ответы по лекциям Шуляка рк3 (Voprosy_KR3_2016)

Посмотреть архив целиком


  1. Какие факторы приводят к уводу сверла при сверлении.

Возникновение уводов объясняется следующими причинами:


1) несовершенством конструкции инструмента, его режущих и направляющих элементов;
2) несоответствием оборудования обрабатываемым заготовкам;
3) неправильным направлением инструмента в начале сверления;
4) неоднородностью материала обрабатываемого изделия;
5) трудностью удаления стружки из зоны резания;
6) неудачно выбранными режимами резания при сверлении;
7) продольной неустойчивостью стебля в процессе сверления;
8) неудовлетворительным качеством заточки сверл;
9) нерациональной технологией глубокого сверления и др.


Чтобы сверлить с малыми уводами, необходимо следующее:


1) работать на высоких скоростях резания;
2) применять в качестве материалов заготовок по возможности высоколегированные, хорошо прокаливающиеся стали;
3) тщательно проводить операции термообработки заготовок перед сверлением, не допуская большой поперечной разнотвердости (раз-нообрабатываемости);
4) производить сверление по возможности с вращением заготовок;
5) применять более жесткие сверла;
6) при наружной обработке перед сверлением заготовок типа тел вращения обеспечивать по возможности съем равномерного припуска;
7) точно центровать заготовки и заправлять отверстия под заход инструмента и др.


  1. Назовите отличительные особенности зенкеров по сравнению со свёрлами.

Основные отличия зенкеров от сверл:

  • отсутствие поперечной кромки;

  • большее число режущих кромок (3…6)

Сверло – осевой режущий инструмент для обработки отверстий в сплошном материале и увеличения диаметра имеющегося отверстия. Спиральные сверла используются для обработки отверстий диаметром до 80 мм, обеспечивают точность, соответствующую 11…12 квалитету, и шероховатость Rz =40…160 мкм.

Зенкеры предназначены для повышения точности формы отверстий, полученных сверлением, отливкой, ковкой или штамповкой; обеспечивают точность, соответствующую 9…10 квалитету, и шероховатость. Ra =6,3 мкм.


  1. Назначение развёрток, их возможности по точности и качеству обрабатываемых отверстий.

Предназначена для повышения точности формы и размеров отверстия и снижения шероховатости поверхности, повышения качества поверхности. t=0,03-0,12 мм

Их используют для обработки отверстий после растачивания или зенкерования. Развертывают отверстия после сверления, в основном при обработке отверстий диаметром до 5 мм

Технологические возможности: Используется для предварительной и окончательной обработки отверстий с полями допуска по 6-11-му квалитетам и с параметром шероховатости поверхности Ra=2,5...0,32мкм. В процессе работы развертки повышают точность и качество обработки отверстий.



  1. Назовите причины, по которым, могут применять развёртки с винтовым зубом.

Развёртка – режущий инструмент, который нужен для окончательной обработки отверстий после сверления, зенкерования или растачивания. Развёртыванием достигается точность до 6-9 квалитета и шероховатость поверхности до Ra = 0,32…1,25 мкм.

Развертки с винтовыми зубьями применяются сравнительно редко:

- для получения очень точных отверстий,

- для развертывания отверстий с продольными канавками или

- для отверстий разъемных соединений,

- для обработки прерывистых поверхностей.



  1. С какой целью на развёртках применяется переменный шаг.

Неравномерный шаг разверток позволяет повысить их виброустойчивость, уйти от резонансных частот и тем самым уменьшить огранку отверстий. При этом переменный шаг делается у первой половины зубьев развертки, а вторая половина является зеркальным отображением первой. 


































  1. Перечислите типы фрез и опишите их технологические возможности.

1.Цилиндрическая фреза. Используется для обработки плоскостей, зубья имеются только на цилиндрической части, вспомогательных кромок нет. Для закрепления на станке используется базовое цилиндрическое отверстие. Передача крутящего момента через шпонку. Должно соблюдаться требование перпендикулярности торцов к базовому отверстию, должна соблюдаться параллельность.


