ответы по лекциям Шуляка рк1 (Otvety_Rk_1)

Посмотреть архив целиком

1.Получение детали. Формообразованием и формоизменением. Примеры.

Формообразование - технологические процессы, придающие форму телам ранее ее не имевшие (жидкие, сыпучие).

Пример формообразования: литье, порошковая металлургия, аддитивные технологии, технология полимерных и композитных материалов, высокотемпературный синтез.

Формоизменение – принцип получения детали за счет перераспределения объема материала заготовки за счет удаления части.

Пример формоизменения:

Перераспределение объема: штамповка, прокатка, экструдирование, прессование

Удаление части металла с заготовки: электроэрозионная обработка, обработка резаньем.

Формообразование остается основным технологическим приемом при получение точных деталей машин и механизмов.

Припуск – специально оставленная часть материала заготовки для удаления в целях обеспечения точности действительных размеров, а также заданного качества поверхностного слоя обработанной детали.

Можно удалять механически, физически, электрическими методами и их комбинациями.

Механический метод – это обработка резаньем, которая основана на деформации материала до его разрушения, проходит по определенным поверхностям

Немеханический метод – основывается на процессах плавления, испарения.

















2.Параметры, по котором определяется эффективность процесса резанья.

1) Производительность – количество обрабатываемых деталей в единицу времени.

2) Точность обработки – соответствие размеров формы обрабатываемой поверхности к требованию чертежа.

Точность определяется квалитетом. Резанье позволяет достичь наибольшую степень точности

Пример: лезвийная обработка – IT6 амбразивная – IT4

3) Качество обрабатываемой поверхности – совокупность 3 параметров: а) шероховатость б) изменение твердости поверхностного слоя в) изменение остаточных напряжений.

Пример: лезвийная обработка - Ra 1,0 мкм (обычная) ; Ra 0, 32 мкм (чистовая)

Амбразивное микроточение – сотен долей мкм

4)Энергоёмкость- работа, затраченная на формообразование.

5)Себестоимость(экономический критерий).


































3.От чего зависит обрабатываемость резанием.

Обработка материала резанием – способность материала подвергаться обработке резанием

Обрабатываемость – важнейшее технологическое свойство, определяющее и производительность обработки, и стоимость продукции

Чаще всего обрабатываемость материала оценивается скоростью резания через коэффициент обрабатываемости:

VЭ – значение скорости резания эталонного материала при определенном периоде стойкости (время резания от начала резания до отказа)

V – значение скорости резания рассматриваемого материала при тех же условиях обработки и необходимых для получения той же стойкости

Обрабатываемость материала зависит от совокупности физико-механических свойств материала с учетом их изменения в зоне резания

Основные физико-механические свойства:

  • Прочность

  • Твердость

  • Пластичность

  • Теплоемкость

  • Теплопроводность и др.

В процессе резания на обрабатываемый материал воздействуют 3 фактора, изменяющие эти свойства

  1. Нагрев (разупрочнение материала)

  2. Степень деформации

  3. Скорость дефформации

















4.Группы обрабатываемости металлов по ISO.

Группа ISO

Материал

P

Сталь, все виды, кроме нержавеющих с аустенитной структурой

M

Нержавеющая сталь с аустенитной структурой

K

Серый чугун, ковкий чугун, высокопрочный чугун

N

Алюминий и цветные сплавы

S

Жаростойкие сплавы на основе железа, никеля, кобальта, титана, титановые сплавы

H

Закаленная сталь, отбеленный чугун



































5. Примеры свободного резания.

Свободным называется такое резание, при котором в работе участвует только одно (главное) режущее лезвие. Деформированное состояние срезаемого слоя при этом является плоским. В этом случае деформация совершается в плоскостях, параллельных друг другу, и все элементарные объемы срезаемого слоя могут свободно перемещаться в параллельных направлениях.





















6. Осложненное (несвободное) резание.

При большем числе лезвий - резание считается не- свободным. Несвободное резание сопровождается пересечением направлений стекания стружки, что приводит к дополнительному теплообразованию, наклепу, ухудшению качества обработанной поверхности. Несвободное резание производится одновременно главным и вспомогательным лезвиями инструмента ( продольное точение, нарезание резьбы, отрезка, прорезка канавок).













