Разработка технологии программированного обучения разделу «Виды и методы чистовой отелочной обработки наружных цилиндрических поверхностей: тонкое точение, - презентация

1 Разработка технологии программированного обучения разделу «Виды и методы чистовой отелочной обработки наружных цилиндрических поверхностей: тонкое точение, шлифование, суперфиниш.» Разработала студентка группы ЗКМ 304С Панова В.А.

2 Определение вида обработки наружных цилиндрических поверхностей: Чистовая отелочная обработка В машиностроении, группа заключительных финишных операций обработки металлов, в результате которых достигается высокая точность размеров и формы деталей и улучшается качество поверхности. При О. о. применяют различные виды воздействия на обрабатываемую поверхность: механическое (обработка резанием и давлением), электрохимическое и электрофизическое. Наиболее распространённые методы О. о. резанием со снятием мелкой стружки: тонкое Точение, Растачивание и Фрезерование, бреющее фрезерование (Шевингов ание), Шлифование, притирка и Доводка, Полирование, Хонингование, Суперфиниш Точение РастачиваниеФрезерование Шевингов ание Шлифование Доводка ПолированиеХонингование Суперфиниш

3 СОДЕРЖАНИЕ 1. Определения методов обработки наружных цилиндрических поверхностей 2. Подготовка станка к обработке наружных цилиндрических поверхностей

4 Определения методов обработки наружных цилиндрических поверхностей

5 ШЛИФОВАНИЕ Шлифование является одним из основных методов обработки деталей в авиадвигателестроении (примерно % деталей). Это объясняется тем, что метод обладает высокой производительностью, позволяет обрабатывать труднообрабатываемые материалы, а также обеспечивает высокие по­казатели качества поверхности: точность обработки 5-6 кв. (точность взаимного расположения поверхностей при шлифовании определяется используемой оснасткой), шероховатость Ra=0,16...0,32 мкм, напряжённость поверхностного слоя небольшая (в основном растягивающие остаточные напряжения).

6 ШЛИФОВАНИЕ – Основной инструмент В качестве инструмента используются шлифовальные круги, основными характеристиками которых являются: завод изготовитель, диаметр наружный и внутренний, ширина, а также характеристика материала шлифовального круга. Рассмотрим пример: 14А 40 П С2 6 К6. 14А- материал зерна (электрокорунд нормальный; если 24А- электрокорунд белый и т.д.. Основой является окись алюминияAI 2 O3). 40- зернистость (размер зерна 40 мкм). П - процентное содержание основной фракции (Н -нормальное 43%, П -повышенное 55%. В -высокое) С2- твёрдость круга, т.е. способность круга противодействовать вы­рыванию абразивных зёрен. Чем твёрже обрабатываемый материал, тем мягче должна быть связка и наоборот. 6- структура крута, т.е. плотность укладки абразивных зёрен (от 1 до 12). К6 - материал связки (керамическая, вулканитовая, эпоксидная и др.). Используются также алмазные круги А1, А2, A3 и др. - естественные и искусственные - АС2, АСЗ, АС и др.

7 ШЛИФОВАНИЕ При шлифовании в зоне контакта круга и закотовки возникают большие температуры (Т = 1100° °С). Поэтому шлифование ведётся при обильном охлаждении содовыми растворами. Способ подачи - полив, а также подача через поры шлифовального круга, что повышает произво­ дительность обработки на 20-30%. Шлифование может также использоваться па операциях черновой предварительной обработки.

8 МЕТОДЫ ШЛИФОВАНИЯ Основными методами шлифования наружных цилиндрических поверхностей являются: метод продольной подачи; метод врезания; комбинированный метод; метод глубинного шлифования; бесцентровое шлифование.

9 ШЛИФОВАНИЕ НАРУЖНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ МЕТОДОМ ПРОДОЛЬНОЙ ПОДАЧИ При обработке шлифовальный круг совершает возвратно - поступательные перемещения параллельно оси закотовки S ПР. Схема обработки следующая: круг подводится и врезается на заданную глубину, затем совершается продольное перемещение влево и продольное перемещение в обратную сторону и т.д. В конце каждою двойного хода круг смещается на часть удаляемого припуска. Общий припуск под шлифование z общ =0,1...0,3 мм. За один проход удаляется припуски=0, ,03 мм. Заготовка вращается со скоростью V ЗАГ = м/мин, а шлифовальный круг со скоростью V ш. кр. = м/сек. Продольная подача зависит от ширины круга S np = αВ, где α = 0,2...0,9; В - ширина круга. Время обработки: Т= L ЗАГ i К / S пр n ЗАГ, где i - число проходов круга, i= z общ /t; К - коэффициент выхаживания - отношение числа двойных ходов к числу двойных ходов без поперечной подачи, чем ниже жёсткость технологической системы, тем К выше (обычно К=1,2... 1,3);n ЗАГ - число оборотов закотовки. Метод продольной подачи применяется для чернового и чистового шлифования различных деталей.