2.Концевая фреза. Наиболее универсальный инстр-т, исп-ся для обработки уступов, пазов, торцовых пов-й. Имеет зубья как на цилиндрич. части, так и на торце. Разновидность: шпоночная фреза. Имеет только 2 зуба, хотя бы 1из торцовых зубьев доходит до оси фрезы, что позволяет ей работать при врезании в заготовку как сверлу с углом фи=90.


3.Фреза для контурной обработки (разновидность концевой фрезы). Относятся фрезы со сферическим концом.


4.Торцовая фреза. Применяется для обработки плоскостей, как правило, за 1 проход. Для обработки бол. диаметров используется сборная конструкция со вставными ножами из быстрорежущей стали или сборные с СМП из тв. сплава.


5.Дисковая. Используется для прорезания пазов. Режущие зубья имеются не только на цилиндрической части, но и на двух торцовых пов-х. Дисковые фрезы бывают с прямым и разнонаправленным зубом. Разнонаправленный зуб обеспечивает наличие λ на главной режущей кромке, при положительных вспомогательных передних углах на вспомогательной режущей кромке торцовых зубьев.


6.Отрезная (прорезная) фреза. Используется для отрезания и прорезания пазов. Ширина фрезерования <6 мм. В отличие от дисковой фрезы на торцовых зубьях не сформирован задний вспомогательный угол α1.




7.Фреза для обработки Т-образного паза. Имеет консольное закрепление, аналогична работе дисковой фрезы.


8.Фасонные фрезы. Копируют профиль на обрабатываемой поверхности.










  1. Особенности процесса фрезерования.

Фреза – многолезвийный вращающийся инструмент, каждое лезвие которого выполняет работу по срезанию части припуска аналогично режущему клину резца. Производительность инструмента повышается пропорционально количеству зубьев. При чистовом фрезерование получают шероховатость поверхности от Rz=20..2,5(0,2). получистовом Rz=40..80. При черновом Rz=80..160. Фрезерование широко используется в работе агрегатных, карусельных станков и обрабатывающих центров.

Фрезерование является высокопроизводительным и широко распространенным методом обработки резанием наружных и внутренних фасонных поверхностей. Обработка ведется многолезвийным режущим инструментом — фрезой. Главным движением при фрезеровании является вращение фрезы, а вспомогательным — поступательное перемещение заготовки. Каждый режущий зуб при вращении фрезы врезается в заготовку и осуществляет резание только в пределах определенного угла поворота фрезы, а затем вращается вхолостую до следующего врезания. Таким образом, особенностью процесса фрезерования является периодичность и прерывистость процесса резания каждым зубом фрезы, причем процесс врезания зуба сопровождается ударами.



















  1. Встречное и попутное фрезерование. Схемы, преимущества и недостатки.


Попутное фрезерование производится при совпадающих направлениях вращения фрезы и движения обрабатываемой заготовки в месте их контакта.

Плюсы попутного фрезерования:

  • Благодаря тому, что силы резания которые возникают при попутном фрезеровании направлены в направлении заготовки ее прижимает к зажимному приспособлению.

  • Стойкость фрезы гораздо выше чем при встречном фрезеровании.

  • Качество поверхностей имеет хорошую шероховатость за счет плавной деформации снимаемого припуска металла.

  • Удобное направление схода стружки.

Минусы попутного фрезерования:

  • Невозможность использования данного способа при обработке заготовок с грубыми необработанными поверхностями.

  • Так как зубья фрезы работают при ударной нагрузке то необходимо, чтобы приспособление было жестко и надежно закреплено на станке.

  • В механизмах перемещения стола должны отсутствовать зазоры для исключения появления вибраций. 


Встречным называется фрезерование, которое осуществляется при противоположных направлениях движения фрезы и обрабатываемой заготовки в месте их контакта

Плюсы встречного фрезерования:

  • Нагрузка на станок более плавная, процесс резания идет мягко и равномерно.

  • Упрочнение обработанной поверхности за счет деформации металла.

Минусы встречного фрезерования:

  • Требуется надежное закрепление заготовки в базовом приспособлении.

  • Значительный и быстрый износ режущего инструмента.

  • Плохое удаление стружки.










  1. Основные способы формирования резьб.

