Формообразование и инструмент

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Пермский политехнический колледж им. Н.Г. Славянова»

Контрольная работа

по дисциплине «Формообразование и инструмент»

Выполнил

Студент группы ТМ-19з

Талипова Лола Махамматюсубовна

Проверил

Преподаватель по дисциплине

процессы формообразования и инструменты

Преподаватель

Мишланова Людмила Петровна

г. Пермь 2021



1. Процесс и технология процесса

технология литье фрезерование паз

Литье в разовые формы.

Литейным производством называют процессы получения фасонных изделий (отливок) путем заливки расплавленного металла в полую форму, воспроизводящую форму и размеры будущей детали. После затвердевания металла в форме получается отливка - заготовка или деталь. Отливки широко применяют в машиностроении, металлургии и строительстве.

Можно получать отливки различной массы (от нескольких граммов до сотен тонн), простой и сложной формы из чугуна, стали, сплавов меди и алюминия, цинка и магния и т.д. Особенно эффективно применение отливок для получения фасонных изделий сложной конфигурации, которые невозможно или экономически нецелесообразно изготовлять другими методами обработки металлов (давлением, сваркой, резанием), а также для получения изделий из малопластичных металлов и сплавов.

При всем разнообразии приемов литья, сложившихся за длительный период развития его технологии, принципиальная схема технологического процесса литья практически не изменилась за более чем семь веков его развития и включает четыре основных этапа: плавку металла, изготовление формы, заливку жидкого металла в форму, извлечение затвердевшей отливки из формы.

До середины двадцатого столетия литейный способ считался одним из важнейших методов получения фасонных заготовок. Однако наряду с такими достоинствами литейного производства, как относительная простота получения и низкая стоимость отливок (особенно из чугуна), возможность изготовления сложных деталей из хрупких металлов и сплавов, он имеет и ряд существенных недостатков. Это, прежде всего, довольно низкая производительность труда, неоднородность состава и пониженная плотность материала заготовок, а, следовательно, и их более низкие, чем у заготовок, полученных обработкой давлением, прочностные характеристики. На данном этапе развития литейного производства освоено производство автоматических линий формовки, заливки и выбивки отливок, созданы комплекты современного смесеприготовительного оборудования, освоен выпуск целой гаммы машин для специальных способов литья, существенно возрос уровень механизации и автоматизации технологических процессов.

2. Процесс и технология процесса

Центробежное литье.

Принцип центробежного литья заключается в том, что заполнение фор-мы расплавом и формирование отливки происходят при вращении формы вокруг горизонтальной, вертикальной или наклонной оси, либо при ее вращении по сложной траектории. Этим достигается дополнительное воздействие на расплав и затвердевающую отливку поля центробежных сил. Процесс реализуется на специальных центробежных машинах и столах.

Чаше используют два варианта способа, в которых расплав заливается в форму с горизонтальной или вертикальной осью вращения. В первом варианте получают отливки - тела вращения малой и большой протяженности, во втором - тела вращения малой протяженности и фасонные отливки.

Наиболее распространенным является способ литья пустотелых цилиндрических отливок в металлические формы с горизонтальной осью вращения. По этому способу (рисунок 1) отливка 4 формируется в поле центробежных сил со свободной цилиндрической поверхностью, а формообразующей поверхностью служит внутренняя поверхность изложницы. Расплав 1 из ковша 3 заливают во вращающуюся форму 5 через заливочный желоб 2. Расплав растекается по внутренней поверхности формы, образуя под действием поля центробежных сил пустотелый цилиндр. После затвердевания металла и остановки формы отливку 4 извлекают. Данный способ характеризуется наиболее высоким технологическим выходом годного (ТВГ = 100%), так как отсутствует расход металла на литниковую систему.

Рисунок 1. Схема получения отливки при вращении формы вокруг горизонтальной оси: 1 - расплав; 2 - заливочный желоб; 3 - ковш; 4 - отливка; 5 - форма

При получении отливок со свободной параболической поверхностью при вращении формы вокруг вертикальной оси (рисунок 2) расплав из ковша 1 заливают в форму 2, закрепленную на шпинделе 3, приводимом во вращение электродвигателем 4. Расплав 5 под действием центробежных и гравитационных сил распределяется по стенкам формы и затвердевает, после чего вращение формы прекращают и извлекают из нее затвердевшую отливку 6.