7. Поверхности на обрабатываемых заготовках в примерах по эскизам строгания и точения.

1 – обрабатываемая поверхность

2 – поверхность резания

3 – обработанная поверхность

Н – основная плоскость

S – плоскость резания

Рис. Точение



Рис. Строгание



























8. Определение «режим резания», последовательность назначения параметров режима резания.

Режимом резания называется совокупность элементов, определяющих условия протекания процесса резания. К элементам режима резания относятся – глубина резания, подача, период стойкости режущего инструмента, скорость резания, частота вращения шпинделя, сила и мощность резания. Метод расчёта - это определению, по эмпирическим формулам, скорости, сил и мощности резания по выбранным значениям глубины резания и подачи.
Глубиной резания называется расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по нормали к последней.
Подачей называется путь, пройденный какой-либо точкой режущей кромки инструмента, относительно заготовки, за один оборот заготовки (режущего инструмента), либо за один двойной ход режущего инструмента.
Периодом стойкости (стойкостью) режущего инструмента называется время его непрерывной работы между двумя смежными переточками.

Скорость резания – скорость главного движения, определяет направление деформации и разрушения снимаемого припуска











9. Типы резцов по видам оборудования. Конструктивные параметры токарного резца.

По виду станка, за котором выполняется работа: токарный, строгальный, долбежный.

По виду выполняемой работы: точение (резец проходной, проходной упорный, подрезной, отрезной, прорезной, фасонный, резьбовой); растачивание (резец проходной, подрезной); строгание (резец проходной, подрезной); долбление (резец проходной двухсторонние, прорезной).

По положению режущей кромки: правые, левые.

По конструкции рабочей части и её положению относительно крепежной: прямой, отогнутый, изогнутый.

По форме главной режущей кромки: прямолинейный и криволинейный.

По форме передней поверхности лезвия: плоский, плоский с фаской, криволинейный, криволинейный с фаской.

По способу изготовления: цельный, составной с приваренной встык рабочей частью, с приваренной режущей пластиной, сборный.

По материалу лезвия: быстрорежущей сталь, твердый сплав, режущая керамика.

По поперечному сечению крепежной части: квадратные, прямоугольные, круглые, специальной формы.

Классический режущий клин инструмента обращён пересечением 3-х поверхностей. Именно по передней поверхности сходит стружка. Главная задняя поверхность инструмента обращена к поверхности резания. Вспомогательная задняя поверхность обращена к обработанной поверхности. Введено6 стандартных углов, которые определяют процесс резания и прочность режущего инструмента (g,a,a1,f,f1,l).



ВРК-вспомогательная режущая кромка

ПП-передняя поверхность

ГРК-главная режущая кромка

ГЗП-главная задняя поверхность

ВЗП-вспомогательная задняя поверхность

L1-режущая часть инструмента

L2-присоединительная часть инструмента


10. Определения углов , . Их влияние на процесс резания, прочность инструмента (шероховатость).

Главный передний угол γ – угол между основной плоскостью и передней поверхностью. Он может быть положительным (если передняя поверхность расположена ниже основной плоскости), равным нулю (передняя поверхность совпадает с основной плоскостью) и отрицательным (если передняя поверхность расположена выше основной плоскости).

Передний угол оказывает влияние на степень деформации. Чем больше угол, тем меньше необходимо совершить работу для снятия стружки, снижает контактные давления, следовательно, износ будет меньше. При увеличении угла режущий клин начинает работать в неблагоприятных условиях. Для прочных материалов (жаропрочных и титановых сплавах) угол равен 0. Большой передний угол ухудшает теплоотвод из зоны резания.

Главный угол в плане φ  угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением движения подачи.

В основном угол влияет на шероховатость обработанной поверхности. С уменьшением угла шероховатость понижается, одновременно уменьшается толщина и увеличивается ширина срезаемого слоя, следовательно, уменьшаются сила и температура резания, приходящиеся на единицу длины режущей кромки, но резко увеличивается сила резания в направлении, перпендикулярном оси заготовки.











