Обрабатываемость конструкционных материалов резанием

заготовки к наростообразованию; теплофизические процессы резания (теплоотдача и теплопроводность) обрабатываемого материала заготовки и инструмента; влияние свойств обрабатываемого материала заготовки на износостойкость (стойкость) режущего инструмента; энергозатраты на срезание единицы массы обрабатываемого материала; возможность удовлетворения показателей производительности и экономичности обработки резанием.

Обрабатываемость конструкционных материалов, как правило, сравнивается с обрабатываемостью эталонного материала (сталь 45), принимаемого за материал средней обрабатываемости. В табл. 6.1 указано примерное распределение конструкционных материалов по степени их обрабатываемости. На обрабатываемость материалов влияют химический состав материала, структура материала, физико-механические свойства материала, тепло-физические свойства материала.

Обрабатываемость конструкционных материалов ухудшают наличие в структуре силикатов, алюминатов, нитридов, карбидов; наличие легирующих элементов - хрома, никеля; наличие в чугунах пластинчатого графита; мелкозернистая структура и другие факторы.

Возможные пути улучшения обрабатываемости конструкционных материалов: снижение температуры плавления сплавов; снижение коэффициента трения материала заготовки; предварительная термическая обработка заготовок (отжиг, отпуск, нормализация и др.); изменение геометрии режущих инструментов и оптимизация режимов резания; подбор смазывающе-охлаждающих жидкостей.

13. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ
КОНСТРУКЦИЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Технологичность конструкции изделия - это совокупность свойств конструкции,

определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных качества, объема выпуска и условий выполнения работ.

Необходимость отработки конструкций деталей и изделий на технологичность в целом диктуется рядом требований современного машиностроительного производства: постоянно растущим объемом агрегатного монтажа узлов механизмов и оборудования, развитием систем модульного проектирования на базе типизации, унификации и стандартизации; широким использованием ЭВМ, обеспечивающим высокий уровень анализа конструктивных решений в различных вариантах использования; организацией широкого обмена опытом в области создания технологичных конструкций между различными отраслями машиностроения.

При отработке конструкции изделия (детали) на технологичность ее следует рассматривать как комплексный объект - объект проектирования, производства и эксплуатации. Чтобы можно было планировать технологичность изделия и управлять формированием признаков технологичности, ГОСТ 14.201-83 устанавливает количественную оценку технологичности, основанную на системе показателей: базовых показателях технологичности, устанавливаемых в техническом задании на проектируемое изделие; показателях технологичности, достигнутых при разработке конструкции; уровне технологичности (отношение достигнутых показателей к базовым).

Выбор показателей технологичности - сложная инженерная задача. Одним из показателей технологичности изделия может служить его материалоемкость. Показатель материалоемкости определяют по формуле

K_M = Q_и / Q_заг,

где К_м - коэффициент использования материала; Q_и - масса изделия, кг; Q_заг - общая масса заготовок на изделие, кг.

Наиболее технологичным вариантом конструкции изделия детали будет тот, для которого значение К_м наиболее близко к единице.

При конструировании деталей необходимо ориентироваться на предполагаемые технологические способы обработки их поверхностей и отдавать предпочтение таким конструктивным формам и элементам деталей, которые наиболее полно удовлетворяют выбранным способам изготовления деталей, обеспечивая высокие показатели точности, производительности и экономичности. Соблюдение этих условий особенно важно для серийного и массового производств, а также при изготовлении деталей на станках с ЧПУ и в условиях ГПС.

Ниже, при рассмотрении технологических способов обработки заготовок, будут даны примеры рациональных конструктивных (технологичных) форм деталей машин.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Дайте определение составляющих режима резания и назовите их размерности.
2. Что понимают под схемой обработки поверхности заготовки?
3. Какова физическая сущность процесса резания?
4. Назовите факторы, влияющие на размерную точность обрабатываемых поверхностей.
5. Назовите факторы, определяющие качество поверхностного слоя обработанных поверхностей деталей машин.
6. Назовите критерии обрабатываемости конструкционных материалов.
7. Назовите основные критерии технологичности конструкций деталей машин.