Рисунок 2. Схема получения отливок при вращении формы вокруг вертикальной оси: 1 - ковш; 2 - форма; 3 - шпиндель; 4 - электродвигатель; 5 - расплав; 6 - отливка

Отливки с внутренней поверхностью сложной конфигурации получают с использованием стержней (рисунок 3, а) в формах с вертикальной осью вращения. Так отливают, например, венцы зубчатых колес. Расплав из ковша через заливочное отверстие и стояк 1 поступает в центральную полость формы 2, выполненную стержнями 3 и 4, а затем под действием центробежных сил через щелевые питатели - в рабочую полость формы. При этом избыток металла в центральной полости формы 5 выполняет роль прибыли, обеспечивая питание отливки при затвердевании.

Рисунок 3



3. Процесс и технология процесса

Обработка на токарных станках наружных цилиндрических поверхностей.

Обработка цилиндрических поверхностей на токарном станке

Токарный станок очень часто применяется для обработки деталей, поверхность которых имеет форму тел вращения. Большинство из этих элементов широко используется в машиностроении. Это могут быть, к примеру, валики или втулки. Обработка цилиндрических поверхностей на токарном станке осуществляется с применением специальных инструментов. Чаще всего используются резцы для продольного обтачивания. Они бывают черновыми и чистовыми.

Предназначение первых заключается в том, что они применяются для грубого обтачивания. То есть их использование необходимо для обдирки, которая производится с целью быстрого снятия металла. Именно за счет этого такие резцы еще получили название обдирочных. На рисунке представлены непосредственно прямой (а) и отогнутый (б) варианты.

Как правило, такие детали выпускаются со специальной пластиной. Она может:

· привариваться;

· фиксироваться механически;

· припаиваться;

· иметь длинную режущую кромку.

При этом вершина изделия закругляется по радиусу, который равен 1-2 мм. Каждый из представленных выше резцов применяется в отдельном случае. Так, отогнутый вариант гораздо удобнее, когда необходимо обточить поверхность деталей, которая находится около кулачков патрона, или же нужно подрезать торцы. Использование этого резца не обеспечивает хорошего качества обработанного покрытия.

Именно поэтому следующим этапом является применение чистового варианта. Такие приспособления позволяют получить точные размеры и чистую, ровную поверхность. Чистовые резцы представлены в нескольких вариациях: а - нормальный, б - имеющий широкую режущую кромку, в - конструкции В. Колесова.

По сравнению с первым этот вид отличается большим радиусом закругления. В данном случае он составляет 2-5 мм. Применение этого приспособления актуально в ситуации, когда выполняются чистовые работы, при этом должна обеспечиваться небольшая глубина резания и малая подача. Обработка цилиндрических поверхностей на токарном станке и установка резца. Прежде чем будет осуществляться обработка цилиндрических поверхностей на токарном станке, нужно точно осуществить установку резца. При этом его выступающая часть не может быть больше 1,5 высоты стержня. В ином случае это приведет к тому, что резец будет пребывать в дрожащем состоянии. Результат - поверхность обработана некачественно. Она не будет гладкой, могут образовываться волны и следы дробления.

На изображении ниже показано, каким образом должен быть установлен резец на токарном станке.

Лучше всего, когда резец находится на высоте центров станка. С данной целью применяются подкладки. При этом их число не может быть больше двух. Они помещаются непосредственно под всей опорной поверхностью резца. Подкладка представлена в виде плоской стальной линейки, длина которой 15-20 см. Ее верхняя и нижняя поверхность являются строго параллельными. Стоит отметить, что специалист, который работает на токарном станке, всегда должен иметь набор таких подкладок с разной толщиной. Это нужно для получения требуемой для установки высоты резца. Категорически не рекомендуется использовать случайные пластинки. Для закрепления резцов широко применяются болты (не меньше чем 2). При этом они должны фиксироваться равномерно, а также затягиваться как можно туже. Это гарантирует надежность и прочность.

4. Процесс и технология процесса

Обработка на фрезерных станках пазов.

