Шпаргалка по «Технологии машиностроения»

 

 

34. Влияние технологических  факторов на величину шероховатости.

 

На шероховатость поверхности заготовок в процессе их получения оказывают влияние многие технологические факторы.

При обработке резанием величина, форма и направление неровностей зависят от методов, режимов и схемы обработки. Из параметров режимов резания наиболее существенное влияние на величину шероховатости оказывают скорость резания и подача. 
Скорость резания. Влияние скорости резания на шероховатость зависит от наростообразования на режущей кромке инструмента, а также от захвата и отрыва слоев, расположенных под режущей кромкой (для стали), и хрупкого выламывания частиц материала (для серого чугуна и твердых цветных сплавов). При скоростях резания более 30 м/мин из-за возрастания температуры в зоне резания наростообразование прекращается и величина шероховатости уменьшается.

Подача. Влияние подачи на шероховатость при точении на малых диапазонах подач оно менее заметно, в больших – проявляется больше. При точении и строгании резцами с широкой режущей кромкой, при сверлении, зенкеровании, развертывании величина подачи оказывает мало заметное влияние на шероховатость. 
Глубина резания. Глубина резания при достаточной жесткости не оказывает существенного влияния на шероховатость. 
Геометрическая форма режущего инструмента.  
Смазочно-охлаждающая жидкость. Применение СОЖ снижает шероховатость. 
Свойства и структура обрабатываемого материала. Более вязкие и пластичные материалы (малоуглеродистая сталь и др.), склонные к пластическим деформациям, дают при их обработке резанием большую шероховатость. С увеличением твердости обрабатываемого материала величина шероховатости снижается.

 

35. Влияние технологических  факторов на величину шероховатости.

 

Высота шероховатости зависит от следующих факторов:

величины подач, с увеличением которых высота шероховатостей возрастает;

окружной скорости круга, с увеличением ее возрастает количество абразивных зерен, участвующих в процессе шлифования в единицу времени, а это приводит к уменьшению глубины врезания отдельных зерен, что обеспечивает снижение высоты шероховатостей;

времени выхаживания, при выхаживании упругая система возвращается в исходное положение, при этом натяг в системе уменьшается, а вместе с ним и глубина внедрения абразивных зерен в обрабатываемую поверхность.

зернистости круга, с уменьшением размеров абразивных зерен шероховатость поверхности улучшается;

материала связки круга, при работе кругами на вулканитовой и бакелитовой связках с повышением упругих свойств высота шероховатости снижается, особенно при специальных кругах на бакелитовой связке с графитовым наполнителем. Это в известной степени зависит от смазывающего действия графита;

времени работы круга после правки, с увеличением этого времени высота шероховатости увеличивается, что объясняется ухудшением микрорельефа образующей круга из-за неоднородности его изнашивания, а также возрастанием амплитуды автоколебаний при притуплении круга.

 

36.  Технологическая  наследственность.

При оценке факторов, влияющих на технологическую наследственность, учитываются условия формирования поверхностного слоя, микрогеометрия поверхности, наклеп поверхностного слоя, остаточные напряжения, жесткость и тепловые деформации технологической системы станок - приспособление - инструмент - деталь.

Одним из таких факторов является так называемая технологическая наследственность, под которой в общем случае понимается изменение эксплуатационных свойств деталей под влиянием технологии их изготовления. Технологическое наследование свойств, в том числе геометрических погрешностей, начинается с заготовки и проходит через весь процесс изготовления детали. Неточность заготовок и обусловленное этим колебание припусков на обработку и сил резания непосредственно сказывается на точности ряда последующих операций обработки на металлорежущих станках, ведет к наклепу поверхностей, внутренним напряжениям, которые могут самым неожиданным образом проявить себя в уже готовой машине. Так, например, при высокой температуре, характерной для работы турбин, перераспределение внутренних напряжений приводит к короблению их лопаток. 

 

37. Обеспечение качества  обрабатываемых поверхностей методами  технологического воздействия.

КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ

I.   Методы упрочняющей обработки  поверхности предназначены для:

а)  улучшения физико-механических свойств;

6)  повышения твёрдости поверхностного слоя;

в)  снижения влияния концентраторов напряжения;

г)  повышения предела выносливости.

В результате обработки в поверхностном слое возникают деформационное упрочнение и остаточные напряжения (сжатия или растяжения).

Рассмотрим методы повышения качества поверхности.

1)  Дробеструйное деформационное упрочнение – для деталей сложной формы. Повышает в 10 – 12 раз срок службы рессор, пружин.

2)  Чеканка – для упрочнения частей ступенчатых валов, сварных швов, зубчатых колес и др.

3)  Обкатывание (раскатывание) роликами и шариками. Дорнование и калибровка отверстия.

4)  Обработка стальными щётками – упрочняется слой на глубину 0,04…0,06 мм. Высотные параметры

Ra , Rz , Rmax  снижаются в 2 – 4 раза.

5)  Гидроабразивная обработка. Недостаток – малая глубина наклёпа.

6)   Выглаживание алмазным инструментом. Увеличивается в 2 – 4 раза опорная поверхность при той же шероховатости, что и у шлифования, полирования, суперфиниширования (инструмент – алмаз, сапфир, корунд).

7)   Электромеханическая обработка (ЭМО), анодно-механическая и др.

8)   Упрочнение взрывом (пустотелые валы, сварные соединения, лопатки турбин и др.)

9)   Поверхностная закалка – для среднеуглеродистых и легированных сталей и чугунов  S = 1,5…2 мм.

Нагрев – ТВЧ.

10) Химико-термическая обработка (цементация, азотирование, цианирование, нитроцементация, борирование и т.д.); т.е. насыщение поверхности различными химическими элементами одновременно с термическим воздействием на него.

