1. База данных
Все детали состоят из нескольких поверхностей, и между поверхностями существуют определенные требования к размерам и взаимному расположению. Требования относительного положения между поверхностями деталей включают в себя два аспекта: точность размеров расстояния между поверхностями и точность относительного положения (например, соосность, параллельность, вертикальность, круговое биение и т. д.). Исследование взаимосвязи взаимного положения поверхностей деталей не может быть отделено от исходных данных. Без четкой исходной точки невозможно определить положение поверхности детали. В общем, базовая точка — это точка, линия и поверхность на детали, используемая для определения положения других точек, линий и поверхностей. Базы можно разделить на две категории: данные проектирования и данные процесса в соответствии с их различными функциями.
1. Расчетная база
База, используемая для определения других точек, линий и поверхностей на чертеже детали, называется базой проектирования. Для поршней расчетная точка относится к центральной линии поршня и центральной линии отверстия под палец.
2. Данные процесса
База данных, используемая деталями во время обработки и сборки, называется базой данных процесса. В соответствии с различными видами использования опорная точка процесса делится на опорную точку позиционирования, опорную точку измерения и опорную точку сборки.
1) База позиционирования: Точка отсчета, используемая для того, чтобы заготовка занимала правильное положение в станке или приспособлении во время обработки, называется базой позиционирования. В зависимости от различных элементов позиционирования наиболее часто используются следующие две категории:
Автоматическое центрирующее позиционирование: например, трех-позиционирование патрона.
Позиционирование позиционирующей втулки: позиционирующий элемент выполнен в виде позиционирующей втулки, например, позиционирование упорной пластины.
Другие включают размещение в V-образной рамке, размещение в полукруглом отверстии и т. д.
2) База измерения: База измерения, используемая для измерения размера и положения обрабатываемой поверхности во время контроля детали, называется базой измерения.
3) Базовая точка сборки: Базовая точка, используемая для определения положения детали в компоненте или изделии во время сборки, называется базой сборки.
2. Способ установки заготовки
Для того чтобы на определенной части заготовки обработать поверхность, отвечающую заданным техническим требованиям, заготовка перед обработкой должна занять на станке правильное положение относительно инструмента. Этот процесс обычно называют «позиционированием» заготовки. После позиционирования заготовки из-за воздействия силы резания, силы тяжести и т. д. во время обработки должен использоваться определенный механизм, который «зажимает» заготовку так, чтобы ее определенное положение оставалось неизменным. Процесс придания заготовке правильного положения на станке и закрепления заготовки называется «установкой».
Качество установки заготовки является важным вопросом при механической обработке. Это не только напрямую влияет на точность обработки, скорость и стабильность установки заготовки, но и влияет на уровень производительности. Чтобы обеспечить точность относительного положения между поверхностью обработки и ее расчетной базой, расчетная база обрабатываемой поверхности должна занимать правильное положение относительно станка при установке заготовки. Например, в процессе чистового точения кольцевой канавки, чтобы обеспечить требования по круговому биению нижнего диаметра кольцевой канавки и оси юбки, заготовку необходимо устанавливать так, чтобы ее расчетная база совпадала с осью шпинделя станка.
Существуют различные способы установки при обработке деталей на различных станках. Методы установки можно разделить на три типа: метод прямого выравнивания, метод линейного выравнивания и метод установки светильника.
1) Метод прямого выравнивания. При использовании этого метода правильное положение, которое заготовка должна занять на станке, достигается посредством серии попыток. Конкретный метод заключается в установке заготовки непосредственно на станок, использовании циферблатного индикатора или иглы на игольной пластине для визуальной корректировки правильного положения заготовки и калибровке при проверке до тех пор, пока она не будет соответствовать требованиям.
Точность позиционирования и скорость центровки методом прямого выравнивания зависят от точности центровки, метода центровки, инструментов центровки и технического уровня рабочих. Его недостатки в том, что он занимает много времени, имеет низкую производительность, требует эксплуатации с учетом опыта, предъявляет высокие требования к квалификации рабочих, поэтому применяется только в единичном-штучном и мелкосерийном-серийном производстве. Например, выравнивание, основанное на имитации формы, относится к методу прямого выравнивания.
2) Метод выравнивания маркировки Этот метод представляет собой метод использования маркировочной иглы на станке для выравнивания заготовки по линии, проведенной на заготовке или полуфабрикате-, чтобы обеспечить правильное положение. Очевидно, что этот метод требует дополнительного процесса маркировки. Сама нарисованная линия имеет определенную ширину, при этом возникает ошибка разметки, а также ошибка наблюдения при исправлении положения заготовки. Поэтому этот метод чаще всего применяют при черновой обработке небольших партий продукции, низкой точности заготовок и крупных заготовок, не пригодных для применения приспособлений. Например, определение положения штифта двухтактного изделия заключается в использовании метода маркировки делительной головки для выравнивания.
