35.Состав и свойство резин. Приготовление резиновых смесей.Методы формообразование деталей из резины: прессование, литье под давление. Вулканизация.

Резиной называется продукт специальной обработки (вулканизации) каучука и серы с различными добавками.

Резина отличается от других материалов высокими эластическими свойствами, которые присущи каучуку - главному исходному материалу резины. Для резиновых материалов характерна высокая стойкость к истиранию, газо- и водонепроницаемость, химическая стойкость, электроизолирующие свойства и небольшая плотность.

Состав и классификация резин. Основой всякой резины служит каучук натуральный (НК) или синтетический (СК), который и определяет основные свойства резинового материала. Для улучшения физико-механических свойств каучуков вводятся различные добавки (ингредиенты). Таким образом, резина состоит из каучука и ингредиентов, рассмотренных ниже. 1. Вулканизующие вещества (агенты) участвуют в образовании пространственно-сеточной структуры вулканизата. Обычно в качестве таких веществ применяют серу и селем, для некоторых каучуков перекиси. Для резины электротехнического назначения вместо элементарной серы (которая взаимодействует с медью) применяют органические сернистые соединения — тиурам (тиурамовые резины).

Противостарители (антиоксиданты) замедляют процесс старения резины, который ведет к ухудшению ее эксплуатационных свойств. Существуют противостарители химического и физического действия. Действие первых заключается в том, что они задерживают окисление каучука в результате окисления их самих или за счет разрушения образующихся перекисей каучука (применяются альдольнеозон Д и др.). Физические противостарители (парафин, воск) образуют поверхностные защитные пленки, они применяются реже.

Мягчители (пластификаторы) облегчают переработку резиновой смеси, увеличивают эластические свойства каучука, повышают морозостойкость резины. В качестве мягчителей вводят парафин, вазелин, стеариновую кислоту, битумы, дибутилфталат, растительные масла. Количество мягчителей 8 — 30% от массы каучука.

Специальные резины подразделяются на несколько видов: маслобензостойкие, теплостойкие, светоозоностойкие, износостойкие, электротехнические, стойкие к гидравлическим жидкостям.

Вулканизация — технологический процесс взаимодействия каучуков с вулканизующим агентом, при котором происходит сшивание молекул каучука в единую пространственную сетку. При этом повышаются прочностные характеристики каучука, его твёрдость и эластичность, снижаются пластические свойства, степень набухания и растворимость в органических растворителях. Вулканизующими агентами могут являться: сера, пероксиды, оксиды металлов, соединения аминного типа и др. Для повышения скорости вулканизации используют различные ускорители

Вопрос №36

Понятие о механической обработке. Место и роль механической обработки в машиностроении. Методы формообразования поверхностей деталей машин (копировании, следов, касания…) их схемы.

Одна из главных задач машиностроения дальнейшее развитие, совершенствование и разработка новых технологических методов обработки заготовок, деталей машин, применение новых конструкционных материалов и повышение качества обработки деталей. Особенно большое внимание уделяется чистовым и отделочным технологии методам обработки, объем которых в общей трудоемкости обработки деталей постоянно возрастает. Наряду с механической обработкой резанием применяют методы обработки пластическим деформированием, с использованием химической, электрической, световой, лучевой и других видов энергий.

Весьма прогрессивны комбинированные методы обработки. Пространственную форму деталей определяет сочетание различных поверхностей. Для облегчения обработки используют простые геометрические поверхности. Геометрическая поверхность представляет собой совокупность последовательных положений (следов) одной производящей линии, называемой образующей, движущейся по другой производящей линии называемой направляющей. При обработке поверхностей на металлорежущих станках образующие и направляющие линии в большинстве случаев отсутствуют. Они воспроизводятся комбинацией движения заготовки и инструмента, скорости которых согласованны между собой.