10 ШЛИФОВАНИЕ НАРУЖНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ МЕТОДОМ ПРОДОЛЬНОЙ ПОДАЧИ n ЗАГ - число оборотов закотовки nш.к. - число оборотов шлифовального круга S ПР - подача продольная t – припуск В - ширина круга. L p – длинна закотовки

11 МЕТОД ГЛУБИННОГО ШЛИФОВАНИЯ Представляет собой разновидность шлифования с продольной подачей. Шлифовальный круг снимает весь припуск сразу за один ход, причём подача осуществляется только в одну сторону. Коническая часть круга осуществляет резание, а цилиндрическая часть зачищает поверхность. Обработку производят с глубиной резания t = 0,5...5 мм и более, при подаче S ПР = мм/мин. n ЗАГ - число оборотов закотовки nш.к. - число оборотов шлифовального круга

12 ШЛИФОВАНИЕ НАРУЖНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ МЕТОДОМ ВРЕЗАНИЯ В этом методе врезание (подачу) осуществляют непрерывно на всю глубину, либо периодически (последовательное врезание с остановками). Подача небольшая S ПОП = 0, ,005 мм/об. Ширина шлифовального круга несколько больше длины закотовки. Иногда, для повышения точности, после полного врезания кругу дают продольные перемещения с небольшой амплитудой (до 3 мм). Максимальная ширина закотовки не превышает 300 мм. Применяется для обдирочного и чистового шлифования конических и цилиндрических поверхностей. n ЗАГ - число оборотов закотовки nш.к. - число оборотов шлифовального круга Sпоп - подача поперечная

13 КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД ШЛИФОВАНИЯ ( метод шлифования уступами) Этот метод представляет собой комбинацию методов продольной подачи и врезания. Последовательность обработки следующая: круг устанавливается в позицию 1 и осуществляется поперечное врезание на глубину 2/3 z, затем круг отводится и устанавливается в позицию 2 (с перекрытием около 10 мм) и снова осуществляется поперечное врезание и т.д. После того, как вся деталь будет пройдена по длине, используют метод продольного шлифования, при этом удаляют оставшуюся 1/3 часть припуска. Достоинством метода является высокая производительность, а недостатком - необходимость частой правки круга. Метод применяется на черновых (в основном) и чистовых операциях для обработки деталей большой длины, как гладких, так и ступенчатых (валы, протяжки, оси и т.п.).

14 БЕСЦЕНТРОВОЕ ШЛИФОВАНИЕ При этом методе закотовка устанавливается на опорный нож и приводится во вращение ведущим кругом (V вед.к. ). Шлифовальный круг установлен напротив ведущего круга и вращается в противоположную сторо­ну(V ш.к. ). В зоне шлифования скорость вращения ведущего круга раскладывается на две составляющие: скорость вращения и скорость осевого продольного перемещения. Скорость вращения закотовки меньше, чем скорость ведущего круга, т.к. в зоне шлифования происходит её проскальзывание: Vзак= λпрVвед.К., где λ пр - коэффициент проскальзывания, величина которого зависит от связки шлифовального круга и от величины припуска(Z пр = 0,8...0,9). Процесс обработки происходит при непрерывной правке, как шлифовального, так и ведущего круга (с помощью алмазов). Для обеспечения линейного контакта ведущего круга с закотовкой, ему при правке придают форму однополостного гиперболоида. Обработка осуществляется в несколько проходов при обильном охлаждении. За один проход с закотовки снимают слой металла глубиной t=0,03...0,05 мм. Скорости вращения кругов следующие: V вед.к. = м/мин,V ш.к. = м/сек.

15 БЕСЦЕНТРОВОЕ ШЛИФОВАНИЕ V в.к. - скорость вращения ведущий круг V ш.к. – скорость вращения шлифовального круга V зак – скорость вращения закотовки Q – плоскость S ПР - подача продольная

16 ТОНКОЕ ТОЧЕНИЕ Данный метод используется для окончательного формирования качественных показателей поверхностей. Он характеризуется следующими основными показателями: 1. Обработка ведётся при малых глубине резания t = 0,02...0,2 мм и продольной подаче S пр = 0, ,02 мм/об. Скорость резания очень высокая V рез = м/мин (n= об/мин). Используются алмазные резцы или твердосплавные пластины. Поэтому стойкость режущего инструмента высокая (до часов) при малом размерном износе. Метод обеспечивает точность обработки 5 кв. и ниже, шероховатость Rа=0,16...0,32 мкм, погрешность формы в поперечном направлении до 0,001 мм. Обработка может осуществляться, как на обычных универсальных станках (точность ниже), так и на специальных алмазно-расточных станках. Метод обеспечивает высокую производительность обработки.

