- •Введение
- •Раздел № 1. Физико-механические основы обработки металлов резанием
- •1.1. Классификация движений в металлорежущих станках. Схемы обработки
- •1.2. Методы формообразования поверхностей деталей машин
- •1.3. Режим резания и геометрия срезаемого слоя
- •1.4. Элементы токарного проходного резца. Определение углов резца
- •1.5. Геометрия инструмента и ее влияние на процесс резания и качество обработанной поверхности
- •1.6. Физическая сущность процесса резания
- •1.7. Силы резания
- •1.8. Наростообразование при резании металлов
- •1.9. Упрочнение при обработке резанием
- •1.10. Тепловые явления процесса резания
- •1.11. Трение, износ и стойкость инструмента
- •1.12. Влияние вибраций на качество обработки
- •Раздел № 2. Лезвийная обработка заготовок деталей машин резанием
- •2.1. Общая характеристика лезвийной механической обработки резанием
- •2.2. Точение
- •Токарные резцы
- •Режим резания
- •1) Глубина резания t, [мм] – толщина слоя материала, срезаемая за один рабочий ход резца.
- •Проверка элементов режима резания по мощности электродвигателя станка
- •Нормирование токарной операции
- •Технологические требования к конструкциям деталей, обрабатываемых точением
- •2.3. Сверление
- •Режущий инструмент
- •Основные операции обработки заготовок на сверлильных станках
- •Режим резания
- •Технологические требования к конструкциям деталей, обрабатываемых сверлением
- •2.4. Фрезерование
- •Технологические требования к конструкциям деталей, обрабатываемых фрезерованием
- •2.5. Протягивание
- •Протяжки
- •Элементы круглой протяжки (рис. 2.5.1)
- •Геометрия зуба протяжки
- •Технологические требования к конструкциям деталей, обрабатываемых протягиванием
- •2.6. Строгание
- •Технологические требования к конструкциям деталей, обрабатываемых строганием
- •Раздел № 3. Абразивная и отделочная обработка заготовок деталей машин резанием
- •3.1. Общая характеристика абразивной механической обработки резанием
- •Основные характеристики абразивного инструмента
- •3.2. Шлифование
- •3.3. Притирка
- •3.4. Хонингование
- •3.5. Суперфиниширование
- •3.6. Полирование
- •Раздел № 4. Электрофизические и электрохимические методы обработки заготовок деталей машин
- •4.1. Общая характеристика электрофизических и электрохимических методов обработки
- •4.2. Электроэрозионная обработка
- •Область применения ээо
- •Методы ээо
- •4.3. Электрохимическая обработка
- •Сущность метода эхо
- •4.4. Химическая обработка
- •Особенности химического травления
- •4.5. Ультразвуковая обработка
- •4.6. Лучевые методы обработки
- •Электронно-лучевая обработка
- •Светолучевая обработка
- •4.7. Плазменная обработка
- •4.8. Комбинированные физико-химические методы обработки
- •Химико-механическая обработка
- •Ультразвуковая механическая обработка
- •Плазменно-механическая обработка
Федеральное агентство по образованию
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
(СибАДИ)
Кафедра «Конструкционные материалы и специальные технологии»
Физико-химические процессы
при обработке металлов
Конспект лекций
для специальностей 190601 Автомобили и автомобильное хозяйство, 140501 Двигатели внутреннего сгорания, 190201 Автомобиле- и тракторостроение
Омск
2007
Введение
Курс «Физико-химические процессы при обработке металлов резанием» является основополагающей общеинженерной дисциплиной для специальностей машиностроительного профиля и служит базой для изучения специальных технологических дисциплин. Цель этой дисциплины – дать будущим специалистам углубленные знания по теории резания материалов и физико-химическим процессам, сопровождающим обработку материалов резанием.
Основные задачи дисциплины – изучение физико-химических основ процесса резания материалов и физико-химических процессов при электрофизических и электрохимических процессах обработки материалов.
В результате изучения дисциплины обучаемые должны знать физико-химическую сущность процессов, протекающих при снятии слоя материала с обрабатываемой поверхности при обработке заготовок деталей машин.
При изучении курса рассматривается 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 технологическим методам обработки, объем которых в общей трудоемкости обработки деталей постоянно возрастает. Наряду с механической обработкой резанием рассматриваются методы обработки с использованием химической, электрической, световой, лучевой и других видов энергий. Весьма прогрессивны комбинированные методы обработки.
Раздел № 1. Физико-механические основы обработки металлов резанием
План тем раздела:
1.1. Классификация движений в металлорежущих станках. Схемы обработки резанием
1.2. Методы формообразования поверхностей деталей машин
1.3. Режим резания и геометрия срезаемого слоя
1.4. Элементы токарного проходного резца. Определение углов резца
1.5. Геометрия инструмента и ее влияние на процесс резания и качество обработанной поверхности
1.6. Физическая сущность процесса резания
1.7. Силы резания
1.8. Наростообразование при резании металлов
1.9. Упрочнение при обработке резанием
1.10. Тепловые явления процесса резания
1.11. Трение, износ и стойкость инструмента
1.12. Влияние вибраций на качество обработки
1.1. Классификация движений в металлорежущих станках. Схемы обработки
резанием
Обработка металлов резанием – это процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла в виде стружки для получения необходимой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей детали.
Чтобы срезать с заготовки слой металла, необходимо режущему инструменту и заготовке сообщить относительные движения. Инструмент и заготовку устанавливают и закрепляют в рабочих органах станков, обеспечивающих эти относительные движения: в шпинделе, на столе, в револьверной головке и т. д.
Движения рабочих органов станков подразделяют на движения резания, установочные и вспомогательные. Движения, которые обеспечивают срезание с заготовки слоя металла или вызывают изменение состояния обработанной поверхности заготовки, называют движениями резания. К ним относят главное движение и движение подачи.
За главное движение 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, возвратно-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.
Д ля любого процесса резания можно составить схему обработки. На схеме условно изображают обрабатываемую заготовку, ее установку и закрепление на станке, закрепление и положение инструмента относительно заготовки, а также движения резания (рис. 1.1.1). Инструмент показывают в положении, соответствующем окончанию обработки поверхности заготовки. Обработанную поверхность на схеме выделяют другим цветом или утолщенными линиями. На схемах обработки показывают характер движений резания и их технологическое назначение, используя условные обозначения. Существуют подачи: продольная Sпр, поперечная Sп, вертикальная Sв круговая Sкр, окружная Sо и др. В процессе резания на заготовке различают обрабатываемую поверхность 7, обработанную поверхность 8 и поверхность резания 2 (см. рис. 1.1.1, а).
Рис. 1.1.1. Схемы обработки заготовок:
а – точением; б – растачиванием; в – сверлением; г – фрезерованием;
д – шлифованием на круглошлифовальном станке;
е – шлифованием на плоскошлифовальном станке