Основи технології обробки конструкційних матеріалів різанням і електрофізичними методами

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний університет водного господарства

та природокористування

Кафедра „Автомобілі, автомобільне господарство

і технологія металів”

КОНТРОЛЬНА РОБОТА №4

з курсу

„Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів”

Розділи:

„ОСНОВИ ТЕХНОЛОГІЇ ОБРОБКИ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ РІЗАННЯМ І ЕЛЕКТРОФІЗИЧНИМИ МЕТОДАМИ”,

„ОСНОВИ ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ ІЗ НЕМЕТАЛЕВИХ МАТЕРІАЛІВ”

(Варіант 23)

Виконав: студент

Перевірив:

к.т.н., доцент

Кім Є.К.

Рівне 2009

7. Опишіть суть, призначення і основні методи обробки заготовок поверхневим пластичним деформуванням

Суть процесу накатування.

Суть процесу зміцнювального накатування полягає у зминанні виступів мікронерівностей і заповнення впадин за рахунок тиску і переміщень одного або кількох кульок чи роликів по оброблювальній поверхні. В результаті накатування змінюється мікроструктура, фізико-механічні властивості верхнього прошарку металу, підвищуються його твердість і міцність, збільшується стійкість проти спрацювання, шорсткість поверхні Rа = 0,040 мкм, діаметр оброблювальної деталі зменшується на величину залишкових деформацій.

Застосування.

Методом зміцнювального накатування можна обробляти деталі, виготовлені або відновлені з матеріалів, що деформуються без руйнування, у холодному стані: вуглецевих і легованих сталей, чавуну, кольорових металів і сплавів, композиційних матеріалів.

Для зміцнювальної обробки деталей накаткою використовують металорізальні верстати загального призначення: токарні розточувальні, свердлильні, строгальні, фрезерні тощо. Як робочий інструмент використовують спеціальні накатки, деформуючими елементами яких є кульки і ролики, що випускаються промисловістю або спеціально виготовлені. Для підвищення стійкості проти спрацювання на робочі поверхні роликів і кульок наносять тверді сплави. Шорсткість поверхні робочих тіл повинна бути меншою за необхідну відносно поверхні самовстановлюється у будь-якому положенні. Цим вона забезпечує кращі умови пластичного деформування металу дає змогу працювати з меншим тиском і отримувати меншу шорсткість поверхні. Особливістю роликових накаток є те, що ролики мають стабільну вісь обертання і в процесі накатування можуть ковзати по поверхні деталі. Це знижує якість поверхні, сприяючи перенаклепу, порушенню поверхневого прошарку, погіршенню шорсткості і призводить до додаткових витрат енергії. Зменшення поверхні контакту і зусиль, діючих на ролики, досягають розміщенням роликів під кутом до осі оброблюваних поверхонь.

За способом передачі зусилля на деталь розрізняють накатки з жорстким і пружним контактами між інструментом і оброблюваною поверхнею. Жорсткі накатки прості у виготовленні, але вони не забезпечують рівномірного зміцнення оброблюваної поверхні деталі.

Пружна накатка забезпечує кращу якість оброблюваної поверхні деталі, демпфування динамічних навантажень накатування і дає можливість точно регулювати зусилля тиску інструменту на деталь.

Призначення та будова пристрою.

На токарних верстатах, крім звичайних робіт з обробки деталей зняттям стружки, можна виконувати давильні роботи по пластичному деформуванню металу за допомогою роликів і кульок.

Токарні верстати використовують також для виконання розточувальних і фрезерних робіт.

Остаточна обробка поверхні деталей може проводитись як різанням, так і пластичним деформуванням. Для цього застосовують відповідні пристосування.

Обробка поверхні деталі пластичним деформуванням за допомогою роликових чи кулькових накаток дозволяє ущільнити поверхневий шар металу і знизити шорсткість поверхні до 8—10-го класу. Обробка зовнішніх циліндричних поверхонь кульковою накаткою (рис. 1), що закріплюється в різцетримачі токарного верстата, проводиться за 2—3 проходи при частоті обертання деталі 1000—1200 об/хв і подовжню подачу супорта 0,06—0,12 мм/об.

Рис. 1. Жорстка кулькова накатка:

1 — кулька; 2 — корпус підшипника; 3 — державка; 4 — підшипник; 5 - вісь; 6 — гвинт, 7 — сепаратор

Рис. 2. Пристосування для одночасного обточування та накатування:

1 — різець; 2 — кулька; 3 — обойма; 4 — натискний шарикопідшипник; 5 — регулювальний гвинт; 6 — тарілчаста пружина

Рис. 3. Пристосування для накатки пружин:

1 — оправлення; 2 — пружина відновлювана; 3 — ролик, 4 — плита; 5 — пружина натискна

Зусилля на деталь може мати величину від 10 до 150 кгс у залежності від матеріалу деталі і призначення операції накатування. У зв'язку зі зменшенням діаметра деталі під цю операцію залишають припуск на обробку в 0,03—0,06 мм. Для більш точної фіксації зусилля на деталь застосовують подпружинені накатки, у яких зусилля на деталь обмежується зусиллям пружини. Обточування й обкатування можна проводити одночасно (рис. 2).

Методом накатування (рис. 3) відновлюють також пружини, що втратили пружність. Пружина насаджується на оправлення з конусностью 10—15°, що має поперечні отвори для закріплення кінця пружини. Накатування проводиться за 2—4 проходи при 80— 100 об/хв.

Методи чистової обробки холодним пластичним деформуванням циліндричних поверхонь відрізняються високою продуктивністю й економічністю і можуть бути успішно впроваджені в ремонтне виробництво замість методів чистової обробки різанням. При цьому забезпечується низька шорсткість поверхні, створюється зміцнений поверхневий шар., При обробці різанням на поверхні утвориться цілком визначене розташування штрихів обробки, зв'язане з кінематикою процесу і не піддається істотному регулюванню. Разом з тим різні експлуатаційні вимоги, пропоновані до деталей машин, вимагають створення в кожнім окремому випадку цілком визначеного мікрорельєфу поверхні деталі, є необхідним напрямком штрихів обробки, потрібною формою нерівностей поверхні і т.п.

11. Назвіть види деревношаруватих пластиків, вихідні матеріали, способи їх виробництва. Наведіть технічну характеристику і назвіть області застосування

Матеріали і напівфабрикати з деревини.

Деревину, використовувану як вихідний матеріал у виробництві, підрозділяють на круглу і пиломатеріали, Круглі лісоматеріали являють собою очищені від сучків, а часто і від кори, відрізки деревних стовбурів. Їхні розміри записуються двома цифрами зі знаком множення між ними (4X20). Перша цифра позначає довжину в метрах, друга — товщину (діаметр) у сантиметрах верхнього торця без кори.

Пиломатеріали одержують розпилюванням великих лісоматеріалів на пластини, дошки, бруски, бруси двухкатні, бруси четрьохкатні й обаполи.

Пластини одержують при подовжнім розпилюванні колоди на дві половини, а четвертини — на чотири частини. Дошки отримують подовжнім розпилюванням колод по декількох паралельних між собою площинам. Бруски отримують подовжнім розпилюванням дощок. Ширина бруска не перевищує його подвійної товщини, що у свою чергу повинна бути не більш 100 мм.

Одним з розповсюджених напівфабрикатів є шпон , що у залежності від способу вироблена підрозділяється на струганий, лущений і пилений.

Струганий шпон одержують подовжнім струганням тонких смуг на фанерострогальних верстатах із попередньо розпарених кряжів. Струганий шпон з листових порід деревини застосовують для облицювання меблів, як оздоблювальний матеріал у будівництві, а з сосни - в авіаційній промисловості.

