Формообразование со снятием стружки. Строгание, фрезерование

В учебном пособии представлены основы обработки резанием полимерных композиционных материалов (ПКМ). Оно содержит сведения о составе и конструкционных свойствах композиционных материалов (КМ), технологических методах получения заготовок изделий из КМ, физических основах обработки ПКМ резанием, технологиях обработки и реновации изделий из ПКМ, инновационных технологиях обработки КМ, а также справочные материалы, необходимые при выборе режимов резания. Особое внимание уделено новым и перспективным методам обработки. Учебное пособие разработано в полном соответствии с программой дисциплины «Перспективные технологии реновации».

Выявление закономерности формирования напряженного состояния поверхностного слоя позволит разработать методику расчета остаточных напряжений I рода с учетом сил резания, температуры поверхностного слоя, структурных превращений, действия смазочно-охлаждающих жидкостей, скорости охлаждения и управлять распределением остаточных напряжений в плоских деталях из труднообрабатываемых материалов. Для этого в работе была поставлена задача: исследовать закономерности формирования напряженного состояния поверхностного слоя при торцовом шлифовании плоских круглых деталей из труднообрабатываемых материалов. Исследования остаточных напряжения и деформации в тонких плоских деталях круглой формы позволили разработать методику расчета остаточных напряжений, управлять их распределением и дать рекомендации при шлифовании труднообрабатываемых легированных конструкционных сталей с учетом условий шлифования и режимов резания.

Рассмотрены характерные особенности механической обработки деталей из цветных сплавов, приведены справочные данные по выбору материалов и геометрических параметров режущей части инструмента, назначению элементов режима резания на операциях точения, обработки отверстий и фрезерования типовых марок цветных металлов и сплавов (алюминиевых, магниевых, медных). Приведены примеры назначения элементов режимов резания при различных формообразующих операциях.

Рассматриваются вопросы консолидации статистических данных измерения выхода технического углерода. Предлагается универсальный способ оценки зависимости выхода от свойств используемого сырья для различных марок технического углерода.

Рассмотрены вопросы автоматизации листовой штамповки мелких и средних деталей с помощью роботов. Приведены общие сведения об робототехнологических комплексах листовой штамповки и промышленных роботов, а также краткое техническое описание промышленных роботов, кривошипно–штамповочных прессов и вспомогательных устройств РТК. Приведено обоснование схемы выбора технических устройств РТК и его оптимальной компоновки, информационной схемы РТК, построения цикловой диаграммы и алгоритма управления РТК.

Рассмотрены особенности деформирования материалов при обработке давлением по методу холодной штамповки. Приведены возможные конструктивные схемы и расчетные формулы, необходимые для выбора или проектирования технологической оснастки и приспособлений при производстве электронной аппаратуры.

В пособии представлены методологические основы структурно-кинематического анализа металлорежущих станков, используемых при выполнении лабораторных и практических работ по курсу «Оборудование машиностроительного производства» для студентов III–IV курсов механико-технологического факультета НГТУ всех форм обучения и направлений подготовки. Учебный материал, представленный в пособии, позволяет студентам приобрести практический опыт проведения структурно-кинематического анализа и настройки параметров исполнительных движений станка.

Методические указания предназначены для бакалавров и магистров направления «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств».

Методические указания предназначены для бакалавров и магистров направления «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств».

В условиях современного производства требуется повышение эффективности обработки поверхностей деталей. Например, при обработке отверстий таких деталей решающую роль играет уменьшение увода оси отверстия, повышение жесткости, износостойкости режущего инструмента и, как следствие, снижение брака. Уменьшить увод оси отверстия можно в результате оптимизации режимов резания или разработки наиболее рационального профиля сверла

Приведена методика экспериментального исследования точности линейного позиционирования рабочих органов станков с ЧПУ. Методические указания предназначены для студентов специальности 151001.65 «Технология машиностроения», а также обучающихся по направлению 151900 – конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств при изучении дисциплины «Оборудование машиностроительных производств».

