Современные системные технологии в отраслях экономики. Учебное пособие

Валитов Ш.М., Азимов Ю.И., Павлова В.А.

Возрастное ограничение: 12+ Жанр: Экономика Издательство: Проспект Дата размещения: 12.04.2015 ISBN: 9785392186150 Язык: Объем текста: 377 стр. Формат: epub

Оглавление

Введение

Раздел 1. Технологическое развитие как фактор экономического роста России

Раздел 2. Системы технологий: понятия, термины, основные факторы и признаки современных технологий

Раздел 3. Производственный и технологический процессы в отраслях экономики

Раздел 4. Технологические принципы управления качеством промышленной продукции

Раздел 5. Современные термохимические технологические процессы управления качеством конструкционных материалов

Раздел 6. Теоретические основы технологии машиностроения

Раздел 7. Современные технологии получения заготовок деталей в машиностроении

Раздел 8. Обработка металлов резанием (ОМР)

Раздел 9. Современные технологические процессы сборки машин

Раздел 10. Химико-технологические производства в инновационном развитии экономики

Раздел 11. Инновационные технологии в аграрном производстве

Раздел 12. Современная мировая энергетика

Раздел 13. Биотехнология

Раздел 14. Нанотехнологии в современной экономике

Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгу

Раздел 8.
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ (ОМР)

Технологический процесс обработки металлов и других конструкционных материалов резанием является определяющим этапом машиностроительного производства, когда из заготовки получают готовую деталь с заданными конструкционными и качественными характеристиками.

ДЕТАЛЬ – изделие, являющееся частью машины, изготовленное из однородного по структуре и свойствам материала без применения каких-либо сборочных операций.

Обработка конструкционных материалов таких как металлы, пластмассы, композитные материалы, древесина, а также камень и сверхтвердая керамика с получением деталей машин и механизмов является определяющей и ключевой операцией в технологии машиностроения.

Инновационное развитие технологических процессов обработки резанием решает актуальную задачу повышения производительности труда, увеличения скорости резания, снижения трудовых и производственных издержек, обеспечения точности обработки и даже прецизионной точности, информатизации систем управления технологическими процессами.

Цель организации технологического процесса ОМР – обеспечение качественных показателей деталей машин с минимальными производственными издержками.

Под качественными показателями изготовляемых деталей подразумевается:

– получение необходимой конфигурации поверхностей обработки путем проведения соответствующей операции ОМР;

– получение заданных размеров поверхностей детали в соответствии с конструкторской документацией;

– достижение заданной точности размеров поверхностей изготавливаемых деталей;

– обеспечение прочностных характеристик материала на размерных поверхностях путем термической или физико-химической обработки деталей.

Экономическая эффективность технологического процесса ОМР в условиях выбранного типа производства обеспечивается использованием современного технологического станочного оборудования, оснастки, и высокопроизводительного инструмента.

Основные направления модернизации металлообработки:

– внедрение высокопроизводительного компьютеризированного прецизионного оборудования – многофункциональных станков отвечающих условиям обеспечения эффективности техпроцесса в соответствующих типовых производствах, и в частности – универсальных, специальных станков, станков с ЧПУ, обрабатывающих центров и др.;

– использование высокостойких, сверхпрочных инструментов, обеспечивающих высокую интенсивность резания и минимизацию времени обработки заготовок; в частности, с применением в этих целях высоколегированных быстрорежущих сплавов, твердых теплостойких сплавов, керамических материалов, алмазов и сверхтвердых нитридов;

– использование современных механизмов комплектации и вспомогательного оборудования, оснастки, робототехники, обеспечивающих повышение производительности труда, гибкости производства (станки с числовым программным управлением, механизмы смены инструмента – револьверные головки);

– организация и внедрение принципов унификации, использование типовой и групповой технологии обработки металлов резанием;

– применение инновационных технологий сверхскоростной, ультраточной обработки, таких как электроискровая обработка, алмазное точение.

