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Fabricación mecánica: 104 conocimientos esenciales

1. El proceso de fabricación incluye la preparación técnica, el mecanizado, el tratamiento térmico, el montaje, etc., comúnmente denominado proceso de fabricación.

2. El procesamiento mecánico se compone de varios talleres. El proceso puede dividirse a su vez en instalación, estación de trabajo, paso y movimiento de herramientas.

3. En función del grado de especialización de la producción, ésta puede dividirse en tres tipos: producción de un solo artículo, producción por lotes (pequeños, medianos, grandes) y producción en serie.

4. El procesamiento de conformado por arranque de material incluye el procesamiento de corte tradicional y el procesamiento especial.

5. Los métodos de procesamiento de corte de metales incluyen el torneado, perforaciónbrochado, fresado, rectificado y conformado.

6. En la pieza hay tres superficies que cambian constantemente: la superficie que se va a procesar, la superficie de transición (superficie de corte) y la superficie ya procesada.

7. El importe de corte es la suma de los tres siguientes.

(1) Velocidad de corte, la velocidad del movimiento principal.

(2) Avance, la distancia relativa recorrida entre la herramienta y la pieza a lo largo de la dirección de avance en un ciclo del movimiento principal.

(3) Holgura, distancia vertical entre la superficie a mecanizar y la superficie ya mecanizada en la pieza.

8. Las generatrices y las líneas guía se denominan colectivamente líneas de formación de superficies.

9. La formación de generatrices puede lograrse mediante métodos como la conformación, el rastreo, el desdoblamiento y la tangencial.

10. El movimiento de conformación de la superficie es el movimiento que garantiza la forma requerida de la superficie de la pieza.

11. Clasificación de las máquinas herramienta:

(1) Por versatilidad: máquinas herramienta generales, máquinas herramienta especializadas y máquinas herramienta dedicadas.

(2) Por precisión: máquinas herramienta ordinarias, máquinas herramienta de precisión y máquinas herramienta de alta precisión.

(3) Por nivel de automatización: máquinas herramienta estándar, semiautomáticas y automáticas.

(4) Por peso: máquinas-herramienta para instrumentos, máquinas-herramienta estándar, máquinas-herramienta grandes y máquinas-herramienta pesadas.

(5) Según el número de piezas de trabajo principales: máquinas herramienta de una sola herramienta, máquinas herramienta de varias herramientas, máquinas herramienta de un solo eje y máquinas herramienta de varios ejes.

(6) Por funcionalidad CNC: máquinas herramienta estándar, general Máquina CNC herramientas, centros de mecanizado, unidades de fabricación flexible y otros.

12. Componentes de una máquina herramienta: fuente de energía, ejecutores de movimiento de conformación, dispositivos de transmisión de velocidad variable, dispositivos de control de movimiento, dispositivos de lubricación, componentes del sistema eléctrico, componentes de soporte y otros dispositivos.

13. 13. Movimientos en la máquina herramienta:

(1) Movimiento de corte (también conocido como movimiento de formación de superficie), que incluye:

1. El movimiento primario hace que la herramienta y la pieza se muevan una respecto a la otra, que es el movimiento básico para cortar el exceso de metal en la pieza.

2. El movimiento de avance coloca continuamente la capa de metal sobrante en el corte para garantizar el progreso continuo del corte. (Puede ser uno o varios)

(2) Movimientos auxiliares. Movimiento de indexación, alimentación y sujeción movimiento, movimiento de control, otros diversos movimientos de ralentí.

14. Clasificación de las herramientas:

(1) Según la herramienta, se divide en herramientas de corteherramientas de mecanizado de agujeros, fresas, brochas, herramientas de roscado, herramientas de engranaje, herramientas de mecanizado automático.

(2) Según el número de filos principales de la herramienta, ésta se divide en herramientas de filo único y herramientas de filo múltiple.

(3) Según la complejidad de la parte de corte de la herramienta, se divide en herramientas estándar y herramientas complejas.

(4) Según la relación entre el tamaño de la herramienta y el tamaño de la pieza que se procesa, se divide en herramientas de tamaño fijo y herramientas de tamaño no fijo.