1) копирования, при котором профиль режущих кромок инструмента (резьбового резца, метчика, плашки, резьбонарезной головки, накатной плашки, абразивного круга) совпадает с профилем впадины или витка резьбы;

2) центроидного огибания, при котором линии, называемые центроидами и связанные соответственно с инструментом и заготовкой, в процессе нарезания резьбы катятся друг относительно друга без скольжения, при этом профиль резьбы получается как огибающая различных положений режущих кромок инструмента, профиль которых отличается от профиля нарезаемой резьбы. Примером инструмента, работающего по этому методу, служит обкатной резец.

3) бесцентроидного огибания, при котором профиль резьбы получается как линия, огибающая различные последовательные положения режущих кромок инструмента (дисковой фрезы, абразивного круга и др.), но при этом центроиды у инструмента и заготовки отсутствуют; профиль витка инструмента отличается от профиля впадины нарезаемой резьбы.



  1. Нарезание резьбы резцом.

Резьбонарезные резцы бывают стержневые, призматические и круглые; их геометрические параметры не отличаются от геометрических параметров фасонных резцов.

Наружную резьбу нарезают прямыми или отогнутыми резцами, внутреннюю - изогнутым резцом (в отверстиях малого диаметра) и прямым резцом, установленным в оправку (в отверстиях большого диаметра).

Нарезание резьбы в отверстии производят или сразу после сверления (если к точности резьбы не предъявляют высоких требований) или после его растачивания (для точных резьб). Диаметр отверстия под резьбу Doтв=d-Р, где Doтв - диаметр отверстия, d - наружный диаметр резьбы, Р - шаг резьбы (все размеры в мм).

В зависимости от требований чертежа резьба может заканчиваться канавкой для выхода резца. Внутренний диаметр канавки должен быть на 0,1-0,3 мм меньше внутреннего диаметра резьбы, а ширина канавки b=2-ЗР. 

При нарезании резьбы резцами подача равна шагу нарезаемой резьбы.

Нарезание резьбы в упор снижает производительность, требует повышенного внимания рабочего для того, чтобы избежать поломок инструмента. Поэтому применяют нарезание резьбы обратным ходом (рисунок внизу): левый резец вводят в канавку для выхода резца, изменяют направление вращения шпинделя и перемещения суппорта и нарезают резьбу на выход по направлению к задней бабке.





  1. Конструкция метчика.

Рабочая часть метчика состоит из заборной и калибрующей частей.

Калибрующая часть служит для зачистки и калибрования резьбы и обеспечения правильного направления. Для уменьшения трения калибрующая часть имеет незначительный обратный конус.

Хвостовая часть метчика представляет собой стержень; конец хвостовика у ручных, а иногда и машинных метчиков имеет форму квадрата.

Профиль канавки метчика оказывает влияние на процесс нарезания резьбы и должен способствовать отводу стружки. Широкое распространение получили 3 и 5-канавочные метчики.

Передний угол метчика γ = 5—10° для обработки стали, 0—5° для обработки чугуна и 10—25° для обработки цветных металлов и сплавов.


  1. Схема срезания припуска метчиком.

Метчик – металлорежущий инструмент для нарезания внутренней резьбы.

  1. Причины использования не быстрорежущих сталей в плашках.

Быстрорежущая сталь содержит в своем составе помимо углерода в качестве легирующих элементов вольфрам, хром, ванадий, молибден, что увеличивает стоимость изготавливаемого инструмента. Кроме того, преимущество быстрорежущей стали проявляются главным образом при обработке прочных и твердых сталей и резания с повышенной скоростью. Плашки работают при малых скоростях резания, поэтому использование быстрорежущих сталей вместо инструментальных экономически не целесообразно. Так же при производстве крепежных изделий низкой прочности из низкоуглеродистых марок стали, экономия от снижения затрат при использовании резьбонакатных плашек из быстрорежущей стали по сравнению с плашками, изготовленными из инструментальной стали, будет незначительной. Это вряд ли позволит быстро окупить затраты, связанные с закупкой оборудования.


  1. Конструкция плашки.


Плашки применяют для нарезания или калибрования наружных резьб за один проход. Наиболее широкое применение имеют плашки для нарезания резьб диаметром до 52 мм (рис. 17).

Плашка представляет собой закаленную гайку с осевыми отверстиями, образующими режущие кромки. Обычно на плашках делают 3—6 стружечных отверстий для отвода стружки.

