1. Dato
Tutte le parti sono composte da diverse superfici e vi sono determinate dimensioni e requisiti di posizione relativa tra le superfici. I requisiti di posizione relativa tra le superfici delle parti includono due aspetti: la precisione della dimensione della distanza tra le superfici e la precisione della posizione relativa (come coassialità, parallelismo, verticalità e runout circolare, ecc.). Lo studio della relazione di posizione relativa tra le superfici delle parti non può essere separato dal datum. Senza un dato chiaro non è possibile determinare la posizione della superficie del pezzo. In generale, il Riferimento è il punto, la linea e la superficie della parte utilizzati per determinare la posizione di altri punti, linee e superfici. I datum possono essere suddivisi in due categorie: datum di progetto e datum di processo in base alle loro diverse funzioni.
1. Dato di progettazione
Il Riferimento utilizzato per determinare altri punti, linee e superfici nel disegno della parte è denominato Riferimento di progettazione. Per i pistoni, il dato di progetto si riferisce alla mezzeria del pistone e alla mezzeria del foro dello spinotto.
2. Dato di processo
Il dato utilizzato dalle parti durante la lavorazione e l'assemblaggio è chiamato dato del processo. A seconda dei diversi utilizzi, il dato di processo si divide in dato di posizionamento, dato di misura e dato di assieme.
1) Riferimento di posizionamento: Il dato utilizzato per far sì che il pezzo occupi la posizione corretta nella macchina utensile o nell'attrezzatura durante la lavorazione è chiamato dato di posizionamento. In base ai diversi elementi di posizionamento, le più comunemente utilizzate sono le seguenti due categorie:
Posizionamento di centraggio automatico: come il posizionamento del mandrino a tre-griffe.
Posizionamento del manicotto di posizionamento: l'elemento di posizionamento è trasformato in un manicotto di posizionamento, come il posizionamento della piastra di arresto.
Altri includono il posizionamento in una cornice a forma di V-, il posizionamento in un foro semicircolare, ecc.
2) Dato di misurazione: il dato utilizzato per misurare la dimensione e la posizione della superficie lavorata durante l'ispezione del pezzo è chiamato datum di misurazione.
3) Datum di assemblaggio: il datum utilizzato per determinare la posizione della parte nel componente o prodotto durante l'assemblaggio è chiamato datum di assemblaggio.
2. Metodo di installazione del pezzo
Per poter lavorare una superficie che soddisfi i requisiti tecnici specificati su una determinata parte del pezzo, il pezzo deve occupare una posizione corretta rispetto all'utensile sulla macchina utensile prima della lavorazione. Questo processo viene solitamente chiamato "posizionamento" del pezzo. Dopo che il pezzo è stato posizionato, a causa degli effetti della forza di taglio, della gravità, ecc. durante la lavorazione, è necessario utilizzare un determinato meccanismo per "bloccare" il pezzo in modo che la sua posizione determinata rimanga invariata. Il processo con cui il pezzo occupa la posizione corretta sulla macchina utensile e il bloccaggio del pezzo è chiamato "installazione".
La qualità dell'installazione del pezzo è una questione importante nella lavorazione meccanica. Non solo influisce direttamente sulla precisione della lavorazione, sulla velocità e sulla stabilità dell'installazione del pezzo, ma influisce anche sul livello di produttività. Per garantire la precisione della posizione relativa tra la superficie di lavorazione e il suo dato di progetto, il dato di progetto della superficie di lavorazione dovrebbe occupare una posizione corretta rispetto alla macchina utensile quando il pezzo è installato. Ad esempio, nel processo di tornitura fine della scanalatura dell'anello, per garantire i requisiti di concentricità circolare del diametro inferiore della scanalatura dell'anello e dell'asse del mantello, il pezzo deve essere installato in modo che il suo dato di progettazione coincida con l'asse del mandrino della macchina utensile.
Esistono vari metodi di installazione durante la lavorazione di pezzi su varie macchine utensili. I metodi di installazione possono essere riassunti in tre tipologie: metodo di allineamento diretto, metodo di allineamento in linea e metodo di installazione dell'apparecchio.
1) Metodo di allineamento diretto Quando si utilizza questo metodo, attraverso una serie di tentativi si ottiene la posizione corretta che deve occupare il pezzo sulla macchina utensile. Il metodo specifico consiste nell'installare il pezzo direttamente sulla macchina utensile, utilizzare un comparatore o un ago sulla placca ago per correggere visivamente la posizione corretta del pezzo e calibrare durante il controllo finché non soddisfa i requisiti.