(5) Según la construcción de la parte de corte de la propia herramienta, se divide en herramientas simples y herramientas complejas.

(6) Según la relación estructural entre la parte de corte de la herramienta y la parte de sujeción, se divide en herramientas integrales y herramientas de ensamblaje.

15. Las herramientas de corte incluyen principalmente herramientas de torneado, cepillado, tronzado y cuchillas.

16. Las herramientas de tratamiento de taladros incluyen brocas helicoidalestaladros, escariadores y avellanadores.

17. Los materiales para herramientas más utilizados son el acero rápido y el acero inoxidable. carburo de cemento acero.

18. El acero rápido se divide en acero rápido estándar y acero rápido de alto rendimiento.

19. El acero rápido de alto rendimiento se divide en acero rápido al cobalto, acero rápido al aluminio y acero rápido al vanadio.

20. El sistema de referencia de la herramienta se divide en un sistema de referencia angular estático (marcado) y un sistema de referencia angular de trabajo.

21. El sistema de referencia angular estático (marcado) está determinado por la dirección de movimiento primaria, y el sistema de referencia angular de trabajo está determinado por la dirección de movimiento de corte compuesto.

22. Los planos de referencia que constituyen el sistema de referencia del ángulo de marcado de la herramienta incluyen el plano base, el plano de corte, el plano ortogonal, el plano normal, el supuesto plano de trabajo y el plano posterior.

23. Los elementos estructurales de la circular exterior herramienta de torneado parte de corte: cara frontal de la herramienta, cara posterior de la herramienta, cara posterior secundaria de la herramienta, filo de corte principal, filo de corte secundario y punta de la herramienta.

24. Sistema de referencia plano ortogonal:

(1) El plano base T es un plano vertical a la dirección de movimiento principal que pasa por el punto seleccionado del filo de corte.

(2) El plano de corte es un plano tangente al filo de corte en el punto seleccionado y perpendicular al plano base.

(3) El plano ortogonal es un plano que pasa por un punto seleccionado del filo de corte y es perpendicular tanto al plano base como al plano de corte.

(4) El plano normal es un plano que pasa por un punto seleccionado del filo de corte y es perpendicular al filo de corte.

25. Supongamos que el plano de trabajo es un plano que pasa por un punto seleccionado del filo de corte, paralelo a la dirección de avance y perpendicular al plano base.

26. Ángulos de las herramientas:

(1) El ángulo de desprendimiento, el ángulo de separación y el ángulo de cuña marcados dentro del plano ortogonal. El ángulo de inclinación es el ángulo entre la cara de corte frontal y el plano base medido dentro del plano ortogonal. El ángulo de separación es el ángulo entre la cara de separación primaria y el plano de corte medido dentro del plano ortogonal. El ángulo de cuña es el ángulo entre la cara de corte frontal y la cara de corte posterior medido dentro del plano ortogonal.

(2) El ángulo de desprendimiento auxiliar y el ángulo de separación auxiliar marcados dentro del plano auxiliar.

(3) El ángulo de inclinación del filo marcado dentro del plano de corte. El ángulo de inclinación del filo es el ángulo entre el filo de corte primario y el plano base medido dentro del plano de corte.

(4) El ángulo de relieve primario, el ángulo de relieve secundario y el ángulo de punta marcados dentro del plano base. El ángulo de desahogo primario es el ángulo entre la proyección del filo de corte primario sobre el plano base y la dirección del movimiento de avance. El ángulo de desahogo secundario es el ángulo entre la proyección del filo de corte secundario sobre el plano base y la dirección opuesta del movimiento de avance. El ángulo de punta es el ángulo entre el filo primario y el filo secundario medido dentro del plano base.

27. Principios para elegir el ángulo de inclinación

(1) Para materiales de piezas de trabajo con baja resistencia, baja dureza y alta plasticidad, se debe seleccionar un ángulo de rastrillo mayor. Al procesar materiales quebradizos, debe elegirse un ángulo de rastrillo menor.

(2) Cuanto más fuerte y resistente sea el material de la herramientamayor debe ser el ángulo de inclinación.

(3) En caso de corte basto, elija un ángulo de rastrillo menor. En casos de sistemas de proceso deficientes, opte por un ángulo de rastrillo mayor.