Механическая обработка заготовок деталей машин реализует 4 метода формообразования поверхностей:

1. Копирование – состоит в том, что режущая кромка инструмента соответствует форме образующей, обрабатываемой поверхности детали (рис.1). Направляющая линии 2 воспроизводится вращением заготовки. Главное движение здесь является формообразующим. Движение подачи необходимо для того, чтобы получить геометрическую поверхность определенного размера. Метод копирования широко используют при обработке фасонных поверхностей деталей на различных металлорежущих станках.

2. Метод следов(рис.2), состоит в том, что образующая линия 1 является траекторией движения точки режущей кромки инструмента, а направляющая линия 2 – траекторией движения точки заготовки. Движение резания формообразующая.

3. Метод касания – образующей линией 1 служит режущая кромка инструмента, а направляющая линия 2 поверхности касательная к ряду геометрических вспомогательных линий – траекториям точек режущей кромки инструмента. Здесь формообразующим является только движение подачи.

4. Метод обкатки (огибания) – направляющая линия 2 воспроизводится вращением заготовки. Образующая линия 1 получается как огибающая кривая к ряду последовательных положений режущей кромки инструмента относительно заготовки благодаря согласованию двух движений подачи. Скорости движений согласуют так, что за время прохождения круглым резцом расстояния L, он делает один полный оборот относительно своей оси вращения.

Вопрос №37. Методы обработки резанием (точение, сверление, фрезерование), их схемы. Основные и вспомогательные движения при обработке резанием. Поверхности, образующиеся на заготовке при обработке резанием.

Обработка Ме резанием – это процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя Ме в виде стружки для получения необходимой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей детали. Чтобы срезать с заготовки слой Ме, необходимо режущему инструменту и заготовке сообщить относительные движения. Инструмент и заготовку устанавливают и закрепляют в рабочих опорах станков, обеспечивающих эти относительные движения: в шпинделе, на столе, в револьверной головке. Движения рабочих органов станков подразделяют на движения резания, установочные и вспомогательные. Движения, которые обеспечивают срезание с заготовки слоя Ме или вызывают изменение расстояния обработанной поверхности заготовки, называют движениями резания. К ним относят главное движение и движение подачи.

За главное принимают движение, определяющее скорость деформирования и отделения стружки, за движение подачи – движение, обеспечивающее врезание режущей кромки инструмента в материал заготовки. Эти движения могут быть непрерывными или прерывистыми, а по своему характеру вращательными, поступательными, вращательно-поступательными. Скорость главного движения обозначают v, величину подачи S.

Движения, обеспечивающие взаимное положение инструмента и заготовки для срезания с нее определенного слоя материала, называют установочными. К вспомогательным движениям относят транспортирование заготовки, закрепление заготовок и инструмента, быстрые перемещения рабочих органов станка и др.

Характеристика метода точения. Технологический метод формообразования поверхностей заготовок точением характеризуется двумя движениями: Вращательным движением заготовки (скорость резания) и поступательным движением режущего инструмента – резца (движение подачи). Движение подачи осуществляется параллельно оси вращения заготовки (продольная подача), перпендикулярно к оси вращения заготовки (наклонная подача).

Разновидности точения: обтачивание – обработка наружных поверхностей; подрезание – обработка плоских поверхностей; резка – разделение заготовки на части или отрезка готовой детали от заготовки – пруткового проката.

На вертикальных автоматах, автоматах и токарно-карусельных станках, заготовки имеют вертикальную ось вращения, на токарных станках другого типа – горизонтальную. На токарных станках выполняют черновую, получистовую и чистовую обработку поверхностей заготовок.

Характеристика метода сверления. Сверление – распространенный метод получения отверстия в сплошном материале. Сверлением получают сквозные и несквозные отверстия и обрабатывают полученные отверстия в целях увеличения их размеров, повышения точности и снижения шероховатости поверхности.

Сверление осуществляют при сочетании вращательного движения инструмента вокруг оси – главного движения и поступательного движения вдоль оси – движения подачи. Оба движения на сверлильном станке сообщают инструменту.