11. Определения углов , , . Их влияние на процесс резания.

-(главный угол в плане) при равной глубине резания и подачи уменьш. привод. к измен. формы срезаемого слоя.

При малых обеспечивается повыш. стойкость инст-та, суммарные силы резания будут>

Меняется также напр-ие силы резца на деталь, увел-ся радиальная сост. “+” уменьшение высоты h

Остаточных неров-тей (шероховатость меньше)

Главный задний угол . (определяет трение по лавной задней пов-ти инстр.) малые: Режущий инст. Раб. В более благоприятных усл. Сжим. Нагрузок, Больше размерная стойкость инст. Лучший теплоотвод. большие: меньше трен. По задней пов-ти инст. Меньше силы трения, меньше теплоотвод, след износ меньше. Резание с отриц.задними углами невозможно!

- назначение этого угла заключается в уменьшении трении по ВРК.

Наибольшая стойкость при  = 100

 всегда> 0 (за исключением чистовой обраб-ки)













12. Определения угла , . Их влияние на процесс резания.

- Угол наклона главного режущего лезвия(определяет направление схода стружки)

Угол определяет плавность входа в заготовку при прерывистом резании, на прочность реж.клина, появляется движение вдоль реж.кромки.

Для станков с ручным управление рек-ют напр-ть стружку от рабочих органов(к шпинделю),

С ЧПУ напр. Наоборот.

- назначение этого угла заключается в уменьшении трении по ВРК.

Наибольшая стойкость при  = 100

 всегда> 0 (за исключением чистовой обраб-ки)
































13. Изменение углов режущего клина при установке на станке.


1)

При повороте угла против часовой стрелки на угол ∆ϕ угол ϕ увеличивается, а угол ϕ1 уменьшается на величину угла поворота. Длина активного участка режущей кромки ум-ся, стойкость резцов ум-ся, сила резания ум-ся. Изменяется шероховатость обработанной поверхности. Разворот резца в сторону увеличения угла ϕ часто позволяет снизить вибрации.

2) Изменение углов при установке резца не по высоте цетров.

При смещение резца выше заготовки при наружном точении и ниже при растачивании главный задний угол α может принять нулевый или отрицательные значения. Это приводит к сильному трению по задней пов-ти или невозможности осуществления процесса резания.














14. Объяснить изменение кинематических углов при отрезке заготовок.


При смещнии относительно высоты цетров на +h:

γκ=γ+τ

ακ=α-τ

При смещнии относительно высоты цетров на -h:

γκ=γκ-τ

ακ=ακ+τ

Клин становиться менее прочным.




















15. Сечение срезаемого слоя на примере строгания поверхности и точения упорным.(картинка справа)

Поток стружки, действующий на переднюю поверхность резца в процессе точения определяет интенсивность сил резания и тепловыделения. Характеристикой этого действия принято считать площадь f сечения металла, срезаемого резцом за один оборот заготовки

b - ширина среза - расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями, измеренное вдоль главного режущего лезвия;

a - толщина среза - кратчайшее расстояние между двумя последовательными положениями резца за один оборот заготовки.

Cтрогание поверхности упорным резцом









17. Виды стружек. От чего зависит вид стружки.

Тип стружки зависит от пластичности обрабатываемого материала, переднего угла, толщины срезаемого слоя и скорости резания.

1) Сливная стружка (а). Образуется при обработке пластичных материалов (медь, алюм, стали) на высоких скоростях резания, малых толщинах срезаемого слоя и больших передних углах (g>10°). Стружка сходит в виде ленты и обладает большой прочностью. Прирезцовая сторона зеркальная.

2) Стружка скалывания (б). Состоит из отдельных элементов, связанных друг с другом. При обработке сталей повышенной пластичности, при большой толщине среза, малых передних углах гамма, малых скоростях реза. Когда элементы суставчатой (б) стружки перестают быть связанными, то формируются элементные стружки (в).