La precisione di posizionamento e la velocità del metodo di allineamento diretto dipendono dalla precisione di allineamento, dal metodo di allineamento, dagli strumenti di allineamento e dal livello tecnico dei lavoratori. I suoi svantaggi sono che richiede molto tempo, ha una bassa produttività e deve essere gestito in base all'esperienza e richiede requisiti elevati per le competenze dei lavoratori, quindi viene utilizzato solo nella produzione di-pezzi singoli e di piccoli-lotti. Ad esempio, l'allineamento che si basa sull'imitazione della forma appartiene al metodo di allineamento diretto.
2) Metodo di allineamento della marcatura Questo metodo è un metodo che utilizza un ago di marcatura su una macchina utensile per allineare il pezzo in lavorazione secondo la linea tracciata sul prodotto grezzo o semilavorato per fargli ottenere la posizione corretta. Ovviamente, questo metodo richiede un ulteriore processo di marcatura. La linea tracciata stessa ha una certa larghezza e si verifica un errore di marcatura durante la marcatura e si verifica anche un errore di osservazione durante la correzione della posizione del pezzo. Pertanto, questo metodo viene utilizzato principalmente per lavorazioni grossolane con piccoli lotti di produzione, bassa precisione del pezzo grezzo e pezzi di grandi dimensioni che non sono adatti all'uso di attrezzature. Ad esempio, per determinare la posizione del foro di un prodotto a due tempi-è necessario utilizzare il metodo di marcatura del divisore per l'allineamento.
3) Utilizzare il metodo di installazione dell'attrezzatura: l'attrezzatura di processo utilizzata per bloccare il pezzo in lavorazione in modo che occupi la posizione corretta è chiamata attrezzatura della macchina utensile. L'attrezzatura è un dispositivo aggiuntivo della macchina utensile. La sua posizione rispetto all'utensile sulla macchina utensile è stata pre-regolata prima dell'installazione del pezzo. Pertanto, quando si lavora un lotto di pezzi, non è necessario allinearli e posizionarli uno per uno ed è possibile garantire i requisiti tecnici della lavorazione. Risparmia-manodopera e non crea-problemi. È un metodo di posizionamento efficiente ed è ampiamente utilizzato nella produzione in serie e in batch. La nostra attuale lavorazione del pistone utilizza il metodo di installazione dell'attrezzatura.
①. Dopo che il pezzo è stato posizionato, l'operazione di mantenere invariata la posizione di posizionamento durante la lavorazione è denominata bloccaggio. Il dispositivo presente nell'attrezzatura che mantiene invariata la posizione di posizionamento durante la lavorazione è detto dispositivo di bloccaggio.
②. Il dispositivo di bloccaggio deve soddisfare i seguenti requisiti: durante il bloccaggio, il posizionamento del pezzo non deve essere compromesso; dopo il bloccaggio, la posizione del pezzo non deve cambiare durante la lavorazione e il bloccaggio deve essere preciso, sicuro e affidabile; l'azione di serraggio è rapida, l'operazione è comoda e fa risparmiare manodopera; la struttura è semplice e facile da produrre.
③. Precauzioni durante il serraggio: la forza di serraggio deve essere adeguata. Troppo causerà la deformazione del pezzo, mentre troppo poco causerà lo spostamento del pezzo durante la lavorazione e ne distruggerà il posizionamento.
3. Conoscenza di base del taglio dei metalli
1. Movimento rotatorio e superficie formata
Movimento di rotazione: nel processo di taglio, per rimuovere il metallo in eccesso, il pezzo e l'utensile devono compiere un movimento di taglio relativo. Il movimento dell'utilizzo di un utensile di tornitura per rimuovere il metallo in eccesso sul pezzo su un tornio è chiamato movimento di rotazione, che può essere suddiviso in movimento principale e movimento di avanzamento.
Movimento principale: il movimento che consiste nella rimozione diretta dello strato tagliente sul pezzo e nella sua conversione in trucioli, formando così una nuova superficie del pezzo, è chiamato movimento principale. Durante il taglio, il movimento rotatorio del pezzo è il movimento principale. Di solito, la velocità del movimento principale è maggiore e la potenza di taglio consumata è maggiore.
Movimento di avanzamento: il movimento che inserisce continuamente nuovi strati di taglio nel taglio. Il movimento di avanzamento è il movimento lungo la superficie del pezzo da formare, che può essere movimento continuo o movimento intermittente. Ad esempio, il movimento dell'utensile da tornio su un tornio orizzontale è un movimento continuo, mentre il movimento di avanzamento del pezzo su una pialla è un movimento intermittente.
