Samostoyat rab

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ
ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ
государственное образовательное бюджетное учреждение
среднего профессионального образования Воронежской области
«Воронежский авиационный техникум имени В.П. Чкалова»
(ГОБУ СПО ВО «ВАТ имени В.П. Чкалова»)
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
ВЫПУСКНОЙ ПИСЬМЕННОЙ ЭКЗАМЕНАЦИОННОЙ РАБОТЫ ПО
ПРОГРАММЕ ПОДГОТОВКИ КВАЛИФИЦИРОВАННЫХ РАБОЧИХ, СЛУЖАЩИХ
151902.04 ТОКАРЬ-УНИВЕРСАЛ
Профессия:
Квалификация:
Форма обучения:
151902.04 Токарь-универсал
19149 Токарь
19153 Токарь-карусельщик
19163 Токарь-расточник
19165 Токарь-револьверщик
очная
Воронеж
2013
Методическое пособие
рассмотрено и
одобрено
на
заседании
предметной
(цикловой)
комиссии профессионального
цикла
Протокол № _____ «___»__________2013 г.
Председатель ____________ Л.И. Иванченко
Методическое пособие для обучающихся по выполнению выпускной письменной экзаменационной
работы разработано на основе федерального государственного образовательного стандарта среднего
профессионального образования по профессии 151902.04 Токарь-универсал, утвержденного
приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 02.08.2013 № 821.
Организация-разработчик:
ГОБУ СПО ВО «ВАТ имени В.П. Чкалова»
Разработчики:
Л.И.Иванченко, преподаватель ГОБУ СПО ВО «ВАТ имени В.П. Чкалова»
2
Введение.
Целью данного методического пособия является обеспечение единых требований к
выполнению выпускной письменной экзаменационной работы (ПЭР) по профессии 151902.04
Токарь-универсал и организации самостоятельной работы обучающихся в ходе ее выполнения. В
пособии даны рекомендации по методике выполнения, как всей работы, так и каждого ее раздела.
Данное методическое пособие содержит требования к оформлению технической
документации, к деталям и заготовкам, к разработке технологического процесса обработки,
рекомендации по выбору режущего, контрольно-измерительного и вспомогательного инструментов и
выбору станка, расчетов режимов резания, справочные данные по маркам инструментальных
материалов и рекомендована литература.
В целом пособие должна оказать положительное влияние на качество письменных
экзаменационных работ. Обучающиеся, используя приведенные рекомендации данного
методического пособия, приобретают навыки, которые необходимы для выполнения ПЭР.
3
1. ТЕМАТИКА И ОБЪЕМ ПИСЬМЕННОЙ ЭКЗАМЕНАЦИОННОЙ РАБОТЫ.
Темой выпускной письменной экзаменационной работы по профессии Токарь-универсал
является разработка технологического процесса токарной обработки детали.
Письменная экзаменационная работа состоит из расчетно-пояснительной записки и
технологической карты, первой страницей выпускной работы является титульный лист.
Расчетно-пояснительная записка должна быть единой по оформлению и содержать следующие
подразделы:
1. Задание.
2. Чертеж детали.
3. Введение.
4. Требования к детали и заготовке.
5. Технологический процесс обработки детали.
6. Обоснование выбора режущего, контрольно-измерительного, вспомогательного инструментов
(приспособлений для обработки).
7. Обоснование выбора станка и его технической характеристики.
8. Расчет режимов резания с техническим нормированием.
9. Передовые приемы труда, используемые при обработке.
10. Возможные дефекты при обработке детали и меры их предупреждения.
11. Правила безопасности труда при обработке детали.
12. Научная организация труда рабочего и рабочего места токаря (револьверщика, карусельщика,
оператора — в зависимости от специальности и темы выпускной работы).
13. Список использованной литературы
14. Оглавление.
Оформление основной надписи чертежа детали показано на рис. 1.1, для первого, заглавного и
последующих листов расчетно-пояснительной записки используют основную надпись для текстовых
конструкторских документов (рис. 1.2)
4
На технологической карте должен быть размещен чертеж детали, указаны технологический
процесс обработки детали с операционными эскизами, инструменты, используемые в каждом
переходе, а также режимы обработки для рассчитанного перехода. Подробнее требования к
технологической карте изложены в разд.7.
2. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПИСЬМЕННОЙ
ЭКЗАМЕНАЦИОННОЙ РАБОТЫ.
