контура проволокой
DП – движение проволки,
DЗ – движение заготовки.
Разрезание или вырезание по контуру проволокой (см. рис.11.6.) диаметром 0,1...0,5 мм из латуни, меди или вольфрама. Жидкость может находиться в ванне вместе с заготовкой 2 или подаваться поливом. С целью компенсации износа проволока 1 постоянно перематывается DП и перемещается относительно заготовки 2 по заданному контуру DЗ. При этом проволока 1 подключается к отрицательному полюсу генератора, а заготовка - к положительному.
11.2.3. Оборудование для ээо
ЭЭО производят на специальных станках, выпускаемых небольшими партиями на машиностроительных заводах. Станок для ЭЭО состоит из механической части, генератора импульсов, системы очистки и подвода рабочей среды в зону обработки и системы регулирования и управления рабочим процессом.
Механическая часть состоит из корпуса – станины, рабочего стола, несущего сосуд с рабочей жидкостью и механизмов перемещения стола, устройства для установки и закрепления электрода-инструмента и механизма его перемещения.
Система подвода и очистки рабочей жидкости включает ванну, насос и устройства для очистки жидкости.
Важной и специфической частью станков для ЭЭО является генератор импульсов. Генераторы импульсов делятся на два класса: зависимые и независимые.
|
|
а |
б |
Рис.11.7.а,б. Электрические схемы генераторов импульсов: а – RC, б – RLC |
|
К зависимым генераторам относятся те генраторы, в которых импульс напряжения и тока создается при участии МЭП. Независимые генераторы создают электрические импульсы независимо от межэлектродного промежутка. Зависимые генераторы применяются для электроискровой обработки, а независимые - для электроимпульсной. Существует несколько типов зависимых генераторов: RС, RLС, LC, обозначаемых в зависимости от устройства. Генератор типа RС (см. рис.11.7а) состоит из токоограничительного резистора R, емкости С и источника постоянного тока (ИП). Межэлектродный промежуток (МЭП) включен параллельно конденсатору. По мере зарядки конденсатора напряжение между его обкладками и между электродами увеличивается. При достижении пробивного напряжения происходит пробой межэлектродного промежутка, и запасенная в конденсаторе энергия выделяется в виде короткого импульса большой мощности, вызывая эрозию электрода-заготовки. При разряде напряжение уменьшается, и разряд прекращается. Далее все повторяется. Изменяя сопротивление резистора R, можно регулировать частоту импульсов, которая определяется зависимостью
,
1/С,
где R - сопротивление резистора, Ом; С - емкость конденсатора, Ф; U - напряжение источника тока; UПР - напряжение пробоя МЭП, которое обычно составляет 0,72 U.
Недостатками генераторов типа RС является: низкий КПД непревышающий 0,35, наличие больших пауз между импульсами, значительное влияние состояния рабочей среды в МЭП.
Генератор типа RLС (см. рис.11.7б), благодаря включению в цепь индуктивности, обеспечивает наиболее благоприятные характеристики импульсов, что позволяет повысить производительность обработки.
Для обеспечения устойчивости электроэрозионного процесса необходимо поддерживать определенную величину межэлектродного промежутка, так как в процессе разряда происходит увеличение межэлектродного промежутка. Поэтому станки для ЭЭО оснащаются устройствами автоматического регулирования межэлектродного промежутка.
Рис.11.8. Блок -схема устройства автоматического
обеспечения оптимального МЭП
На рис.11.8 показана схема регулятора МЭП, обеспечивающего автоматическое поддержание постоянного межэлектродного зазора. Устройство включает: исполнительный механизм 1, который перемещает электрод-инструмент по сигналу об изменении межэлектродного зазора; измерительный преобразователь 4, который постоянно измеряет зазор, превращает его в электрический параметр и подает сигнал в блок сравнения 3, который сравнивает поступающий сигнал с базовым, и если он отличается от последнего, то подает сигнал в усилитель 2. Последний усиливает сигнал и подает его на обмотку реверсивного электродвигателя исполнительного механизма 1. К проводам 6 и 7 присоединяется генератор импульсов.
