Обработка резанием в целом. Шлифование. Дробление. Измельчение.Распиловка. Токарная обработка. Сверление (Слесарное дело - см. 682/683)

Представлена краткая история развития станкостроения; изложены методы образования поверхностей, параметры движений, кинематические связи в металлорежущих станках. Рассмотрены принципы работы универсальных зубообрабатывающих, зубофрезерных, зубострогальных и других станков.

Основное содержание настоящего учебного пособия – назначение, технические характеристики, кинематические схемы и устройство металлорежущих станков, используемых при выполнении работ по курсу «Оборудование машиностроительного производства». Учебный материал, представленный в пособии, позволяет студентам приобрести практический опыт проведения структурно-кинематического анализа, настройки параметров исполнительных движений станка и наладки технологического оборудования на различные виды работ.

Основное содержание настоящего учебного пособия – назначение, технические характеристики, кинематические схемы и устройство металлорежущих станков, используемых при подготовке по курсу «Оборудование машиностроительного производства». Учебный материал, представленный в пособии, позволяет студентам приобрести практический опыт проведения структурно-кинематического анализа, настройки параметров исполнительных движений станка и наладки технологического оборудования на различные виды работ.

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.

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.

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

Приводятся полученные теоретически и подтвержденные экспериментально результаты исследований начальной жесткости вальцованных полосовых нерастянутых пил. Разработана математическая модель, позволяющая производить расчет начальной жесткости полосовых нерастянутых пил в целях обоснования расстояния между направляющими и параметров пил, обеспечивающих точное пиление древесины. Для проверки справедливости допущений, принятых при выполнении теоретических исследований, проведены эксперименты. Осуществлен анализ результатов исследований и сделаны следующие выводы: теоретические и экспериментальные значения начальной жесткости вальцованных полосовых пил практически совпадают (разница не более 2 %); жесткость вальцованной пилы при использовании теоретических данных превышает жесткость невальцованной пилы более чем на 80 %. Согласно технологическим режимам РПИ 6.1-00 «Подготовка рамных пил», для обеспечения требуемой точности пиления древесины начальная жесткость полосовой пилы должна быть не менее 60…70 Н/мм. Полученные результаты позволяют определить основные параметры нерастянутых полосовых пил, обеспечивающих это условие. Для цитирования: Прокофьев Г.Ф., Тюрин А.М., Кабакова М.Ю., Коваленко О.Л. Определение начальной жесткости вальцованных полосовых нерастянутых пил // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 143–150. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-143-150
The paper presents the results of studies of the initial stiffness of rolled strip unstretched saws; theoretically obtained and experimentally confirmed. A mathematical model, that allows calculating the initial stiffness of unstretched strip saws, has been developed in order to justify the distance between the guides and the saw parameters for precise sawing. Experiments were performed for verifying the validity of the assumptions made in carrying out the theoretical research. The analysis of the research results and the following conclusions are made: theoretical and experimental values of the initial stiffness of rolled strip saws practically coincide (the difference does not exceed 2 %); the stiffness of the rolled saw according to the theoretical data exceeds the stiffness of the non-rolled saw by more than 80 %. According to the technological modes of RPI 6.1-00 “Preparation of Frame Saws” to ensure the required accuracy of wood sawing, the initial stiffness of the strip saw should be at least 60–70 N/mm. The obtained results allow us to determine the main parameters of unstretched strip saws providing this condition. For citation: Prokofiev G.F., Tyurin A.M., Kabakova M.Yu., Kovalenko O.L. Determination of the Initial Stiffness of Unstretched Rolled Strip Saws. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 3, pp. 143–150. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-143-150

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

В учебном электронном издании рассматриваются оборудование машиностроительного производства, металлорежущие станки, кинематика резания. Овладение методиками синтеза и анализа кинематических схем, точностных расчётов станка является важным вопросом подготовки специалистов-машиностроителей.

Выход из строя пил из-за усталостных явлений – наиболее частая причина простоев ленточнопильных станков. Образование трещин в межзубовых впадинах пил при работе не только снижает производительность ленточнопильных станков, но и увеличивает затраты на приобретение и подготовку пил, создает опасность для обслуживающих станок работников. Большое влияние на усталостную прочность ленточных пил оказывают параметры межзубовых впадин, которые являются концентраторами напряжений. Для оценки прочности ленточных пил необходимо знать коэффициены концентрации напряжений в межзубовых впадинах ленточных пил от их изгиба на шкивах и натяжения. Знание этих коэффициентов позволяет определить эквивалентный коэффициент концентрации напряжений и рассчитать коэффициент запаса прочности пил. Ранее авторами были определены теоретический и действительный коэффициенты концентрации напряжений в межзубовых впадинах при изгибе ленточной пилы и коэффициент чувствительности материала пилы. В данной работе дано описание опытов по определению теоретического коэффициента концентрации напряжений при натяжении пилы. Образец ленточной пилы закрепляли в захватах универсальной испытательной машины TIME WDW 200E. Путем вертикального перемещения верхнего захвата производили натяжение образца пилы. На середине свободной длины образца были зафиксированы 5 тензорезисторов: один в непосредственной близости от межзубовой впадины, остальные на равных расстояниях по ширине образца пилы. Напряжения характеризовались величиной электрического напряжения в милливольтах, определяемого по вольтметру. Получен теоретический коэффициент концентрации напряжений при натяжении пилы, равный 1,62. При коэффициенте чувствительности материала (сталь 9ХФ) пилы, равном 0,85, определенного авторами ранее, действительный коэффициент концентрации напряжений в межзубовых впадинах при натяжении пилы составил 1,53