Письменную экзаменационную выпускную работу выполняют, как правило, с использованием
графического и текстового языка, на котором ведется преподавание в техникуме.
Расчетно-пояснительная записка выполняется на листах бумаги форматом А4 (210x297 мм)
(ГОСТ 2.301—63*). Допускается выполнение работы на листах ватмана того же формата, например,
взятых из альбомов для рисования соответствующего формата.
В соответствии с действующей в стране Единой системой конструкторской документации
(ЕСКД) рамки и основные надписи вычерчивают либо карандашом, либо тушью. В каждом
техникуме предметная комиссия может принять решение об отступлении от требований ЕСКД в
отношении вычерчивания рамок на каждой странице пояснительной записки, это решение вступает в
силу после утверждения методическим советом техникума или заместителем директора по учебной
работе. Смешанное использование карандаша, туши, фломастеров не допускается.
Текстовая часть расчетно-пояснительной записки должна содержать четко сформулированные
фразы без сокращений, текст следует писать от руки, используя синие, фиолетовые или черные
чернила, стержневые ручки или черную тушь. При наличии в техникуме достаточного количества
оргтехники или при возможности использования обучающимися индивидуальных компьютеров и
принтеров допускается выполнение пояснительной части выпускной работы в печатном виде. Это
решается руководством техникума для всех выпускников или непосредственно руководителем выпускной работы для каждого выпускника индивидуально.
При оформлении расчетно-пояснительной записки заголовки можно выделять, используя
увеличенный размер шрифта, допускается использование трафаретов. Цвет заголовка должен совпадать с цветом основного текста. Каждый подраздел должен начинаться с нового листа. Условные
5
буквенные обозначения, входящие в формулы, должны быть приняты одинаковыми для всей работы
в целом, содержание обозначений раскрывать по месту использования, ниже формулы после слова
«где» (без двоеточия после него). Расшифровку размера достаточно проводить для одной
поверхности (см. текст около ссылки на табл. 6.1), цифровой материал нужно оформлять в виде
таблицы. Размерность каждой цифровой колонки в таблице должна указываться один раз в заголовке
соответствующих граф. При ссылке на использованный литературный источник при обосновании
выбора того или иного параметра необходимо дать ссылку на страницу и номер таблицы в данном
источнике после указания его порядкового номера в списке использованной литературы, все эти
данные привести в квадратных скобках рядом с номером литературного источника по схеме [..., с.
...,табл. ...].
Оформление текста расчетно-пояснительной записки должно быть аккуратным. Готовые
текстовые документы расчетно-пояснительной записки следует сшить и поместить в
соответствующего размера папку или переплести.
Графическая часть письменной экзаменационной работы объемом 1 —1,5 листа форматом А1
(594x841 мм) должна содержать технологическую карту. В технологической карте, если она отличается от приведенного образца (см. далее на рис. 7.1), необходимо предусмотреть обязательное
наличие следующих документов:
1) чертеж детали с указанием размеров, допусков на эти размеры, шероховатости поверхностей и
технических условий на изготовление детали (непараллельность, неперпендикулярность
поверхностей и т.д.); отдельный чертеж детали вкладывается в расчетно-пояснительную записку,
чертеж выполняется на листе ватмана форматом А4;
2) описание технологического процесса обработки детали;
3) эскизы обработки детали для каждого перехода (допускается вычерчивание совмещенных
эскизов, т.е. на одном эскизе можно показать обработку в нескольких переходах); на каждом эскизе
должен быть указан способ закрепления детали с использованием условных изображений,
приведенных далее;
4) режимы резания для одного перехода;
5) для каждого перехода должны быть указаны:
а) режущие инструменты с указанием их наименования и размера (диаметр и длина сверла и т.д.)
и материала режущей части (например, «Твердый сплав Т14К9 с покрытием TiN»);
6) контрольно-измерительные инструменты — наименование, пределы измерения, точность
(например, «Штангенциркуль ШЦ; 0— 125 мм кл. 1; 0,1 мм»);
в) вспомогательные инструменты — наименование, основные размеры и т.д. (например, «Патрон
трехкулачковый, D = 320 мм»);
б) число изготовляемых деталей (размер партии деталей);
7) тип используемой заготовки и ее габаритные размеры.
Исполнение графической части связано с соблюдением ряда требований.