В учебном пособии рассмотрена методика проектирования гидропанели. Издание содержит требования и задания, необходимые для выполнения расчетно-графической работы, и предназначено для студентов всех форм обучения по направлениям: 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (профили подготовки «Металлообрабатывающие станки и комплексы» и «Технология машиностроения»), 15.03.03 «Прикладная механика», 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств», 15.03.01 «Машиностроение». Может быть полезно студентам, изучающим дисциплины «Гидропневмопривод», «Оборудование машиностроительного производства», «Расчет и конструирование станков».

Представлены результаты математического моделирования объемного напряженного и деформированного состояния заготовки в очаге пластической деформации с учетом анизотропных свойств материала при ротационной вытяжке.

Методические указания предназначены для бакалавров и магистров направления «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств».

Изложены физические основы динамических методов деформирования: взрывной, электрогидравлической и магнитно-импульсной обработки. Рассмотрены свойства металлов при высокоскоростном деформировании. По каждому из импульсных методов приведены технологические схемы, основы проектирования технологий, применяемая оснастка и оборудование. Пособие широко иллюстрировано примерами изготавливаемых деталей.

Составлены в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 150406 «Машины и аппараты текстильной и легкой промышленности», учебным планом и рабочей программы по дисциплине «Оборудование механообрабатывающего производства». Рассмотрены классификация металлообрабатывающих станков, назначение основных частей и механизмов металлообрабатывающих станков. Приведены контрольные задания для выполнения письменных работ, экзаменационные вопросы.

Приведены общие сведения, содержание и порядок выполнения курсового проекта. Описаны методики расчета режимов механической обработки и различных методов наращивания поверхностей изношенных деталей. В приложении приводятся образцы технологической документации на восстановление деталей.

Рассмотрены методика и последовательность выполнения курсовых проектов и работ, даны рекомендации по их выполнению, предложен список необходимой литературы. для студентов специальности «Технология машиностроения».

Описано назначение, области применения, типы и принцип работы зуборезных долбяков и червячных модульных фрез. Подробно изложены методики проектирования зуборезных долбяков и червячных модульных фрез. Приведены справочные данные, необходимые для проведения расчета и назначения необходимых параметров данного инструмента, представлены примеры расчетов и рабочие чертежи спроектированных долбяка и червячной фрезы. Подготовлено на кафедре технологий производства двигателей.

Представлены результаты исследований по получению сорбционных, керамических и вяжущих материалов из модифицированных природных алюмосиликатов и магнезиальных силикатов. Предназначена для специалистов учебных, научных и производственных организаций, занимающихся изучением минерального нерудного сырья и разработкой технологий получения на его основе материалов различного назначения. Может быть полезна студентам и аспирантам, обучающимся по программам, связанными с химической технологией тугоплавких неметаллических и силикатных материалов, а также преподавателям вузов.

В работе приведены методики и справочные данные для расчета параметров технологии при получении деталей из листового проката с использованием формоизменяющих операций листовой штамповки (ЛШ) – гибки и вытяжки. Рассмотрены примеры расчета параметров штамповки деталей «скоба» и «стакан». Представлены варианты индивидуальных заданий и контрольные вопросы.

В учебном пособии рассмотрены вопросы, посвященные изучению научных основ и закономерностей процесса резания. Содержатся сведения по выбору и определению геометрических параметров инструментов, приспособлений и методов расчета режимов резания при обработке деталей на разнообразных металлорежущих станках с учетом кинематики процесса резания, схем срезания припуска, динамических параметров и износа инструмента, мощности, энергозатрат и основного технологического времени. Описаны основные способы обработки металлических конструкционных материалов резанием.

Изложены последовательность и методика выполнения лабораторных работ по курсу «Технология машиностроения». Проводимые исследования основных погрешностей, возникающих при механической обработке заготовок в результате действия ряда технологических факторов, помогают студентам понять сущность физических процессов и усвоить показатели, определяющие качество изделий. Объем каждой работы рассчитан на четыре часа самостоятельных занятий студента.

В издании рассмотрены аддитивные технологии в соответствии с классификацией ASTM (American Society for Testing and Materials). Описаны характерные особенности технологии селективного лазерного спекания полимерных порошков. Проанализированы перспективы развития аддитивных технологий в производстве изделий ракетно-космической техники.

Представлены современные подходы к модернизации существующих производств в различных секторах экономики на конкретных примерах компоновки средств доставки лазерного излучения (портальных, роботизированных, орбитальных). Приведены лучшие мировые практики производства лазерных технологических комплексов, компонентов интеллектуальной оснастки и реализации на их основе гибких производственных ячеек. Пособие призвано сформировать базовые компетенции у специалистов, участвующих в принятии решений по модернизации производства посредством создания на предприятии безлюдных зон, построенных на базе лазерных технологий.

Представлены результаты исследования влияния вибраций под произвольным углом к направлению резания. При анализе трения между стружкой и передней поверхностью резца использовалась модель изменения силы резания при наличии механической вибрации под некоторыми углами к направлению движения. Показано, что при умеренно высоких частотах вибрации возможно значительное сокращение силы резания.

Методические указания предназначены для бакалавров и магистров направления «Конструкторско-технологическое обеспечение машино строительных производств».

Рассмотрено решение проблемы экспресс-оценки производительности ультраструйного суспензирования с помощью метода акустической эмиссии. Разработано информационно-методическое обеспечение технологического процесса суспензирования, которое позволяет оперативно, в режиме реального времени, оценить насыщенность жидкости элементами материала мишени при воздействии на нее ультраструей воды. Предложенные подходы могут быть эффективно использованы для решения аналогичных задач при гидроэрозии материалов и изделий.

Изучение конструктивных особенностей резцов с многогранными твердосплавными пластинами, приобретение навыков выбора режущих пластин, механизма крепления в зависимости от условий обработки и опыта проектирования резца.

Известные способы получения винтовых поверхностей переменного шага характеризуются низким качеством обработанной поверхности вследствие низкой жесткости кинематической цепи от ходового винта стола до шпинделя, сложностью наладки на заданный закон изменения шага винтовой поверхности. В статье решена задача по обеспечению фрезерования винтовых канавок с любым законом изменения шага

Наибольшего экономического и социального эффекта в лесопилении можно достигнуть при глубокой переработке сырья, используя интенсивный путь развития производства, при котором максимальный выпуск продукции высокого потребительского качества получается при минимальном расходе сырья, энергии, материалов и человеческих ресурсов. В гибких автоматизированных лесопильных линиях, соответствующих третьему уровню интенсификации лесопильного производства (применение высоких технологий), в качестве лесопильного оборудования могут быть использованы лесопильные, ленточнопильные и круглопильные станки, включающие пильные модули с возможностью их позиционирования на некотором расстоянии друг от друга в зависимости от плана раскроя сырья. Для обеспечения высокой эффективности ра-боты линий пильные модули должны обладать высокой надежностью, обеспечивать требуемую точность пиления и малый расход древесины в опилки, иметь малые габариты и металлоемкость. Это может быть достигнуто при создании лесопильных модулей с аэростатическими направляющими для пил. На кафедре технического инжиниринга института энергетики и транспорта Северного (Арктического) федерального университета под руководством проф. Г.Ф. Прокофьева инициативно ведутся работы по созданию новых лесопильных модулей, предложена, научно обоснована и технически проработана конструкция лесопильного станка с пилой, движущейся по криво-линейным аэростатическим направляющим. Станок относится к ресурсосберегающему лесопильному оборудованию. Оригинальность технических решений подтверждается авторскими свидетельствами. Создан не имеющий зарубежных аналогов экспериментальный лесопильный станок с полосовыми нерастянутыми пилами, совершающими возвратно-поступательное движение в аэростатических направляющих. Станок, в отличие от лесопильной рамы, не имеет пильной рамки, захватов для натяжения пил и межпильных прокладок. Испытание станка в условиях, близких к производственным, дало положительные результаты. Ведутся работы по созданию кругло-пильного станка с кольцевой пилой. Описание одного из вариантов такого станка также рассмотрено в работе. Распиливаемый материал проходит через центральную часть пилы, поэтому ее диаметр меньше, чем у станков традиционной конструкции с пильным валом. Уменьшается температурный перепад по радиусу диска пилы, что приводит к повышению устойчивости пилы и точности пиления. Опорный диск, на который насажена кольцевая пила, выполняет функцию направляющего ножа.

Представлены классификация и обозначения смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС), используемых при обработке резанием металлов. Рассмотрены функциональные и эксплуатационные свойства, состав, области применения основных видов СОТС (жидких, твердых, газообразных и пластичных). Особое внимание уделено водным и масляным смазочно-охлаждающим жидкостям. Даны рекомендации по выбору СОТС.

В методических указаниях приведены факторы, влияющие на макрогеометрию (форму) поверхности детали при обработке на токарном станке, порядок выполнения и оформления лабораторной работы.

Разработана математическая модель процесса паровой конверсии метана в микроканальном термохимическом реакторе, описывающая прямоточный реактор с микроканальными реакционными элементами. Реакционные элементы представляют собой трубы с цилиндрической катализаторной вставкой. Зазор кольцевого канала — 600 мкм. Основу модели составляют дифференциальные уравнения первого порядка для описания движения парогазовой смеси и дымовых газов и балансовые уравнения для описания условий теплообмена на стенках реакционного элемента. Учтены неравновесный характер протекания химических реакций, а также изменение теплофизических свойств движущихся сред по длине канала. Контроль потоков излучения проводился при помощи электротепловой аналогии. Определение парциальных давлений компонентов по длине реакционного элемента осуществлялось при помощи гидравлического расчета. Математическая модель проверена путем сопоставления с экспериментальными данными, полученными на аналогичной установке. Установлена высокая сходимость с результатами экспериментов. На основе численного эксперимента выведена зависимость процента конверсии природного газа от длины реакционного элемента и размера кольцевого зазора канала. Получены профили скоростей и коэффициента теплоотдачи в реакционном канале, подтверждающие ламинарный режим теплообмена. Отличия в результатах для микроканального и обычного реакторов обусловлены существенным уменьшением диаметра канала, которое приводит к увеличению отношения площади поверхности теплообмена к объему прокачиваемой жидкости, что в свою очередь должно приводить к быстрому нарастанию температуры потока и, следовательно, росту скорости физико-химических превращений по длине РЭ. Другим обстоятельством является увеличение перепада давления по длине каналов, что меняет давление смеси и парциальные давления ее компонентов. По результатам проведенного моделирования видно, что модель, построенная на трехстадийной реакции паровой конверсии метана и одномерной задаче теплообмена, показывает хорошее совпадение с экспериментальными данными. Подтверждено, что применение микроканального термохимического реактора позволяет уменьшить массогабаритные характеристики установки по сравнению с традиционными химическими реакторами

Шпиндельный узел современного станка является наиболее ответственной подсистемой в системе обеспечения качества обрабатываемых поверхностей. Процессы возникновения дефектов в опорах шпинделя существенно опережают начало изменения точностных характеристик оборудования, оказывающих большое влияние на качество деталей.

Методические указания предназначены для обучающихся машиностроительных направлений и специальностей, а также могут быть полезны обучающимся смежных специальностей, изучающим основы технологии машиностроения и обработки металлов резанием.

Излагается новый взгляд на проблему устойчивости процесса резания. Показано, что при резании вершина режущего инструмента занимает неустойчивое положение, которое можно назвать метастабильным. Этот факт определяет направления повышения качества поверхности при обработке резанием и методы оценки динамических характеристик технологического оборудования. Показаны примеры экспериментального получения при резании динамических характеристик технологической системы.

В статье рассматривается методология расчета проектных параметров функциональных поверхностей люнетов, определяющих точность и производительность обработки поверхностей заготовок. редставлена математическая модель расчета параметров качества функциональных поверхностей неподвижных люнетов. Модель построена на основе метода гарантируемого результата и предполагает, что внутренние и наружные цилиндрические поверхности самоцентрирующихся роликов люнета имеют формы эллипсов и несоосность осей; контакт роликов с заготовкой является упругим; ролики предварительно поджаты к эллиптической поверхности заготовки с усилиями, обеспечивающими постоянный контакт между роликами и заготовкой; ролики вращаются с постоянной угловой скоростью.

Современное машиностроение характеризуется интенсификацией внедрения новых технических решений, освоением наукоемких технологий, сокращением сроков морального устаревания новой продукции, постоянно меняющейся конъюнктурой рынка. В этих условиях ключевым требованием к производству становится гибкость, мобильность, универсальность.

Авторами статьи получены экспериментальные зависимости расслоения стеклопластика, используемого для изготовления элементов кузова автомобилей при резании гидроабразивной струей наномодифицированным абразивом, что позволило улучшить качество обработанных поверхностей

В методических указаниях рассмотрены функции и режимы работы устройства числового программного управления, изложены особенности формата управляющей программы (УП). Подробно разобран пример разработки УП обработки вала. Описаны особенности разработки управляющей программы при перемещении инструмента по дуге окружности. Разобраны примеры программирования круговой интерполяции.

Высокая эффективность обработки конструктивно сложных деталей достигается разработкой и внедрением специальных технологий, основанных на применении современного инструментального обеспечения и прогрессивной технологической оснастки В статье показана актуальность применения композиционных материалов в современном машиностроении, а также проблемы, связанные со сверлением отверстий в таких материалах. Предложены пути повышения производительности обработки и обеспечения качества полученной поверхности с помощью современных инструментальных материалов и специальных приспособлений. Приведено описание способа вибрационного сверления отверстий в труднообрабатываемых материалах с применением специального приспособления и сверл, оснащенных режущими элементами из модификаций кубического нитрида бора. Показаны преимущества способа обработки и режущего инструмента с пластинами из композита 10 по сравнению с традиционными, применяемыми на производстве.

Рассмотрены вопросы энергетической и экономической эффективности перехода на автономное теплоснабжение от воздушных тепловых насосов в климатических условиях России Проанализированы причины, по которым воздушные тепловые насосы не нашли в России широкого применения: ограничение эффективной работы тепловых насосов по температуре наружного воздуха, существенная зависимость коэффициента трансформации теплоты от климатических условий и значительное различие в тарифах на электрическую и тепловую энергии. Исследована автономная последовательная схема теплоснабжения от теплового насоса и электрического котла. Предложена расчетная модель, учитывающая фактические климатические условия регионов страны и фактические тарифы на электрическую и тепловую энергии. Показано, что создание запаса по номинальной теплопроизводительности теплового насоса позволяет экономить потребление электрической энергии. Снижение энергопотребления достигается за счет большей части отопительной нагрузки, восполняемой тепловым насосом, и снижения потребления энергии электрическим котлом. Результаты модельных расчетов показали, что для регионов, расчетная температура наружного воздуха в которых близка к температуре точки бивалентности, применение воздушных тепловых насосов энергетически эффективно по критерию минимума затрат условного топлива на производство потребляемой электрической энергии. При этом финансовая целесообразность применения тепловых насосов определяется соотношением тарифов на тепловую и электрическую энергии. Выделена группа потребителей теплоты, расположенных в регионах с расчетной температурой наружного воздуха от –22 до –33 °С, которая существенно ниже температуры в точке бивалентности. Потребление условного топлива, сопоставимое с потреблением условного топлива при централизованном теплоснабжении, достигается при номинальной тепловой мощности теплового насоса, превышающей расчетную отопительную нагрузку примерно на 20%. При этом финансовые затраты по оплате потребляемой электрической энергии превышают затраты по оплате тепловой энергии на 10 — 40% в зависимости от соотношения тарифов на энергоносители.