28. Principios para la elección del ángulo libre

(1) Para corte basto, puede elegirse un ángulo de separación menor. Para un corte fino, seleccione un ángulo de separación mayor.

(2) Cuando la rigidez del sistema de proceso sea escasa o se utilicen herramientas que requieran precisión dimensional, elija un ángulo de huelgo menor.

29. Principios de elección del ángulo mayor del filo de corte

(1) Para mecanizado en bruto, mecanizado semifino y aleación dura herramientas de torneado, elija un ángulo mayor del filo de corte.

(2) Al procesar materiales muy duros, seleccione un ángulo de filo mayor más pequeño.

(3) Para una buena rigidez del proceso, elija un ángulo mayor del filo de corte más pequeño. Para tornear ejes delgados, opte por un ángulo de corte mayor. Para la producción de lotes individuales o pequeños, el ángulo mayor del filo de corte debe ser de 90 grados o 45 grados.

30. Principios para la elección del ángulo menor del filo de corte

(1) En general, elija un ángulo de filo de corte menor para las herramientas.

(2) Para herramientas de mecanizado fino, seleccione un ángulo de filo de corte menor aún.

(3) Al procesar materiales de alta resistencia y dureza, o durante el corte interrumpido, elija un ángulo menor del filo de corte.

31. 31. Función del ángulo de desprendimiento: Aumentar el ángulo de rastrillo puede reducir la deformación y la fricción de corte, disminuir las fuerzas de corte y la temperatura, reducir el desgaste de la herramienta y mejorar la calidad de la superficie.

32. Función del ángulo de separación: El aumento del ángulo de separación puede reducir la fricción entre el flanco de la herramienta y la superficie mecanizada, y también puede reducir el radio del filo de corte, haciendo que el filo sea más afilado.

33. Función del ángulo de inclinación: Afecta a la dirección del flujo de viruta, a la nitidez del filo de corte, a la resistencia de la cuchilla y a las fuerzas de corte.

34. Función de los ángulos mayor y menor del filo de corte

(1) Afectan a la rugosidad de la superficie mecanizada.

(2) Afectan al tamaño y la proporción de las fuerzas de corte, e influyen en la variación de la elasticidad y la vibración del sistema de proceso.

(3) Afectan directamente a la resistencia de la punta de la herramienta y a la disipación del calor de corte.

(4) El ángulo mayor del filo de corte afecta a la forma de la capa de viruta, la rotura de virutas y la dirección del arranque de virutas.

35. Los tipos de virutas incluyen virutas de cinta, virutas de segmento, virutas granulares y virutas rotas.

(1) Las virutas de cinta se forman a altas velocidades, con menor espesor de corte y mayores ángulos de desprendimiento de la herramienta al cortar materiales plásticos.

(2) Las virutas se forman a velocidades de corte más bajas, ángulos de desprendimiento más pequeños y espesores de corte mayores cuando se cortan metales plásticos como el acero.

(3) Las virutas granulares se forman a velocidades de corte aún más bajas, mayor espesor de corte, al cortar metales con menor plasticidad.

(4) Al cortar materiales quebradizos se forman virutas.

36. La capa de corte en la zona del borde de corte se divide en tres zonas de deformación: la primera zona de deformación (zona de deslizamiento por cizallamiento), la segunda zona de deformación (zona de fricción) y la tercera zona de deformación (zona de extrusión).

37. La fuerza de corte se descompone en tres componentes.

(1) La fuerza de corte principal es la componente a lo largo de la dirección de la velocidad de corte.

(2) La resistencia de avance es el componente en la dirección de avance.

(3) La resistencia a la profundidad de corte es el componente en la dirección de la profundidad de corte.

38. Los factores que afectan a la fuerza de corte son el material de la pieza, la cantidad de corte, ángulo de la herramientay otros.

39. Los factores que influyen en la temperatura de corte incluyen la cantidad de corte, el material de la pieza de trabajo, el ángulo de la herramienta y otros.

40. Las etapas de desgaste de la herramienta se dividen en tres etapas: etapa de desgaste inicial, etapa de desgaste normal y etapa de desgaste rápido.

