Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Основы технологии приборостроения: Учебное пособие

Голосов: 0

Учебное пособие "Основы технологии приборостроения" предназначено для студентов всех специальностей направления "Приборостроения", в которых изучаются проблемы технологического характера. Для студентов специальностей 1901 и 1910 учебным планом предусматривается изучение дисциплины с таким названием. Кроме того, изложенные в данном учебном пособии технологии используются в процессе проектирования изделий. Все вышесказанное в полой мере относится и к области машиностроения. Таким образом, данное пособие будет полезным и для студентов, и для преподавателей большинства технических специальностей.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
                                         51
зивные инструменты. Под структурой абразивного инструмента понимают ко-
личественное соотношение зерен, связки и пор в единице объема инструмента.
В порядке возрастания пористости различают плотную, средне плотную, по-
ристую и открытую структуру.

4.2 Схемы абразивной обработки
В промышленности, в основном, применяются несколько видов шлифования.
Круглое наружное шлифование - процесс шлифования заготовки во время ее
вращения в центрах или в патроне кругами (см. рисунок 4.5).




 Рис. 4.5 Кинематика, параметры и оборудование для наружного круглого
                             шлифования

Бесцентровое шлифование - отличается от центрового тем, что обрабатывае-
мые заготовки получают вращение и шлифуются без крепления в центрах, при-
чем базой является обрабатываемая поверхность. При круглом бесцентровом
шлифовании оба круга вращаются в одну сторону с разными скоростями, рабо-
чий круг - со скоростью 30-35 м/с, ведущий - со скоростью, в 60-100 раз мень-
шей.
Опорой для шлифуемой заготовки является "нож" со скошенным краем, нахо-
дящийся между рабочим и ведущими кругами.
Нож устанавливается так, чтобы центр заготовки находился выше или ниже
центров кругов. На рисунке 4.6 изображена схема бесцентрово-шлифовального
станка. Схема обработки на таких станках представлена на рисунке 4.7


                                     52




 Рис. 4.6 Схема бесцентрово-шлифовального станка:1 - станина; 2 - шли-
 фующая бабка; 3 - правочный механизм; 4 - ведущая бабка; 5 - правочный
                           механизм; 6 - нож.




     Рис. 4.7 Схема обработки на бесцентрово-шлифовальном станке

Заготовку 3 устанавливают на нож 2 между двумя кругами - рабочим 1 и веду-
щим 4. Эти круги вращаются в одном направлении.
Внутреннее шлифование - шлифование отверстий цилиндрической и кониче-
ской формы. В зависимости от конструкции заготовки и станка шлифование
осуществляется при вращении заготовки или при неподвижном ее состоянии. В
этом случае шлифовальный круг при обработке вращается не только вокруг
своей оси со скоростью 20-35 м/с, но и вокруг оси обрабатываемого отверстия с
круговой подачей 20-30 м/мин (см. рис. 4.8 и 4.9).


                                  53




Рис. 4.8. Схема шлифования отверстия в осесимметричной вращающейся
 заготовке:1 – делительная бабка; 2 – заготовка; 3 – внутренний шлифо-
     вальный круг; 4 – отсос пыли; 5 – наружный шлифовальный круг




Рис. 4.9 Схема шлифования отверстия в невращающейся заготовке:а- глад-
кого цилиндрического отверстия; б – ступенчатого отверстия и торца; в –
      широкой канавки; г – конического отверстия; д – фасонного паза


                                    54
Плоское шлифование - шлифование плоскостей осуществляется периферией
или торцом круга. Кинематика этого процесса показана на рис. 4.10 и 4.11




      Рис. 4.10 Шлифование плоской поверхности периферией круга




Рис. 4.11 Шлифование плоской поверхности торцевой поверхностью круга 1
                   - заготовка;2-шлифовальный круг

Заточка и доводка режущего инструмента. От заточки и доводки режущих
инструментов зависят производительность и стоимость обработки заготовок,
стойкость и расход инструментов. В операции заточки и доводки используются
самые разнообразные типы абразивного инструмента.
Резьбошлифование - шлифование резьбы различных профилей (треугольные,
трапециевидные и др.), метчиков, резьбовых калибров, накатных роликов, хо-
довых винтов металлорежущих станков и измерительных приборов (см., на-
пример, рис. 4.12).