Рабочая тетрадь содержит задания к практическим работам учебно-технологического практикума и последовательность их выполнения. Тетрадь служит студентам для самостоятельного решения задач, связанных с выбором метода и вида обработки для формообразования различных поверхностей деталей машин, вида и типа режущего инструмента, разработкой схем обработки, наладкой металлорежущего оборудования и др. Все задания составлены применительно к действующему промышленному оборудованию лаборатории механической обработки резанием.

В данной методической разработке приведены схемы металлорежущих станков и применяемого для обработки на них инструмента. Дано краткое описание конструкций, основных движений и принцип работы.

При разработке новых инструментальных материалов, способов их упрочнения, выборе рациональной марки инструментального материала принято проводить сравнительные эксплуатационные испытания работоспособности металлорежущего инструмента. Это долго и дорого. Предложено маятниковое скрайбирование, позволяющее осуществить с изменяемыми условиями нагружение исследуемого инструментального материала индентором, измерить параметры следа индентора в материалах и по параметрам следа сопоставить отдельные физико-механические свойства сравниваемых материалов и прогнозировать эксплуатационные свойства металлорежущего инструмента. При этом затраты времени и средств на порядок меньше.

Рабочая тетрадь содержит задания к практическим работам учебно- технологического практикума и последовательность их выполнения. Тетрадь служит студентам для самостоятельного решения задач, связанных с выбором метода и вида обработки для формообразования различных поверхностей деталей машин, вида и типа режущего инструмента, разработкой схем обработки, наладкой металлорежущего оборудования и др. Все задания составлены применительно к действующему промышленному оборудованию лаборатории механической обработки резанием. Рабочая тетрадь предназначена для совместного использования с учебными пособиями «Практическая технология» (М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007) и «Сборник задач для самостоятельной работы по дисциплине “Практика — Учебно-технологическая”» (М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012). По тематике и объему работ она полностью соответствует утвержденной программе учебно-методического комплекса по дисциплине «Технология конструкционных материалов» и содержанию практических занятий, которые преподаватели кафедры проводят в лаборатории механической обработки резанием МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Проводится параллель между формированием трещин при разрушении материалов и трещинами при отделении стружки. Показано, что износ режущего инструмента меняет напряженное состояние среды в окрестности режущей кромки и коэффициенты концентрации напряжений. Это определяет доли вязкого и хрупкого разрушений и, соответственно, скорость распространения трещин, что и формирует спектральный состав виброакустического сигнала, сопровождающего процесс разрушения.

В учебном пособии рассматриваются вопросы проектирования технологических процессов изготовления деталей двигателей летательных аппаратов. Дано представление о содержании и объёме курсового проекта, об основных положениях разработки технологических процессов и оснастки, о рациональной организации работы над проектом.

В пособии рассмотрены различные виды технологий аддитивного производства, такие как фотополимеризация в ванне, селективное лазерное плавление, электронно-лучевое аддитивное производство и др. Представлены общие схемы существующих технологических процессов. Подробно рассмотрены технологии изготовления изделий из полимерных материалов. Особое внимание уделяется технологиям послойного изготовления изделий из металлических материалов с использованием в качестве сырья порошков или прутков/филаментов. Представлена информация о современных коммерческих 3D-принтерах и их характеристиках. Каждый раздел пособия содержит теоретический материал, а также вопросы для самоконтроля.