Superficie formata sul pezzo: durante il processo di taglio, il pezzo forma una superficie lavorata, una superficie lavorata e una superficie da lavorare. La superficie lavorata si riferisce alla nuova superficie formata rimuovendo il metallo in eccesso. La superficie da lavorare si riferisce alla superficie dove lo strato metallico sta per essere tagliato. La superficie di lavorazione si riferisce alla superficie su cui ruota il tagliente dell'utensile di tornitura.
2. I tre elementi dei parametri di taglio si riferiscono alla profondità di taglio, alla velocità di avanzamento e alla velocità di taglio.
1) Profondità di taglio: ap=(dw-dm) / 2 (mm) dw=diametro del pezzo non lavorato dm=diametro del pezzo lavorato e la profondità di taglio è ciò che solitamente chiamiamo profondità di taglio.
Selezione della profondità di taglio: La profondità di taglio p deve essere determinata in base al sovrametallo di lavorazione. Durante la lavorazione di sgrossatura, oltre a lasciare il sovrametallo per la finitura, tutti i sovrametalli di sgrossatura dovrebbero essere rimossi il più possibile in una sola passata. Ciò non solo può aumentare il prodotto tra profondità di taglio, velocità di avanzamento ƒ e velocità di taglio V, garantendo al tempo stesso una certa durata, ma anche ridurre il numero di passate. In caso di sovrametallo di lavorazione eccessivo, rigidità insufficiente del sistema di processo o resistenza insufficiente della lama, la passata deve essere divisa in due o più passate. A questo punto, la profondità di taglio del primo passaggio dovrebbe essere maggiore, il che può rappresentare dai 2/3 ai 3/4 del margine totale; e la profondità di taglio della seconda passata dovrebbe essere inferiore, in modo che il processo di finitura possa ottenere un valore del parametro di rugosità superficiale più piccolo e una maggiore precisione di lavorazione.
Quando si tagliano pezzi fusi, forgiati o acciaio inossidabile con superficie temprata, la profondità di taglio deve superare la durezza o lo strato temprato per evitare di tagliare il tagliente sullo strato temprato.
2) Selezione della velocità di avanzamento: Lo spostamento relativo del pezzo e dell'utensile nella direzione del movimento di avanzamento per ogni rotazione o movimento alternativo del pezzo o dell'utensile, in mm. Dopo aver selezionato la profondità di taglio, è necessario selezionare il più possibile una velocità di avanzamento maggiore. La selezione di un valore ragionevole della velocità di avanzamento dovrebbe garantire che la macchina utensile e l'utensile non vengano danneggiati a causa dell'eccessiva forza di taglio, che la deflessione del pezzo causata dalla forza di taglio non superi il valore consentito dalla precisione del pezzo e che il valore del parametro di rugosità superficiale non sia troppo grande. Durante la lavorazione di sgrossatura, il principale fattore limitante della velocità di avanzamento è la forza di taglio, mentre durante la semi-finitura e finitura, il principale fattore limitante della velocità di avanzamento è la rugosità superficiale.
3) Selezione della velocità di taglio: Durante il taglio, la velocità istantanea di un punto del tagliente dell'utensile rispetto alla superficie da lavorare nella direzione del movimento principale, in m/min. Selezionando la profondità di taglio p e la velocità di avanzamento ƒ, su questa base viene selezionata la velocità di taglio massima. La direzione di sviluppo dell'elaborazione di taglio è l'elaborazione di taglio ad alta-velocità.
IV. Concetto meccanico di rugosità
In meccanica, la rugosità si riferisce alle caratteristiche microscopiche della forma geometrica composte da piccole spaziature e picchi e valli sulla superficie lavorata. È uno dei problemi nella ricerca sull’intercambiabilità. La rugosità superficiale è generalmente determinata dal metodo di lavorazione utilizzato e da altri fattori, come l'attrito tra l'utensile e la superficie del pezzo durante la lavorazione, la deformazione plastica del metallo superficiale durante la separazione dei trucioli e la vibrazione ad alta-frequenza nel sistema di processo. A causa delle differenze nei metodi di lavorazione e nei materiali del pezzo, la profondità, la densità, la forma e la consistenza dei segni lasciati sulla superficie lavorata sono diverse. La rugosità superficiale è strettamente correlata alle proprietà di adattamento, alla resistenza all'usura, alla fatica, alla rigidità del contatto, alle vibrazioni e al rumore delle parti meccaniche e ha un impatto importante sulla durata e sull'affidabilità dei prodotti meccanici.
Metodo di rappresentazione della rugosità
Dopo la lavorazione, la superficie della parte appare molto liscia, ma risulta irregolare se ingrandita. La rugosità superficiale si riferisce alle caratteristiche geometriche microscopiche composte da piccole spaziature e minuscoli picchi e valli sulla superficie delle parti lavorate, che sono generalmente formate dai metodi di lavorazione e (o) da altri fattori. Le funzioni della superficie della parte sono diverse e anche i valori dei parametri di rugosità superficiale richiesti sono diversi. Il codice di rugosità superficiale (simbolo) deve essere contrassegnato sul disegno della parte per illustrare le caratteristiche della superficie che devono essere raggiunte una volta completata la superficie. Esistono tre parametri di altezza della rugosità superficiale:
1. Deviazione media aritmetica Ra del contorno
La media aritmetica del valore assoluto della distanza tra il punto sulla linea di contorno lungo la direzione di misurazione (direzione Y) e la linea di riferimento all'interno della lunghezza di campionamento.
2. Altezza in dieci-punti della micro-rugosità Rz
Si riferisce al valore medio delle cinque maggiori altezze dei picchi di contorno e al valore medio delle cinque maggiori profondità delle valli del contorno all'interno della lunghezza di campionamento.
3. Altezza massima del contorno Ry
La distanza tra la linea superiore del picco più alto e la linea del fondovalle più bassa della curva di livello all'interno della lunghezza di campionamento.
Attualmente, Ra è utilizzato principalmente nell'industria manifatturiera di macchinari generali.
4. Metodo di rappresentazione della rugosità
5. L'influenza della rugosità sulle prestazioni delle parti
La qualità della superficie del pezzo dopo la lavorazione influisce direttamente sulle proprietà fisiche, chimiche e meccaniche del pezzo. Le prestazioni di funzionamento, l'affidabilità e la durata del prodotto dipendono in larga misura dalla qualità della superficie delle parti principali. In generale, i requisiti di qualità superficiale delle parti importanti o chiave sono più elevati di quelli delle parti ordinarie. Questo perché le parti con una buona qualità superficiale miglioreranno notevolmente la loro resistenza all'usura, alla corrosione e alla fatica.
6. Fluido da taglio
1) Il ruolo del fluido da taglio
Effetto di raffreddamento: il calore di taglio può eliminare una grande quantità di calore di taglio, migliorare le condizioni di dissipazione del calore, ridurre la temperatura dell'utensile e del pezzo, prolungando così la durata dell'utensile e prevenendo errori dimensionali causati dalla deformazione termica del pezzo.
Effetto lubrificante: il fluido da taglio può penetrare tra il pezzo in lavorazione e l'utensile, formando una sottile pellicola di adsorbimento nel piccolo spazio tra il truciolo e l'utensile, riducendo il coefficiente di attrito, riducendo così l'attrito tra il truciolo dell'utensile e il pezzo in lavorazione, riducendo la forza di taglio e il calore di taglio, riducendo l'usura dell'utensile e migliorando la qualità della superficie del pezzo. La lubrificazione è particolarmente importante per la finitura.
Effetto pulente: i piccoli trucioli generati durante il processo di pulizia aderiscono facilmente al pezzo e all'utensile, soprattutto durante la perforazione di fori profondi e l'alesatura, i trucioli si intasano facilmente nella scanalatura del truciolo, influenzando la ruvidità superficiale del pezzo e la durata dell'utensile. L'uso del fluido da taglio può lavare via rapidamente i trucioli, in modo che il taglio possa procedere senza intoppi.
2) Tipi: Esistono due tipi principali di fluidi da taglio comunemente usati
Emulsione: svolge principalmente un ruolo rinfrescante. L'emulsione si ottiene diluendo l'olio emulsionato con 15-20 volte di acqua. Questo tipo di fluido da taglio ha un elevato calore specifico, bassa viscosità, buona fluidità e può assorbire una grande quantità di calore. Lo scopo principale dell'utilizzo di questo tipo di fluido da taglio è raffreddare l'utensile e il pezzo in lavorazione, aumentare la durata dell'utensile e ridurre la deformazione termica. L'emulsione contiene più acqua e le funzioni di lubrificazione e antiruggine sono scarse.
Olio da taglio: il componente principale dell'olio da taglio è l'olio minerale. Questo tipo di fluido da taglio ha un calore specifico ridotto, una grande viscosità e una scarsa fluidità. Svolge principalmente un ruolo lubrificante. Comunemente utilizzati sono oli minerali a bassa viscosità, come olio motore, gasolio leggero, cherosene, ecc.
