Лекция 16. Технология обработки конструкционных материалов резанием. Точность в машиностроении.

При конструировании и построении машин необходимо наряду с расчетами кинематическими, расчетами на прочность, жесткость и износоустойчивость производить расчеты на точность.

Точность — основная характеристика деталей машин или при­боров. Абсолютно точно изготовить деталь невозможно, так как при ее обработке возникают погрешности; поэтому точность обработки бывает различной.

Точность детали, фактически полученная в результате обработки, зависит от многих факторов и определяется:

а) отклонениями от геометрической формы детали или ее от­дельных элементов;

б) отклонениями действительных размеров детали от номинальных;

в) отклонениями поверхностей и осей детали от точного взаим­ного расположения (например, отклонениями от параллельности, перпендикулярности, концентричности).

Трудоемкость и себестоимость обработки деталей в значительной мере зависят от требуемой точности и с повышением точности (при неизменных прочих условиях) увеличиваются.

В массовом и крупносерийном производстве при изготовлении взаимозаменяемых деталей требуемая точность обработки обеспе­чивается гланным образом соответствующей настройкой станков. В мелкосерийном и единичном производстве высокая точность достигается применением дополнительных отделочных операций путем использования исполнителей работы более высокой квали­фикации.

Точность заготовок, методы предварительной и окончательной механической обработки, методы термической обработки значи­тельно влияют на точность окончательно обработанных деталей.

Чем выше точность заготовок, тем меньше число операций их механической обработки и тем выше точность готовых деталей.

Точность геометрической формы деталей повышается при исполь­зовании более совершенных методов термической обработки.

Так как точность обработки в производственных условиях за­висит от многих факторов, обработку на станках ведут не с дости­жимой, а с так называемой экономической точностью.

Под экономической точностью механической об­работки понимают такую точность, которая при минимальной се­бестоимости обработки достигается в нормальных производствен­ных условиях, предусматривающих работу на исправных станках с применением необходимых приспособлений и инструментов при нормальной затрате времени и нормальной квалификации рабочих, соответствующей характеру работы.

Под достижимой точностью понимают такую точ­ность, которой возможно достичь при обработке в особых, наиболее благоприятных условиях, необычных для данного производства, высококвалифицированными рабочими, при значительном увели­чении затраты времени, не считаясь с себестоимостью обра­ботки.

На точность обработки на металлорежущих станках влияют следующие основные факторы.

1. Неточность станков, являющаяся следствием неточности изго­товления их основных деталей и узлов и неточности сборки, в част­ности недопустимо больших зазоров в подшипниках или направляющих, износа трущихся поверхностей деталей, овальности шеек шпинделей, нарушения взаимной перпендикулярности или параллельности осей, неточности или неисправности направляю­щих, ходовых винтов и т. п.

2. Степень точности изготовления режущего и вспомогательного инструмента и его изнашивание во время работы.

3. Неточность установки инструмента и настройки станка на размер.

4. Погрешности базирования и установки обрабатываемой детали на станке или в приспособлении (например, неправильное положе­ние детали относительно оси шпинделя и т. п.).

5. Деформации деталей станка, обрабатываемой детали и ин­струмента во время обработки под влиянием силы резания, вслед­ствие недостаточной жесткости их и упругой системы станок — при­способление— инструмент — деталь (СПИД), в частности дефор­мация детали, возникающая при ее закреплении для обработки.

6. Тепловые деформации обрабатываемой детали, деталей станка и режущего инструмента в процессе обработки и деформации, воз­никающие под влиянием внутренних напряжений в материале де­тали.

7. Такое качество поверхности детали после обработки, которое может дать неправильные показания при измерениях.

8. Ошибки в измерениях вследствии неточности измерительного инструмента, неправильного пользования им, влияния температуры и т. п.

9. Ошибки исполнителя работы.

Лекция 17. Физические основы обработки металлов резанием

Общая характеристика размерной обработки

Механическая обработка поверхностей заготовок является одной из основных завершающих стадий изготовления деталей машин.

Одна из актуальных задач машиностроения – дальнейшее развитие, совершенствование и разработка новых технологических методов обработки заготовок деталей машин, применение новых конструкционных материалов и повышение качества обработки деталей машин.

Наряду с обработкой резанием применяют методы обработки пластическим деформированием, с использованием химической, электрической, световой, лучевой и других видов энергии.

Классификация движений в металлорежущих станках

Обработка металлов резанием – процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла в виде стружки для получения необходимой геометрической формы, точности размеров, взаимного расположения и шероховатости поверхностей детали.

Чтобы срезать с заготовки слой металла, необходимо режущему инструменту и заготовке сообщать относительные движения. Инструмент и заготовку устанавливают на рабочих органах станков, обеспечивающих движение.

Движения, которые обеспечивают срезание с заготовки слоя материала или вызывают изменение состояния обработанной поверхности заготовки, называют движениями резания:

Главное движение – определяет скорость деформирования материала и отделения стружки (Дг); Движение подачи – обеспечивает врезание режущей кромки инструмента в материал заготовки (Дs);

Движения могут быть непрерывными или прерывистыми, а по характеру – вращательными, поступательными, возвратно-поступательными.

Движения подачи: продольное, поперечное, вертикальное, круговое, окружное, тангенциальное.

В процессе резания на заготовке различают поверхности (рис.38.а):

обрабатываемую поверхность (1); обработанную поверхность (3); поверхность резания (2).

Установочные движения – движения, обеспечивающие взаимное положение инструмента и заготовки для срезания с нее определенного слоя металла.

Вспомогательные движения – транспортирование заготовки, закрепление заготовки и инструмента, быстрые перемещения рабочих органов.

Рис.38 Схемы обработки заготовок: а – точением; б – шлифованием на круглошлифовальном станке; в – сверлением