Толщина плашки выбирается в пределах 8—10 витков. Режущую часть плашки выполняют в виде внутреннего конуса. Длина заборной части составляет 2—3 витка. Угол 2φ выбирают в пределах 40—60°, при нарезании резьбы до упора 2φ = 90°. Передний угол образуется в результате сверления стружечных окон. У стандартных плашек γ=15—20°. Задний угол α выполняется только на заборной (режущей) части. Заборная часть плашки выполняется затылованием по архимедовой спирали. У стандартных плашек задний угол α = 6—8°.



  1. Виды абразивной обработки.

  1. Шлифование – наиб. распрост. вид абразивной обработки, позволяет получать точность поверхности до 6 квалитета точность формы до 4 мкм, шероховатость до Ra=0.08 мкм. Это обработка, при кот-й инстр-т совершает только вращ. движение, кот-е является главным движением резания, а заготовка соверш. любое движение.

  2. Хонингование - применяется в основном, для обработки внутренних цилиндрических поверхностей с высокими требованиями к качеству поверхности (гильзы цилиндров, топливная аппаратура, цилиндры насосов и др.) достигается Ra 0,02..0,8 мкм.

  3. Суперфиниширование  – процесс сходный с хонингованием. Отличия:

1)используется в основном для обработки наружных поверхностей,

2) абразивные бруски поджимаются к поверхности детали нежестко гидравлически или пневматически, 3) инструмент имеет дополнительные вибрационные движения вдоль поверхности детали с частотой 20..50 Гц. В настоящее время используются также ультразвуковые вибраторы. 4) применяются более мелкозернистые бруски, поэтому достигается лучшее, по сравнению с хонингованием качество поверхности.

  1. Доводка - абразивная обработка, при которой инструмент и заготовка одновременно совершают движение по скоростям одного порядка или при неподвижности одного из них другой совершает сложное движение. Обеспечивает еще лучшее качество поверхности и большую точность по сравнению с предыдущими методами.

  2. Абразивное полирование – это абразивная обработка, предназначенная только для уменьшения шероховатости обработки и увеличения зеркального отражения. Полировкой изменить р-ры нельзя. Для полировки используются полировальные круги, обычно из войлока.

  1. Особенности процесса шлифования.

1. Многопроходность процесса - эффективное исправление погрешностей формы.

2. Резание осуществляется большим количеством абразивных зерен. Одно зерно снимает очень малый объем материала. Толщина слоя, срезаемого единичным зерном, составляет единицы мкм, длина - до единиц миллиметров, частота возникновения стружек – до миллиона в секунду.

3. Высокие скорости резания (30..70 м/с), малая длительность единичного контакта.

4 Зерна в инструменте расположены хаотически и передний угол на режущих кромках обычно отрицателен (у=-50...-70°). Задний угол α:=12°.

5. Отрицательный γ приводит к тому, что составляющая силы резания Р y, в З..5 раз больше, чем составляющая Рz. Это предъявляет дополнительные требования по жесткости оборудования в направлении Рy. Привод главного движения может быть сравнительно небольшой мощности.

6. Отрицательный передний угол и большие скорости резания приводят к развитию

больших температур (1ОО0...1500°).

7. Большие температуры приводят к появлению остаточных напряжений растяжения.

8. При шлифовании закаленных материалов может произойти поверхностный отжиг (прижог), с потерей твердости и прочности поверхностного слоя.

9. Абразивный инструмент в процессе работы может самозатачиваться. При затуплении зерна увеличиваются силы резания. Зерно выкрашивается, оголяя новые зерна или раскалывается, образуя новые острые кромки. Активно участвуют в резании ок. 10% зерен на рабочей поверхности.

10. Шлифование - в десятки раз более энергоемкий процесс, чем лезвийная

обработка.

11. Шлифовальный круг может засаливаться, т.е. поры, предназначенные для размещения стружки могут ею забиваться с потерей режущей способности.




























  1. Основные виды шлифования.

