I. Экологические аспекты прогрессивной технологии
Введение
В условиях рыночных отношений роль технологического развития возрастает, так как своевременная смена технологий в соответствии с требованиями рынка обеспечивает конкурентоспособность фирмы, ее процветание. Особенностью современного развития технологий является переход к целостным технолого-экономическим системам высокой эффективности, охватывающим производственный процесс от первой до последней операции и оснащенным прогрессивными техническими средствами. Уровень технологий любого производства оказывает решающее влияние на его экономические показатели, поэтому необходимо достаточное знание современных технологических процессов.
В деятельности предприятия технология является главным объектом для инвестиций, так как за счет прибыли, полученной от своевременно и разумно вложенных в технологию финансовых средств, обеспечивается проведение эффективной социально-экономической политики и достигается соответствующий жизненный уровень населения.
Развитие технологий приводит неизбежно к загрязнению окружающей среды. Поэтому охрана окружающей природной среды – одна из наиболее актуальных проблем современности. Научно-технический прогресс и усиление антропогенного давления на природную среду неизбежно приводят к обострению экологической ситуации: истощаются запасы природных ресурсов, загрязняется природная среда, утрачивается естественная связь между человеком и природой, теряются эстетические ценности, ухудшается физическое и нравственное здоровье людей, обостряется экономическая и политическая борьба за сырьевые рынки, жизненное пространство.
В этой работе рассмотрим основные направления развития технологий, малоотходные и безотходные технологии, а также экологические аспекты развития технологий.
1. Сущность и основные направления ускорения НТП.
Научно-технический прогресс, признанный во всем мире в качестве важнейшего фактора экономического развития, все чаще и в западной, и в отечественной литературе связывается с понятием инновационного процесса. Это, как справедливо отметил американский экономист Джеймс Брайт, единственный в своем роде процесс, объединяющий наук, технику, экономику, предпринимательство и управление. Он состоит в получении новшества и простирается от зарождения идеи до ее коммерческой реализации, охватывая таким образом весь комплекс отношений: производства, обмана, потребления. В этих обстоятельствах инновация изначально нацелена на практический коммерческий результат. Сама идея, дающая толчок, имеет меркантильное содержание: это уже не результат «чистой науки», полученный университетским ученым в свободном, ничем не ограниченном творческом поиске. В практической направленности инновационной идеи и состоит ее притягательная сила для компаний. Инновация скорее экономический и социальный, чем технический термин, которая определяется в терминах спроса и предложения – как изменения в ценности и удовлетворенности, получаемых потребителем из используемых им ресурсов(или же нововведения в их использовании). Главная задача общества и особенно экономики видится в получении чего-то иного, отличного от предыдущего, а не в улучшении уже существующего, что лежит в основе инновационного процесса на систематической основе. Систематическая инновация, поэтому, состоит в целенаправленном, организованном поиске изменений и в систематическом анализе тех возможностей, которые эти изменения могут дать для экономических или социальных нововведений. Мало существует технических инноваций, которые смогут соперничать по влиянию с такими изобретениями, как, например, продажа товаров в рассрочку, которая буквально преобразила всю
сферу торговли. Инновационный процесс в большей степени, чем другие элементы НТП, связан с товарно-денежными отношениями, посредующими все стадии его реализации. Это обстоятельство вполне убедительно проявляется в условиях регулируемой рыночной экономики. Основная масса инновационных процессов реализуется частными компаниями разного уровня и масштаба, и такие процессы выступают не как самостоятельная цель, а как средство лучшего решения производственных и коммерческих задач компании, добивающейся высокой прибыльности. Экономический рост- способность производить больший объем продукции, который представляет собой результат увеличения предложения ресурсов и научно-технического прогресса.
Научно-технический прогресс – процесс совершенствования средств труда, являющийся исходной основой развития производительных сил общества. НТП выступает в двух формах: эволюционной и революционной. Эволюционная форма предполагает постепенное развитие, а революционная – качественный скачок, переход к новому типу средств труда, основывающийся на новых открытиях науки. Революционная форма НТП – это научно-техническая революция (НТР), которая обусловлена общественными потребностями и уровнем развития производительных сил крупного машинного производства.