Процесс резания инструмента при сверлении протекает в более сложных условиях, чем при точении. В процессе резания затруднены отвод стружки и подвод охлаждающей жидкости к режущим кромкам инструмента. При отводе стружки происходит трение ее о поверхность канавок сверла и сверла о поверхность отверстия.

В результате повышается деформация стружки и тепловыделение. На увеличение деформации стружки влияет изменение скорости резания вдоль режущей кромки от максимального значения периферии

сверла до нулевого значения у центра.

Характеристика метода фрезерования. Фрезерование – один из высокопроизводительных и распространенных методов обработки поверхностей заготовок многолезвийным режущим инструментом – фрезой.

Технологический метод формообразования поверхностей фрезерованием характеризуется плавным вращательным движением инструмента и обычно поступательным движением подачи. Подачей может быть и вращательное движение заготовки вокруг оси вращающегося стола или барабана.

На фрезерных станках обрабатывают горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости, фасонные поверхности, уступы и пазы различного профиля.

Особенность процесса фрезерования – прерывистость резания каждым зубом фрезы. Зуб фрезы находится в контакте с заготовкой и выполняет работу резания только на некоторой части оборота, а затем продолжает движение, не касаясь заготовки, до следующего времени.

Вопрос №38.Понятие об элементах резания при точении( скорость резания, подача, глубина резания). Их определения и влияние на процесс резания.

Скоростью главного движения резания v называют расстояние, пройденное точкой режущей кромки инструмента относительно заготовки в единицу времени. Эта скорость измеряется в м/с. Если главное движение резания вращательное (точение), то скорость главного движения резания, м/с, v=πDзагn/(1000*60),

Где Dзаг- наибольший диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм; n-частота вращения заготовки в минуту. Если главное движение возвратно- поступательное, а скорости рабочего и вспомогательного ходов различны, то скорость главного движения резания, м/с, v=Lm(к+1)/(1000*60),

Где L-расчетная длина хода инструмента, мм; m-число двойных ходов инструмента в минуту; к- коэффициент, показывающий соотношение скоростей рабочего и вспомогательного ходов.

Подачей S называют путь точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за один ход заготовки или инструмента. Подача в зависимости от технологического метода обработки измеряется в мм/об- для точения и сверления; мм/дв. Ход- для строгания и шлифования. На станках с ЧПУ велечина подачи может непрерывно изменяться в процессе обработки заготовки в соответствии с задаваемой программой управления. В адаптивных системах ЧПУ подача может автоматически изменяться по результатам измерения шероховатости обработанной поверхности заготовки( самонастраивающаяся система ЧПУ).

Глубиной резания t называют расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями заготовки, измеренное перпендикулярно к последней. Глубину резания задают на каждый рабочий ход инструмента относительно обрабатываемой поверхности. Глубина резания измеряется в мм. При точении цилиндрической поверхности глубину резания определяют как полуразность диаметров до и после обработки: t=(Dзаг-d)/2, где d- диаметр обработанной поверхности заготовки.

Вопрос №39 Конструктивные элементы токарного резца: передняя поверхность, главная задняя поверхность, вспомогательная задняя поверхность, главная режущая кромка, вспомогательная режущая кромка, вершина резца. Схема их расположения на режущей части резца.

Токарный прямой проходной резец имеет 2 части – присоединительная часть I (который служит для закрепления резца в резцедержатель) и режущая часть II, с помощью которой осуществляется съем стружки. Режущая часть резца образуется при заточке и имеет следующие элементы: переднюю поверхность 1, по которой проходит стружка(обращена по ходу относ-го раб-го движения в сторону срезаемогог слоя); главную заднюю поверхность 2, обращенную к поверхности резания заготовки; вспомогательную заднюю поверхность 5, обращенную к обработанной поверхности заготовки; главную режущую кромку 3 и вспомогательную 6; вершину 4. Инструмент затягивают по передним и задним поверхностям.