3) Стружка надлома (г). Образуется при обработке хрупких материалов. Резец выламывает крупные частицы металла впереди себя.



















18. Мероприятия по борьбе со сливным стружкообразованием.

Сливная стружка недопустима в автоматном производстве, в ручном опасна для рабочего, наматывается на деталь и шпиндель, занимает большой объем. Борьба – спец. форма передней поверхности, обеспечивающая завивание или дробление, стружколомы, термообработка. На резцах используются накладные регулируемые стружколомы, стружколомающие уступы, стружкозавивающие канавки.



































19. Что характеризует усадка стружки. Как определяется.

Усадку определяет коэффициент укорочения стружки. При срезании слоя a*b*l полученная стружка будет иметь толщину а1>a, L>L1,b1>b. Укрочение и утолщение до 4 раз. из равенства объемов видно, что во сколько раз она стала толще, во столько раз она стала короче. εа=а1/a- коэф утолщения

εl=L1/L-коэф. укорочения. Чем больше укорочение стружки, тем больше затрачив. энергии на пласт. деф. припуска. εl зависит от пластич. обработ. мат-ла, от переднего угла γ( чем больше γ, тем меньше εl, с увеличением b- εl снижается). Усадка связана с углом наклона условной пл. сдвига.








20. Нарост, положительные и отрицательные стороны наростообразования.

Нарост-клиновидная зона застойного мат-ла вблизи режущей кромки, подверженная всестороннему сжатию(налипает к режущей кром.). Нарост характерен при обработке сталей и др. НВ м-ла нароста в 2-2,5 раза больше НВ обработ. детали.

+ защищает реж. кром. от износа

+увелич. передний угол γ(улучш. условия стружкообразования)

+уменьшает темпер. рабочих поверхностей инструмента

-геом. параметры нароста нестабильны и не поддаются управлению














21. Зависимость высоты нароста от скорости резания и переднего угла.

1)Скорость резания, основной фактор, влияющий на нарост.

В I-ой зоне при малых скоростях резания температура в зоне резания незначительна, стружка элементная и не имеет длинного контакта с резцом. В связи с этим нарост практически не образуется.

В зоне II увеличивается температура, стружка – суставчатая и сливная, имеет место увеличение адгезии, а значит и величины нароста.

В зоне III нарост вымывается за счёт возрастания сил резания и температуры и не успевает вырасти до больших размеров.

2) С увеличением угла γ снижается высота нароста, так как снижается сопротивление стеканию стружки по передней поверхности.










22. Принцип измерения температуры естественной термопарой.

Рабочим концом естественной термопары являются площадки взаимного касания лезвия резца, стружки и поверхности резания на заготовке. Рис.1.9. (1 - резец; 2 - заготовка; 3 - токосъёмник; 4 - осциллограф; 5 – блок питания; 6 – электроизоляция). С изменением режима резания на поверхностях резца, контактных со стружкой и обрабатываемой заготовкой, устанавливается различный температурный режим. Последний изменяет термоэлектродвижущую силу термопары «резец – заготовка», которая регистрируется осциллографом на движущейся фотобумаге.








24. Для чего необходимо для практики знание составляющих сил резания.

Действие составляющих сил резания на станок: Сила Рz по направлению совпадает с вектором скорости резания и является основным потребителем мощности (главная составляющая сипы резания). Она нагружает механизм главного движения станка. По ней производят расчет коробки скоростей. Сила Рx действует в направлении продольной подачи станка и создает осевую на грузку на опоры шпинделя. По ней расчитывают механизм подачи станка (механизм коробки подач. фартука, винтовую пару). Сила Рy действует в радиальном направлении. По ней рассчитывают механизм поперечных подач станка.

Действие составляющих сил резания на резец: Учитывают при расчете резца на прочность или жесткость. Обычно расчет производят по главной составляющей силе Рz

Действие составляющих сил резания на деталь: Учитывают при назначении режимов обработки нежестких деталей. За счет отжима заготовки от резца под действием радиальной составляющей силы резания фактическая глубина резания становится меньше установленного ее значения t на величину



25. Использование тензометрии для определения составляющих силы резания.