Одна из разновидностей сменяющихся этапов НТР – технологическая революция – это скачок в развитии технологии переработки и преобразования информации, энергии и вещества, базирующийся на освоении новых структурных уровней организации материи, форм ее движения. Среди базовых технологий выделяются: механическая, физическая, химическая, биологическая. История технологий рассматривается с позиции совершенствования механической технологии и ее последовательной замены другими видами технологий. В ходе научного прогресса усиливается взаимосвязь научного, технического и технологического процессов.
На различных этапах развития общества из многообразия направлений научно-технического прогресса выделяются приоритетные, которые отличаются более высокими темпами развития, большей концентрацией кадров, материальных ресурсов и имеют большую социальную значимость разрабатываемых проблем.
Приоритетные направления могут быть национальными (отдельных стран), региональными (международных объединений и организаций) и глобальными. Они обуславливаются типом организации общества и его экономическими отношениями. Приоритетные направления НТП – особенность стратегии научно-технического развития передовых в научном и экономическом отношениях странах. Ускоренное развитие приоритетных направлений – интенсивность экономики и достижение наивысшего уровня научно-технического развития на современном этапе:
электронизация народного хозяйства;
комплексная автоматизация;
атомная энергетика;
новые материалы и технология их производства и обработки;
биотехнология.
Электронизация народного хозяйства позволяет обеспечит все сферы производства передовыми средствами вычислительной техники, в результате чего повышается производительность труда, экономия ресурсов, материалов и энергии, ускорение научно-технического прогресса в народном хозяйстве, сокращение сроков научных исследований, качественная перестройка непроизводственной сферы. Электронизация народного хозяйства включает:
Создание усовершенствованного ЭВМ нового поколения, с новыми возможностями, что стало возможным при переходе к качественным методам проектирования компьютеров. В результате созданы ЭВМ пятого поколения с искусственным интеллектом, которые не только хранят данные, но и оценивают их по степени важности и связывают с другой информацией; оценивают поступающую информацию и сравнивают с уже имеющейся, воспринимают человеческую речь, различают голоса и другую образную информацию, с использованием которой могут вести диалог с оператором.
Создание массовых средств вычислительной техники, персональных ЭВМ с развитым программным обеспечением для широкого насыщения отраслей народного хозяйства, научно-исследовательских и конструкторских организаций, сферы образования и быта.
Создание единой системы передачи цифровой информации, обеспечивающей резкое повышение пропускной способности и надежности системы связи и унификации применяемых технических средств.
Создание разнообразных приборов, датчиков, контрольно-измерительных средств на основе передовых достижений микроэлектроники для неразрушающего контроля деталей машин и строительных конструкций, измерения состава и структуры материалов, ускоренного проведения научных исследований, позволяющих повысить эффективность производства, надежность и качество продукции.
Создание единой системы изделий электронной техники и нового поколения сверхбольших интегральных схем и оборудования для их производства, различных новых видов изделий.
Реализация этих и других задач по данному приоритетному направлению НТП позволяет значительно увеличить темпы роста национального дохода, снизить материалоемкость и энергоемкость продукции, сократить сроки разработки и реализацию научных программ и технических проектов, повысить качество продукции и снизить производственные затраты.
Широкомасштабная комплексная автоматизация отраслей народного хозяйства включает:
Применение быстроперестраиваемых и гибких производственных систем различного назначения, а также организацию полностью автоматизированных цехов и заводов. Наиболее актуально внедрение гибких производственных систем при автоматизации многономенклатурного производства, на которое приходится подавляющая часть общего объема производства в самых различных отраслях промышленности. Применение гибких производственных систем в народном хозяйстве значительно повысит эффективность производства, позволит сократить сроки и затраты при освоении новых видов изделий, повысит производительность труда, сократится численность работающих, улучшатся условия труда. Быстроперестраиваемые системы в настоящее время создаются и на базе роторных линий за счет перехода к роторно-конвейерным линиям. Роторная линия представляет собой автоматическое устройство, действие которого основано на совместном движении по окружности инструмента и обрабатываемого предмета. Роторный принцип обработки универсален, при этом обеспечиваются надежность работы, точность и высокая производительность.