3) Используйте метод установки приспособления: технологическое оборудование, используемое для зажима заготовки так, чтобы она занимала правильное положение, называется приспособлением для станка. Приспособление является дополнительным устройством станка. Его положение относительно инструмента на станке предварительно-отрегулировано перед установкой заготовки. Поэтому при обработке партии заготовок нет необходимости выравнивать и позиционировать их одну за другой, и можно гарантировать технические требования обработки. Это одновременно-экономит силы и-безопасен. Это эффективный метод позиционирования, широко используемый в серийном и массовом производстве. В нашей текущей обработке поршней используется метод установки приспособлений.
①. После позиционирования заготовки операция сохранения неизменного положения позиционирования во время обработки называется зажимом. Устройство в приспособлении, которое сохраняет неизменным положение позиционирования во время обработки, называется зажимным устройством.
②. Зажимное устройство должно отвечать следующим требованиям: при зажиме не должно нарушаться положение заготовки; после зажима положение заготовки не должно меняться в процессе обработки, а зажим должен быть точным, безопасным и надежным; зажим осуществляется быстро, операция удобна и экономит -трудозатраты; конструкция проста и легка в изготовлении.
③. Меры предосторожности при зажиме: Сила зажима должна быть соответствующей. Слишком большое количество приведет к деформации заготовки, а слишком малое приведет к перемещению заготовки во время обработки и нарушению позиционирования заготовки.
3. Базовые знания в области резки металла.
1. Вращательное движение и образующаяся поверхность.
Вращательное движение: в процессе резки, чтобы удалить лишний металл, заготовка и инструмент должны совершать относительное режущее движение. Движение с помощью токарного инструмента для удаления лишнего металла с заготовки на токарном станке называется поворотным движением, которое можно разделить на основное движение и движение подачи.
Основное движение: Движение непосредственного удаления режущего слоя с заготовки и преобразования его в стружку, тем самым образуя новую поверхность заготовки, называется главным движением. При резании основным движением является вращательное движение заготовки. Обычно скорость основного движения выше и потребляемая мощность резания больше.
Движение подачи: движение, при котором в резку непрерывно вводятся новые режущие слои. Движение подачи — это движение вдоль поверхности формуемой детали, которое может быть непрерывным или прерывистым. Например, движение токарного инструмента на горизонтальном токарном станке является непрерывным, а движение подачи заготовки на строгальном станке - прерывистым.
Поверхность, образующаяся на заготовке: в процессе резки заготовка образует обработанную поверхность, обработанную поверхность и обрабатываемую поверхность. Под обработанной поверхностью понимается новая поверхность, образованная путем удаления лишнего металла. Под обрабатываемой поверхностью понимается поверхность, на которой предстоит срезать металлический слой. Под поверхностью обработки понимается поверхность, которую вращает режущая кромка токарного инструмента.
2. Три элемента параметров резания относятся к глубине резания, скорости подачи и скорости резания.
1) Глубина резания: ap=(dw-дм) / 2 (мм) dw=диаметр необработанной заготовки дм=диаметр обработанной заготовки, а глубина резания — это то, что мы обычно называем глубиной резания.
Выбор глубины резания: Глубину резания p следует определять в соответствии с припуском на обработку. При черновой обработке, помимо оставления припуска на чистовую обработку, все припуски на черновую обработку должны быть максимально удалены за один проход. Это может не только сделать произведение глубины резания, скорости подачи ƒ и скорости резания V большим, обеспечивая при этом определенную долговечность, но и уменьшить количество проходов. В случае чрезмерного припуска на обработку, недостаточной жесткости технологической системы или недостаточной прочности лопатки проход следует разделить на два и более проходов. При этом глубина резания первого прохода должна быть больше, что может составлять от 2/3 до 3/4 общего припуска; а глубина резания второго прохода должна быть меньше, чтобы в процессе чистовой обработки можно было получить меньшее значение параметра шероховатости поверхности и более высокую точность обработки.
При резке отливок, поковок или нержавеющей стали с закаленной поверхностью глубина резания должна превышать твердость или закаленный слой, чтобы избежать пореза режущей кромки по закаленному слою.
2) Выбор скорости подачи: Относительное смещение заготовки и инструмента в направлении движения подачи для каждого вращения или возвратно-поступательного движения заготовки или инструмента в мм. После того, как глубина резания выбрана, следует выбрать максимально большую скорость подачи. Выбор разумного значения скорости подачи должен гарантировать, что станок и инструмент не будут повреждены из-за чрезмерной силы резания, отклонение заготовки, вызванное силой резания, не превысит значения, допускаемого точностью заготовки, а значение параметра шероховатости поверхности не будет слишком большим. При черновой обработке основным ограничивающим фактором скорости подачи является сила резания, а при полу-чистовой и чистовой обработке основным ограничивающим фактором скорости подачи является шероховатость поверхности.
3) Выбор скорости резания: во время резания — мгновенная скорость точки режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности в направлении основного движения, м/мин. Когда выбраны глубина резания p и скорость подачи ƒ, на этой основе выбирается максимальная скорость резания. Направление развития обработки резки — высокоскоростная-обработка резки.
