Процессы обработки заготовок. Часть I Методы механической обработки п

когерентностью, то есть с колебаниями в излучаемом свете практически одной фазы и частоты.

Направленный когерентный световой луч обладает огромной световой и тепловой энергией.

На рис. 10.9 приведена схема лазера. Стержень 5, представляющий собой рубин с зеркально посеребренным торцом 4 и полупрозрачно посеребренным торцом 7, укреплен пружиной 2 в держателе 9, оканчивающемся стеклянной трубкой 3. Охлаждение трубки происходит при пропускании газа по каналам 1 и 10. Световой импульс лампы-вспышки 6 от источника импульсного питания 11 возбуждает атомы хрома в рубиновом стержне 5.

После прекращения импульса возбужденные атомы возвращаются к исходному уровню, освобождая энергию в виде излучения в видимой или инфракрасной части спектра. Это излучение проявляется в форме светового луча 8, имеющего большую удельную мощность и обладающего способностью нагревать заданную точкуобрабатываемой поверхности до высоких температур.

Рис. 10.9. Схема лазера

Этот метод обработки применяют для получения отверстий малых диаметров, резки материалов с высокой твердостью (алмазов, платины, рубинов и др.) по заданному контуру, прорезки пазов и т.п.

221

Ультразвуковая обработка применяется для изготовления деталей из хрупких материалов (стекла, керамики, фарфора, твердых сплавов). Метод основан на использовании ультразвуковых колебаний инструмента, осуществляемых с помощью магнитострикционных вибраторов. Магнитострикционный эффект основан на способности некоторых материалов изменять свои геометрические размеры в магнитном поле. Такими свойствами обладает никель. Магнитострикционные вибраторы позволяют получить частоты колебаний 20–30 кГц. Для получения этих колебаний используют пьезоэлектрический эффект, основанный на способности некоторых материалов изменять свои геометрические размеры под воздействием электрического поля. Это свойство наиболее выражено укристалловкварца и титанита бария.

При наличии ультразвуковых колебаний в жидких средах возникает кавитация – образование в жидкости небольших кавитационных пузырьков. Эти пузырьки неустойчивы. При их разрушении возникают силы, сопровождающиеся гидравлическим ударом. Если вблизи этих пузырьков будет находиться твердое тело, то под действием гидравлического удара оно будет подвергнуто разрушению. На поверхности образуются мелкие раковины.

Если в зону обработки непрерывно подавать абразивную суспензию из мельчайших частиц алмазной пыли, карбида бора или карбида кремния, то под воздействием высокочастотных колебаний инструмента-магнитостриктора 3 (рис. 10.10) абразивные частицы с большой скоростью будут ударяться об обрабатываемую поверхность, разрушая ее. На резонансной высоте амплитуда колебаний магнитострикционных вибраторов составляет 5–10 мкм. Для повышения эффективности ультразвуковой обработки необходимо, чтобы торец инструмента вибрировал с амплитудой 0,03–0,1 мм. Для достижения этой цели применяют усилители колебаний. Конический стержень (концентратор) 3 изготавливается из высокопрочного металла, обладающего высокими антифрикционными свойствами и износостойкостью от разрушающего воздействия абразива.

222

			Производительность
			процесса зависит от свойств
			обрабатываемого материала,
			амплитуды и частоты коле-
			баний инструмента и зерни-
			стости	абразивного мате-
			риала.
			На	машиностроитель-
			ных заводах ультразвуковой
			метод обработки отверстий
			в заготовках из закаленных
			сталей, жаропрочных и тита-
			новых сплавов, карбида воль-
	Рис. 10.10. Схемаультразвуковой		фрама и молибдена, стекла,
			графита, керамикиит.п.
обработки: 1 – магнитострикционный
	вибратор; 2 – концентратор;		Точность обработки за-
			висит от величины абразив-
3 – инструмент; 4 – соплодляподачи
суспензии; 5 – заготовка; 6 – водадля			ных частиц, она может быть
охлаждениявибратора; 7 – выходные			получена в пределах 0,005–
	концыобмоткивибраторадля		0,04 мм.
подключениякгенераторувысокой			Ультразвуковая обра-
	частоты		ботка достаточно часто при-

меняется в сочетании с электроискровой обработкой. Предварительная обработка производится электроискровым методом, чистовая – ультразвуковым методом.

223

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вучебном пособии в обобщенном и систематизированном виде приведены сведения из различных литературных источников, в том числе из учебников и научно-технических отчетов передовых предприятий и научно-исследовательских организаций.

Вучебном пособии изложены основные методы механической обработки поверхностей деталей машин, раскрыта сущность этих методов, их технологические возможности, область применения, оборудование и инструмент, применяемые при их реализации, даны рекомендации по параметрам режима обработки.

Врезультате изучения настоящего пособия студенты должны получить ясное представление о методах и приемах получения исходных заготовок, существующих методах обработки заготовок без удаления материала и методах обработки различных поверхностей и сочетания поверхностей заготовок путем изменения их формы и размеров в результате лезвийного, абразивного, электрофизического и электрохимического воздействия.

Кроме того, они должны составить себе четкое представление об областях применения этих методов.

Знания, полученные студентами при изучении настоящего пособия, позволят им освоить дисциплину «Технология машиностроения» и использовать эти знания при выполнении курсовых

идипломных проектов.

224

Приложение

Таблица П.1

Ориентировочные значения шероховатости поверхностей без механической обработки

	Видисходной		Шероховатость
		Материал	поверхности, мкм
	заготовки
			(Классычистоты, мкм)
	1	2	3
	Литьеподдавлением	Латунь	отRz = 80,0 доRa = 2,5 (4–6 кл.)
		Силумин	отRz = 40,0 доRа= 0,63 (5–7 кл.)
		Цинковыесплавы	Rа= 0,63–2,5 (6–8 кл.)
	Круглыйхолодный	Сталь	Rа= 0,32–2,5 (6–8 кл.)
	прокат(калиброванный)	Латунь	Rа= 0,16–1,25 (7–9 кл.)
	Прокаттрубы	Дюралюминий	Rа= 0,32–1,25 (7–8 кл.)
	Прокатлистовой	Сталь	Rа= 0,32–2,5 (6–8 кл.)
		Латунь	Rа= 0,16–1,25 (7–9 кл.)
	Прокатленты	Сталь	Rа= 0,32–1,25 (7–8 кл.)
		Латунь, бронза	Rа= 0,08–0,63 (8–10 кл.)
	Штамповка, вытяжка	Латунь	Rа= 0,032–2,5 (6–8 кл.)
	Прокатпослеобдувки	Сталь	отRz = 40,0 доRа= 2,5 (5–6 кл.)
	песком	Дюралюминий	отRz = 40,0 доRа= 2,5 (5–6 кл.)
	Пластмассы	Безмеханической	Rа= 0,02–0,63 (8–12 кл.)
	прессованные	обработки

				Таблица П.2
		Микрогеометрия поверхности
	Классы чистоты		Шероховатость поверхности
	До 1952 года	С 1952 года	С 1973 года по настоящее время
		по 1973 год	Ra (мкм)	Rz (мкм)
	1	2	3	4
	1	1	(40–80)	160–320
	2	2	(20–40)	80–160
	3	3	(10–20)	40–80
	4	4	(5–10)	20–40
	5	5	2,5–5	(10–20)
	6	6	1,25–2,5	(6,5–10)
	7	7	0,63–1,25	(3,2–6,5)
	8	8	0,32–0,63	(1,6–3,2)

225

Окончание табл. П.2

1	2	3	4
9	9	0,16–0,32	(0,8–1,6)
10	10	0,08–0,16	(0,4–0,8)
11	11	0,04–0,08	(0,2–0,4)
11	12	0,02–0,04	(0,1–0,2)
13	13	(0,01–0,02)	(0,05–0,1)
14	14	(<0,01)	(<0,05)

Примечание. Сведения о классах чистоты приведены в таблицах приложения с целью понимания студентами сведений о шероховатости поверхности, опубликованных ранее 1973 года.

В настоящее время классы шероховатости поверхности в технической документации не используют, но в литературе издания до 1973 года шероховатость поверхности обозначена классами чистоты.

226

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Бакиев А.К. Технология авиадвигателестроения / А.К. Бакиев. – М.: Машиностроение, 1995. – 220 с.

2.Бирюков Б.Н. Электрофизический и электрохимический методы размерной обработки / Б.Н. Бирюков. – М.: Машино-

строение, 1981. – 127 с.

3.ДанилевскийВ.В. Технология машиностроения/ В.В. Данилевский. – Изд. 5-е, перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1984. –

544с.

4.Егоров М.Е. Технология машиностроения: учебник для втузов/ М.Е. Егоров, В.И. Деменев, В.Л. Дмитриев. – Изд. 2-е, доп. – М.: Высшая школа, 1976. – 534 с.

5.Картавов С.А. Технология машиностроения / С.А. Картавов. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – Киев: Виша школа, 1984. – 272 с.

6.Колесов И.М. Основы технологии машиностроение / И.М. Колесов. – 3-е изд. стер.– М.: Высшая школа, 2001. – 591 с.

7.Маталин А.А. Технология машиностроения / А.А. Маталин. – М: Машиностроение,1985. – 496 с.

8.Маталин А.А. Технология механической обработки / А.А. Маталин. – Л.: Машиностроение, 1977. – 461 с.

9.Новиков В.Ю. Технология станкостроения / В.Ю. Новиков, А.Г. Схиртладзе. – М.: Машиностроение, 1990. – 493 с.

10.Солнышкин Н.П. Технологические процессы в машиностроении: учебное пособие / Н.П. Солнышкин. – СПбГТУ,

1998. – 333 с.

11.Технология машиностроения: учебник / А.В. Якимов, А.А. Якимов, В.П. Ларшин, В.И. Свирщев. – Пермь: Ротапринт ПГТУ, 2002. – 563 с.

12.Технология машиностроения: учебное пособие. В 3-х частях: под редакцией С.Л. Мурашкина. – СПб.: Издательство СПбГПУ, 2003 (Часть 1 – 190 с.; Часть 2 – 498 с.; Часть 3 – 59 с.)

227

13. Справочник металлиста. В 5-ти томах. Изд. 2-е, перераб. / под ред. С.А. Чернавского, В.Ф. Рещикова и Н.А. Малова. – М.:

Машиностроение, 1976–1978 (т.1, 1976, 768 с.; т.2, 1976, 720 с.; т.3, 1977, 748 с.; т.4, 1977, 720 с.; т.5, 1978, 673 с.).

14.Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. / под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – Изд. 4-е. – М.: Машиностроение, 1985. – 487 с.

15.Упрочняюще-отделочная обработка заготовок методом алмазного выглаживания: методическая разработка по курсу «Технология машиностроения» // ППИ. – Пермь, 1982. – 89 с.

228

Учебное издание

Бахвалов Владимир Александрович

ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК

Учебное пособие

Часть I

Методы механической обработки поверхностей деталей машин

Редактор икорректорЛ.В. Лыкова

Изд. лиц. ЛР № 020370

Подписано в печать 21.02.2007. Формат 60×90/16.

Набор компьютерный. Усл.печ.л. 14,5. Тираж 150 экз. Заказ № 24/2006.

Издательство Пермского государственного технического университета

Адрес: 614000, г. Пермь, Комсомольскийпроспект, 29, к. 113.

тел.: [phone]