Фрезерование пазов



Выемку металла в детали, ограниченную фасонными или плоскими поверхностями, называют пазом. Пазы бывают прямоугольными, Т-образными, типа «ласточкин хвост», фасонными, сквозными, открытыми, закрытыми и др. Обработка пазов является распространенной операцией на фрезерных станках различных типов и осуществляется дисковыми, концевыми и фасонными фрезами (рис. 4).

Рисунок 4. Схемы фрезерования прямоугольных и фасонных пазов: а - дисковые трехсторонние фрезы; б - дисковые пазовые или концевые фрезы; г - концевые фрезы; D_r - направление вращения фрезы

Сквозные прямоугольные пазы чаще всего фрезеруют дисковыми трехсторонними фрезами (рис. 4, а), дисковыми пазовыми или концевыми фрезами (рис. 4, б). При фрезеровании точных пазов ширина дисковой фрезы (диаметр концевой фрезы) должна быть меньше ширины паза, а фрезерование на заданный размер производят за несколько проходов. Обработка пазов концевыми фрезами требует правильного выбора направления вращения шпинделя станка относительно винтовых канавок фрез. Оно должно быть взаимно противоположным.

Фрезерование замкнутых пазов производят на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами (рис. 4, г). Диаметр фрез следует принимать на 1...2 мм меньше ширины паза.

Врезание на заданную глубину резания осуществляют перемещением стола с заготовкой в продольном и вертикальном направлениях, затем включают продольное движение подачи стола и фрезеруют паз на необходимую длину с последующими чистовыми проходами по боковым сторонам паза.

Криволинейные пазы фрезеруют за один рабочий ход на полную их глубину. Соответственно этому условию назначают результирующее движение подачи, равное сумме векторов поперечного и продольного движения подач. Для уменьшения врезания в местах изменений направлений пазов необходимо вести обработку фрезами с минимальными вылетами и уменьшать скорости подачи.

Фрезерование пазов специальных профилей -- Т-образных, типа «ласточкин хвост» -- осуществляют на вертикально- или продольно-фрезерных станках за три (Т-образные пазы) или два (пазы типа «ласточкин хвост») перехода. Учитывая неблагоприятные условия работы Т-образных и одноугловых фрез, используемых при выполнении указанных операций, подача на зуб S, не должна превышать 0,03 мм/зуб; скорость резания -- 20...25 м/мин.

Особенности фрезерования шпоночных пазов

Шпоночные пазы на валах подразделяют на сквозные, открытые, закрытые и полузакрытые. Они могут быть призматическими, сегментными, клиновыми и др. (соответственно сечениям шпонок). Заготовки валов удобно закреплять на столе станка в призмах. Для коротких заготовок достаточно одной призмы. При большой длине вала заготовку устанавливают на двух призмах. Правильность расположения призмы на столе станка обеспечивается с помощью шипа в основании призмы, входящего в паз стола (рис. 5).



Рисунок 5. Установка призмы на столе станка

Шпоночные пазы фрезеруют пазовыми дисковыми фрезами, пазовыми затылованными (ГОСТ 8543--71), шпоночными (ГОСТ 9140-78) и насадными фрезами. Пазовая или шпоночная фреза должна быть установлена в диаметральной плоскости заготовки. Фрезерование открытых шпоночных пазов с выходом канавки по окружности, радиус которой равен радиусу фрезы, производят дисковыми фрезами. Пазы, в которых не допускается выход канавки по радиусу окружности, фрезеруют концевыми или шпоночными фрезами.

Гнезда под сегментные шпонки фрезеруют хвостовыми и насадными фрезами на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках. Направление движения подачи -- только к центру вала (рис. 6, а).

Рисунок 6. Фрезерование шпоночных пазов:

Для получения точных по ширине пазов обработку ведут на специальных шпоночно-фрезерных станках с маятниковой подачей (рис. 6, б). При этом способе фреза врезается на 0,2...0,4 мм и фрезерует паз по всей длине, затем опять врезается на ту же глубину и фрезерует паз на всю длину, но в другом направлении. Для фрезерования шпоночных пазов рекомендуется применять шпоночные фрезы с S_= 0,02...0,04 мм/зуб при скорости резания v = 15... 20 м/мин; дисковые пазовые фрезы с S_ = 0,03... 0,06 мм/зуб при скорости резания v = 25...40 м/мин. Операцией, аналогичной фрезерованию пазов, является фрезерование канавок на заготовках режущих инструментов. Канавки могут быть расположены на цилиндрической, конической или торцовой части заготовок. В качестве инструмента для обработки канавок применяют одноугловые или двухугловые фрезы.

