1. Dato
Todas las piezas se componen de varias superficies y existen ciertas dimensiones y requisitos de posición relativa entre las superficies. Los requisitos de posición relativa entre las superficies de las piezas incluyen dos aspectos: la precisión de la dimensión de distancia entre las superficies y la precisión de la posición relativa (como coaxialidad, paralelismo, verticalidad y desviación circular, etc.). El estudio de la relación de posición relativa entre las superficies de las piezas no puede separarse del dato. Sin un dato claro, no se puede determinar la posición de la superficie de la pieza. En general, el dato es el punto, la línea y la superficie de la pieza que se utiliza para determinar la posición de otros puntos, líneas y superficies. Los datos se pueden dividir en dos categorías: datos de diseño y datos de proceso según sus diferentes funciones.
1. Dato de diseño
La referencia utilizada para determinar otros puntos, líneas y superficies en el dibujo de la pieza se denomina referencia de diseño. Para pistones, la referencia de diseño se refiere a la línea central del pistón y la línea central del orificio del pasador.
2. Dato del proceso
El dato utilizado por las piezas durante el procesamiento y el ensamblaje se denomina dato del proceso. Según los diferentes usos, el dato del proceso se divide en dato de posicionamiento, dato de medición y dato de montaje.
1) Referencia de posicionamiento: La referencia utilizada para hacer que la pieza de trabajo ocupe la posición correcta en la máquina herramienta o dispositivo durante el procesamiento se denomina referencia de posicionamiento. Según los diferentes elementos de posicionamiento, los más utilizados son las dos categorías siguientes:
Posicionamiento de centrado automático: como el posicionamiento de tres-portabrocas.
Posicionamiento del manguito de posicionamiento: el elemento de posicionamiento se convierte en un manguito de posicionamiento, como el posicionamiento de la placa de tope.
Otros incluyen el posicionamiento en un marco en forma de V-, el posicionamiento en un orificio semicircular, etc.
2) Dato de medición: el dato utilizado para medir el tamaño y la posición de la superficie procesada durante la inspección de la pieza se denomina dato de medición.
3) Dato de ensamblaje: el dato utilizado para determinar la posición de la pieza en el componente o producto durante el ensamblaje se denomina dato de ensamblaje.
2. Método de instalación de la pieza de trabajo
Para mecanizar una superficie que cumpla con los requisitos técnicos especificados en una determinada parte de la pieza de trabajo, la pieza de trabajo debe ocupar una posición correcta con respecto a la herramienta en la máquina herramienta antes del mecanizado. Este proceso suele denominarse "posicionamiento" de la pieza de trabajo. Después de colocar la pieza de trabajo, debido a los efectos de la fuerza de corte, la gravedad, etc. durante el procesamiento, se debe utilizar un determinado mecanismo para "sujetar" la pieza de trabajo de modo que su posición determinada permanezca sin cambios. El proceso de hacer que la pieza de trabajo ocupe la posición correcta en la máquina herramienta y sujetar la pieza de trabajo se llama "instalación".
La calidad de la instalación de la pieza de trabajo es un tema importante en el procesamiento mecánico. No sólo afecta directamente la precisión del procesamiento, la velocidad y la estabilidad de la instalación de la pieza de trabajo, sino que también afecta el nivel de productividad. Para garantizar la precisión de la posición relativa entre la superficie de procesamiento y su referencia de diseño, la referencia de diseño de la superficie de procesamiento debe ocupar una posición correcta con respecto a la máquina herramienta cuando se instala la pieza de trabajo. Por ejemplo, en el proceso de torneado fino de la ranura del anillo, para garantizar los requisitos de desviación circular del diámetro inferior de la ranura del anillo y el eje del faldón, la pieza de trabajo debe instalarse de modo que su referencia de diseño coincida con el eje del husillo de la máquina herramienta.
Existen varios métodos de instalación al procesar piezas en varias máquinas herramienta. Los métodos de instalación se pueden resumir en tres tipos: método de alineación directa, método de alineación de líneas y método de instalación de accesorios.
1) Método de alineación directa Cuando se utiliza este método, la posición correcta que debe ocupar la pieza de trabajo en la máquina herramienta se obtiene mediante una serie de intentos. El método específico consiste en instalar la pieza de trabajo directamente en la máquina herramienta, utilizar un indicador de cuadrante o una aguja en la placa de la aguja para corregir visualmente la posición correcta de la pieza de trabajo y calibrarla mientras se verifica hasta que cumpla con los requisitos.
