Анализ и экономическая оценка традиционных методов обработки резанием
Технологический процесс обработки конструкционных материалов резанием состоит в снятии с заготовки слоя металла (припуска на механическую обработку) режущим инструментом для придания ей (заготовке) требуемых точности размеров и качества поверхности. В качестве конструкционных материалов широко применяются стали, сплавы цветных металлов, пластмассы, керамика, композиционные материалы, резина, древесина, стекло и др.
Обработка заготовок деталей машин резанием ведется в механических цехах машиностроительных заводов. Заготовками для механических цехов являются: прокат (круглый, квадратный, полосовой и др.), поковки, штамповки и отливки. Выбор заготовки зависит от материала, размеров и формы детали, условий ее работы, типа производства.
При проектировании машины конструктор определяет вид наиболее рациональной заготовки, максимально приближенной по форме и размерам к готовой детали, так как величина припуска на последующую механическую обработку влияет на трудовые и финансовые затраты при изготовлении детали в целом.
Снижение "величины припуска на механическую обработку — один из важнейших факторов повышения производительности труде в машиностроении. Среди главных показателей качества детали в машиностроении — точность размеров ее и шероховатость поверхности, поскольку эти показатели существенно влияют на характер динамических процессов в машине к ее механизмах, особенно если машина работает на повышенных скоростях, при высоких рабочих нагрузках, температурах и т.п. От точности обработки и качества поверхности деталей зависят надежность и долговечность изделия.
Точность обработки деталей — это степень соответствия формы, размеров и положения обработанной поверхности требованиям чертежами технических условий.
Качество поверхности деталей определяется совокупностью микронеровностей на поверхности деталей, а также физико-химическими свойствами поверхностного слоя детали.
Основными методами обработки материалов резанием являются; точение, строгание, сверление, фрезерование и шлифование. Сначала заготовку закрепляют определенным образом на станке. Затем к ней подводят режущий инструмент (резец, сверло, фрезу, шлифовальный круг и пр.), который с заготовки снимает слой материала — припуск. Причем, каким бы инструментом ни производилось резание, сущность процесса остается неизменной, изменяются лишь условия обработки.
Сущность процесса резания заключается в возникновении под действием режущего инструмента упруго-пластических деформаций, в результате которых срезаемый пластически деформированный слой металла отделяется в виде стружки.
Таким образом, для осуществления процесса резания необходимо наличие относительных движений между инструментом и заготовкой, которые называются движениями резания. Процесс обработки деталей резанием характеризуется элементами режима резания, основными из которых являются скорость резания, подача и глубина резания.
Элементами режима резания для токарной обработки служат:
Скорость резания V — путь, пройденный обрабатываемой поверхностью заготовки в единицу времени:
, м/мин
где D — диаметр заготовки, мм; п — число оборотов заготовки в минуту.
Подача — путь, пройденный режущим лезвием резца, относительно обрабатываемой поверхности заготовки за один ее оборот S, мм/об.
Глубина резания — толщина срезаемого слоя металла с обрабатываемой поверхности заготовки за один проход резца, мм:
где D —диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм;
d —диаметр обработанной поверхности заготовки, мм.
Время, в течение которого происходит, снятие припуска на механическую обработку, называется машинным или основным временем Тм:
где L — путь инструмента в направлении подачи, мм; n — число оборотов заготовки в минуту; 5 — величина припуска на механическую обработку, мм; t — глубина резания, мм; h — припуск на механическую обработку, мм.
Сокращение машинного времени в результате уменьшения величин L, h или увеличения параметров процесса резания n, S, t является важным фактором повышения производительности труда.
Время, необходимое на обработку одной заготовки Тшт (штучное время):
Где Тм — машинное время; Тв — вспомогательное время, необходимое для установки и снятия заготовки, подвода и отвода инструмента и т.п.; Тоб — время обслуживания оборудования, рабочего места, поддержания инструмента и приспособлений в рабочем состоянии; Тп — время перерывов на отдых рабочего, отнесенное к одной заготовке.
Снижение Тм и Тшт ведет к повышению производительности труда.
Точение — процесс обработки металлов резанием наружных, внутренних и торцовых поверхностей тел вращения цилиндрической, конической, сферической и фасонной форм, а также процесс нарезания наружной резьбы на заготовках, растачивание отверстий. Инструментом при точении служат токарные резцы. Разновидности точения следующие: черновое точение — обдирка, отрезка и подрезание торцов заготовки; получистовое точение; чистовое точение; тонкое точение и растачивание.
Строгание — грубый низкопроизводительный вид обработки резанием с большой толщиной срезаемого слоя металла. Этим методом обрабатывают в основном крупные тяжелые заготовки и производят строгание горизонтальных и наклонных плоскостей, фасонных и цилиндрических поверхностей, шпоночных канавок. Инструмент — строгальные резцы.
Сверлением получают глухие и сквозные отверстия в сплошном материале, а также обрабатывают предварительно полученные отверстия для увеличения их размеров, повышения точности и снижения шероховатости поверхности.
Кроме того, производят нарезание резьбы в отверстиях. Инструментам при сверлении служат: сверла, зенкеры, развертки, метчики и др.
Фрезерование — высокопроизводительный метод обработки резанием, осуществляемый многолезвийным инструментом, называемым фрезой. Фрезерование применяется как при грубой, так и при тонкой обработке. Этим методом обрабатывают горизонтальные плоскости заготовок, вертикальные плоскости, комбинированные поверхности, уступы и прямоугольные пазы, фасонные пазы и фасонные поверхности.
Шлифование — это процесс обработки резанием поверхностей деталей абразивными инструментами. Удаление припуска с заготовки при шлифовании производится огромным множеством миниатюрных резцов — абразивных зерен, соединенных связкой (шлифовальный крут) так, что между ними имеется пространство для размещения стружки.
Процесс шлифования характеризуется высокими скоростями резания и малой толщиной срезаемого слоя металла. Каждое зерно шлифовального круга срезает очень тонкую стружку, но так как одновременно в работе участвует большое количество зерен, а скорость резания велика, в единицу времени срезается большое количество металла. В зоне резания выделяется большое количество теплоты, и.мелкиё частицы обрабатываемого материала, сгорая, образуют пучок искр.
Шлифование — отделочный метод обработки, позволяющий достичь высокой точности размеров детали и низкой шероховатости обработанной; поверхности. Во многих случаях шлифование является операцией, котирую трудно заменить какой-либо другой обработкой, Например, обработка закаленных сталей, чугунных отливок, зачистка проката, окончательная обработка заготовок с минимальным; припуском на механическую обработку без предварительной обработки лезвийным инструментом осуществляется шлифованием.
Дата добавления: 2016-05-05; просмотров: 1145;