5. Процесс и технология процесса

Технология шлифования на плоскошлифовальных станках.

Плоское шлифование принадлежит к способам улучшения поверхности термообработанных либо нетермообработанных заготовок. Часто шлифование плоскостей заменяет операцию с высокой трудоемкостью - шабрение, а также чистовое строгание и фрезерование. Его применение дает высокую производительность труда. При этом обрабатываются сложные узлы, имеющие большие габариты.

Затраты рабочего времени на крепеж и установку минимальные. Большое удобство для работы создает использование магнитных столов. Поверхности с плоской конфигурацией шлифуются торцом и периферией шлифовального круга. На рис. 1 показаны варианты обработки плоскостей с помощью плоскошлифовальных станков.



Рис. 7. Схема обработки на плоскошлифовальных станках с обозначением движений: а-б - с горизонтальными шпинделями, работающими периферией шлифовального круга (а - с прямоугольным столом; б - с круглым столом); в-г - с вертикальными шпинделями, одношпиндельные, работающие торцом шлифовального круга (в - с круглым столом; г - с прямоугольным столом); д-е - двухшпиндельные станки, работающие торцом шлифовального круга (д - с двумя вертикальными шпинделями; е - с двумя горизонтальными шпинделями)

Краем круга шлифуются детали, имеющие жесткие допуски по отклонениям от плоскостности:

· стыки между ответственными изделиями, мерительные линейки, угольники, контрольные платформы;

· заготовки, имеющие пазы и буртики;

· изделия с малой толщиной со склонностью к короблению;

· заготовки с недостаточно жесткой поверхностью опоры и неустойчивым креплением на станке;

· изделия, у которых создаются выпуклости либо углубления.

Главными технологическими характеристиками, которые определяют шлифовальные режимы, всегда есть:

1. стойкость шлифовального круга;

2. мощность электродвигателя главного привода;

3. шероховатость шлифуемой поверхности;

4. заданная точность обработки.

Плоское шлифование является высокопроизводительным методом обработки плоских поверхностей разнообразных деталей машин из закаленных и незакаленных сталей, твердых сплавов, керамики и других материалов. Плоское шлифование обеспечивает высокую точность размеров, формы и расположения шлифованных поверхностей, высокое качество их поверхностного слоя. Благодаря значительной производительности плоское шлифование применяют вместо чистового строгания и фрезерования, а также вместо такой трудоемкой операции, как шабрение.

В зависимости от того, какая из поверхностей круга является рабочей, различают плоское шлифование периферией и торцом круга (рис. 8), при этом заготовки устанавливают на прямоугольном или круглом столе.

Плоское шлифование периферией круга (рис. 8,а) выполняется при возвратно-поступательном или вращательном движении касательной подачи. Шпиндель круга располагается горизонтально.

Возвратно-поступательное касательное движение подачи осуществляется прямоугольным столом станка 1, на котором устанавливают обрабатываемые заготовки 2. Осевое движение подачи осуществляется заготовкой или шлифовальным кругом периодически после каждого хода стола в касательном направлении или после каждого двойного хода. Подача на глубину (радиальная подача) осуществляется шлифовальным кругом периодически после завершения одного полного хода в осевом направлении перед началом другого хода.



а б

Рис. 8. Схемы шлифования плоскости периферией (а) и торцом (б) круга

При плоском шлифовании с вращательным движением подачи обрабатываемые заготовки устанавливают на круглом вращающемся столе станка.

Осевое движение подачи осуществляется шлифовальным кругом или заготовкой в направлении радиуса стола и является возвратно-поступательным; осевая подача задается в миллиметрах на оборот стола. Станки, работающие периферией круга, отличаются универсальностью. Их применяют в средне- и мелкосерийном производствах. Плоское шлифование торцом круга осуществляется при возвратно-поступательном, поступательном или вращательном касательном движении подачи. Шпиндель шлифовального круга располагается вертикально. Возвратно-поступательное касательное движение подачи выполняет стол станка 1, на котором закрепляют обрабатываемые заготовки 2. При поступательном движении касательной подачи стол станка и шлифовальная бабка неподвижны, заготовку устанавливают на специальный транспортер, который опирается на рабочую поверхность стола станка. Транспортер осуществляет движение касательной подачи, перемещая заготовки вдоль стола через зону обработки. При вращательном движении подачи шлифование выполняется одним или несколькими кругами.