17 ТОНКОЕ ТОЧЕНИЕ n ЗАГ - Число оборотов закотовки S ПР - подача продольная

18 СУПЕРФИНИШ Этот метод применяется для отделочной обработки шлифованных поверхностей и получения шероховатости Rа=0,01...0,04 мкм. Его другое название - притирочное шлифование или сверх доводка. Обработка осуществляется на токарных станках, снабжённых специальным приспособлением, либо на специальных станках. При обработке используются мелкозернистые абразивные бруски (размер зерна мкм) из электрокорунда или карбида кремния. Бруски прижимаются к поверхности вращающейся детали с усилием Р= 0,05...2,5 кг/см 2 и совершают движение вдоль обрабатываемой поверхности, а также колебательные движения определённой частоты и амплитуды.

19 СУПЕРФИНИШ Примерные характеристики обработки следующие: скорость вращения закотовки V зак = 10…120 м/мин; скорость продольного перемещения брусков V пр = м/мин; скорость колебания брусков V кол = м/мин; амплитуда колебаний а= мм; число двойных колебательных движений n кол.бр. = 250…1200 дв.х./мин. Обработка ведётся при обильном охлаждении и смазке керосином. Удаляемый припуск 0,02...0,03 мм. В результате обработки на поверхности закотовки образуется сетка, которая зависит от количества колебаний, числа оборотов закотовки и амплитуды колебаний. Угол между линиями сетки определяется по формуле: Tgα= 2 аnкол.Бр./ π Dnзак, где n зак - число оборотов закотовки. Суперфиниш обеспечивает точность в пределах 5 кв., Rа=0,01-0,04 мкм. В поверхностном слое образуются остаточные напряжения сжатия в пределах Мпа с глубиной залегания 5-15 мкм. Данный метод исправляет погрешности первого рода от предшествующей обработки, но не исправляет погрешности размеров второго рода (взаимного расположения).

20 СУПЕРФИНИШ V пр - скорость продольного перемещения V кол. – скорость колебания P – усиление n ЗАГ - число оборотов закотовки

21 Вопросы к теме урока Определения видов и методов обработки наружных цилиндрических поверхностей

22 Вопросы для закрепления пройденного материала 1. Сколько основных методов обработки наружных цилиндрических поверхностей вы знаете? Где они применяются? 2. Где применяется метод продольной подачи? 3. Какой метод применяется получения шероховатости Rа=0,01...0,04 мкм? 4. Какой метод используется для окончательного формирования качественных показателей поверхностей?

23 Ответы 1. Сколько основных методов обработки наружных цилиндрических поверхностей вы знаете? Перечислите их.(3, шлифование, тонкое точение, суперфиниш) 2. Где применяется метод продольной подачи? (Шлифование наружных цилиндрических поверхностей методом продольной подачи) 3. Какой метод применяется получения шероховатости Rа=0,01...0,04 мкм? ( Суперфиниш) 4. Какой метод используется для окончательного формирования качественных показателей поверхностей? ( Тонкое точение)

24 ТЕСТ Определения видов и методов обработки наружных цилиндрических поверхностей

25 Проведите соответствие между схемой и методом шлифования А) метод глубинного шлифования Б) шлифование наружных цилиндрических поверхностей методом врезания В) шлифование наружных цилиндрических поверхностей методом продольной подачи Г) комбинированный метод шлифования

26 Проведите соответствие между схемой и методом шлифования (ответ) А) метод глубинного шлифования Б) шлифование наружных цилиндрических поверхностей методом врезания В) шлифование наружных цилиндрических поверхностей методом продольной подачи Г) комбинированный метод шлифования

27 Подготовка станка к обработке наружных цилиндрических поверхностей

28 ПРОВЕРКА СТАНКА Проверка работы шпинделя должна производиться слесарем- ремонтником. Излишняя слабина в сопряжении частей суппорта устраняется обычно самим токарем регулировкой положения клиньев, нажимных винтов и т. д. Положение задней бабки проверяется также самим токарем. С этой целью в шпиндель передней бабки и пиноль задней бабки вставляют центры с острыми (но не с закругленными) концами и подвигают заднюю бабку к передней настолько, чтобы центры коснулись друг друга. При правильном положении бабки концы центров должны совпадать. Несовпадение центров обнаруживается легче и отчетливее, если под ними держать лист белой бумаги. Оно устраняется смещением задней бабки по ее промежуточной плите.

