Контрольная работа по "Технологии"

                             

Министерство образования и науки Самарской области

Государственное бюджетное образовательное  учреждение

среднего профессионального образования

«Чапаевский химико-технологический техникум»

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Вариант № 3

обучающегося:

Группа 21-1

Симкин Алексей Анатольевич

 

 

по дисциплине:        «Процессы формообразования и инструменты»

 

 

для специальности (код и наименование специальности):

 

150031

Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям)

 

 

 

 

 

 

Сдано	"____" __________________2013г.
Проверено	"____" __________________2013г.
Проверил преподаватель	____________ В.Л. Велигорская.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                        Чапаевск 2013 

 

 

                              План:

 

1. Физические явления при токарной обработке.                                2. Обработка материалов сверлением.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                         

                        Содержание:

1.Физические явления при токарной обработке.                                Резание металлов ……………………………… стр.4-6

2.Тепловые явления …………………………… стр.6

3.Обработка материалов сверлением.                                    Технологии сверления………………………… стр.7

4.Технология обработки сверлением………… стр.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          Физические явления при токарной обработке.

Резание металлов представляет собой сложный процесс, сопровождающийся многими внутренними и внешними явлениями. При этом имеют место три стадии деформации срезаемого слоя: упругая, пластическая, и разрушения. 
 
Характер и величина деформации зависят от физико-химических свойств обрабатываемого материала, режимов резания, геометрии инструмента, применяемых смазочно-охлаждающих жидкостей. Металлические материалы, являясь поликристаллическими телами с зернистой структурой, имея различные кристаллические решетки, по-разному пластически деформируются под действием инструмента; по-разному происходят превращения в срезаемом слое (стружке) и под обработанной поверхностью. При резании металлов и их сплавов отдельные кристаллы деформируются, а затем разрушаются по кристаллографическим плоскостям. 
 
Процесс резания металла можно представить следующей схемой.

Рис. 1, Рис. 2. 
 
В начальный момент, когда движущийся резец под действием силы Р (рис. 1) вдавливается в металл, в срезаемом слое возникают упругие деформации Увеличение же деформирующей силы приведет к внутрикристаллической деформации в зернах, плоскости скольжения в которых расположены менее благоприятно. 
 
Дальнейшее повышение нагрузки вызовет разрушение зерен, а также перемещение и поворот их относительно друг друга. Происходит изменение структуры и физико-механических свойств тела - образование текстуры, возникновение внутренних напряжений, повышение твердости, понижение пластичности, уменьшение теплопроводности. 
В плоскости, совпадающей с траекторией движения вершины резца, возникает касательные и нормальные напряжения. 
τmax в точке А, по удалению падают. 
 
σy в начале действуют как растягивающие (+σ), что при определенных условиях может вызвать «раскалывание» металла - опережающую трещину в направлении внешней силы. 
От в точке А, затем уменьшаются, переходят через 0, превращаются в напряжения сжатия (-σ). 
Возрастание пластической деформации приводит к сдвиговым деформациям. Различные физические явления, сопутствующие деформациям срезаемого слоя, находятся в следующей зависимости: характер получающихся стружек, их усадка, завивание, упрочнение. 
 
Выделение тепла, действующего на инструмент, срезаемый слой на обрабатываемую поверхность и прилегающий к ней верхний слой материала изделия. 
Образование нароста. 
 
Упрочнение поверхностного слоя, возникновение остаточных напряжений, явление отдыха (разупрочнение и рекристаллизация). 
Трение стружки о переднюю поверхность инструмента и трение задней поверхности инструмента о поверхность резания. 
Возникновение вибраций. 
 
Наибольшие пластические деформации возникают в зоне стружкообрвзования АВС (рис 1) Зона деформирования ограничивается линией АВ, вдоль которой происходят первые сдвиговые деформации, и линией АС, вдоль которой происходят последние сдвиговые деформации. 
В момент, когда пластические деформации достигнут наибольшей величины, а напряжения превысят силы внутреннего сцепления зерен металла, зерна смещаются относительно друг друга и скалывается элементарный объем (Рис 2). Далее процесс деформирования повторяется и образуется стружка. 
При больших скоростях резания считают, что сдвиги идут не по АВ и АС, а по 00 -плоскость сдвига, θ-угол сдвига. 
Установлено русским К А Тиме, К. А Зворыкиным. 
 