                                    55




                   Рис. 4.12 Схема шлифования резьбы

Зубошлифование - шлифование зубчатых колес всех видов (см., например,
рис. 4.13).




                Рис. 4.13 Схема шлифования зубьев колеса

Хонингование - процесс доводки отверстий специальным инструментом - хо-
ном. Хонингование применяют для получения поверхностей высокой точности
и малой шероховатости, а также для создания специфического микро-профиля
обработанной поверхности в виде сетки (для удержания смазочного материала
на поверхности деталей).
Поверхность неподвижной заготовки обрабатывается мелко-зернистыми абра-
зивными брусками, закрепленными в хонинговальной головке (хоне). Бруски
вращаются и одновременно перемещаются возвратно- поступательно вдоль оси
обрабатываемого отверстия (рис. 4.14.а). Соотношение скоростей движений со-
ставляет 1,5…10, и определяет условия резания. При сочетании движений на
обрабатываемой поверхности появляется сетка микроскопических винтовых


                                     56
царапин – следов перемещения абразивных зерен. Угол пересечения этих сле-
дов зависит от соотношения скоростей (рис. 4.14.б). Абразивные бруски всегда
контактируют с обрабатываемой поверхностью, так как могут раздвигаться в
радиальном направлении. Давление бруска контролируется.
Хонингованием исправляют погрешности формы от предыдущей обработки, а
чистовое – для повышения качества поверхности. Этот процесс осуществляется
на специальных хонинговальных установках. Схема процесса показана на ри-
сунке 4.14.




                 Рис. 4.14 Схема хонингования отверстия

Суперфиниширование - шлифование при малом съеме металла (10-12 мкм на
диаметр), для достижения шероховатости 0,16-0,02 мкм по параметру Ra.
Процесс осуществляется при малых окружных скоростях изделия (8-40 м/мин.),
малых давлениях мелкозернистых брусков (1,5-3 кгс/см2) при их колебатель-
ном движении с частотой от 500-600 до 2000-3000 двойных ходов в минуту с
амплитудой 2-5 мм (рис. 4.15).




    Рис. 4.15 Схема суперфиниширования цилиндрической поверхности


                                    57
При суперфинишировании полностью удаляется волнистость, уменьшается ог-
ранка, удаляется дефектный поверхностный слой металла. После суперфини-
ширования формируется упрочненный поверхностный слой без структурных
изменений, что улучшает эксплуатационные свойства деталей, работающих в
условиях трения- скольжения или качения. Рабочим инструментом является аб-
разивная головка с одним - четырьмя абразивными брусками.
Ленточное шлифование и полирование - обработка изделия бесконечной
шлифовальной лентой, изготовленной из шлифовальной шкурки на тканевой
или бумажной основах. Схема ленточного шлифования упрощенно показана на
рисунке 4.16. Базирование инструмента осуществляется по обрабатываемой по-
верхности. Этот процесс особенно эффективен при шлифовании сложнопро-
фильных поверхностей.




Рис. 4.16 Схема ленточного шлифования: ниже приводится описание рабо-
                             ты процесса.

Ниже приводиться описание работы оборудования представленного на рисунке
4.16.
Шлифуемая заготовка 16 подается сквозь левые направляющие ролики 19 далее
сквозь ось 5 в ручей правых направляющих роликов 19, предварительно, для
ослабления натяжения абразивной ленты, ведомый ролик 14 отводится в сторо-
ну. Далее необходимо установить необходимое натяжение абразивной ленты
15, перемещая ведомый ролик 14 против часовой стрелки и регистрируя вели-
чину натяжения при помощи стандартного динамометра. Включение электро-
двигателя 2, при помощи муфты 4 и редуктора 3, приводит во вращение шкив 9,
который вращает шкив 8, связанный с ним ременной передачей. При этом вра-


                                     58
щение от электродвигателя 2, при помощи шкива 7 и шкива 6, передается на
ведомый шкив 12 и затем, при помощи вала 10, на ведущий ролик 1. Таким об-
разом, абразивной ленте 15 сообщается планетарное движение.
Доводка и притирка - абразивная обработка как свободным абразивным зер-
ном в виде суспензии и паст, так и специальными доводочными кругами и
шаржированными притирами, обеспечивающая шероховатость 0,160-0,08 мкм
по параметру Ra и чище, а также высокую точность размеров и формы поверх-
ностей, обеспечивая высокую плотность сопряжения. На рис. 4.17 показана
схема притирки цилиндрического сопряжения.