1. Выполнить все требования ГОСТ 2.109—73*.
2. Обработанные поверхности на операционных эскизах выделить красным цветом. Это
требование относится только к поверхностям, обработанным в переходе, для которого вычерчен
операционный эскиз. С учетом того, что на эскизах заводских технологических процессов
обработанные поверхности выделяются в 2 — 3 раза более толстыми линиями, это допускается и при
выполнении выпускных работ, однако, исходя из многолетней практики, выделение красным цветом
продуктивнее.
3. Для вычерчивания технологической карты использовать карандаш (твердость карандаша Т,
2Т). Желающие могут использовать для вычерчивания черную тушь. Обработанные поверхности
показать красным цветом, можно использовать для вычерчивания красный карандаш, фломастер или
тушь.
4. На чертеже детали, размещаемой на технологической карте, указать размеры с допусками и
шероховатость поверхности. Все обрабатываемые поверхности должны быть пронумерованы. На
операционных эскизах размеры (диаметр и длина с указанием допусков) и шероховатость указывать
только на обрабатываемых поверхностях каждого перехода.
6. Контрольно-измерительные и режущие инструменты указывать в соответствующих графах
напротив эскизов и описания соответствующего перехода.
6
7. Для каждого перехода указать диаметр и длину обрабатываемой поверхности (с допусками на
изготовление).
8. Для одного перехода указать подсчитанные в расчетно-пояснительной части элементы режима
резания и основное время.
При выполнении подразделов расчетно-пояснительной записки следует руководствоваться рядом
принятых рекомендаций.
4. ТРЕБОВАНИЯ К ЧЕРТЕЖУ ДЕТАЛИ
Требования к чертежу детали определяются ГОСТ 2.301—68*. На чертеже должны быть
нанесены размеры всех поверхностей (диаметр, длина и т.д.) с указанием допусков, требований к
качеству обработанной поверхности, шероховатости, технические условия на изготовление детали
(непараллельность или неперпендикулярность поверхностей и т.д.), материал детали. При этом
можно воспользоваться соответствующими справочниками, например, [8].
На многих заводах используются чертежи, на которых обозначения соответствуют
шероховатости и классам точности устаревших ГОСТов. Для соотнесения устаревшего и
действующего стандартов точности можно воспользоваться данными табл. 4.1 и 4.2.
Часто обучающиеся ошибаются, проставляя обозначения допусков прямолинейности,
перпендикулярности и т.п. Данные о предельных отклонениях (допусках формы и расположения
поверхностей) на чертежах должны быть показаны условно в прямоугольной рамке, разделенной на
две или три части. В первой части помещают знак, обозначающий тот или иной вид отклонения (допуска), пользуясь табл. 4.3 и 4.4, во второй — численное значение допуска, а в третьей — буквенное
обозначение поверхности, относительно которой задается это отклонение (если это необходимо). Эта
поверхность называется базовой (базой), обозначается буквой в рамке и стрелкой.
Таблица 4.1
Справочная таблица наиболее используемых значений шероховатости поверхностей
7
Примечания: 1. Основной знак
предопределяется.
применяют,если вид
обработки
конструктором
не
2. Знак
с конкретным значением параметра Ra или Rz применяют для указания
шероховатости поверхности, получаемой без удаления слоя материала (например, литьем, волочением,
ковкой, экструзией, прессованием и др.).
3. Знак
без указания конкретного значения параметров Ra или Rz применяют, если в основной
надписи чертежа в графе «Материал» есть ссылка на сортамент материала.
4.Знак
применяют, если слой материала нужно удалить обязательно.
Чертеж детали желательно выполнять в масштабе 1:1; если в натуральную величину
изображение не помещается на листе выбранного формата, то его уменьшают, применяя масштаб 1:2,
1:2,5 или 1:5. Размер листа для чертежа детали определяется размерами детали, но должен быть не
менее формата А4.
5. ТРЕБОВАНИЯ К ВВЕДЕНИЮ
В п. 3 «Введение» расчетно-пояснительной записки обучающиеся должны дать описание
новейших достижений науки и техники, привести ссылки на материалы и постановления
Государственной Думы, задачи, поставленные перед тружениками и руководителями отрасли
машиностроения. В качестве введения можно активно использовать материалы периодической
печати, данные тарифно-квалификационных справочников, делать обзоры учебных изданий по
8
специальной технологии (в зависимости от темы выпускной работы). Одной из частей введения
может быть описание знаний, умений и навыков, которые должен приобрести обучающийся в
процессе обучения.