Применение систем автоматизированного проектирования (САПР) и технологической подготовки производства (АСУ ТПП), автоматизации и ускорения исследований и экспериментов (АСНИ), автоматизированных систем управления производством (АСУП) и управления технологическими процессами (АСУ ТП), интегрированных систем управления (ИАСУ). Внедрение таких систем позволило сократить затраты на проектирование и изготовление деталей, повысить качество планирования, учета, контроля и организации производства, сократить сроки его технологической подготовки. Сочетание гибких производственных систем с системами машинной научно-технической и организационной подготовки производства позволит создавать гибкие автоматизированные производства.
Применение промышленных роботов и манипуляторов в отраслях народного хозяйства. Современные роботы имеют возможность перемещения в самых различных направлениях, чему способствует встроенный в его многочисленные узлы информационно-вычислительный комплекс. Осуществление данного приоритетного направления приведет к повышению производительности труда в базовых отраслях народного хозяйства, надежности, качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции, существенно поднимет общий технологический уровень и эффективность производства, резко сократит ручной и малоквалифицированный труд.
Главная цель ускоренного развития атомной энергетики – глубокая качественная перестройка энергетических хозяйств, повышение эффективности и надежности электроснабжения, сокращения использования органического топлива, охрана окружающей среды и рациональное использование энергии. Достижение поставленной цели связано с решением следующих проблем:
Создание новых, эффективных методов и средств обработки, транспортировки и захоронения радиоактивных отходов, использование природного урана.
Совершенствование и дальнейшее сооружение атомных электростанций с реакторами водо-водяного типа с повышенной технико-экономической эффективностью, высокой степенью стандартизации и унификации оборудования и качественно новыми высоконадежными системами управления, контроля и автоматизации технологических процессов.
Разработка оборудования для реакторов на быстрых нейтронах, воспроизводящих в процессе работы ядерное топливо. Основным преимуществом этих реакторов, применение которых позволит повысить эффективность использования ядерных ресурсов, является использование более распространенного в природе урана-238. Более того, в процессе работы такого реактора образуется плутоний-239, который со временем можно будет использовать как топливо ядерных реакторов.
Осуществление поставленной задачи по данному приоритетному направлению позволит обеспечить наращивание энергетического потенциала страны, снизит капиталовложения в топливодобывающие отрасли промышленности, высвободит значительное количество топлива для других нужд, расширит ресурсную базу ядерной энергетики, повысит надежность и безопасность АЭС. Ускоренное развитие атомной энергетики необходимо сочетать с расширением использования альтернативных или нетрадиционных источников энергии – солнечной, геотермальной, ветровой, приливной. Такие источники являются возобновляемыми: они не загрязняют окружающую среду, экономически эффективны, позволяют создавать комплексные производства (использование геотермальных вод для получения энергии будет сочетаться с извлечением содержащихся в них ископаемых).
Применение в народном хозяйстве принципиально новых видов материалов, обладающих различными ценными свойствами, а также создание промышленных технологий их производства и обработки связано с решением следующих проблем:
Создание промышленного производства новых высокопрочных коррозионно-стойких и жаропрочных композиционных и керамических материалов и широкое использование их в электротехнике и электронике, металлургии, химии и медицине. Внедрение новых материалов дает возможность переходить к принципиально новым технологическим процессам. Например, создание материалов, обладающих сверхпроводимостью при достаточно высоких температурах, позволяет подойти к революционному перевороту в технике. Уже сейчас имеются материалы с уникальными свойствами – память формы, отсутствие звука при ударе или трении, сочетание сверхпрочности и сверхлегкости и другие.
Применение новых пластических масс, способных заменить металлы и сплавы и улучшить качество и долговечность машины. Такие пластмассы обладают большей теплостойкостью, чем большинство конструкционных материалов, прочны и легки, что позволяет из использовать вместо традиционных материалов с большей эффективностью. Например, 1 тонна термопластов освобождает в народном хозяйстве до 10 тонн цветных металлов и легированных сталей.
Создание новых износостойких и других материалов из черных и цветных металлов с использованием методов порошковой металлургии, которая наиболее эффективна из-за резкого снижения отходов при изготовлении деталей, сокращения числа технологических операций и трудоемкости при одновременном повышении качества продукции, возможности создания принципиально новых материалов, которые нельзя получить никаким другим способом. К таким материалам относятся фильтровые, фрикционные, сверхтвердые. Полупроводники и другие. Особо надо выделить композиты, то есть материалы, полученные армированием порошковой массы неметаллическими компонентами, в числе которых – углепластики – углеродные волокна, покрытые алюминием. Не менее важно использование порошков для напыления на поверхность детали прочного покрытия, что позволяет практически полностью восстанавливать изношенные детали.
Создание новых полупроводниковых материалов, металлов и их соединений высокой чистоты с особыми физическими свойствами; новых аморфных и микрокристаллических материалов, обладающих уникальными свойствами.
Совершенствование технологии непрерывной разливки и применение технологии внепечной обработки для повышения ее качества.
Создание серии технологических лазеров и их внедрение для термической и размерной обработки, сварки и раскроя; оборудования для плазменной, вакуумной и детонационной технологии нанесения различных покрытий; технологий с применением высоких давлений, импульсных воздействий, вакуума для синтеза новых материалов и формообразования изделий. Область применения лазеров постоянно расширяется.
Ускоренное развитие биотехнологии позволит увеличить запасы продовольственных ресурсов, освоить новые возобновляемые источники энергии, обеспечить предупреждение и эффективное лечение тяжелых болезней, дальнейшее развитие безотходных производств и сокращение вредных воздействий на окружающую среду.
2. Прогрессивные виды технологий
Необходимость постоянного обновления продукции в соответствии с требованиями рынка, решение экологических проблем и потребность в высокоэффективном производстве обусловливают не только постоянное совершенствование традиционных технологических процессов, но и создание новых технологий, список которых обширен. Возможно также сочетание в одном технологическом процессе сразу несколько технологий. В ряде случаев элементы новых технологий удачно дополняют традиционные технологические процессы, например, комбинированные технологии: магнитно-абразивная, плазменно-механическая, лазерно-механическая и другие.
К прогрессивным и наиболее значимым современным технологическим процессам относятся: электронно-лучевая, лазерная, мембранная технология и порошковая металлургия.
Среди множества новых технологий лазерная технология является одной из самых перспективных. Благодаря направленности и высокой концентрации лазерного луча удается выполнять технологические операции, невыполнимые каким-либо другим способом. С помощью лазера можно вырезать из любого материала детали сложнейшей конфигурации, причем с точностью до сотых долей миллиметра, раскраивать композитные и керамические материалы, тугоплавкие сплавы, которые вообще не поддаются резке каким-либо другим способом. Лазерный инструмент все чаще применяют вместо алмазного, так как он дешевле и во многих случаях может заменять алмаз.
Весьма эффективным и экономичным процессом является лазерная сварка, при которой прочность швов в несколько раз выше обычной, что очень важно для многих отраслей, например, атомной энергетики, химии и других. Лазерные технологии более производительны и благодаря поверхностному упрочнению деталей позволяют увеличить срок службы деталей в 3-10 раз. Применение лазерной технологии дает большой эффект при изготовлении деталей с особо высокими требованиями к качеству и точности и с особыми характеристиками.
Для обработки сверхтвердых, изностойких и труднообрабатываемых материалов можно применять высокопроизводительный метод – электроконтактная обработка, сущность которого заключается в том, что инструмент и обрабатываемая заготовка включаются последовательно в электрическую цепь.Широко применяются физико-химические процессы обработки металлов и других материалов в приборостроении для создания миниатюрных и микроминиатюрных схем, которые другими способами не могут быть изготовлены.
Более совершенными стали и такие классические методы обработки металлов, как прокатка, штамповка, ковка, литье. При сохранении традиционного технологического процесса получения песчано-глинистых форм с уплотнением применяются импульсный и взрывной методы уплотнения смеси, которые являются малоэнергоемкими и бесшумными.
Применение полимерных охлаждающих сред при высокочастотной поверхностной закалке дает почти полное отсутствие коррозии стальных деталей. Нагрев детали в кипящем слое является безокислительным нагревом, увеличивает производительность труда и сокращает время нагрева.
В современной технике широко применяются металлические материалы, полученные методом порошковой металлургии. При изготовлении различных деталей машин методом порошковой металлургии получают значительный экономический эффект, выражающийся в резком сокращении удельного расхода материала, себестоимости и трудоемкости по сравнению с традиционными методами изготовления. Это – новая технология, которая практически не дает отходов. При такой технологии оказалось возможным получать материалы, которые нельзя произвести методами плавления, например, спекать порошки металлов с труднорастворимыми в них легирующими добавками. При производстве изделий с использованием порошковой металлургии у технолога появляются огромные возможности управлять свойствами материала и конечного продукта.
3. Безотходные и малоотходные технологии
По мере развития современного производства с его масштабностью и темпами роста все большую актуальность приобретают проблемы разработки и внедрения мало- и безотходных технологий. Скорейшее их решение в ряде стран рассматривается как стратегическое направление рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.
«Безотходная технология представляет собой такой метод производства продукции, при котором все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле: сырьевые ресурсы — производство — потребление — вторичные ресурсы, и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования». Эта формулировка не должна восприниматься абсолютно, т. е. не надо думать, что производство возможно без отходов. Представить себе абсолютно безотходное производство просто невозможно, такого и в природе нет. Однако отходы не должны нарушать нормальное функционирование природных систем. Другими словами, мы должны выработать критерии ненарушенного состояния природы. Создание безотходных производств относится к весьма сложному и длительному процессу, промежуточным этапом которого является малоотходное производство.
Под малоотходным производством следует понимать такое производство, результаты которого при воздействии их на окружающую среду не превышают уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами, т. е. ПДК. При этом по техническим, экономическим, организационным или другим причинам часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на длительное хранение или захоронение.
4. НТП и экология
Российская Федерация относится к странам мира с наихудшей экологической ситуацией. Загрязнение природной среды достигло невиданных масштабов. Только убытки экономического характера, не принимая во внимание вред экологического характера и здоровью людей, по подсчетам специалистов, ежегодно составляют сумму, равную половине национального дохода страны.
Экологическая проблема номер один в РФ – загрязнение окружающей среды. Последовательно ухудшается здоровье людей. Средний возраст мужчин за последние годы составил всего 68 лет. Каждый десятый ребенок рождается умственно или физически неполноценным вследствие нарушения на генном уровне. По отдельным регионам этот показатель выше в 3-6 раз.
В большинстве промышленных районов страны одна треть жителей имеет различные формы иммунологической недостаточности. По стандартам ВОЗ при ООН народ РФ находится на грани вырождения. Примерно 15% территории страны занимают зоны экологического бедствия и чрезвычайных экологических ситуаций. Только 15-20% жителей городов и поселков дышат воздухом, отвечающим установленным нормативам качества. Около 50% потребляемой населением питьевой воды не отвечает гигиеническим требованиям.
Список подобных данных довольно обширен. Но и изложенное свидетельствует, что нам всем – жителям необъятной и богатой ресурсами России – пора осознать, что время нерегулируемого безлимитного пользования средой безвозвратно ушло. За все нужно платить: деньгами, введением жестких ограничений, установлением ответственности. В противном случае человек расплачивается не только своим здоровьем, но и благополучием будущих поколений, ибо негативное воздействие на природную среду есть не что иное, как уничтожение биологической основы существования человека, современная форма каннибализма.
Заключение
Для процветания и конкурентоспособности предприятий важную роль играет своевременная смена технологий на более новые, усовершенствованные в соответствиии с требованиями рынка. Развивая научно-технический прогресс, предприятия совершенствуют средства производства, вследствие чего повышают производительность и качество производимой продукции. Но не надо забывать и о совершенствование таких технологий, при которых окружающей среде бы наносился наименьший урон.
Существует необходимость приведения норм экологического права Российской Федерации в соответствие с нормами международного права, что предполагает освоение и восприятие российской наукой и правом наиболее эффективных международных концепций и идей в области охраны окружающей среды.
Основные положения новой экологической концепции РФ должны стать основой для конструктивного взаимодействия органов государственной власти РФ и ее субъектов, органов местного самоуправления, предпринимателей и общественных объединений по обеспечению комплексного решения проблем сбалансированного развития экономики и улучшения состояния окружающей среды. Эти положения должны явиться базой для разработки долгосрочной государственной политики, обеспечивающей устойчивое экономическое развитие страны при соблюдении экологической безопасности общества.
Список использованной литературы
1. Ерофеев Б.В. Экологическое право России. Учебник. Издание второе, переработанное и дополненное. М.: Юрист. 1996.
2. Желваков Э.Н. Экологические правонарушения и ответственность. М.: ЭАО Бизнес-школа “Интел-Синтез”. 1997.