41. Las formas de desgaste de la herramienta incluyen el desgaste de la cara trasera de la herramienta, el desgaste de la cara delantera de la herramienta y el desgaste simultáneo de las caras delantera y trasera de la herramienta.

42. Las razones del desgaste de la herramienta incluyen el desgaste abrasivo, el desgaste adhesivo, el desgaste difusivo y el desgaste oxidativo.

43. Los tipos de rotura de herramientas incluyen la fractura frágil y la fractura dúctil. La fractura frágil puede dividirse a su vez en astillamiento, agrietamiento, descascarillado y fractura térmica.

44. Las medidas para evitar la rotura de herramientas incluyen la selección racional de material de la herramientaángulo y volumen de corte.

45. Los factores que afectan a la vida útil de la herramienta incluyen el volumen de corte, el material de la pieza de trabajo, el material de la herramienta, el ángulo geométrico de la herramienta y otros.

46. Al elegir el volumen de corte, primero se debe elegir el máximo volumen de retroceso posible, luego un gran volumen de avance y, por último, basándose en el retroceso y el volumen de avance determinados, elegir una velocidad de corte razonable dentro de los límites de la vida útil de la herramienta y la potencia de la máquina.

47. Las herramientas de rectificado se componen de abrasivos, aglutinantes y poros.

48. Las características de una muela abrasiva incluyen el abrasivo, el tamaño de grano, la dureza, el aglutinante, la estructura, la forma y el tamaño.

49. La dureza de una muela abrasiva se refiere a la facilidad con la que los granos abrasivos se desprenden de la muela durante el funcionamiento.

50. El movimiento de rectificado se divide en movimiento principal y movimiento de avance (radial, axial, circunferencial), en total cuatro movimientos.

51. La calidad de la superficie rectificada incluye la rugosidad de la superficie rectificada, las quemaduras de la superficie, y tensión residual en la capa superficial.

52. La tensión residual se refiere a la tensión que permanece dentro de una pieza después de los efectos de las fuerzas externas y las fuentes de calor.

53. Los métodos de rectificado de alta eficiencia incluyen el rectificado de alta velocidad, el rectificado fuerte y el rectificado con cinta.

54. En general, para metales de gran dureza, debe elegirse una muela blanda para el esmerilado basto; para metales blandos, debe elegirse una muela dura para el esmerilado fino.

55. La sujeción de la pieza de trabajo se divide en sujeción por alineación directa, sujeción por alineación de búsqueda de líneas y sujeción mediante fijación especial.

56. El posicionamiento garantiza que la pieza se encuentre en la posición correcta dentro del sistema de procesamiento.

57. Un punto de referencia es un punto, línea o superficie utilizado para determinar la relación geométrica entre los elementos geométricos de una pieza. Se divide en datum de diseño y datum de proceso (incluyendo datum de operación, datum de posicionamiento, datum de medición, datum de ensamblaje).

58. El principio de restringir los seis grados de libertad de una pieza para posicionarla se denomina posicionamiento en seis puntos.

47. La herramienta abrasiva consta de abrasivo, aglutinante y poros.

48. Las características de la muela abrasiva incluyen el abrasivo, el tamaño de grano, la dureza, el aglutinante, la estructura, la forma y el tamaño.

49. La dureza de la muela se refiere a la facilidad con la que el abrasivo se desprende de la muela durante el trabajo.

50. Los movimientos de rectificado se dividen en movimiento principal; movimiento de avance (movimiento radial, axial, circular), para un total de cuatro movimientos.

51. La calidad de la superficie de rectificado incluye la rugosidad superficial del rectificado, quemado superficial y tensión residual superficial.

52. La tensión residual se refiere a la tensión que existe dentro de la pieza tras la acción de fuerzas externas y fuentes de calor.

53. Los métodos de rectificado de alta eficiencia incluyen el rectificado de alta velocidad, el rectificado de alta resistencia y el rectificado con cinta.

54. En general, cuando se mecanizan metales duros, deben elegirse muelas blandas para el rectificado basto; cuando se mecanizan metales blandos, deben elegirse muelas duras para el rectificado de precisión.

55. La sujeción de la pieza de trabajo se divide en sujeción por alineación directa, sujeción por alineación de línea y sujeción mediante fijación especial.

56. El posicionamiento garantiza que la pieza se encuentra en la posición correcta dentro del sistema de proceso (incluido el punto de referencia de proceso, el punto de referencia de posicionamiento, el punto de referencia de medición y el punto de referencia de montaje).

58. El método de limitar los seis grados de libertad de la pieza a posicionar se denomina principio de posicionamiento de seis puntos, posicionamiento de seis puntos.

59. No hay que confundir posicionamiento y sujeción; posicionar es colocar la pieza en la posición correcta, sujetar es asegurar el posicionamiento correcto.

60. El posicionamiento completo restringe los seis grados de libertad de la pieza.

61. El posicionamiento incompleto (posicionamiento razonable) restringe menos de seis grados de libertad, pero aún puede garantizar los requisitos de procesamiento.

62. El subposicionamiento restringe los grados de libertad de la pieza a menos de un número razonable, lo que no puede garantizar los requisitos de procesamiento.

63. El posicionamiento repetido (sobreposicionamiento) se produce cuando el mismo grado de libertad es restringido repetidamente por el mismo elemento de posicionamiento.

64. Los elementos comunes de posicionamiento plano incluyen soportes fijos, soportes ajustables, soportes autoposicionables (que limitan un grado de libertad) y soportes auxiliares.

65. Las piezas se posicionan mediante pasadores cilíndricos, pasadores de espiga y husillos de centrado para elementos de posicionamiento de agujeros redondos.

66. Las piezas se posicionan mediante husillos de centrado cónicos y puntos de centrado para elementos de posicionamiento de agujeros cónicos.

67. Las piezas se posicionan utilizando casquillos de posicionamiento, mandriles de resorte y bloques en Y para los elementos de posicionamiento de la superficie cilíndrica exterior.

68. Las clavijas cilíndricas cortas restringen 2 grados de libertad, las clavijas cilíndricas largas restringen 4 grados de libertad y las clavijas de diamante restringen 1 grado de libertad.

69. Los pasadores cónicos utilizados para orificios no procesados pueden restringir 3 grados de libertad, mientras que los pasadores cónicos flotantes restringen 2 grados de libertad.

70. Un husillo de centrado con ajuste de holgura restringe 5 grados de libertad, un husillo de centrado con ajuste de interferencia restringe 4 grados de libertad, y un husillo de centrado con cono pequeño restringe 4 grados de libertad.

71. En el posicionamiento plano, un perno de soporte restringe 1 grado de libertad, dos pernos de soporte restringen 2 grados de libertad y tres pernos de soporte restringen 3 grados de libertad.

72. Bloques en V

(1) Los bloques V largos fijos restringen 4 grados de libertad, los bloques V cortos restringen 2 grados de libertad.

(2) Los bloques móviles en V restringen 1 grado de libertad.

73. El posicionamiento cónico del husillo de centrado restringe 5 grados de libertad.

74. Los centros muertos restringen 3 grados de libertad, mientras que los centros vivos restringen 2 grados de libertad.

75. El posicionamiento del plato de tres garras restringe 2 grados de libertad para piezas cortas y 4 grados de libertad para piezas largas.

76. Los tres elementos esenciales de la fuerza de apriete: punto de aplicación, dirección y magnitud.

77. Sistemas (dispositivos) de potencia de sujeción: sistemas de potencia neumáticos, hidráulicos, electroneumáticos, eléctricos, magnéticos y de vacío.

78. La calidad de mecanizado de la pieza incluye:

(1) La precisión del mecanizado mecánico se refiere al grado de conformidad entre los parámetros geométricos reales de la pieza después del mecanizado y los parámetros geométricos ideales.

(2) Calidad de la superficie de mecanizado

79. La precisión del mecanizado mecánico incluye la precisión dimensional, la precisión de forma y la precisión posicional.

80. Las causas de los errores de posicionamiento se deben al error de no coincidencia del punto de referencia y al error de desplazamiento del punto de referencia.

81. La fórmula de cálculo del error de posicionamiento.

82. Los documentos de proceso que prescriben el proceso de fabricación y los métodos de funcionamiento de un producto se denominan procedimientos de proceso.

83. Al rellenar el contenido de los procedimientos de proceso en una tarjeta de formato específico se crea el documento de proceso, que es la base para la preparación y construcción de la producción.

84. Los documentos de proceso comúnmente utilizados incluyen tarjetas completas para el proceso de mecanizado mecánico, tarjetas para el proceso de mecanizado mecánico y tarjetas para la operación de mecanizado mecánico.

85. El diseño del proceso de mecanizado debe abordar adecuadamente la selección del punto de referencia de posicionamiento, la elaboración de la ruta del proceso, la determinación de las dimensiones y tolerancias del proceso y el diseño de las operaciones de mecanizado.

86. Las referencias de posicionamiento se dividen en referencias aproximadas y referencias precisas.

87. La precisión de mecanizado económica se refiere a la precisión de mecanizado que puede alcanzarse en condiciones normales de procesamiento.

88. Las etapas del mecanizado se dividen en mecanizado de desbaste, mecanizado de semiprecisión, mecanizado de precisión, mecanizado de acabado y mecanizado de ultraprecisión.

89. La disposición de los procedimientos de tratamiento mecánico da prioridad a la superficie básica, rugosa antes que precisa, principal antes que secundaria, superficie antes que agujero.

90. La disposición de los procedimientos de tratamiento térmico incluye el tratamiento térmico preparatorio y el tratamiento térmico final.

91. La indemnización por mecanizado se divide en indemnización por operación e indemnización por mecanizado total.

92. La tolerancia de operación es la diferencia entre los tamaños de dos operaciones sucesivas.

93. Los tamaños de operación están marcados con desviaciones límite según el principio de inclusión, es decir, el tamaño de operación de la superficie incluida toma la desviación superior como 0, y el tamaño de operación de la superficie incluida toma la desviación inferior como 0.

94. La tolerancia de operación mínima = tamaño básico de la tolerancia de operación - tolerancia del tamaño de operación anterior.

a) El máximo de operación permitida = tamaño básico de operación permitida + tolerancia de este tamaño de operación.

i= tamaño mínimo de operación + tolerancia del tamaño de operación anterior + tolerancia de este tamaño de operación.

95. La superficie incluida se refiere al eje, y la superficie de inclusión se refiere al orificio.

96. Las indemnizaciones por mecanizado se dividen en indemnizaciones bilaterales y unilaterales.

97. Para los círculos y agujeros exteriores y otras superficies giratorias, la sobremedida de mecanizado se refiere a la sobremedida bilateral, que se considera a partir del diámetro, y en realidad corte de metaleses la mitad de la sobremedida de mecanizado. La sobremedida de mecanizado de un plano se refiere a una sobremedida unilateral, igual al espesor real de la capa de metal cortada.

98. En el proceso de mecanizado de piezas, la combinación cerrada de dimensiones formada por una serie de dimensiones interrelacionadas dispuestas en un orden determinado se denomina cadena de dimensiones de proceso.

99. Cada dimensión constitutiva de la cadena de dimensiones del proceso circular se denomina bucle.

100. El bucle cerrado es la dimensión que se forma de forma natural o se obtiene indirectamente en el proceso de mecanizado. Sólo hay un bucle cerrado en cada cadena de dimensión.

101. Todas las dimensiones que influyen en el bucle cerrado de la cadena de tamaño del proceso forman el bucle.

102. Los componentes del bucle se dividen en bucles crecientes y decrecientes. Esta sección no fue cubierta por el profesor en clase, puede que no sea examinada, pero aún así es necesario dominarla.

103. Cuando el tamaño de otros bucles constituyentes aumenta, el tamaño del bucle creciente también aumenta. Este bucle constitutivo se conoce como bucle creciente.

104. Cuando el tamaño de otros bucles constituyentes permanece inalterado y la ampliación de un bucle constituyente provoca una reducción del bucle cerrado, este bucle constituyente se denomina bucle decreciente.

Suplemento:

(1) Dibujar el diagrama de la estructura de transmisión de la máquina herramienta de acuerdo con el diagrama de la cadena de transmisión de la máquina herramienta y realizar los cálculos de velocidad.

(2) La selección de la marcha de cambio.

¡A un paso!

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