а) Круглое наружное шлифование(разновидность бесцентровое)




б) фасонное и профильное шлифование

(нет рис)

в) внутреннее шлифование


г) Плоское шлифование периферией круга


д) Плоское шлифование торцом круга




При бесцентровом шлифовании один из кругов является рабочим и осуществляет основную работу по снятию припуска, для вторго круга (ведущий круг) основное назначение – вращение детали. Окружная скорость рабочего круга 30..35 м/с, а ведущего 15..30 м/мин. Для увеличения трения между деталью и ведущим кругом ведущий круг выполняют на вулканитной (резиноподобной) связке, а опорный нож имеет скос в сторону ведущего круга. Продольное движение детали осуществляется за счет того, что оси кругов скрещиваются.














  1. Абразивные материалы и области их использования.

Используется более 10 естественных и искусственных абразивов. Природные абразивы: наждак, курунд, кремень, кварц. Используются при изготовлении микропорошков) из-за нестабильности их свойств.

Искусственные абразивы:

  1. Электрокорунды (Al2O3 до 99%) – очищенный продукт плавки глинозема(бокситов) . Выплавленный материал подвергается дроблению и рассеву.

Различают:

- нормальный (14А) (самый распространенный), - для всех сталей, чугунов и цветных металлов

- белый (24А) –более качественный –для закаленных сталей

- циркониевый (38А) (обдирочное шлифование)

- хромистый (34А)

- титанистый (37А)

-мокорунд (34А, 44А, 45А) – монокристаллы- высочайшая режущая способность – более дорогой.

Используется для шлифования всех типов сталей, в.т.ч. закаленных, чугунов, алюминиевых и никелевых сплавов.

  1. Карбид кремния (SiC):

- ЗЕЛЕНЫЙ (63С)

- черный (55С)

Используется для шлифования чугуна, бронзы, камня, неметаллических материалов, заточки инструментов из твердого сплава.

  1. Карбид бора (В4С), более твердый чем карбид кремния.

Используется в виде порошка для доводки деталей, в.т.ч. твердосплавного инструмента. Применяется для обработки твердосплавных неметаллических материалов(рубин, кварц).

  1. Эльбор (кубический нитрид бора) (BN). Теплостойкость 1600..18000С. Второй по твердости после алмаза. Используется для шлифования закаленных сталей., в том числе для заточки и доводки инструментов.

  2. Алмаз.

- природный (А)

- синтетический(АС).

Используется для шлифования и доводки неметаллических материалов, заточки инструментов из твердого сплава. Для шлифования стали не применяется

Твердость абразивных зерен в несколько раз больше твердости обрабатываемых материалов. Порочность абразивов и связки гораздо меньше прочности обрабатываемых материалов. Низкая прочность связки и зерен способствует выравниванию или раскалыванию абразивных зерен при их затуплении под действием сил резания, при этом в работу вступают новые острые зерна или кромки. Происходит обновление режущей поверхности круга, но теряются его формы и размеры.

Теплостойкость всех абразивов очень высокая и превосходит температуру плавления обрабатываемых материалов.












  1. Объяснение выбора твердости шлифовального круга.

Различают два режима работы круга: с затуплением зёрен и с самозатачиванием круга. Твёрдость круга выбирается так, чтобы в данных режимах он работал либо в режиме «самозатачивания» круга или в режиме затупления зёрен. Самозатачивание происходит, когда изношенные зёрна вырываются силами резания из связки, при этом режущая поверхность круга постоянно обновляется. Режим самозатачивания необходим при обработке твёрдых материалов, когда абразивные зёрна быстро затупляются и их нужно постоянно обновлять. Для этого делают непрочную связку, т.е. круг должен быть мягким. Общее правило таково: чем твёрже обрабатываемый материал, тем мягче должен быть круг( не зёрна) и наоборот.

Для твёрдых сплавов – М и СМ; для закалённых сталей – СМ и С; для сталей в состоянии поставки – СТ; для цветных металлов – Т.

Для кругов, работающих в режиме затупления абразивных зёрен, необходима периодическая правка круга алмазными карандашами, иглами или шарошками.


  1. Связки шлифовальных кругов.

Для любых абразивных материалов, в т.ч. алмазов, применяют связки керамические, металлические и органические.

1.Керамические связки – это смеси на основе глины либо жидкого стекла с добавлением полевого шпата, талька и других материалов. Принцип закрепления зерен- плавление или спекание связки.