Геометрические параметры режущей части токарного резца. Углы токарного резца в плане и их влияние на процессы резания и качество обработанной поверхности.

Положение передних и задних поверхностей, главной и вспом-ых режущих кромок координирующиеся относ-но корпуса интстр-та системой угловых параметров = наз-ся Геометрические параметры. существенное влияние на процесс резания и качество обработки.

У токарного резца различают главные и вспомогательные углы, которые распределяют исходя из следующих условий: ось резца перпендикулярна к линии центров станка, совершается главное движении резания.

Главный передний угол гамма измеряют в главной секущей плоскости между следом передней поверхности и следом плоскости, перпендикулярной к следу плоскости резания. Передний угол гамма оказывает существенное влияние на процесс резания. С увеличением угла гамма уменьшается деформируется срезаемого слоя, т.к. инструмент легче врезается в материал, снижаются сила резания и расход мощности. Одновременно улучшаются условия схода стружки, а качество обработанной поверхности заготовки повышается. Чрезмерное увеличение угла гамма приводит к снижению прочности главной режущей кромки, увеличению износа в следствии выкрашивания, ухудшению цепной теплоотвода от режущей кромки.

При обработке деталей из хрупких и твердых материалов для повышения стойкости резца следует назначать меньшие значения угла гамма, иногда даже отрицательные. При обработке деталей из мягких и вязких материалов передний угол увеличивают.

Главный задний угол альфа измеряют в главной секущей плоскости между следом плоскости резания и следом главной задней поверхности. Наличие угла альфа уменьшает трение между главной задней поверхностью инструмента и поверхностью резания заготовки, что уменьшает износ инструмента по главной задней поверхности.

Вспомогательный задний угол альфа1, измеряют во вспомогательной секущей плоскости между следом вспомогательной задней поверхности и следом плоскости, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно к основной плоскости. Наличие угла альфа1 уменьшает трение между вспомогательной задней поверхностью инструмента и обработанной поверхностью заготовки.

Главный угол в плане фи – угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи – оказывает значительное влияние на шероховатость обработанной поверхности. С уменьшением угла фи шероховатость обработанной поверхности снижается. Одновременно увеличивается активная рабочая длина главной режущей кромки. Сила и температура резания, приходящаяся на единицу длины кромки, уменьшается, что снижает износ инструмента.

С уменьшением угла фи возрастает сила резания, направленная перпендикулярно к оси заготовки и вызывающая ее повышенную деформацию. С уменьшением угла фи возможно возникновение вибраций в процессе резания, снижающих качество обработанной поверхности.

Вспомогательный угол в плане фи1 – угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением, обратным движению подачи. С уменьшением угла фи1 шероховатость обрабатываемой поверхности снижается, увеличивается прочность вершины резца и снижается его износ.

Угол наклона главной режущей кромки лямбда – измеряют в плоскости, проходящей через главную режущую кромку резца перпендикулярно к основной плоскости, между главной режущей кромкой и линией проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости. С увеличением угла лямбда качество обработанной поверхности ухудшается.

Угол наклона главной режущей кромки токарного резца. Схема его определения и его влияние на процесс резания

Угол наклона главной режущей кромки токарного резца и его влияние на процесс резания

Главная режущая кромка может быть парал. или наклонена под некоторым углом к коорд. плоскости XY.

Резцы своими нижними опорными плоскостями совмещены с плоскостью XY

Угол наклона главной режущей кромки λ влияет на массивность резца и направления схода стружки. При нулевом или положительном λ стружка сходит в направлении обратном подаче, при этом наматывается на заготовку и царапает поверхность. С другой стороны делает головку резца более массив ной и более стойкой.

Поэтому при обдирочных работах принимают положительное значение λ до +5.

У резцов с отрицательным значением λ направления схода стружки обратное, т.е. от обработанной поверхностик обрабатываемой, но при этом ослабляется головка резца. применяется для чистовой обработке