3. Логинов В., Инновационная политика: меры по активизации.// Экономист №9 1994.
4. Львов Д. – НТП и экономика переходного периода // Вопросы экономики №11 1991.
5. Твисс Б. Управление научно-техническими нововведениями. Сокр. пер. С анг. – М.: Экономика. – 1989
6. Экологическое право России. Учебник. Под. Ред. Ермакова В.Д. Сухарева А.Я. М.: Институт международного права и экономики. Изд-во “Триада, ЛТД”. 1997.
II. Технология обработки металлов резанием.
Обработка резанием является универсальным методом размерной обработки. Метод позволяет обрабатывать поверхности деталей различной формы и размеров с высокой точностью из наиболее используемых конструкционных материалов. Он обладает малой энергоемкостью и высокой производительностью. Вследствие этого обработка резанием является основным, наиболее используемым в промышленности процессом размерной обработки деталей.
1. Сущность и способы обработки металлов резанием
Обработка резанием — это процесс получения детали требуемой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей за счет механического срезания с поверхностей заготовки режущим инструментом материала технологического припуска в виде стружки.
Основными способами лезвийной обработки являются точение, сверление, фрезерование, строгание и протягивание. К абразивной обработке относятсяпроцессы шлифования, хонингования и суперфиниша. В основу классификации способов механической обработки заложен вид используемого инструмента и кинематика движений.
Так, в качестве инструмента при точении используются токарные резцы, при сверлении – сверла, при фрезеровании – фрезы, при строгании – строгальные резцы, при протягивании – протяжки, при шлифовании – шлифовальные круги, при хонинговании – хоны, а при суперфинише – абразивные бруски.
Любой способ обработки включает два движения: главное – движение резания и вспомогательное – движение подачи. Главное движение обеспечивает съем металла, а вспомогательное – подачу в зону обработки следующего необработанного участка заготовки. Эти движения осуществляются за счет перемещения заготовки или инструмента.
В процессах точения, сверления, фрезерования и шлифования главное движение и движение подачи выполняются одновременно, а в процессах строгания, хонингования движение подачи выполняется после главного движения.
2. Точение
Точением могут быть получены наружные цилиндрические, конические и фасонные поверхности (обтачивание), внутренние цилиндрические, конические и фасонные поверхности (растачивание), торцевые плоские и фасонные поверхности (подрезание, прорезание, отрезание).
На обрабатываемой детали различают (рис.1):
обрабатываемую поверхность, т.е. поверхность, с которой снимается и превращается в стружку слой металла, подлежащий удалению;
обработанную поверхность, т.е. поверхность, полученную в результате обработки после удаления слоя металла;
поверхность резания, т.е. поверхность, образуемую режущим лезвием инструмента и являющуюся переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями;
припуск на обработку – слой металла, подлежащий удалению в процессе обработки за один или несколько проходов.
Рис.1. Поверхности и координатные плоскости в процессе обработки резцом
Резцы для точения
Резцы состоят из рабочей части (головки) и стержня (тела) (рис 2).
На рабочей части путем заточки образуются: передняя поверхность, по которой сходит стружка; задняя главная поверхность, обращенная к поверхности резания; задняя вспомогательная поверхность, обращенная к обработанной поверхности.
Пересечением передней и задней главных поверхностей образуется главное режущее лезвие, выполняющее основную работу резания.
Пересечением передней и задней вспомогательных поверхностей образуется вспомогательное режущее лезвие, срезающее меньшую часть снимаемого слоя материала.
В зависимости от назначения, резцы имеют одно или два вспомогательных режущих лезвия и соответственно этому одну или две задние вспомогательные поверхности.
Рис.2. Основные элементы резца.
3. Фрезерование
Фрезерование, являясь высокопроизводительным процессом механической обработки, широко используется в машиностроении и приборостроении. В соответствии с этим фрезерные станки изготовляются весьма различных типов и размеров, начиная от настольных для обработки малых по габаритам деталей и кончая тяжелыми продольно-фрезерными станками, допускающими обработку деталей весом до 120 or, длиной до 12 м, шириной и высотой до 3.5 м.
Элементы фрезерования. При фрезеровании цилиндрической фрезой зуб фрезы снимает слой металла в виде завитка, сечение которого по форме напоминает запятую. Срезаемый слой материала имеет переменную толщину: наименьшую — в точке.А, при входе зуба в металл, и наибольшую — в точке Б, при выходе зуба.