«+» керамич. связки на основе глины:

- высокая жесткость и теплостойкость

- низкая стоимость

- доступность

- химическая инертность

- влагоустойчивость

«-»: - высокая хрупкость связки

- низкая теплопроводность

2. Металлические связки – это справы на основе меди, олова, цинка, никеля, алюминия. Используются, в основном, для алмазных и эльборовых кругов. Могут работать до 100 м/с. Самозатачивание кругов ограничено.

3. К органическим относятся баскелитовая и вулканитовая (70% каучук, 30% сера), эпоксоидная и др. Свяки прочные, отличаются некоторой эластичностью и гасят вибрации. Недостатки - химическая нустойчивость, при температурах 120..1500С связка выгорает, низкая тчность обработки, неприятный запах в процессе работы.


  1. Схема хонингования.

Хонингование(это абразивная обработка, как и шлифование) применяется в основном, для обработки внутренних цилиндрических поверхностей с высокими требованиями к качеству поверхности (гильзы цилиндров, топливная аппаратура, цилиндры насосов и др.) достигается Ra 0,02..0,8 мкм. Припуск на хонингование составляет 0,1..0,01 мм. Процесс хонингования осуществляется хонинговальными головками. В них закрепляется несколько абразивных брусков, которые раздвигаются при вращении и поджимаются к обрабатываемой поверхности. Хонинговальной головке придается возвратно-поступательное движение вдоль оси детали. Скорость резания низкая 10..100 м/мин, поэтому нет термического воздействия (прижегов) и остаточных напряжений. Из-за малых температур можно применять алмазные бруски при обработке сталей и чугуна. Точность обработки не зависит от станка, поскольку инструмент самоцентрируется.

  1. Схема суперфиниширования.


суперфиниширование – процесс сходный с хонингованием. Отличия:

-используется в основном для обработки наружных поверхностей,

- абразивные бруски поджимаются к поверхности детали нежестко гидравлически или пневматически,

- инструмент имеет дополнительные вибрационные движения вдоль поверхности детали с частотой 20..50 Гц. В настоящее время используются также ультразвуковые вибраторы.

- применяются более мелкозернистые бруски, поэтому достигается лучшее, по сравнению с хонингованием качество поверхности.


  1. Примеры базирования инструмента по плоскостям.

Базирование по 1 плоскости:




Базирование по 2 плоскостям:


Базирование по 3 плоскостям:


  1. Базовые конические поверхности- типы.

1) Конус Морзе  №0..№6(при выборе номера рассчитывают на моменет, который конус может передавать на инструмент)

Обеспечивает сомоторможение, используют на сверлильных и старых фрезерных станках

2) Метрические конусы 1:20 Мало распространены и обозначаются по наибольшему диаметру конуса, мм: обозначают по максимальному диаметру от №4 до №200

3) Конусы 1:30 (насадные зенкеры, развертки)

3) Конусы 7:24(Крутые конусы) используются в большинстве отечественных фрезерных станков







  1. Принцип работы конуса HSC, приведите иллюстрацию.


Система крепления HSK (конус с полым хвостовиком). Крепление через пустотелый конус. Полые хвостовики в процессе крепления деформируются в радиальном направлении и прижимаются плотно к торцу шпинделя. Зажимные механизмы работают в контакте с уступом внутри хвостовика и размещены внутри пустотелого конуса. Поджим конуса может также осуществляться через резьбовое соединение. Дополнительное базирование на торец обеспечивает 5-7-ми кратное повышение статической и динамической жесткости по сравнению со стандартными конусами. Крутящий момент передается через торцовую шпонку. Повторяемость положения инструментов при их смене находится в пределах 100 мкм в осевом и радиальном направлениях, а усилие зажима возрастает по мере увеличения центробежных сил.































  1. Сечение срезаемого слоя при отрезке и углы отрезного резца.

Параллелограмм АВСЕ называется площадью сечения срезаемого слоя f.



При резании различают технологические размеры срезаемого слоя (глубина резания - t, подача на 1 оборот детали - S0) и физические размеры срезаемого слоя (ширина срезаемого слоя - b, толщина срезаемого слоя - a).

Физические и технологические размеры срезаемого слоя связаны соотношениями: