Плоскости при лезвийной обработке можно обрабатывать различными методами (рис. 13.12).
Наиболее универсальным способом обработки является фрезерование, так как он позволяет выполнять как предварительную обработку со снятием больших припусков, так и чистовую окончательную обработку с достижением требуемого качества поверхности.
При выборе между фрезерованием торцовой или цилиндрической фрезами предпочтение желательно отдать торцовой фрезе, которая реализует формообразование следом инструмента и, тем самым, является более надежным способом достижения требуемого качества обрабатываемой поверхности, в отличие от копирования цилиндрической фрезой.
Современные твердые сплавы со сверхтвердыми покрытиями подгрупп применения 25, 30 позволяют работать с достаточно высокими скоростями, большими подачами и большими глубинами резания, что является гарантией высокой производительности при предварительной обработке. При чистовом фрезеровании с высокой скоростью резания твердыми сплавами подгрупп применения 05, 10 и 15 обеспечивается возможность выполнения окончательной обработки с достижением необходимого качества поверхности.
Ассортимент материалов режущих инструментов (рис. 13.13) для чистовой обработки дополнительно к твердым сплавам (ТС) может быть расширен использованием сверхтвердых материалов (СТМ): режущей керамики и композитов на основе алмазов и кубического нитрида бора (КНБ).
Мелкие частицы кубических фаз синтетического алмаза и нитрида бора впервые получены в конце 1950;х гг. методом каталитического синтеза при высоких статических давлениях.
Синтетические монокристаллы алмаза и КНБ, полученные искусственным путем, имеют малые размеры, поэтому для использования в качестве инструментального материала их соединяют (сращивают) в поликристаллы.
Поликристаллические композиционные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора появились на рубеже 60—70-х гг. прошлого века. Характерной особенностью таких материалов является наличие жесткого каркаса из сросшихся зерен алмаза или КНБ. Спекание порошков алмаза и КНБ, как правило, осуществляется в области термодинамической стабильности алмаза и КНБ при давлении 5—9 ГПа и температуре 1500—2000К.
При чистовой обработке особенно хорошо проявляет себя Композит-01 (эльбор).
Режущими инструментами из этого материала можно выполнять финишную обработку чугунных поверхностей со скоростью резания до 800 м/мин. При этом достигается высокая производительность при хорошей шероховатости поверхности. У торцовой фрезы целесообразно иметь в работе только один зуб (рис. 13.14).
Подготовка поверхности и нанесение лакокрасочных материалов
... лакокрасочных покрытий зависят от взаимодействия лакокрасочного материала с подложкой. Непременное условие формирования покрытия – смачивание поверхности подложки жидким лакокрасочным материалом. Типичные загрязнения металлов – это прокатная окалина и ржавчина. Наибольшую ...
Второй зуб необходим для придания инструменту сбалансированности.
Эльбор хорошо затачивается алмазными абразивными кругами. Режущей кромке можно придать геометрию Wiper , для чего нужно заточить ее с большим радиусом при вершине, например 2 мм. Это позволит выполнять обработку однозубой фрезой с большой минутной подачей, которая будет равна произведению подачи на один зуб на частоту вращения.
Например, при скорости резания 500 м/мин частота вращения фрезы диаметром 100 мм составит 1592 об/мин. При радиусе закругления вершины эльборового зерна г = 2,0 мм получение шероховатости Ra 1,25 мкм будет достигнуто при подаче на зуб (и на оборот) s = Q, 14yJrRa = 0,31 мм/об и минутной подаче 498 мм/мин.
Твердые сплавы группы применения К малых номеров подгрупп К05, К10 хорошо обрабатывают стальные закаленные поверхности на скорости резания v = 25 м/мин; сплавы со специальными покрытиями — на v = = 50 м/мин; черная режущая керамика (сплав А12 03 с карбидом титана TiC) — на v -100 м/мин; композиты эльбор и гексанит-Р — на v = 100 м/мин.
Чистовое фрезерование вполне может исключить необходимость шлифования плоскостей. Определенные требования предъявляются к станку, особенно к точности его шпиндельного узла: малые радиальные и осевые биения шпинделя, перпендикулярность расположения оси шпинделя к направлениям подачи. На рис. 5.11 было показано возникновение погрешностей в виде уступов на обработанной поверхности по причине неперпендикулярности оси вращения фрезы к направлениям подачи.
Корпуса редукторов, коробок передач, коробок скоростей и шпиндельных бабок металлорежущих станков из-за значительных габаритных размеров имеют массу в сотни и тысячи килограммов. Масса благоприятно влияет на гашение вибраций, поэтому не всегда целесообразно уменьшать ее. Отдельные части таких массивных деталей коробчатой формы под воздействием сил тяжести всегда будут отклоняться от того положения, которое они приняли бы в состоянии невесомости.
Увеличение толщины стенок с целью повышения жесткости детали уменьшает деформации корпуса, возникающие под воздействием внешних и внутренних сил, но не сил гравитации. Одновременное увеличение массы приведет к неизбежному увеличению деформации. Приходится признать, что силы гравитации составляют исключение из всех прочих сил, и для преодоления их воздействия нужно искать иные пути (26, «https:// «).
Нельзя исключить такое решение проблемы, как уменьшение массы корпуса за счет уменьшения его габаритных размеров при сохранении механизмом внутри корпуса всех функциональных показателей узла. Например, такое решение может быть найдено при модернизации редуктора путем замены вида зубчатых передач с уменьшением модулей колес.
Смысл данного отступления от технологических решений к конструкторским состоит в призыве расширить взгляд на проблему анализа технологичности конструкции и не ограничиваться показателями удобства выполнения обработки.
Массивные заготовки иод действием сил тяжести претерпевают значительные деформации. Если такую заготовку произвольно, без специальной выверки, установить на стол станка для выполнения механической обработки, то велика вероятность, что она окажется в деформированном состоянии. В этом состоянии на начальных технологических переходах у заготовки обработают базовые поверхности. Затем от обработанных баз параллельно, перпендикулярно или в заданном угловом положении обработают другие поверхности. Может показаться, что требуемая точность достигнута. Однако после изменения положения заготовки в пространстве во многих случаях выясняется, что заключение о достигнутой высокой точности ошибочно.
Технологическая оснастка» : «Установочные элементы станочных ...
Наиболее значительную долю в общем парке технологической оснастки составляют приспособления, применяемые для установки и закрепления заготовок деталей, обрабатываемых на металлорежущих станках. Установочными элементами ... силы зажима Второй способ Основные опоры приспособления жестко связаны с его корпусом. При наличии погрешностей формы и размеров заготовок они всегда должны обеспечить установку ...
Деформации заготовок под действием сил тяжести значительны. В зависимости от массы и жесткости конструкции они могут достигать десятых долей и целых миллиметров, а точность формы и расположения поверхностей многих готовых деталей регламентирована тысячными и сотыми долями миллиметра. Разница в сто раз!
Зачастую в заводской технологической документации в надежде на высокую квалификацию рабочих указано: «Заготовку выверить и закрепить». Однако и при высокой квалификации задача достижения точности окажется недостижимой, если рабочий не владеет методикой выверки заготовки с учетом преодоления деформаций от сил тяжести.
Особенно важно путем выверки компенсировать деформации, происходящие под действием сил тяжести при фрезеровании плоскостей, которые в дальнейшем будут использованы в качестве установочных баз.
Показателен следующий эксперимент (рис. 13.15).
Установим заготовку на три жесткие опоры 1, 2 и 3 одинаковой высоты, под четвертый угол подведем регулируемую опору 4 без касания основания заготовки. На виде в плане рис. 13.15, а показано расположение опор. Опоры 1 и 2 следует разместить под тяжелой стороной детали.
При распознании тяжелой стороны возможны три случая:
- 1) иногда тяжелая сторона конструкции столь очевидна, что выбор не вызывает сомнений;
- 2) если деталь симметрична, то на сторону, размещенную на опорах 1 и 2, можно добавить небольшой груз;
- 3) в наиболее сложных случаях для определения тяжелой стороны следует убедиться, что заготовка стоит на опорах 1 и 2. Если эта сторона не является тяжелой, то заготовку можно покачать на двух диагонально расположенных опорах (1 и 4, 2 и 3 ), прилагая сравнительно небольшое усилие.
Перейдем к рассмотрению рис. 13.15, б. Если не касаться регулируемой опорой основания заготовки, угол 4 отвиснет. Над четвертым углом разместим индикаторные часы и обнулим показания на их шкале отсчета.
При подъеме в момент касания заготовки регулируемой опорой начнется отсчет величины подъема угла 4. На углах 7, 2 и 3, в зависимости от жесткости детали, подъем некоторое время происходить не будет. Как только будет зафиксировано начало отрыва заготовки от одной из опор 2 или 3 (ближайшей к опоре 4 ), подъем необходимо прекратить.
а — расположение опор; б — установка заготовки в нейтральное положение; 1,2,3 —
жесткие опоры; 4 — регулируемая опора Для проверки момента отрыва можно использовать один из двух приемов:
Расчет механизма подъема мостового крана (2)
1 Предварительный расчет По номинальной грузоподъемности Q = 8 тc и режиму работы выбираем крюк однорогий тип А №15 ГОСТ 6627-74 [1], с ... д = где [у] сж = МПа к - коэффициент запаса прочности для крюковых кранов к =4,25 [1], приложение XV д = Толщина стенки должна быть не менее ... l Д = 465 мм Рис.7. Схема к расчету оси барабана Реакции в опорах R A = Н R B = 2 . Smax - RA = 2. 20284-17530=23040 ...
- 1) совмещать подъем угла 4 с попытками сместить в горизонтальной плоскости опоры 2 или 3
- 2) установить дополнительные индикаторы над опорами 2 и 3.
При использовании приема 1 в момент отрыва заготовка теряет контакт с опорой 2 или 3У опору можно без больших усилий сдвинуть в сторону.
При использовании приема 2 некоторое время дополнительные индикаторы над опорами 2 и 3 не фиксируют никакого изменения положения заготовки в вертикальной плоскости, в то время как индикатор над регулируемой опорой 4 показывает величину подъема угла. В определенный момент начинается подъем заготовки над опорой 2 или 3. Металлическая заготовка ведет себя как упругая, похожая на резиновую, но со значительно большей жесткостью.
Следует зафиксировать величину подъема Д в пределах упругости до того момента, пока начнется подъем над опорой 3 или 2.
Полную величину подъема Д угла 4 нужно разделить на 2. Последующую обработку заготовки, в том числе верхней плоскости, следует выполнять в положении подъема Д/2. Верхнюю плоскость в дальнейшем можно использовать в качестве базы.
Эксперимент всегда производит впечатление на всех, кто до этого не сталкивался с данной проблемой.
Описанный способ выверки заготовок на начальных операциях обработки уменьшает негативное воздействие деформаций на точность обработки крупногабаритных корпусных деталей. Выполнение данного способа приближает поверхности заготовок к положению, которое они примут в состоянии невесомости. Это положение будем называть «нейтральным». Именно это положение заготовки изображено сплошными линиями на рис. 13.15, б.
Если габариты детали не столь велики, то достижение положения, близкого к «нейтральному», возможно при установке заготовки на три жесткие опоры. Две опоры должны располагаться по углам более тяжелой стороны, а третья опора — посредине противоположной, более легкой стороны.