29 ПРОВЕРКА СТАНКА Для более точной проверки положения задней бабки в центрах станка устанавливается пруток наибольшей возможной для данного станка длины. На небольшой длине прутка (1520 мм) как можно ближе к хомутику протачивают шейку. Глубина резания должна быть при этом не более 0,5 мм, подача 0,1 0,2 мм/об. Затем, не отводя резца назад, снимают пруток со станка и перемещают суппорт в сторону задней бабки, пока резец не дойдет до заднего центра. После этого снова устанавливают пруток в центрах и на правом конце его протачивают вторую шейку длиной 1520 мм. При правильно установленной задней бабке обе шейки должны иметь одинаковые диаметры. Если диаметр второй шейки больше диаметра первой, бабку надо сдвинуть в сторону токаря; в противном случае бабка должна быть сдвинута назад, от токаря. Переместив бабку в ту или другую сторону, следует закрепить ее, в том же порядке снова проточить обе шейки, измерить их и т. д., пока диаметры обеих шеек не получатся одинаковыми (в пределах требуемой точности).

30 РЕЗЦЫ ДЛЯ ЧИСТОВОГО ОБТАЧИВАНИЯ Резцы должны обеспечивать получение поверхностей с наименьшей шероховатостью. В соответствии с этим требованием и выбирается их форма. Наиболее желательной там, где он обеспечивает требования, шероховатости поверхности, является работа с обычным проходным резцом. На рисунке показан чистовой резец, применяемый только для чистового обтачивания с малой подачей. При чистовом обтачивании с крупной подачей пользуются резцами, называемыми лопаточными или широкими. Во время работы указанными выше чистовыми резцами иногда происходит вырывание твердых вкраплений, которые бывают в материале обрабатываемой детали. Вследствие этого на поверхности детали получаются углубления, портящие поверхность. Поэтому, если необходимо получить очень чистую поверхность детали, ее обрабатывают резцом, установленным в пружинящей державке. В этом случае режущая кромка резца не вырывает вкраплений в материале детали, а, отходя от обрабатываемой поверхности, как бы заклаживает их. Однако при пружинении резца форма и размеры детали часто получаются неточными даже на хорошем исправном станке. При работе подпружиненным резцом хорошие результаты получаются, если поверхность обрабатывается за несколько проходов. Это следует делать при обработке особо ответственных деталей в индивидуальном производстве, так как производительность при этом резко снижается. Если резец пружинит слишком сильно, то в щель А закладывается кусок кожи или дерева.

31 РЕЗЦЫ ДЛЯ ЧИСТОВОГО ОБТАЧИВАНИЯ Чистовые резцы Пружинящая державка для чистового резца

32 ЗАКРЕПЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКЕ Закрепление детали при чистовой обработке должно быть прочным, чтобы не могло получиться смещения ее во время обработки. Если несколько поверхностей детали будут обработаны хотя бы и при одном закреплении, ко при разных положениях из-за смещения детали, то совпадения осей этих поверхностей не будет и деталь может быть забракована. Чрезмерно прочное закрепление некоторых деталей при чистовой обработке может быть, однако, вредным. Если, например, слишком сильно зажать кулачки патрона при обработке тонкостенного кольца, то после снятия со станка оно будет иметь совсем не ту форму, которую имело, когда производилась его обработка. Если чистовая обработка детали производится сразу после чернового обтачивания, то такого изменения формы детали можно избежать, немного ослабив кулачки патрона перед чистовой обработкой. При закреплении детали в самоцентрирующем патроне за обработанную поверхность, когда требуется, чтобы оси поверхностей, ранее обработанной и обрабатываемой, при данном закреплении детали совпадали, следует учитывать неточность патрона и пользоваться разрезной втулкой или кольцами.

33 Вопросы к теме урока Подготовка станка к обработке наружных цилиндрических поверхностей: проверка станка выбор резцов закрепление деталей

34 Вопросы для закрепления пройденного материала 1. Кем должна производиться проверка работы шпинделя? (слесарем-ремонтником) 2. Для чего закрепление детали при чистовой обработке должно быть прочным? (чтобы не могло получиться смещения ее во время обработки). 3. Какими резцами пользуются только для чистового обтачивания с малой подачей? (чистовой резец)

35 Ответы 1. Кем должна производиться проверка работы шпинделя? (слесарем-ремонтником) 2. Для чего закрепление детали при чистовой обработке должно быть прочным? (чтобы не могло получиться смещения ее во время обработки). 3. Какими резцами пользуются только для чистового обтачивания с малой подачей? (чистовой резец)