La precisión del posicionamiento y la velocidad del método de alineación directa dependen de la precisión de la alineación, el método de alineación, las herramientas de alineación y el nivel técnico de los trabajadores. Sus desventajas son que lleva mucho tiempo, tiene baja productividad, debe operarse en base a la experiencia y tiene altos requisitos de habilidades de los trabajadores, por lo que solo se usa en producción de una sola-pieza y de lotes pequeños-. Por ejemplo, la alineación que se basa en imitar la forma pertenece al método de alineación directa.
2) Método de alineación de marcado Este método es un método que utiliza una aguja de marcado en una máquina herramienta para alinear la pieza de trabajo de acuerdo con la línea dibujada en el producto en blanco o semiacabado para que obtenga la posición correcta. Evidentemente, este método requiere un proceso de marcado adicional. La línea dibujada en sí tiene un cierto ancho y hay un error de marcado al marcar, y también hay un error de observación al corregir la posición de la pieza de trabajo. Por lo tanto, este método se utiliza principalmente para procesamiento aproximado con lotes de producción pequeños, baja precisión en blanco y piezas de trabajo grandes que no son adecuadas para el uso de accesorios. Por ejemplo, la determinación de la posición del orificio del pasador de un producto de dos-tiempos consiste en utilizar el método de marcado del cabezal divisor para la alineación.
3) Utilice el método de instalación del accesorio: el equipo de proceso utilizado para sujetar la pieza de trabajo para que ocupe la posición correcta se denomina accesorio de máquina herramienta. El dispositivo es un dispositivo adicional de la máquina herramienta. Su posición relativa a la herramienta en la máquina herramienta se ha ajustado previamente-antes de instalar la pieza de trabajo. Por lo tanto, al procesar un lote de piezas de trabajo, no es necesario alinearlas y colocarlas una por una, y se pueden garantizar los requisitos técnicos del procesamiento. Ahorra trabajo-y no genera problemas-. Es un método de posicionamiento eficiente y se usa ampliamente en producción por lotes y en masa. Nuestro procesamiento de pistones actual utiliza el método de instalación de accesorios.
①. Una vez posicionada la pieza de trabajo, la operación de mantener la posición de posicionamiento sin cambios durante el procesamiento se denomina sujeción. El dispositivo en el dispositivo que mantiene la posición de posicionamiento sin cambios durante el procesamiento se llama dispositivo de sujeción.
②. El dispositivo de sujeción debe cumplir los siguientes requisitos: al sujetar, no se debe destruir el posicionamiento de la pieza de trabajo; después de la sujeción, la posición de la pieza de trabajo no debe cambiar durante el procesamiento y la sujeción debe ser precisa, segura y confiable; la acción de sujeción es rápida, la operación es conveniente y ahorra trabajo-; la estructura es simple y fácil de fabricar.
③. Precauciones al sujetar: La fuerza de sujeción debe ser adecuada. Demasiado hará que la pieza de trabajo se deforme y muy poco hará que la pieza de trabajo se mueva durante el procesamiento y destruirá el posicionamiento de la pieza de trabajo.
3. Conocimientos básicos de corte de metales.
1. Movimiento de giro y superficie formada.
Movimiento de giro: en el proceso de corte, para eliminar el exceso de metal, la pieza de trabajo y la herramienta deben realizar un movimiento de corte relativo. El movimiento de utilizar una herramienta de torneado para eliminar el exceso de metal de la pieza de trabajo en un torno se denomina movimiento de giro y se puede dividir en movimiento principal y movimiento de avance.
Movimiento principal: el movimiento de eliminar directamente la capa de corte de la pieza de trabajo y convertirla en virutas, formando así una nueva superficie de la pieza de trabajo, se denomina movimiento principal. Durante el corte, el movimiento de rotación de la pieza de trabajo es el movimiento principal. Normalmente, la velocidad del movimiento principal es mayor y la potencia de corte consumida es mayor.
Movimiento de alimentación: El movimiento que pone continuamente nuevas capas de corte en el corte. El movimiento de avance es el movimiento a lo largo de la superficie de la pieza de trabajo a formar, que puede ser un movimiento continuo o intermitente. Por ejemplo, el movimiento de la herramienta de torneado en un torno horizontal es un movimiento continuo y el movimiento de avance de la pieza de trabajo en una cepilladora es un movimiento intermitente.
Superficie formada en la pieza de trabajo: durante el proceso de corte, la pieza de trabajo forma una superficie mecanizada, una superficie mecanizada y una superficie a mecanizar. La superficie mecanizada se refiere a la nueva superficie formada al retirar el exceso de metal. La superficie a mecanizar se refiere a la superficie donde está a punto de cortarse la capa de metal. La superficie de mecanizado se refiere a la superficie en la que gira el filo de la herramienta de torneado.
2. Los tres elementos de los parámetros de corte se refieren a la profundidad de corte, el avance y la velocidad de corte.
1) Profundidad de corte: ap=(dw-dm) / 2 (mm) dw=diámetro de la pieza de trabajo no mecanizada dm=diámetro de la pieza de trabajo mecanizada, y la profundidad de corte es lo que normalmente llamamos profundidad de corte.
Selección de la profundidad de corte: La profundidad de corte p debe determinarse según las tolerancias de mecanizado. Durante el mecanizado de desbaste, además de dejar margen para el acabado, todos los márgenes de mecanizado de desbaste deben eliminarse de una sola vez en la medida de lo posible. Esto no solo puede hacer que el producto de la profundidad de corte, la velocidad de avance ƒ y la velocidad de corte V sea grande al tiempo que garantiza una cierta durabilidad, sino que también puede reducir el número de pasadas. En el caso de un margen de mecanizado excesivo, una rigidez insuficiente del sistema de proceso o una resistencia insuficiente de la cuchilla, la pasada debe dividirse en dos o más pasadas. En este momento, la profundidad de corte de la primera pasada debe ser mayor, lo que puede representar de 2/3 a 3/4 del margen total; y la profundidad de corte de la segunda pasada debe ser menor, de modo que el proceso de acabado pueda obtener un valor del parámetro de rugosidad superficial más pequeño y una mayor precisión de mecanizado.
Al cortar piezas fundidas, forjadas o acero inoxidable con una superficie endurecida, la profundidad de corte debe exceder la dureza o la capa endurecida para evitar cortar el filo en la capa endurecida.
2) Selección de velocidad de avance: El desplazamiento relativo de la pieza de trabajo y la herramienta en la dirección del movimiento de avance para cada rotación o movimiento alternativo de la pieza de trabajo o herramienta, en mm. Después de seleccionar la profundidad de corte, se debe seleccionar una velocidad de avance mayor tanto como sea posible. La selección de un valor razonable de la velocidad de avance debe garantizar que la máquina herramienta y la herramienta no se dañen debido a una fuerza de corte excesiva, que la desviación de la pieza de trabajo causada por la fuerza de corte no exceda el valor permitido por la precisión de la pieza de trabajo y que el valor del parámetro de rugosidad de la superficie no sea demasiado grande. Durante el mecanizado de desbaste, el principal factor limitante de la velocidad de avance es la fuerza de corte, mientras que durante el semiacabado y acabado, el principal factor limitante de la velocidad de avance es la rugosidad de la superficie.
3) Selección de la velocidad de corte: Durante el corte, la velocidad instantánea de un punto en el filo de la herramienta con respecto a la superficie a mecanizar en la dirección de movimiento principal, en m/min. Cuando se seleccionan la profundidad de corte p y la velocidad de avance ƒ, la velocidad de corte máxima se selecciona en base a esto. La dirección de desarrollo del procesamiento de corte es el procesamiento de corte de alta-velocidad.
IV. Concepto mecánico de rugosidad.
En mecánica, la rugosidad se refiere a las características de forma geométrica microscópica compuestas de pequeños espacios y picos y valles en la superficie mecanizada. Es uno de los temas en la investigación de la intercambiabilidad. La rugosidad de la superficie generalmente se forma por el método de procesamiento utilizado y otros factores, como la fricción entre la herramienta y la superficie de la pieza durante el procesamiento, la deformación plástica de la superficie metálica durante la separación de virutas y la vibración de alta-frecuencia en el sistema de proceso. Debido a las diferencias en los métodos de procesamiento y materiales de las piezas de trabajo, la profundidad, densidad, forma y textura de las marcas dejadas en la superficie mecanizada son diferentes. La rugosidad de la superficie está estrechamente relacionada con las propiedades coincidentes, la resistencia al desgaste, la resistencia a la fatiga, la rigidez del contacto, la vibración y el ruido de las piezas mecánicas, y tiene un impacto importante en la vida útil y la confiabilidad de los productos mecánicos.