При фрезеровании торцовой фрезой зуб фрезы снимает слой материала почти постоянной толщины при четырехугольной форме сечения стружки, благодаря чему величина усилия при фрезеровании колеблется меньше, чем при фрезеровании цилиндрической фрезой, где сила резания изменяется от нуля до максимума при работе каждого зуба.
При работе торцовыми фрезами различают :
симметричное резание, когда ось фрезы лежит в плоскости симметрии заготовки, и
несимметричнее резание, когда ось фрезы смещена относительно плоскости симметрии заготовки. Наиболее выгодные условия врезания зубьев получаются при несимметричнем фрезеровании.
Основные элементы режима фрезерования: скорость резания, подача, глубина резания и ширина фрезерования.
Скорость резания при фрезеровании
где D — диаметр фрезы в мм; п — число оборотов фрезы в мин.
Подача при фрезеровании может осуществляться перемещением стола станка в продольном, поперечном или вертикальном направлении.
При работе на круглом поворотном столе на вертикально-фрезерных станках, а равно при работе на карусельно- и барабанно-фрезерных станках, имеет место круговая подача.
Глубина резания при фрезеровании или глубина фрезерования t толщина слоя металла, снимаемого с поверхности заготовки фрезой за один проход. Глубина фрезерования измеряется как расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями.
Ширина фрезерования В мм — ширина поверхности, обрабатываемая фрезой за один проход.
4. Шлифование
Шлифование – один из прогрессивных методов обработки металлов резанием. При шлифовании припуск на обработку срезают абразивными инструментами – шлифовальными кругами. Шлифовальный круг представляет собой пористое тело, состоящее из большого числа абразивных зерен, скрепленных между собой связкой. Между зернами круга и связкой расположены поры. Материалы высокой твердости, из которых образованы зерна шлифовального круга, называют абразивными.
Шлифование состоит в том, что шлифовальный круг, вращаясь вокруг своей оси, снимает тонкий слой металла (стружку) вершинами абразивных зерен, расположенных на режущих поверхностях шлифовального круга (периферия круга).
Число абразивных зерен, расположенных на периферии круга, очень велико; у кругов средних размеров оно достигает десятков и сотен тысяч штук. Таким образом, при шлифовании стружка снимается огромным числом беспорядочно расположенных режущих зерен неправильной формы, что приводит к очень сильному измельчению стружки и большому расходу энергии.
Режущая поверхность шлифовального круга состоит из множества абразивных зерен, расположенных на его поверхности на некотором расстоянии друг от друга и выступающих на различную высоту. Этим объясняется то, что не все абразивные зерна работают одинаково.
Абразивное зерно, вращаясь с очень большой скоростью (90 м/с и более), срезает металл с поверхности заготовки. Следовательно, шлифование следует рассматривать как сверхскоростное резание (царапанье) поверхностных слоев заготовки большим числом мельчайших шлифующих зерен (резцов), сцементированных в круге с помощью связки. Полученная таким образом шлифованная поверхность представляет собой совокупность шлифовочных рисок, оставляемых вершинами абразивных зерен круга. Образование каждой шлифовочной риски происходит в результате последовательного внедрения режущей кромки зерна в обрабатываемую поверхность.
Виды и способы шлифования.
В машиностроении наиболее часто применяют следующие виды шлифования: круглое наружное, круглое внутреннее и плоское.
Круглое наружное шлифование. Заготовку устанавливают в центрах или закрепляют в патроне. Различают шлифование с продольной подачей заготовки и врезное шлифование. Для осуществления шлифования необходимо, чтобы шлифуемая заготовка и абразивный инструмент имели заданные относительные движения, без которых резание металлов невозможно.
