Материал: Методические указания выбор методов и последовательности обработки поверхностей. Численное формирование состава переходов. Копылов Ю.Р

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Технология машиностроения»

Методические указания Выбор методов и последовательности обработки поверхностей. Численное формирование состава переходов

к выполнению лабораторной работы № 4 по разделам 8, 9, 13 дисциплины «Технология машиностроения» для студентов направления подготовки дипломированного специалиста 151001 «Конструкторско-технологическое обеспечение автоматизированных машиностроительных производств».

Воронеж 2010

Составитель докт. техн. наук , профессор Ю.Р.Копылов

УДК 621.9.06-529 (03)

Методические указания к выполнению лабораторной работы «Выбор методов и последовательности обработки поверхностей. Численное формирование состава переходов» по разделам 8, 9, 13 дисциплины «Технология машиностроения» для студентов направления подготовки дипломированного специалиста 151000 «Конструкторско-технологическое обеспечение автоматизированных машиностроительных производств» всех форм обучения. / Воронеж. гос. техн. ун-т. Сост. Ю.Р. Копылов. Воронеж, 2010. 43 с.

В работе представлены нормативные материалы по выбору методов и последовательности обработки поверхностей. Дается более точная методика численного формирования состава переходов и операций. Приведены примеры расчетов.

Издание соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 151001 «Конструкторско-технологическое обеспечение автоматизированных машиностроительных производств», дисциплине «Технология машиностроения». Предназначено для студентов четвертого, пятого курсов.

Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word XP и содержится в файле ТМС.doc.

Ил. 4. Библиогр.: 5 назв.

Рецензент доктор техн. наук, проф. И. А. Чечета

Ответственный за выпуск зав. кафедрой канд. техн. наук, проф. А.И. Болдырев

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

 Воронежский государственный

технический университет, 2010

Введение

Одной из основных задач современного машиностроения является повышение качества машин и оборудования технологическими методами, в частности за счет повышения производительности и снижения погрешности обработки деталей и сборки узлов и агрегатов.

Производительность и погрешность обработки обусловливается, в частности, составом переходов и оптимальной последовательностью обработки поверхностей. Состав переходов может быть определен приближенно по нормативным таблицам исходя из их технологических возможностей. Более точно состав переходов может быть определен расчетным путем по величинам припусков и экономически обоснованной точности обработки. Затем из определенного расчетным путем состава переходов формируются операции. Реализация этих операций может выполняться по различным схемам, которые образуют соответствующую структуру операций.

Данные методические указания к выполнению практических работ по курсу «Технология машиностроения» предусматривают закрепление студентами знаний лекционного материала по указанному курсу и приобретение практические навыков в выборе баз, оценки погрешностей, вызванных сменой баз, не совмещением конструкторской, технологической и измерительной баз; в расчетах погрешностей базирования при изготовлении деталей типа валов, фланцев, станин и корпусов.

В процессе выполнения лабораторной работы студент приобретает навыки пользования методическими указаниями, выбора методов и последовательности обработки поверхностей, а так же численного формирование состава переходов. При этом используются справочные и нормативные материалы, учитываются условия производства. Методическое указание содержит вариантов заданий и кратких сведений из лекционного курса. Для выполнения лабораторной работы необходимы знания по соответствующим разделам курса «Технология машиностроения».

Содержание

Введение.

1. Цели и задачи …..………………………………..…….. 4

2. Варианты заданий ………………………………..……. 5

3. Выбор методов черновой, чистовой и финишной

размерной обработки ………………………………….……….. 6

3. Последовательность обработки поверхностей ……. 31

5. Численное формирование состава переходов и

операций ……………………………………………………….. 33

6. Примеры численного формирования состава

переходов и операций ………………………………………… 34

7. Оформление и защита результатов выполнения

лабораторной работы …………………………………………. 42

Библиографический список ………………….………… 42

1. Цель и задачи

Перед началом выполнения лабораторной работы необходимо изучить и повторите следующие материалы: [1, с. 6–12]; [2, с. 418–22]; [3, с. 40–112]; [4, с. 25–28];

Цель проведения лабораторных работ: приобретение практических навыков в выборе методов и последовательности обработки поверхностей, численном формировании состава переходов и структуры операций.

План и задачи проведения практической работы:

1. Изучить указанные разделы в литературе [1-4].

2. Получить и проанализировать задание соответствующего варианта по табл. 1.

3. Выбрать методы обработки. Выполнить численное формирование переходов.

4. Определить последовательность обработки поверхностей для выданного преподавателем чертежа детали.

5. Оформить отчет по работе.

6. Защитить результаты выполненной работы.

2. Варианты заданий

Таблица 1.1

Исходные данные для выполнения работы

3. Выбор методов черновой, чистовой, финишной

размерной обработки

Производство деталей машин осуществляется в результате механической обработки поверхностей резанием, термической и химико-термической обработки, электрофизической и электрохимической обработки, упрочнения, нанесения покрытий, сборки. Обработка резанием включает точение, фрезерование и строгание, сверление и развертывание, шлифование и др., в результате чего происходит изменение размеров, формы и расположения поверхностей, формирование шероховатости и волнистости, наклепа и технологических остаточных напряжений и др. В настоящей главе представлен краткие сведения о методах механической обработки, более подробно они представлены в [1, 2, 17–19, 22] и др.

Методы обработки наружных и конических цилиндрических поверхностей представлены для сталей на рис. 1.1, в числителе указаны квалитеты точности IT, в знаменателе — среднеарифметическое отклонение профиля неровностей Ra. Для чугуна и цветных сплавов принимается на один квалитет точнее.

Обтачивание производится на токарных, токарновинторезных, токарно-карусельных, токарно-револьверных; одно- и многошпиндельных полуавтоматах; круглошлифовальных и др.). Точение цилиндрических поверхностей осуществляется резцами, с пластинами из твердых сплавов. Обработка длинномерных заготовок осуществляется в центрах и люнетах.

Черновое точение выполняется с увеличенной глубиной резания. Чистовое точение выполняется твердосплавным инструментом с меньшей глубиной резания и подачей, которые ограничиваются шероховатостью. Тонкое точение выполняется с высокими скоростями резания от 100 до 1000 м/мин, малыми подачами 0,01–0,15 мм/об и небольшой глубиной 0,05–0,3 мм на станках с высокой вибрационной устойчивостью. Силовое точение осуществляется твердосплавными резцами с подачей до 3–4 мм/об, со скоростью V=60–150 м/мин.

Рис. 1 Методы механической обработки резанием и деформированием наружных цилиндрических и конических поверхностей

На токарных станках обрабатывают тела вращения, с соотношением длины к диаметру L/D>1; на токарно-карусельных — при L/D<1. На токарных полуавтоматах изготовляют детали из прутков диаметром до ≈30 мм по 6–7-му квалитету с шероховатостью Rа 0,63–0,16 мкм; на токарно-револьверных автоматах — из прутков диаметром 10–65 мм по 8–10-му квалитету с Rа 2,5–0,63 мкм; на многошпиндельных токарных автоматах обрабатываются прутки диаметром до 100 мм, длиной до 160 мм по 7–10-му квалитету и Rа 2,5–0,63 мкм.

Конусные поверхности большой длины обрабатываются при смещении центра вращения задней бабки относительно центра вращения шпинделя и продольной подачи резца. Короткие конусные поверхности обрабатываются за счет разворота суппорта с инструментом.

Шлифование продольное реализуется вращающимся абразивным инструментом с продольным движением подачи, врезное — с поперечной подачей. Шлифование наружных цилиндрических поверхностей производят на круглошлифовальных, торцешлифовальных станках, бесцентровошлифовальных полуавтоматах и автоматах. Заготовки устанавливаются в центрах, патроне, цанге или в специальном приспособлении. Окружная скорость заготовки =10–50 м/мин, окружная скорость шлифовального круга =30–60 м/с. Подача и глубина резания выбираются в зависимости от способов шлифования. Шлифование продольное и торцевое осуществляется за четыре этапа: врезание, чистовое шлифование, выхаживание и отвод. Разновидностью шлифования с продольной подачей является глубинное шлифование, которое характеризуется большой глубиной 0,1–0,3 мм и малой скоростью резания, без предварительной лезвийной обработки.

Тонкое шлифование обеспечивает 5–6-й квалитет точности, шероховатость Rа<0,1 мкм, осуществляется мягкими мелкозернистыми кругами с охлаждением, со скоростью резания >40 м/с, при окружной скорости заготовки 10 м/мин и малой глубине шлифования до 5 мкм.

Врезное шлифование применяется в массовом и крупносерийном производстве для обработки цилиндрических и конических поверхностей, длина которых не превышает ширину шлифовального круга. Преимущество — большая производительность. Оно уступает продольному шлифованию по достигаемому качеству поверхности. Скорость резания =50–60 м/с; радиальная подача 0,001–0,005 мм/об.

Бесцентровое шлифование выполняется шлифовальным и ведущим кругами, заготовка помещается между ними и поддерживается опорой так, чтобы ее ось была на 10–15 мм выше линии, соединяющей их центры. Скос опоры направлен в сторону ведущего круга. Проходное бесцентровое шлифование при окружной скорости шлифовального круга =30–65 м/с, ведущего круга =10–40 м/мин, обеспечивает 6-й квалитет шероховатость Rа<0,2 мкм. Врезное бесцентровое шлифование обеспечивает 7-й квалитет и Rа<0,4 мкм.

Контурное фрезерование выполняется на фрезерных станках по 10–9 квалитетам точности, с шероховатостью Rа 8–5 мкм. Обрабатываемой поверхности заготовки сообщается перемещение, а фрезе — вращение и подача.

Контурное строгание наружных поверхностей применяется для черновой обработки локальных цилиндрических закрытых глухих участков детали по контуру по 10–9-му квалитету и грубее, шероховатость Rа 10–5 мкм и более.

Протягивание наружных поверхностей многолезвийным инструментом с прямолинейным, винтовым или круговым движением резания применяется в крупносерийном и массовом производствах. При наружном протягивании достигается точность от 7–8 до 6–7 квалитета [2].

Суперфиниширование — осуществляется мелкозернистыми брусками, с добавлением смеси керосина с маслом. Окружная скорость вращения заготовки =0,05–2,5 м/с; возвратно-поступательное перемещение 2–6 мм, число двойных ходов до 200–1000 мин ; давление инструмента 0,05–0,3 МПа. Толщина снимаемого слоя 5–20 мкм. Шероховатость снижается с Ra 0,63–0,32 мкм до Rа 0,1–0,01 мкм, относительная опорная длина профиля увеличивается до 80–90 %.

Зачистка шлифовальной лентой применяется для безразмерной отделочно-зачистной обработки криволинейных наружных поверхностей, реже — внутренних поверхностей, для снижения шероховатости без повышения квалитет точности обработки.

Доводка притиркой (наружная и внутренняя цилиндрических и конических валов и отверстий) обеспечивает высокую точность, Rа 1,6–0,1 мкм [2].

Полирование) с применением полировочных паст обеспечивает, при давлении на инструмент 0,03–0,2 МПа, параметр шероховатости Rа 0,1–0,012 мкм.

Внутренние цилиндрические и конические поверхности включают в себя: сверление без кондуктора и по кондуктору; рассверливание; зенкерование черновое, однократное и чистовое; растачивание черновое, чистовое и тонкое; развертывание нормальное, точное и тонкое; протягивание черновое и чистовое; шлифование черновое, чистовое и тонкое с продольной подачей; шлифование врезанием с поперечной подачей; шлифование планетарное, бесцентровое; хонингование; притирка; выглаживание.