6. Процесс и технология процесса

Формула скорости резания.

Скорость резания. Каждая точка обрабатываемой поверхности детали, например точка А, проходит в единицу времени, например в одну минуту, некоторый путь. Длина этого пути может быть больше или меньше, в зависимости от числа оборотов в минуту детали и от ее диаметра, и определяет собой скорость резания.

Скоростью резания называется длина пути, который проходит в одну минуту точка обрабатываемой поверхности детали.

Скорость резания измеряется в метрах в минуту и обозначается буквой v. Для краткости вместо слов «метров в минуту» принято писать м/мин.

Скорость резания при точении находится по формуле скорости резания:

где v -- искомая скорость резания в м/мин;

п -- отношение длины окружности к ее диаметру, равное 3,14;

D -- диаметр обрабатываемой поверхности детали в мм;

n -- число оборотов детали в минуту.

Произведение пDn в формуле должно быть разделено на 1000, чтобы найденная скорость резания по формуле была выражена в метрах.

Формула скорости резания читается так: скорость резания равна произведению длины окружности обрабатываемой детали на число оборотов ее в минуту, разделенному на 1000.

Расчёт скорости резания при точении и растачивании

Скорость резания рассчитывают по эмпирическим формулам, установленным для каждого вида обработки. Величина скорости резания определяется из условия сохранения периода стойкости режущего инструмента.

При продольном и поперечном точении, при растачивании скорость резания, м/мин, рассчитывают по формуле

, (1)

где:

Cv; xv; yv; mv - эмпирические коэффициент и показатели степени, приведённые для "стандартных" условий обработки.

Под "стандартными" условиями понимают:

обработка стали 45, с s_в = 750 МПа, без корки, режущим инструментом из твёрдого сплава Т15К6 и т.д.

- период стойкости режущего инструмента, мин;

- глубина резания, мм;

- подача, мм/об.

Реальные условия обработки зачастую существенно отличаются от "стандартных". Поэтому, для получения значения скорости резания в реальных условиях, вводится поправочный коэффициент k_v, учитывающий их отличие от "стандартных".

(2)



где:

- коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала

Скорость резания при отрезании, прорезании пазов и фасонном точении определяется по формуле

(3)

Определённая по формулам (1) и (3) скорость резания является расчетной и носит рекомендательный характер.

По расчётной скорости резания определяется требуемая частота вращения шпинделя станка, мин^-1

, (4)

где:

- диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

По паспортным данным станка подбирается n_ст ближайшее к расчётному, меньшее , паспортное значение частоты вращения шпинделя или (при выполнении лабораторных работ) ближайшее меньшее целое число, и определяется фактическая скорость резания, м/мин



(5)

Во всех дальнейших расчётах участвуют значения фактической скорости резания (V_ф) и паспортное значение частоты вращения шпинделя станка(n_ст)

7. Процесс и технология процесса

Формула подач на фрезерном станке.

Основными режимами резания при фрезерной обработке являются: подача на зуб, скорость резания, и толщина снимаемого слоя. Но в станке мы можем указать лишь обороты шпинделя и подачу в мм. в минуту. Как увязать основные режимы резания и быстро определить оптимальные подачу и обороты - об этом наша статья

Расчет параметров обработки для фрезерования, сверления и резьбонарезания

Vc: Скорость резания (м/мин) Dc: Расчтный диаметр фрезерного инструмента (мм) n: Частота вращения (об/мин) zn: Количество зубьев Q: Объем ударного материала (см3/мин)	Vf: Подача стола станка (скорость подачи) (мм/мин) fz: Подача на зуб (мм/зуб) р: Чиспло р ~ 3,14 Tc: Время резания (мин) fz: Подача на оборот (мм/об)

· Скорость резания



Частота вращения

· Подача стола санка

· Подача на зуб



· Подача на оборот

· Время обработки

· Объем удаленного материала

Размещено на Allbest.ru

...