IV. Механическая концепция шероховатости
В механике шероховатость относится к микроскопическим характеристикам геометрической формы, состоящим из небольших промежутков, выступов и впадин на обработанной поверхности. Это одна из проблем исследования взаимозаменяемости. Шероховатость поверхности обычно формируется в зависимости от используемого метода обработки и других факторов, таких как трение между инструментом и поверхностью детали во время обработки, пластическая деформация поверхностного металла во время отделения стружки и высокочастотная вибрация в технологической системе. Из-за различий в способах обработки и материалах заготовок глубина, плотность, форма и текстура следов, оставляемых на обрабатываемой поверхности, различны. Шероховатость поверхности тесно связана с соответствующими свойствами, износостойкостью, усталостной прочностью, контактной жесткостью, вибрацией и шумом механических деталей и оказывает важное влияние на срок службы и надежность механических изделий.
Метод представления шероховатости
После обработки поверхность детали выглядит очень гладкой, но при увеличении она неровная. Шероховатостью поверхности называют микроскопические геометрические особенности, состоящие из небольших промежутков и крошечных выступов и впадин на поверхности обрабатываемых деталей, которые обычно образуются в результате методов обработки и (или) других факторов. Функции поверхности детали различны, различны и требуемые значения параметров шероховатости поверхности. Код шероховатости поверхности (символ) должен быть указан на чертеже детали, чтобы проиллюстрировать характеристики поверхности, которые должны быть достигнуты после завершения обработки поверхности. Существует три параметра высоты шероховатости поверхности:
1. Среднее арифметическое отклонение Ra контура
Среднее арифметическое абсолютного значения расстояния между точкой на контурной линии в направлении измерения (направление Y) и опорной линией в пределах длины выборки.
2. Десятиточечная-высота микро-шероховатостей Rz
Относится к среднему значению пяти наибольших высот пиков контура и среднему значению пяти наибольших глубин впадин контура в пределах длины выборки.
3. Максимальная высота контура Ry
Расстояние между верхней линией самого высокого пика и нижней линией нижней впадины контура в пределах длины выборки.
В настоящее время Ra в основном используется в машиностроении.
4. Метод представления шероховатости.
5. Влияние шероховатости на работоспособность деталей.
Качество поверхности заготовки после обработки напрямую влияет на физические, химические и механические свойства заготовки. Работоспособность, надежность и срок службы изделия во многом зависят от качества поверхности основных деталей. Вообще говоря, требования к качеству поверхности важных или ключевых деталей выше, чем у обычных деталей. Это связано с тем, что детали с хорошим качеством поверхности значительно улучшают свою износостойкость, коррозионную стойкость и усталостную устойчивость.
6. СОЖ
1) Роль смазочно-охлаждающей жидкости
Охлаждающий эффект: тепло резки может отводить большое количество тепла резки, улучшать условия рассеивания тепла, снижать температуру инструмента и заготовки, тем самым продлевая срок службы инструмента и предотвращая размерные ошибки, вызванные термической деформацией заготовки.
Смазочный эффект: СОЖ может проникать между заготовкой и инструментом, образуя тонкую адсорбционную пленку в крошечном зазоре между стружкой и инструментом, снижая коэффициент трения, тем самым уменьшая трение между стружкой инструмента и заготовкой, уменьшая силу резания и теплоту резания, уменьшая износ инструмента и улучшая качество поверхности заготовки. Смазка особенно важна для чистовой обработки.
Эффект очистки: крошечная стружка, образующаяся в процессе очистки, легко прилипает к заготовке и инструменту, особенно при сверлении глубоких отверстий и развертывании, стружка легко забивается в канавке для стружки, что влияет на шероховатость поверхности заготовки и срок службы инструмента. Использование смазочно-охлаждающей жидкости позволяет быстро смыть стружку, и резка будет проходить гладко.
2) Типы. Существует два основных типа часто используемых смазочно-охлаждающих жидкостей.
Эмульсия: в основном играет охлаждающую роль. Эмульсию получают путем разбавления эмульгированного масла водой в 15–20 раз. Этот тип смазочно-охлаждающей жидкости имеет большую удельную теплоемкость, низкую вязкость, хорошую текучесть и может поглощать большое количество тепла. Основная цель использования этого типа СОЖ — охлаждение инструмента и заготовки, увеличение срока службы инструмента и уменьшение термической деформации. Эмульсия содержит больше воды, а смазочные и антикоррозийные функции плохие.
Смазочно-охлаждающая жидкость: Основным компонентом смазочно-охлаждающей жидкости является минеральное масло. Этот тип смазочно-охлаждающей жидкости имеет небольшую удельную теплоемкость, большую вязкость и плохую текучесть. В основном он играет смазочную роль. Обычно используются минеральные масла с низкой вязкостью, такие как моторное масло, легкое дизельное топливо, керосин и т. д.