8.1. Технологические операции обработки металлов резанием

Задача организации технологического процесса обработки резанием заключается в выборе способа, реализация которого на соответствующем станке обеспечивает получение необходимой конфигурации поверхности детали.

Обрабатываемые поверхности могут быть плоскими или, как у геометрических тел вращения, цилиндрическими, коническими (с прямолинейной образующей), «фасонными» (с криволинейной образующей) или сложной криволинейной формы (поверхности зубьев зубчатых колес, кулачков, резьбы и пp.)

Для получения поверхности заданной формы заготовки и инструменты закрепляют на металлообрабатывающих станках, рабочие органы которых сообщают им необходимые движения с установленными скоростью и силой.

Движения рабочих органов станков делят на основные и вспомогательные.

• Основными называют движения, при которых с заготовки снимается стружка;

• Вспомогательными – движения, при которых стружка не снимается (отвод и подвод инструмента и пр.).

Основное движение можно разделить на главное движение и движение подачи. Главным движением называют то движение, скорость которого является наибольшей. Снятие стружки на большинстве станков осуществляется лишь при сочетании этих двух движений.

На рис. 8.1 приведены основные способы обработки резанием (стрелками указано направление главного движения v →и направление движения подачи s →).

Следует выделить типовые способы обработки резанием.

• ТОЧЕНИЕ – обработка тел вращения с получением цилиндрических, конических, внутренних, торцевых поверхностей, сверление, растачивание осевых отверстий, нарезание наружной и внутренней резьбы, ходового винта. При точении (рис. 8.1а) заготовке сообщается вращательное главное движение, а инструментам (резцам) – движение подачи.

• СВЕРЛЕНИЕ – сверление сквозных и глухих отверстий, нарезание резьбы, зенкерование (получение фасонных отверстий), развертывание (достижение округлости отверстия, точности размера). При сверлении (рис. 8.1в) как главное движение, так и движение подачи обычно сообщаются инструменту, однако в специальных станках это может не соблюдаться.

Рис. 8.1. Способы обработки резанием: а) точение; б) фрезерование; в) сверление; г) строгание; д) протягивание; е) круглое шлифование; ж) плоское шлифование

• ФРЕЗЕРОВАНИЕ – образование фасонных поверхностей (криволинейной образующей, сложной криволинейной формы – поверхности зубьев, зубчатых колес, кулачков, сложных поверхностей лопаток и т. д.). При фрезеровании (рис. 8.1б), наоборот, главное движение сообщается инструменту (фрезе), а движение подачи – заготовке.

• СТРОГАНИЕ – обработка поверхности с прямолинейной образующей. При строгании на продольно-строгальных станках главное движение сообщается заготовке (рис. 8.1г), а движение подачи – инструменту (резцу).

При строгании на поперечно-строгальных станках и обработке заготовок на долбежных станках главное движение сообщается инструменту (резцу), а движение подачи – заготовке или резцу.

• ПРОТЯГИВАНИЕ – получение профилированных отверстий. При протягивании (рис. 8.1д) главное движение (прямолинейное) сообщается инструменту (протяжке) а подача s2 определяется разностью высот каждых двух смежных зубьев протяжки; движения подачи по этой схеме нет, оно заложено в конструкции протяжки.

• ШЛИФОВАНИЕ – достижение высокой точности размера поверхности, низкой ее шероховатости. При круглом и плоском шлифовании (рис. 8.1е,ж) главное движение всегда вращательное; оно выполняется инструментом (шлифовальным кругом). При круглом шлифовании заготовка вращается и обеспечивается окружная подача. Однако круг в ряде случаев не может перекрыть сразу всей заготовки, поэтому оказывается необходимой еще и продольная подача (вдоль заготовки), которая осуществляется заготовкой или кругом. При плоском шлифовании продольная подача (рис. 8.1ж) производится чаще всего заготовкой, а поперечная подача – шлифовальным кругом или заготовкой.

• ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННАЯ ОБРАБОТКА – прецизионная (сверхточная) обработка поверхности.

8.2. Характеристика и организация типовых технологических операций обработки металлов резанием технологических операций обработки металлов резанием

8.2.1. Точение

ТОЧЕНИЕ производят на станках токарной группы, а также на расточных, агрегатных и комбинированных станках. Понятие «точение» объединяет следующие основные виды работ: обтачивание цилиндрических, конических и фасонных поверхностей; обтачивание и подрезание торцовых поверхностей; отрезание; растачивание цилиндрических, конических и фасонных отверстий.

Обтачивание разделяется на черновое и чистовое.

При черновом обтачивании (рис. 8.2а,б,в,г) снимается значительное количество стружки; нормальный припуск составляет 2–5 мм. В результате чернового обтачивания получают 12–14-й квалитеты точности и шероховатость поверхности Ra = 20÷80 мкм. Обтачивание производят проходными резцами, которые разделяют на обдирочные и чистовые. Обдирочные прямые правые (а) и левые (б), отогнутые правые (в) и левые (г) используют для чернового обтачивания заготовок. Углы обдирочных резцов и радиус при вершине выбирают такими, чтобы обеспечивались большая стойкость их и возможно более легкое резание.

Чистовое обтачивание применяют для отделочной обработки заготовок. Различают чистовые резцы с большим закруглением (д, е) и широкие резцы (ж). Припуски на чистовое обтачивание колеблются в пределах 1–2 мм и менее на сторону. Подача при чистовом обтачивании резцами с закругленной режущей кромкой должна быть небольшой (s≤ 0,2 мм/об), а при обтачивании широкими резцами может быть большей (s= 3÷30 мм/об). В результате чистового обтачивания получают 7–11-й квалитеты точности и шероховатость поверхности Rа=0,6÷5 мкм.

Рис. 8.2. Виды резцов

Обтачивание торцовых поверхностей производят обдирочными (рис. 8.2и) и чистовыми резцами. Для обработки таких поверхностей заготовок, установленных на центры токарных станков, применяют подрезные (рис. 8.2з) резцы. Для выхода подрезного резца задний центр срезан.

Отрезание частей заготовок и протачивание кольцевых канавок производят отрезными резцами (рис. 8.2к) Растачивание предварительно просверленных или полученных при заготовительных, операциях отверстии выполняют обдирочными (рис. 8.2л) и чистовым (с закругленной режущей кромкой) резцами. Расточные резцы для сквозных отверстий (л) имеют главный угол в плане меньше 90о; у расточных резцов для глухих отверстий (м) этот угол равен или несколько больше 90°.

8.2.2. Сверление, зенкерование и развертывание

Сверление, зенкерование и развертывание производят на сверлильных станках различных типов, расточных, агрегатных, а также на станках токарной группы. Кроме того, для этих работ используют ручные и механические дрели.

СВЕРЛЕНИЕ. Сверлением получают отверстия в сплошном материале, используя при этом сверла как режущий инструмент. Главное движение при сверлении вращательное, движение подачи – поступательное. На сверлильных станках общего назначения и расточных станках главное движение имеет сверло; на токарных станках и специальных станках для глубокого сверления сверло имеет только поступательное движение, а заготовка – вращательное; это способствует высокой точности обработки.

Сверла разделяются на спиральные, центровочные, перовые, сверла с пластинками из твердых сплавов и сверла для глубоких отверстий.

Спиральные сверла (рис. 8.3) – самый ходовой инструмент для сверления и рассверливания; сверла диаметром от 0,1 до 80 мм изготовляют из быстрорежущей стали (Р6М5), а также твердых сплавов. Рабочая часть сверла 1 (рис. 8.3а) снабжена двумя винтовыми канавками; режущая часть l1 имеет два режущих зуба. Каждый режущий зуб имеет переднюю поверхность 4 (рис. 8.3в), заднюю поверхность 3 и режущую кромку 2; границей зубьев является поперечная кромка 5. Калибрующая часть l2 снабжена ленточками 1, которые обеспечивают направление сверла во время сверления и способствуют уменьшению его нагрева. Хвостовик l4 делают коническим – для закрепления в шпинделе станка или в переходной втулке, или цилиндрическим – для закрепления в патроне.