Срезаемый слой, превратившись в стружку, подвергается дополнительной деформации вследствие трения стружки о переднюю поверхность инструмента. Зерна вытягиваются по плоскости О1О , которая составляет с плоскостью сдвига ОО угол β. 
Таким образом, резание это процесс последовательного деформирования срезаемого слоя металла; упругого, пластического, разрушения - зависит от свойств материала. У хрупких металлов пластические деформации практически отсутствуют. 
Для сталей средней твердости θ-30°, β зависит от свойств обрабатываемого материала и угла резания

 

                         Тепловые явления

 

Механическая работа, затрачиваемая на срезание с заготовки припуска, превращается в тепловую энергию. 
Количество теплоты, выделяющееся в процессе резании, приближенно можно определил, из выражения Q=Pz V Дж/мин. Тепловой баланс процесса резания: 
 
Q=Qд+QП.П+Qз.т=Qс+Qзаг+QИ+QЛ 
 
Qд - количество теплоты, выделяющееся при упруго-пластических деформациях; 
QП.П - количество теплоты при трении о переднюю поверхность; 
Qз.т - количество теплоты при трении инструмента о заготовку; 
Qс -количество теплоты, отводимое стружкой; 
Qзаг - количество теплоты, отводимое заготовкой; 
QИ - количество теплоты, отводимое инструментом; . 
QЛ- теплота лучеиспускания - переходит в окружающую среду. 
 
Значения слагаемых зависят физико-механических свойств материала, инструмента, режимов, геометрии и тд. 
В зависимости от режимов стружкой отводится 25-95% всей теплоты, заготовкой -10-50% инструментом 2-8%. 
Тепловыделения отрицательно сказываются на процессе резания. 
 
Лезвие нагревается до Т0=800-10000С . Ускоренный износ, структурные превращения приводят к потере режущих свойств. 
Изменяются геометрические размеры заготовки Наибольшее влияние на Т 0С оказывает V Наименьшее - глубина резания.

 

 

                 Обработка материалов сверлением

                       Технологии сверления

Под сверлением понимается разновидность механической обработки материала путем резания с помощью специального вращающегося инструмента, который называется сверлом. В результате этого получаются отверстия различной формы, глубины и сечения, необходимые для выполнения ряда технологических операций. Сверление применяется в тех случаях, когда необходимо получить отверстия под крепежные элементы (болты, винты и т.п.), нарезать резьбу, произвести зенкерование либо расточку и т.д. Для того, что бы просверлить отверстие в материале, используются специальные виды оборудования. К ним в первую очередь относятся вертикальные и горизонтальные сверлильные станки, фрезерные и заточные станки, а также специальные электрические или механические дрели.  
 
Устанавливаемые на них сверла могут быть самых разных видов, в зависимости от материала. Так, для дерева, пластмасс и мягких металлов вполне подойдут сверла из обычной углеродистой стали, в то время как для сверления закаленной стали или других твердых материалов следует использовать алмазный инструмент. Кроме этого, для облегчения процесса используются и дополнительные средства. К ним относится принудительное охлаждение специальной жидкостью или газом, подогрев, либо же удар с последующим поворотом сверла. Также в ряде случаев находит применение ультразвуковое дробление материала, которое делает его более податливым к сверлению.  
 
Стоит отметить, что сильный нагрев места контакта сверла с поверхностью обрабатываемого материала в значительной мере вредит последнему. Кроме того, сами сверла теряют свою прочность, в результате чего значительно сокращается срок их службы. Вот почему оборудование, в котором предусматривается обработка сверлением, имеет системы охлаждения. Одновременно охлаждающее вещество часто используется и в качестве смазки, улучшающей процесс.

 

               Технология обработки сверлением

Сверлением обрабатывают отверстия диаметром до 80 мм, причем сверлят диаметры до 30 мм, а большие - рассверливают после предварительного сверления. Сверление применяется как предварительная обработка при изготовлении точных отверстий. Сверление обеспечивает 11-13-а квалитеты точности и шероховатость поверхности Rа = 6,3-2,5 мкм.

Зенкерованием обрабатывают отверстия диаметрами до 120 мм. Использование кондукторных (направляющих) втулок повышает точность формы исходного отверстия, уменьшает смещение его оси. Зенкерование делится на черновое и чистовое: при зенкеровании отверстий в отливках точность 12-13-го квалитетов, шероховатость Rа = 25-12,5 мкм; в отверстиях после сверления - 11 квалитета, Rа = 6,3-2,5 мкм.

Развертывание отверстий диаметрами до 120 мм может быть окончательной обработкой. Развертыванию могут предшествовать сверление, чистовое зенкерование или чистовое растачивание. Оно может быть предварительным, чистовым и тонким. Достигаемые при этом точность обработки и шероховатость поверхности характеризуются следующими данными: 8-10-й квалитеты, Ra = 2,5-1,25 мкм; 8-й квалитет, Ra = 1,25-0,63 мкм; 6-7-й квалитеты, Ra = 0,63-0,32 мкм соответственно.

При разработке режима резания исходят из главного положения: процесс резания при сверлении значительно сложнее, чем при точении. Затрудненный отвод стружки и создание СОС, значительные силы трения стружки о сверло и сверла о поверхность заготовки, высокие температуры обработки -- все это затрудняет проведение процесса сверления. При этом изменение скорости от максимального значения на наружном диаметре сверла до нуля в центре создает неравномерные условия для стружкообразования.