Для измерения составляющих сил резания разработаны и используются на практике динамометры различных модификаций. Схема динамометра: .
Тензодатчики – датчики, основанные на изменении сопротивления при механических деформациях.
Динамометры не позволяют определить непосредственно силы резания. Их показания дают величины (силы тока, напряжения, перемещения и т.д.), пропорциональные действующим силам. Поэтому перед работой необходимо протарировать динамометр. Тарировка 
заключается в том, что динамометр нагружают в направлении сил резания сначала возрастающими, а затем убывающими силами, величина которых известна. Показания динамометра, соответствующие определенным величинам сил, регистрируются. На основании этих данных 
по средней линии нагрузки строится тарировочный график, которым в дальнейшем пользуются для расшифровки показаний динамометра.
Тарировочный график для определения сил резания:







27. Изменения, происходящие в поверхностном слое детали после обработки и причины их возникновения.

Пластические деформации приводят к искажению кристаллической решетки и накоплению дислокаций, что в свою очередь вызывает упрочнение поверхности (наклеп), формирование остаточных напряжений.

Причины изменения структуры и свойств:

1) Пластические деформации проникающие ниже линии движения вершины резца

2) Наличие радиуса скругления режущего лезвия

3) Температура, при которой происходит пластические деформации

Остаточные напряжения могут вызывать понижение усталостной прочности детали, это зависит от знака напряжения.

Растягивающие напряжения уменьшают усталостную прочность, сжимающие – увеличивают.











28. Источники и стоки теплоты в зоне резания.

Процесс резания металлов сопровождается значительным тепловыделением в результате того, что механическая работа резания переходит в тепловую энергию. Основными источниками возникновения тепла в зоне резания являются:

1. Внутреннее трение между частицами срезаемого слоя в результате его пластической деформации при образовании стружки ( );

2. Трение стружки о переднюю поверхность инструмента ();

3. Трение поверхности резания и обработанной поверхности по задним поверхностям инструмента ( ).

Наиболее интенсивное выделение тепла происходит в области стружкообразования, прилегающей к плоскости скалывания в этой области теплота выделяется в результате двух одновременно протекающих процессов: во-первых, в результате пластической деформации сдвига элементов образующейся стружки по плоскости скалывания; во-вторых, в результате пластической деформации

Общее количество выделяющегося при резании тепла равно

Тепло, образующееся в процессе резания, не аккумулируется в местах его образования, а распространяется от точек. Из зоны резания тепло уносится со стружкой (q1), передается в заготовку (q2) и инструмент (q3) и распространяется в окружающую среду (q4). Тепловой баланс процесса резания может быть выражен уравнением:

Q1 + Q2 + Q3 = q1 + q2 + q3 + q4





29. Изменение теплового баланса при повышении скорости резания.

С увеличением скорости резания увеличивается количество тепла, выделяющегося в зоне резания, и возрастает температура нагрева детали, стружки и инструмента. Скорость резание оказывает наибольшее влияние на температуру в зоне разания. Однако с увеличением скорости – доля тепла уходящая в стружку уменьшается. Это явление используется в машиностроительном производстве при высокоскоростной обработке с использованием теплоизолирующего покрытия на рабочих поверхностях инструмента. При этом инструмент нагревается незначительно, что объясняется ещё и тем, что с увелич. скор.рез. резко уменьшается объём зоны пластических деформаций и работа на плоское деформирование.














30. Обоснование необходимости и способы измерения температур в зоне резания.

Измерение температуры резания используется для анализа процессов в зоне резания и диагностики состония инструмента. Оценку температуры можно осуществить по цветам побежалости стружки.Для измерения температуры применяют калориметрический метод, метод естественных и искусственных термопар, а так же с помощью телевизоров

Наиболее распространён метод тепопар

При использовании методов термопар необходима их предварительная тарировка

Про метод естесственных термопар см. вопр№ 22








































33.Механизмы изнашивания инструмента.


Случайные файлы

Файл
69054.rtf
19748.rtf
34316.rtf
153846.rtf
177336.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.