6. ТРЕБОВАНИЯ К ДЕТАЛИ И ЗАГОТОВКЕ
Работу, связанную с выполнением п. 4 расчетно-пояснительной записки, можно оформлять либо
отдельно для детали и заготовки, как указано в бланке задания на выполнение выпускной работы,
либо совместно. Главное, чтобы обучающийся оценил взаимосвязи отдельных поверхностей и
уяснил технические требования к механической обработке.
При описании детали необходимо дать ее классификацию в виде записи типа: «Деталь относится
к классу валов, у нее...», привести соответствующие требования к детали в целом и к ее отдельным
поверхностям, указать точностные характеристики одной из поверхностей, обычно наиболее точной,
заполнить таблицу по образцу табл. 6.1.
Если допуски на деталь не указаны, а проставлен только квалитет, то по справочным таблицам
допусков необходимо определить конкретные значения отклонений размеров. Наибольший
предельный размер определяется суммой номинального размера и верхнего отклонения размера (es,
мм). Например, для поверхности размером Ø68+0,15
−0,10 наибольший предельный размер Dmax =
=Dmax + es = 68,5 + 0,15 = 68,65 мм, а наименьший Dmin = Dном - ei = 68,5 - 0,1 = 68,4 мм, где ei —
нижнее отклонение размера, мм. Допуск определяется разностью наибольшего и наименьшего предельных размеров, т.е. 68,65 - 68,4 = 0,25 мм, или суммой абсолютных значений верхнего и нижнего
отклонений, т.е. es + ei = 0,15 + 0,1 = 0,25 мм, или 0,15 - (-0,1) = 0,25 мм.
При определении допусков можно пользоваться разными справочниками, в которых содержатся
таблицы допусков и посадок, кроме того, использовать плакаты Единой системы допусков и посадок
(ЕСДП), которые должны быть в кабинете «Допуски и технические измерения». В технологических
бюро каждого цеха базового предприятия, где учащиеся проходят заводскую практику, обязательно
имеются справочные таблицы по допускам и посадкам.
Таблица 6.1
Точностные характеристики поверхности детали.
Размер
детали,
мм
Система Квалитет
Верхнее Нижнее Номинальотклоотклоный размер
нение
нение
Dном, мм
размера es, размера ei,
мм
мм
Наи
больший
пре
дельный
размер
Dmax,мм
Наи
меньший
пре
дельный
размер
Dmin,мм
Допуск
ТD,
мм
Далее по специализированным справочникам необходимо определить химический состав
материала детали, например для стали в пояснительную записку вносят следующие данные о содержании элементов: углерод (С) — ... %; сера (S) — ... %; остальное железо (Fe) — ... %. Состав других
материалов также определяют по справочникам.
По справочникам определяют и выписывают механические свойства материала
обрабатываемой детали: временное сопротивление (предел прочности на растяжение), σВ Н/мм2,
твердость НВ, относительное удлинение 5, %. Для определения как химического состава, так и
механических свойств рекомендуется использовать одни и те же справочники.
После описания детали необходимо выбрать вид заготовки (иногда руководитель выпускной
работы, задавая число обрабатываемых деталей, сразу определяет и способ получения заготовок).
При выборе заготовки обучающийся должен руководствоваться общими требованиями к ее выбору в
отношении конфигурации детали, точности отдельных поверхностей, числа обрабатываемых деталей
(по типу производства), материала детали и т.д. Например, для обработки в единичном производстве
вала с малыми перепадами диаметров разных ступеней предпочтительно в качестве заготовки
использовать прокат круглого сечения, а для втулки можно подобрать трубу с целью сокращения
9
расхода материала и уменьшения времени на обработку, а следовательно, и затрат на механическую
обработку.
При задании на обработку большого числа деталей рационально с целью экономии металла
применять заготовки, форма и размеры которых приближены к форме и размерам готовых деталей.
Однако нужно учитывать, что заготовки, получаемые точным литьем, штамповкой и другими
способами, значительно дороже проката, что снижает экономичность обработки.
После выбора способа получения заготовки необходимо определить припуски на обработку.