          Рис. 4.17 Схема притирки цилиндрического сопряжения

Ряд следующих видов обработки перечислен без поясняющих рисунков пото-
му, во-первых, что динамику процесса на рисунке трудно отразить, а во-
вторых, эти виды обработки можно посмотреть на видеокадрах электронного
учебника "Основы ТПС".
Жидкостная отделка и полирование - процесс обработки, при котором жид-
кость, насыщенная абразивом, со скоростью 50 м/с и более ударяется об обра-
батываемую поверхность, уменьшая ее шероховатость.
Обработка во вращающихся барабанах - удаление заусенцев, ржавчины, ока-
лины, притупление кромок, уменьшение шероховатости. Путем вращения в ба-
рабанах различного типа (консольные, перфорированные, герметичные и т.д.)
обрабатываемых заготовок и абразивных наполнителей (боя керамических кру-
гов, галтовочных тел или, при полировке - боя фарфора, гранита, диабаза, ме-
таллических шариках, дерева и т.д.).


                                    59
Галтовочные тела - специально изготовленный абразивный инструмент в виде
изделий простой геометрической формы (цилиндр, призма, конус, куб и т.д.)
состоящий из шлифпорошков, связанных керамической или органической связ-
кой.
Обработка в вибрационных контейнерах - аналогична обработке во вра-
щающихся барабанах, но вместо вращения используется вибрационное воздей-
ствие в 2-х или трех направлениях. Обеспечивает обработку хрупких и тонко-
стенных заготовок без повреждения. Частота колебаний приблизительно 1500
кач./мин. При амплитуде 1,5-3 мм. Абразивный наполнитель аналогичен обра-
ботке в барабанах.


                                     60

             5. Электрофизические
       и электрохимические технологии
             изготовления деталей
В данном разделе использованы материалы из учебника «Технология конст-
рукционных материалов» под редакцией А.М. Дальского [3], материалы техни-
ческого университета Ильменау (Германия), материалы из Internet, а также ма-
териалы учебника "Новые технологии в приборостроении"[5].
Электрофизические и электрохимические технологии (ЭФ ЭХ - технологии)
создавались как альтернатива технологиям резания, где последние либо давали
неудовлетворительные результаты, либо оказывались вовсе не пригодными.
Речь идет об обработке очень прочных и вязких или очень твердых и очень
хрупких материалов. Разработаны и опробованы десятки ЭФ ЭХ – технологий,
но наибольшее применение получили следующие:
- электроэрозионные технологии;
- анодно-механические технологии;
- электрохимические технологии;
- электрофизические технологии;
- ультразвуковые технологии;
- светолучевая обработка;
- электроннолучевая обработка;
- плазменная обработка.
Рассмотрим в вышеизложенной последовательности основные принципы этих
технологий, а также их возможности, достоинства и недостатки.

5.1 Электроэрозионные технологии
Первая электроэрозионная установка была создана в 1942году в блокадном Ле-
нинграде супругами Лазаренковыми. К сожалению дальнейшее развитие и со-
вершенствование этой удивительной технологии происходило и продолжается
без нашего участия и современное оборудование вместе с современными тех-
нологиями этого принципа приходиться заказывать фирме «АЖИ», а позднее-
фирме «Шармий технолоджи ».
Электроэрозионная обработка основана на физическом явлении, при котором
материал одного или обоих электродов под действием происходящего между
ними электрического импульсного разряда разрушается и на поверхности элек-
тродов образуются лунки (рис. 5.1). Причина появления лунок локальный на-
грев электродов до весьма высокой температуры. При сближении двух элек-
тродов и подключении к ним напряжения, достаточного для пробоя образовав-
шегося межэлектродного промежутка, возникает электрический разряд в виде
узкого проводящего канала (столба) с температурой, измеряемой тысячами и
десятками тысяч градусов. У оснований этого канала наблюдается разрушение



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика