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».

В пособие включены разделы, посвященные получению заготовок методами литья (отливок), обработки давлением (поковок, штамповок) и комбинированных заготовок (сварно-литых, штампо-сварных), а также получению из этих заготовок деталей машин методом механической обработки. Приведены примеры выполнения домашних заданий и вопросы по дисциплине «Технология конструкционных материалов».

Рассмотрены функциональные свойства смазочно-охлаждающих технологических средств, применяемых в металлообработке. Пособие базируется на курсе лекций, читаемых автором в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Первая часть посвящена функциональным действиям (смазочному, охлаждающему, моющему, защитному и режущему) смазочно-охлаждающих технологических средств, используемых при резании металлов. Рассмотрены механизмы действия, основные закономерности физико-химических процессов, протекающих в зоне резания. Показаны пути управления функциональными действиями, обеспечивающие эффективность применения.

Рассмотрены цель, задача, содержание домашнего задания и требования к его оформлению. Приведены методические указания к выполнению задания и рассмотрен пример его решения, даны справочные материалы.

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.

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

Приведены методики исследования характеристик типовой технологической оснастки, используемой в технологических процессах изготовления изделий машиностроения. Даны указания по выполнению лабораторных работ и составлению отчетов.

Изложены основы физического механизма комбинированного метода резания с опережающим пластическим деформированием (ОПД). Приведены сведения о его технологических возможностях, области рационального применения, методика аналитического расчета оптимальных режимов обработки с учетом решаемых технологических задач, а также указания по проектированию технологической оснастки для практической реализации резания с ОПД. Рассмотрены особенности применения метода и его эффективность в условиях реновации. Представлен справочный материал для оценки показателей эффективности резания с ОПД.

Данное издание содержит описание трех лабораторных работ и методические указания для их выполнения. Все три лабораторные работы взаимосвязаны и предназначены для изучения физических процессов электроэрозионной обработки материалов и ее технологических особенностей.

Учебное пособие содержит более 100 вариантов задач для самостоятельной работы студентов по дисциплине «Практика - Учебно-технологическая», а также примеры их решения и необходимые справочные материалы. Технологические задачи, помещенные в пособии, охватывают все темы курса и имеют исключительно практическую направленность, так как «привязаны» к действующему промышленному оборудованию, на котором проходят обучение студенты в лаборатории механической обработки резанием. Сборник задач предназначен для использования совместно с учебным пособием «Практическая технология» (М.: Изд-во МТГУ им. Н.Э. Баумана, 2007) и рабочей тетрадью (М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010). Учебное пособие «Сборник задач для самостоятельной работы по дисциплине "Практика - Учебно-технологическая"» полностью соответствует утвержденной программе и содержанию практических занятий, которые преподаватели кафедры «Технологии обработки материалов» проводят в лаборатории механической обработки резанием МГТУ им. Н.Э. Баумана.

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.

Дана методика научно-исследовательской работы студентов старших курсов,обучающихся по специальности «Металлорежущие станки». Представлены последовательность работы студента, тематика работ по КНИРС, правила оформления отчета.

Приведены результаты теоретического моделирования, расчетов и экспериментальных исследований процесса резания при точении заготовок из конструкционных сталей сборными твердосплавными резцами, а также металлооптических элементов резцами из природных монокристаллических алмазов. Дано описание геометрических параметров инструмента, параметров сечения срезаемого слоя и характеристик резания.

Изложены требования по оформлению эскизов к операциям механической обра­ботки при выполнении студентами курсовых и дипломных проектов по дисциплине «Технология машиностроения».

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.

Изложены основы группового метода изготовления изделий. Рассмотрены особенности и приведены примеры проектирования групповых операций для различных видов оборудования. Большое внимание уделено моделированию процессов наладки и переналадки станков, а также автоматизации группирования операций. Изложены основные положения нового направления в технологии – модульной технологии, основанной на представлении детали как совокупности поверхностей, выполняющих определенные функции в изделии, и разработке соответствующих модулей технологического обеспечения их формирования при изготовлении.

Учебное пособие содержит более 100 вариантов задач для самостоятельной работы студентов по дисциплине «Учебно-технологический практикум» (УТП), а также примеры их решения и необходимые справочные материалы. Технологические задачи, помещенные в пособии, охватывают все темы курса и имеют исключительно практическую направленность, так как привязаны к действующему промышленному оборудованию, на котором проходят обучение студенты в лаборатории механической обработки резанием. Сборник задач предназначен для использования совместно с учебным пособием «Практическая технология» (М.: Изд-во МТГУ им. Н.Э. Баумана, 2007) и рабочей тетрадью по УТП (М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010). Учебное пособие «Сборник задач для самостоятельной работы по дисциплине “Учебно-технологический практикум”» полностью соответствует утвержденной в 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.

Изложены теоретические основы методов, рекомендованных для использования при расчете режимных параметров различных видов лезвийной одно- и многоинструментной обработки. Приведены решения типовых задач оптимизации.

Приведены эскизы машиностроительных деталей и рассмотрены примеры решения технологических задач по разработке конструкции и технологии получения заготовок (отливок, поковок, штампованных оболочек и т. п.) и способов механической обработки заготовок.

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 методы классификации металлорежущих станков, приведены шифры станков и описана методика определения основных их показателей.

Рассмотрены кинематические схемы металлорежущего станка, представлены их отдельные элементы. Показан принцип составления общего кинематического уравнения и для примера рассчитаны параметры двенадцатиступенчатой коробки скоростей.

Дано описание универсальной делительной головки, рассмотрены основные способы деления окружности заготовок, даны примеры деления при непосредственном, простом и дифференциальном способах настройки делительной головки.

В пособии изложены общие принципы и теоретические основы проектирования режущего инструмента, предназначенного для изготовления поверхностей сложной формы: зубчатых колес, деталей шлицевых соединений и др. Рассмотрены вопросы назначения целесообразных углов режущих лезвий, оптимизации геометрических и точностных параметров сложнопрофильных инструментов. Даны подробные алгоритмы проектирования ряда инструментов и примеры их реализации. Может использоваться при написании магистерских диссертаций по направлению подготовки 151900 "Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств", по образовательным программам "Технология автоматизированного машиностроения", "Автоматизированные станочные системы и мехатронные технологии", а также инженерами машиностроительных производств.

В пособии рассмотрены общие понятия формообразования изделий, приведены сведения о развитии процессов формообразования. Дана терминология в области технологий аддитивного формообразования, приведена классификация способов. Указана специфика методов, приведены данные об оборудовании и материалах процессов.

В пособии рассматриваются основные процессы лазерной, ионной, плазменной, электроэрозионной, ультразвуковой обработки, происходящие в твердом теле при электронном воздействии. Приведены технологические процессы улучшения характеристик изделий при различных технологических обработках. Изложена феноменологическая модель изменения физических и механических свойств материалов под действием концентрированных потоков энергии.

Пособие содержит технические задания и методические указания по выполнению курсового проекта по курсу «Автоматизация технологических комплексов и систем в промышленности». Материал пособия позволяет студенту получить навыки выполнения проектов комплексной автоматизации современных систем как постоянного, так и переменного тока, а также при помощи программируемого контролера «Siemens Logo!».

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.

Рассматривается моделирование теплопередачи в системах со сложными граничными условиями. Приведены примеры моделей, разработанные авторами, со статическими и динамическими граничными условиями, выполненные с помощью современных средств моделирования, а также их влияние на прочностные параметры изделий.

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.

Предлагается новый виброакустический метод измерения износа режущего инструмента с использованием трехтактного интегрирования для станков с числовым программным управлением. Виброакустическое устройство, основанное на этом методе, позволяет повысить точность измерения состояния режущей кромки инструмента за счет подавления помех двух некоррелированных между собой частот. Интегрирование производится за два равных первых такта, длительность которых кратна периоду первой сетевой помехи.

Рассматривается моделирование седиментации механических примесей на основе значений второй производной площади, занимаемой достигнувшими дна колбы частицами и определяемой обработкой цифрового видеофильма. Предложен метод снижения погрешностей двойного дифференцирования путем использования особенностей распределения по размерам частиц шлифовального шлама. Получены уравнения и разработаны алгоритмы, позволяющие оценивать дисперсный состав твердых примесей в жидких средах.

Предложена методика определения режимов глубинного алмазного шлифования труднообрабатываемых материалов, обеспечивающая максимальную производительность процесса. При этом научнообоснованно определяется предельная скорость перемещения детали и прогнозируется возможность засаливания круга для глубинного алмазного шлифования при выбранных режимах.

Рассматривается стойкость режущего инструмента, качество обработанной поверхности и температура в зоне резания при точении хромистой стали с применением охлаждения вихревым ионизатором.

Рассмотрен кавитационный механизм наноструктурирования поверхностного слоя деталей, содержащего микротрещины, в условиях импульсных волн напряжений, возникающих в результате ударного взаимодействия алмазных зерен с обрабатываемой поверхностью. Показано, что чем уже спектр вибрационных колебаний, тем более эффективно влияют импульсные волны напряжений на звукокапиллярный эффект. Теоретически исследован один из возможных механизмов образования кластеров из наночастиц в объеме микротрещин поверхностного слоя детали, связанный с 2D-диссипативным туннелированием электронов через потенциальные барьеры окисной пленки наночастиц. Экспериментально подтверждена возможность управления качественными характеристиками поверхностного слоя при шлифовании ферритов путем использования технологической жидкости, модифицированной наночастицами металла.

Представлены результаты исследования характеристик режущего инструмента, модифицированного воздействием низкотемпературной плазмы, позволившие определить условия для его наиболее эффективного практического использования.

Рассматривается процесс формирования шероховатости деталей, поверхности которых образуют закрытые зоны при объемной обработке. Исследовано влияние геометрических характеристик рабочего тела на обрабатываемость труднодоступных зон. Проведены экспериментальные исследования равномерности центробежно-планетарной обработки сложнопрофильных деталей.

Разработана модель вибрационной обработки сменных многогранных пластин режущего инструмента с центральными отверстиями при использовании кассетного барабана, свободно размещенного в рабочей камере. Получены зависимости, позволяющие определять время обработки для получения требуемого радиуса округления режущих кромок сменных многогранных пластин при соответствующих режимах и условиях вибрационной обработки или задавать эти параметры для конкретного станка, обеспечивая минимальное время обработки.

Теоретически исследован один из возможных механизмов уменьшения поверхностного слоя Mn-Zn ферритовых материалов, связанный с процессом диффузионного расплывания зон Коттрелла в условиях ультразвукового воздействия. Показано, что коэффициент акустостимулированной диффузии определяется темпом диссипации энергии, а также числом добавочных перескоков атомов примесной атмосферы за период ультразвуковой волны. Установлено, что диффузия примесной атмосферы может сопровождаться частичным или полным откреплением дислокаций, в результате чего уменьшается величина локального модуля Юнга и, как следствие, хрупкость поверхностного слоя феррита.

Рассматривается тенденция полного или частичного отказа от применения СОТС в процессах механической обработки. Приводится методика определения охлаждающей способности аэрозоля распыленной жидкости. Методика позволяет оценить количество снимаемого тепла распыленным аэрозолем и минимальное необходимое количество жидкости, подаваемое в распылитель для компенсации теплового потока, возникающего в процессе резания.

Статья посвящена актуальным проблемам моделирования тепло- и массообменных процессов в условиях охлаждения лезвийного инструмента распыленными смазочно-охлаждающими технологическими средствами. Разработана объектно-ориентированная модель, позволяющая рассчитывать процесс охлаждения режущего инструмента без использования сложных систем дифференциальных уравнений, обосновывается корректность предложенных моделей по результатам соответствующего экспериментального исследования. Предложено программное средство, обеспечивающее программную реализацию объектно-ориентированной модели процесса охлаждения режущего инструмента распыленными технологическими средствами.

Предложен метод расчета сил резания при обработке инструментом со скругленной режущей кромкой. Получены расчетные зависимости для определения проекций результирующей силы резания. Определено влияние радиуса закругления режущей кромки на численные значения составляющих силы резания и характер их изменения.

Рассмотрена технология получения и применения синтетических смол для склеивания древесины. Описаны клеи на основе карбамидо-, феноло-, резорцино-, меламиноформальдегидных смол, широко используемые в деревообрабатывающей промышленности. Приведены марки, рецептура и свойства смол. Описаны способы приготовления клеев горячего и холодного отверждения, влияние различных модифицирующих добавок на свойства клеящих смол. Даны условия применения клеев, позволяющие получить водостойкую продукцию повышенного качества.

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.

Приведены основные закономерности, используемые при выполнении кинематического расчета привода главного движения металлорежущих станков, а также методики расчета приводов с дискретным и плавным регулированием скорости.

Рассматриваются научные подходы к созданию инновационных центров высоких технологий в машиностроении при государственных технических университетах. Описаны цели и задачи их деятельности.

Рассмотрены особенности конструкций современных станков с ЧПУ, прогрессивного металлообрабатывающего инструмента и приспособлений, рассмотрены особенности разработки технологических процессов с применением оборудования с ЧПУ. Также рассмотрены основы программирования оборудования с ЧПУ на примере наиболее распространенных российских систем с ЧПУ (NC-201 и FANUC 21i) и применения CAM-систем для написания управляющих программ, а также были рассмотрены возможности разработки и применения виртуальных моделей технологического оборудования с ЧПУ, инструмента и приспособлений.

В монографии представлена принципиально новая схема штамповки выдавливанием полых изделий непосредственно из гранул, приведена математическая модель этого процесса. Рассмотрен внедренный в производство технологический процесс штамповки поковок сложной конфигурации из предварительно скомпактированных гранул высокопрочного алюминиевого сплава.

В пособии изложены основные аспекты технологических расчетов листовой штамповки. Приведена последовательность проектирования технологических процессов изготовления листоштампованных деталей и конструирования штампов. Дано краткое изложение основных сведений о разделительных и формоизменяющих операциях листовой штамповки, а также включены задания для практических занятий и тестовые вопросы для самостоятельной работы.