В статье дано описание опытов по определению коэффициентов концентрации напряжений в межзубовых впадинах при изгибе делительной ленточной пилы, выполненых на экспериментальной установке в динамике и статике. Определен коэффициент чувствительности материала пилы. После проведения исследований по определению коэффициентов концентрации напряжений при растяжении пилы будет определен эквивалентный коэффициент концентрации напряжений, который можно использовать при расчете ленточных пил на прочность. Кроме того, определены пределы выносливости для материала образцов ленточных пил с зубьями и без зубьев при отнулевом цикле напряжений, что позволит в дальнейшем построить диаграмму предельных амплитуд. Таким образом, появится возможность найти предельные значения напряжений для любых асимметричных циклов нагружения ленточных пил. За рубежом ленточные дереворежущие пилы, как и отечественные пилы из стали 9ХФ, производят из холоднокатанной, закаленной и отпущенной стали. По своему химическому составу импортные пилы схожи с отечественными пилами, хотя легируются дополнительными элементами для улучшения их эксплуатационных свойств. Высокопрочные легированные стали также имеют высокую чувствительность к концентрации напряжений. Поэтому сделанные нами выводы справедливы и в отношении импортных ленточных пил. По результатам экспериментальных исследований установлено: разрушение ленточных пил носит усталостный характер; теоретический и действительный коэффициенты концентрации напряжений при симметричном изгибе в межзубовых впадинах ленточных пил 3405-0032 ГОСТ 6532–77 (сталь 9ХФ) составляют соответственно 1,27 и 1,23, для тех же условий коэффициент чувствительности материала – 0,85; для повышения долговечности ленточных пил необходимо изменить профиль впадин и заторможить развитие усталостной трещины (например, термопластическим способом); после определения коэффициентов концентрации напряжений при растяжении пилы следует определять эквивалентный коэффициент концентрации напряжений, который можно использовать при расчете ленточных пил на прочность.

Условия равновесия предмета переработки в системе станок-инструмент-древесина лесопильного агрегата были рассмотрены для одной из его возможных разновидностей - торцовочного агрегата. Его применение является рациональным направлением повышения выхода и качества технологической щепы, особенно при измельчении короткомерных участков досок, переработка которых неэффективна на традиционном оборудовании - рубительных машинах. Система лесопильного агрегата условно была рассмотрена как стержневая с двумя степенями статической неопределимости, подчиняющаяся основным положениям теории упругости. Для раскрытия статической неопределимости системы был применен метод сил строительной механики, согласно которому при составлении уравнений деформаций в качестве неизвестных принимались силовые параметры системы, соответствующие числу ее избыточных связей. Были получены зависимости для определения минимального усилия прижима доски при фрезеровании, параметров деформаций в системе торцовочного агрегата, а также построены эпюры изгибающих моментов и продольных сил в указанной системе. Анализ эпюр и полученных зависимостей показал, что для обеспечения условий равновесия наиболее рациональным является встречное поперечное фрезерование с верхним расположением доски. Обязательным является принудительный прижим доски. Это необходимое условие процесса торцовки фрезерованием с требуемыми показателями качества продукции. На основании полученных результатов сделан вывод о необходимости определения рациональных конструктивно-технологических параметров процесса фрезерования при торцовке досок. Параметры должны в лучшем (оптимальном) случае обеспечивать минимизацию сырьевых и энергетических затрат при выработке пиломатериалов и технологической щепы в соответствии с требованиями ресурсосбережения. Это утверждение справедливо не только для поперечного фрезерования ступенчатыми цилиндрическими фрезами, но и для продольного фрезерования торцово-коническими (коническими), а также цилиндрическими фрезами, которые используются в целом ряде разновидностей фрезернопильного оборудования, кроме рассмотренного торцовочного агрегата.

Посвящено основам обработки газотермических покрытий резанием. Содержит общие сведения о составе, конструкционных и технологических свойствах напыленных покрытий, об особенностях обработки покрытий, полученных разными способами напыления. Рассмотрены основы их обработки резанием, технологии реновации, основанные на использовании газотермических покрытий, инновационные технологии обработки металлокомпозитов. Приведены необходимые справочные материалы по режимам резания. Большое внимание уделено новым и перспективным методам обработки. Все разделы пособия содержат контрольные вопросы и словарь специальных технических терминов.

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».

Во второй части учебного пособия рассмотрены вопросы устройства и применения металлорежущих станков, классификации, выбора и применения приспособлений по группам станков, обработки заготовок на металлорежущих станках лезвийным инструментом, а также технологии обработки некоторых типовых деталей. Учебное пособие рассчитано на студентов высших технических учебных заведений. Кроме того, оно может быть полезно учащимся колледжей и лицеев, изучающих механическую обработку металлов.

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.

Рассмотрены основы единой геометрии режущих инструментов, физических явлений, сопровождающих процесс резания материалов. Описаны основные процессы обработки материалов и их кинематика, а также принципиальные конструкции инструментов для их осуществления.

В монографии на основе известных конструкций и результатов исследований предложены принципы проектирования вибрационных смесителей, обеспечивающих приготовление перспективных строительных материалов с необходимыми физико-химическими характеристиками.