11) Наплавка и напыление металлов  – на поверхности появляются  растягивающие напряжения, что несколько  снижает предел выносливости.

12) Электроискровое легирование. (Анод  – легирующий материал, катод  – легируемая поверхность).

Преимущества:

1)  прочное сцепление с диффузией легирующего материала;

2)  легирование в строго указанных местах радиусам от 0,5 мм и более;

3)  отсутствие термического воздействии на слой основного металла.

2.  Методы повышения коррозионной стойкости поверхностей.

I.   Легирование материалов – добавление в сплавы специальных элементов (хром, алюминий, никель и

т.д.).

II. Нанесение на поверхность покрытий:

а)  металлических (цинковое, хромовое, никелевое, кадмиевое);

б)  неметаллических (неорганических) – анодирование, оксидирование, воронение;

в)  неметаллических (органических) – лакировочные, пластмассовые, резиновые, битумные;

г)  смазка.

III. Специальные методы:

1)  Вибрационное обкатывание – микрорельеф создаётся за счёт вдавливания инструмента, при этом рису 

нок микрорельефа становится рассматриваемым.

2)  Применение инструментов из алмаза иди эльбора – позволяет создавать поверхности с оптимальный микрогеометрией, увеличивая контактную жёсткость.

3)  Электрохимические и электрофизические методы.

 

38. Вибрации при  механической обработке.

 

Технологическая система образует замкнутую динамическую систему. Замкнутость динамической системы обуславливается взаимодействием технологической системы с протекающими при обработке процессами.

Эти процессы могут быть причиной, вызывающей появление колебаний элементов динамической системы, т.е. вибраций.

Вибрации сопровождаются возникновением относительных перемещений режущего инструмента по отношению к обрабатываемой поверхности.

Вибрации при механической обработке вызывают:

• увеличение шероховатости;

• образование волнистости поверхности;

 • образование погрешности  формы поперечного сечения (например, огранка при точении); • неравномерный  наклеп поверхностного слоя;

• уменьшение стойкости режущего инструмента;

 • в некоторых случаях  разрушение инструмента и обрабатываемой  заготовки;

• ускорение утомляемости рабочего;

 • снижение производительности.

Различают три вида колебаний:

• собственные (или свободные);

• вынужденные;

• автоколебания.

Собственные колебания вызываются внешними причинами (резкое изменение нагрузки, толчки, удары и т.п.) и являются затухающими гармоническими. Характеризуются частотой, периодом колебаний и амплитудой колебаний.

Наибольшее влияние на процессы резания оказывают вынужденные колебания и автоколебания. Вынужденное колебания имеют место при действии на систему внешней периодической возбуждающей силы.

Источниками внешней силы могут быть:

• прерывистое резание (например, фрезерование);

• дисбаланс вращающихся частей (заготовки, режущего инструмента);

• неравномерность снимаемого припуска;

 • колебания, передаваемые  извне, например, от расположенных  поблизости вибрирующих машин (пресс, молот) через фундаменты и перекрытия,

• дефекты передач и привода станка (например, сшивка ремней, погрешности зубчатой передачи и т.п.).

Интенсивность вынужденных колебаний (амплитуда) зависит от соотношения частот собственных и вынужденных колебаний. При их равенстве наступает резонанс, при котором резко возрастает амплитуда вынужденных колебаний 
 
39. Понятие об интеллектуальной технологии CALS-технологии.

 

Технологии комплексной компьютеризации сфер промышленного производства, цель которых - унификация и стандартизация спецификаций промышленной продукции на всех этапах ее жизненного цикла, называют CALS-технологиями.

В CALS-системах предусмотрены хранение, обработка и передача информации в компьютерных средах, оперативный доступ к данным в нужное время и в нужном месте. Терминология в области CALS еще окончательно не установилась. В русском языке понятию CALS соответствует ИПИ (информационная поддержка изделий) или КСПИ (компьютерное сопровождение и поддержка изделий).        

 Применение CALS-технологий  позволяет существенно сократить  объемы проектных работ, так как  описания многих составных частей  оборудования, машин и систем, проектировавшихся  ранее, хранятся в унифицированных  форматах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологий CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т. п. Предполагается, что успех на рынке сложной технической продукции будет немыслим вне технологий CALS.

Развитие CALS-технологий должно привести к появлению так называемых виртуальных производств, в которых процесс создания спецификаций с информацией для программно управляемого технологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределен во времени и пространстве между многими организационно автономными проектными студиями. Среди несомненных достижений CALS-технологий следует отметить легкость распространения передовых проектных решений, возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках и др.

 

40. Понятие о  мехатронных системах.

 

Мехатроника — это область науки и техники, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами, обеспечивающими проектирование и производство качественно новых модулей, систем, машин и систем с интеллектуальным управлением их функциональными движениями. Для мехатроники характерно стремление к полной интеграции механики, электрических машин, силовой электроники, программируемых контроллеров, микропроцессорной техники и программного обеспечения.

 

41. Формирование  свойств материала детали.

Материал детали (чугун, сталь, цветной сплав, стекло, гранит и другое) выбирает конструктор исходя из служебного назначения детали, механических свойств материала, физических свойств материала, химических свойств материала, технологических свойств материала.

К механическим свойствам относятся временное сопротивление при растяжении и сжатие, предел текучести, относительное удлинение, структура остаточных напряжений и другие.

К физическим свойствам относятся удельный вес, плотность, модуль объемного сжатия, модуль Юнга, температура плавления, температура кристаллизации, теплопроводность, коэффициент линейного расширения, электрическое сопротивление.

Химические свойства материала, прежде всего, определяются его коррозионной стойкостью.