Лущений шпон одержують шляхом розлущування чураків довжиною до 1,5 м на одношарові аркуші товщиною 0,55—1,5 мм. Чурак попередньо проварюють. Лущений шпон застосовують для виготовлення фанери, в якості лицювального матеріалу, для виготовлення крутоклеєних заготівель. Одержують його з берези, вільхи, бука, дуба, ясена, липи, сосни, кедра.

Пилений шпон товщиною 0,8—2 мм отримують поздовжнім розпилюванням кряжів з берези, вільхи. Його застосовують для обробки поверхонь, що піддаються дзеркальному поліруванню.

Фанеру одержують склеюванням трьох і більш листів лущеного шпону з різних порід деревини з взаємно перпендикулярним розташуванням волокон у суміжних аркушах. Фанеру випускають трьох марок: ФСФ (фенолформальдегідний клей), ФК (карбамидный клей), ФБК (альбумін-казеїновий клей). По числу шарів шпону розрізняють трьох- п'яти- і багатошарову фанеру. Зовнішні шари фанери називають сорочками, внутрішні - серединками. Порода деревини, з якої виготовлена сорочка, визначає назву фанери.

15. Накресліть кінематичну схему коробки подач вертикально-свердлильного верстата 2А135 і опишіть її будову. Напишіть рівняння кінематичного балансу руху подачі, яке визначає найбільшу і найменшу подачі за один оберт шпинделя верстата

Свердлильні верстати і інструмент.

У ремонтному виробництві використовуються вертикально-свердлильні верстати моделей 2Б118, 2Н118, 2А125, 2Н125 і 2Н135. Останні дві цифри в позначенні моделі показують найбільший припустимий діаметр свердління в суцільному матеріалі. Для свердління невеликих отворів під шплінти, штифти, гвинти і т.д. при виконанні монтажно-складальних робіт застосовуються настільні свердлильні верстати. Радіально-свердлильні верстати в ремонтних підприємствах використовуються порівняно рідко, оскільки вони призначені для свердління деталей великих габаритів; однак у ряді випадків їхнє застосування може бути економічно виправданим.

Основні технічні характеристики деяких вертикально-свердлильних верстатів приведені в табл. 1.

Таблиця 1.

Основні технічні характеристики вертикально-свердлильних верстатів

Для прикладу розглянемо вертикально-свердлильний верстат 2А135 (рис. 4). Він має 9 ступіней частот обертання шпинделя і 9 подач. У конструкції верстата 2А135 передбачене автоматичне включення руху подачі після підведення що ріжучого інструменту.

Рис. 4. Кінематична схема вертикально-свердлильного верстата 2А135:

1 — фундаментна плита, 2 — піднімальний стіл; 3 — станина (колона); 4 — шпиндель; 5 — механізм подачі, 6 — коробка подач; 7 — коробки швидкостей; 8 — електродвигун

Література

1. 032-90 Методичні вказівки і контрольні завдання з курсу „Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів” для студентів спеціальностей 7.091903 та 7.090215 заочної форми навчання. /Кім Є.К. – Рівне: УДАВГ, 1997. – 30с.

2. Казаков Н.Ф., Осокин А.М., Шишкова А.П. Технология металлов и других конструкционных материалов: Учеб. пособие. – М.: «Металлургия», 1975. – 690 с.

3. Гуревич Д.Ф., Зуев А.А. Эксплуатация оборудования ремонтных мастерских. Л., «Колос» (Ленингр. отделение), 1975, - 367 с.

4. Обработка металлов резанием. Справочник технолога /А.А. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др. - М.: Машиностроение, 1988, - 736 с.,

5. Мірошник В.О. Фабровський Є.М. Ремонт будівельних і меліоративних машин: Практикум: Навч. посібник /за ред. В.О. Мірошника. – К.: Вища школа, 1995. - 207с.