При круглом наружном шлифовании с продольной подачей необходимо следующие движения: вращение шлифовального круга – главное движение резания; вращение шлифуемой заготовки вокруг своей оси – круговая подача заготовки; прямолинейное возвратно-поступательное движение заготовки (или шлифовального круга) вдоль своей оси – продольная подача; поперечное перемещение шлифовального круга на заготовку (или заготовки на шлифовальный круг) – поперечная подача или подача на глубину резания. При шлифовании с продольной подачей поперечная подача осуществляется периодически, в конце каждого двойного или одинарного хода стола. При круглом наружном шлифовании врезанием высота круга должна быть равна длине шлифуемой заготовки или несколько больше ее, поэтому нет необходимости в продольной подаче. Поперечная подача в отличие от продольных рабочих ходов (первый способ) производится непрерывно в течение всего шлифования. Таким образом, для выполнения наружного шлифования врезанием необходимы следующие движения: вращение шлифовального круга, вращение шлифуемой заготовки вокруг своей оси или ее круговая подача и непрерывная подача шлифовального круга.
При бесцентровом шлифовании резание осуществляется шлифовальным кругом так же, как на обычных центровых шлифовальных станках. Особенность этого процесса определяется спецификой закрепления и подачи шлифуемой заготовки. При бесцентровом наружном шлифовании шлифуемую заготовку устанавливают на опорном ноже между кругами – шлифующим (рабочим), расположенным слева, и подающим (или ведущим), расположенным справа. Для осуществления бесцентрового шлифования необходимы следующие движения: вращение шлифовального круга, вращение подающего круга, круговая и продольная подачи. Вращением подающего круга шлифуемой заготовке сообщается вращение и продольная подача, для получения которой ведущий круг устанавливают под небольшим углом к оси шлифующего круга.
Круглое внутреннее шлифование – шлифование с продольной подачей шлифовального круга или заготовки и шлифование врезанием. Для этого способа шлифования необходимы те же движения, что и при круглом наружном шлифовании с продольной подачей: вращение шлифовального круга, круговая подача заготовки, продольная подача заготовки или круга, поперечная подача шлифовального круга. Возможны так же внутреннее врезное и внутреннее бесцентровое шлифование.
Круглое бесцентровое внутреннее шлифование осуществляют без закрепления заготовки. Плоское шлифование делят на две группы: шлифование периферией круга и шлифование торцом круга.
Для осуществления плоского шлифования необходимы следующие движения: а) главное движение резание – вращение шлифовального круга; б) движение подачи шлифуемой заготовки; в) движение поперечной подачи детали или шлифовального круга в направлении, перпендикулярном движению подачи; г) движение шлифовального круга на заготовку или заготовки на шлифовальный круг – подача на глубину шлифования. В том случае, когда высота шлифовального круга больше ширины шлифуемой заготовки, поперечная подача отсутствует.
Заключение
Таким образом в этой работе я рассмотрела наиболее распространенные методы обработки металлов резанием. Это – точение, фрезерование, шлифование. Также существуют еще другие способы обработки металлов резанием: сверление, строгание, протягивание, также и процессы хонингования и суперфиниша.
В наше время с развитием технологий появились новые способы обработки металлов резанием. Если раньше доминировали методы холодной обработки металлов резанием, то сейчас можно использовать химический и электрохимический процессы, применяемые к металлическим материалам и позволяющие получать изделия высокой точности размеров и качества поверхности. Это такие методы обработки, как: электрохимическая и анодно-механическая, электроконтактная, электроимпульсная и ультразвуковая, плазменно-механическая, которая является одним из новых методов обдирки слитков и поковок весом до 50т и заключающаяся в обработке резанием материалов, предварительно разупрочненных плазменной дугой в активных средах.
Процесс обработки металлов резанием обладает малой энергоемкостью и высокой производительностью. Применение новых технологий дает возможность получить значительный экономический эффект. Так, применение лазера для сверления и резки металла позволит повысить производительность труда.
В настоящее время еще продолжается процесс совершенствования инструмента для традиционных способов обработки металлов резанием как за счет внедрения новых материалов режущей части инструмента (синтетические алмазы, эльбор, керметы) так и путем совершенствования геометрии режущего лезвия.
Список литературы
1. Лоскутов В.В. Шлифовальные станки, М.: Машиностроение, 1988.
2. Лоскутов В.В. Шлифование металлов, Учебник, М.: Машиностроение, 1985.
3. Материаловедение и технология металлов. Под ред. Г.П.Фетисова, М.: Высшая школа, 2001
4. Справочник металлиста, в пяти томах / Под ред. А.Н. Малова, Машгиз, Москва, 1958.
4. Якимов А.В., Паршаков А.Н., Свирщев В.И., Ларшин В.П. Управление процессом шлифования 1983 (К. Технiка 1983)