На шейку l3 наносится маркировка сверла. Угол 2φ (угол при вершине сверла) между режущими кромками берется равным от 140 (для мрамора и других хрупких материалов) до 80° (для алюминия, баббита и других мягких металлов).

ЗЕНКЕРОВАНИЕ – это обработка резанием стенок или входной части отверстия (рис. 8.4); оно производится по черным отверстиям в отливках и поковках или по просверленным отверстиям. Цель зенкерования – получение более точных размеров отверстий и положения их осей, обработка торцовой или входной части отверстия под головку винта и пр.

Рис. 8.3. Спиральное сверло

3енкеры. Существует четыре основных типа зенкеров: для расширения отверстий, для получения цилиндрических углублений отверстий, для получения конических углублений отверстий, для зачистки торцовых поверхностей.

Зенкеры для расширения отверстий изготовляют трехзубыми (для отверстий до 30 мм) и четырехзубыми (для отверстий до 100 мм). На рис. 8.5а показан трехзубый зенкер с коническим хвостовиком для крепления в шпинделе станка, а на рис. 8.5б – четырехзубый насадный зенкер. С целью повышения производительности зенкеры оснащают пластинками из твердых сплавов.

Помимо цельных зенкеров изготовляют также зенкеры со вставными ножами, сделанными из быстрорежущей стали или армированными твердыми сплавами.

Преимуществом таких зенкеров является экономия быстро-режущей стали и возможность регулирования диаметра для переточки. Насадные зенкеры со вставными ножами могут иметь 6 зубьев. Обработка зенкерами обеспечивает исправление оси отверстия, повышает точность до 11–12-го квалитетов и уменьшает шероховатость поверхности (Ra= 0,6÷5 мкм).

Зенкеры для получения цилиндрических углублений (рис.8.5в) имеют направляющую цапфу, которая изготовляется за одно целое с корпусом зенкера или (в других конструкциях) делается сменной.

Рис. 8.4. Зенкование

Рис. 8.5. Виды зенкеров

3енкеры для получения конических углублений – зенковки (рис. 8.5, г), чаще всего имеют угол 2φ = 60°, реже 75, 90 и 120°. Число зубьев в зенковках колеблется от 6 до12.

РАЗВЕРТЫВАНИЕМ называют операцию механической обработки резанием стенок отверстий с целью получения высокой точности и чистоты поверхности (рис. 8.6). При развертывании со стенок предварительно обработанных (сверлением и зенкерованием или только сверлением) отверстий снимается слой металла в несколько десятых миллиметра; отверстия получаются в пределах 6–7-го квалитетов с шероховатостью поверхности Rа 0,3–2 мкм.

Экономика Валитов Ш.М., Азимов Ю.И., Павлова В.А. Современные системные технологии в отраслях экономики. Учебное пособие

Экономика Валитов Ш.М., Азимов Ю.И., Павлова В.А. Современные системные технологии в отраслях экономики. Учебное пособие

В учебном пособии рассматриваются принципы управления современными технологическими системами в отраслях экономики, основанные на использовании информационного подхода в анализе производства. Книга учит принимать экономически оптимальные решения с точки зрения организации эффективного производственного процесса и обеспечения конкурентоспособности производимой продукции.<br /> Предназначается для студентов вузов, обучающихся по специальностям экономического профиля на уровне бакалавров. Может также быть полезна для магистрантов, аспирантов и преподавателей.

Внимание! Авторские права на книгу "Современные системные технологии в отраслях экономики. Учебное пособие" (Валитов Ш.М., Азимов Ю.И., Павлова В.А.) охраняются законодательством!