Método de representación de rugosidad
Después del procesamiento, la superficie de la pieza parece muy suave, pero es desigual cuando se amplía. La rugosidad de la superficie se refiere a las características geométricas microscópicas compuestas de pequeños espacios y pequeños picos y valles en la superficie de las piezas procesadas, que generalmente se forman por los métodos de procesamiento y (u) otros factores. Las funciones de la superficie de la pieza son diferentes y los valores de los parámetros de rugosidad de la superficie requeridos también son diferentes. El código de rugosidad de la superficie (símbolo) debe marcarse en el dibujo de la pieza para ilustrar las características de la superficie que se deben lograr una vez completada la superficie. Hay tres parámetros de altura de rugosidad de la superficie:
1. Desviación media aritmética Ra del contorno
La media aritmética del valor absoluto de la distancia entre el punto de la línea de contorno a lo largo de la dirección de medición (dirección Y) y la línea de referencia dentro de la longitud de muestreo.
2. Altura de diez-puntos de micro-rugosidad Rz
Se refiere al valor promedio de las cinco alturas de picos de contorno más grandes y al valor promedio de las cinco profundidades de valles de contorno más grandes dentro de la longitud de muestreo.
3. Altura máxima del contorno Ry
La distancia entre la línea superior del pico más alto y la línea inferior del valle más bajo del contorno dentro de la longitud de muestreo.
En la actualidad, Ra se utiliza principalmente en la industria de fabricación de maquinaria en general.
4. Método de representación de rugosidad.
5. La influencia de la rugosidad en el rendimiento de las piezas.
La calidad de la superficie de la pieza de trabajo después del procesamiento afecta directamente las propiedades físicas, químicas y mecánicas de la pieza de trabajo. El rendimiento laboral, la fiabilidad y la vida útil del producto dependen en gran medida de la calidad de la superficie de las piezas principales. En términos generales, los requisitos de calidad de la superficie de piezas importantes o clave son más altos que los de las piezas ordinarias. Esto se debe a que las piezas con buena calidad superficial mejorarán en gran medida su resistencia al desgaste, a la corrosión y a la fatiga.
6. Líquido de corte
1) El papel del fluido de corte.
Efecto de enfriamiento: el calor de corte puede eliminar una gran cantidad de calor de corte, mejorar las condiciones de disipación de calor, reducir la temperatura de la herramienta y la pieza de trabajo, extendiendo así la vida útil de la herramienta y evitando errores dimensionales causados por la deformación térmica de la pieza de trabajo.
Efecto lubricante: el fluido de corte puede penetrar entre la pieza de trabajo y la herramienta, formando una fina película de adsorción en el pequeño espacio entre la viruta y la herramienta, reduciendo el coeficiente de fricción, reduciendo así la fricción entre la viruta de la herramienta y la pieza de trabajo, reduciendo la fuerza de corte y el calor de corte, reduciendo el desgaste de la herramienta y mejorando la calidad de la superficie de la pieza de trabajo. La lubricación es particularmente importante para el acabado.
Efecto de limpieza: las pequeñas virutas generadas durante el proceso de limpieza se adhieren fácilmente a la pieza de trabajo y a la herramienta, especialmente al perforar agujeros profundos y escariar, las virutas son fáciles de obstruir en la ranura de la viruta, lo que afecta la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo y la vida útil de la herramienta. El uso de líquido de corte puede eliminar rápidamente las virutas, de modo que el corte pueda realizarse sin problemas.
2) Tipos: Hay dos tipos principales de fluidos de corte comúnmente utilizados.
Emulsión: Desempeña principalmente un papel refrescante. La emulsión se elabora diluyendo aceite emulsionado con 15 a 20 veces de agua. Este tipo de fluido de corte tiene un gran calor específico, baja viscosidad, buena fluidez y puede absorber una gran cantidad de calor. El objetivo principal del uso de este tipo de fluido de corte es enfriar la herramienta y la pieza de trabajo, aumentar la vida útil de la herramienta y reducir la deformación térmica. La emulsión contiene más agua y las funciones de lubricación y antioxidante son deficientes.
Aceite de corte: El componente principal del aceite de corte es el aceite mineral. Este tipo de fluido de corte tiene un calor específico pequeño, una gran viscosidad y poca fluidez. Desempeña principalmente un papel lubricante. Se utilizan habitualmente aceites minerales de baja viscosidad, como aceite de motor, gasóleo ligero, queroseno, etc.