Обычно эту работу выполняют технологи, производя соответствующие расчеты. Обучающимся достаточно выбрать припуски на обработку, руководствуясь сведениями общего характера: чем выше
точность и качество обработанной поверхности, чем длиннее деталь (могут сказаться неточности
базирования), тем выше должен быть припуск. Например, для обработки десяти валов Ø82 мм с
допуском ±0,05 мм и длиной 100 мм достаточно давать припуск 5...6 мм на диаметр. Тогда диаметр
прутка должен быть, например, 82 + 6 = 88 мм. Принимается ближайший больший стандартный
размер прутка, т.е. используется заготовка 0 90 мм. Припуск на длину достаточен 1,5 мм на сторону.
Тогда размеры заготовки составят D = 90 мм и = (103 ± 0,5) мм. Рационально такие заготовки
нарезать в заготовительном отделении. Вид, способ получения и размеры заготовки согласуются с
руководителем выпускной работы. Технически обоснованный выбор заготовки — это необходимое
условие, обеспечивающее максимальную экономию материалов и энергии. По указанию
руководителя выбор припусков обучающийся может проводить по специализированным справочникам, например [12].
7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ
Технологический процесс обработки детали разрабатывается с учетом типа производства, вида
заготовки, конфигурации детали, технических условий на ее обработку (нормы точности, шероховатость, взаимная параллельность или перпендикулярность поверхностей деталей и т.д.). Прежде чем
приступить к детальной разработке технологического процесса обрабатываемой детали,
обучающийся должен согласовать с руководителем работы, каким должен быть технологический
процесс, какова должна быть степень его детализации. Единая система технологической
документации (ЕСТД) посредством ГОСТ 3.1702—79* устанавливает два вида описания
технологических процессов: маршрутный и операционный.
Маршрутные технологические процессы используются в единичном производстве, где рабочим
высокой квалификации, имеющим большой опыт работы, т.е. специалистам-универсалам, достаточно
сведений, которые указаны в карте маршрутного технологического процесса, и детализацию они
выполняют сами. В то же время наиболее сложные и ответственные операции, как правило, детально
разрабатываются и для единичного производства.
Операционные технологические процессы применяются во всех видах производства. Описание
операции должно содержать перечень всех необходимых действий по обработке изделия, выполняемых в их технологической последовательности при безусловном обеспечении безопасности труда
рабочего. Каждая операция должна содержать перечень переходов, а переходы — перечень проходов. В содержании операции должны присутствовать:
а) ключевое слово, характеризующее метод обработки, типа «точить», «фрезеровать», «точить
деталь по программе» и т.п.;
б) наименование или обозначение обрабатываемой поверхности типа «Цилиндрическая
поверхность», «Отверстие» или номера этой поверхности (конструктивного элемента). Пример
записи: «Сверлить отверстие lØ 19,25 мм»;
в) размер обрабатываемой поверхности, допуски и шероховатость (шероховатость должна быть
проставлена на операционном эскизе).
Запись содержания операции может быть полной или сокращенной. Сокращенная используется в
случае, если операционная
карта сопровождается подробным графическим изображением. При выполнении выпускной
работы желательна полная запись независимо от полноты графической информации. Это
способствует значительно более глубокому пониманию учащимися сути разрабатываемого
технологического процесса.
При необходимости в описании операции должны быть указаны дополнительные сведения о
10
числе одновременно или последовательно обрабатываемых поверхностей и о характере обработки.
Во время производственной практики учащиеся встречались с маршрутными и операционными
технологическими процессами, поэтому после консультации с руководителем выпускной работы
разработка технологического процесса обычно не представляет большой сложности. Запись
содержания операции в специальном коде, рекомендуемом соответствующим стандартом, при
выполнении выпускной работы использовать нежелательно, так как кодирование информации по
таблицам отнимает много времени и на большинстве предприятий не используется. Образец заполнения технологической карты приведен на рис. 7.1.
При разработке технологического процесса возможны различные дополнения, объясняющие или
расширяющие те или иные положения описания операций, переходов, проходов, например:
«Фрезеровать криволинейную поверхность 3 по программе». В этой информации могут содержаться
обороты: «Согласно чертежу» или «Согласно эскизу», слова: «предварительно» или «окончательно»
и т.п. Пример записи: «Расточить отверстие, выдерживая размеры, мм: Ø 100 ± 0,24; 40 ± 0,2 и 1,5x45
°».
Обратите внимание, что на чертеже детали, приведенном на технологической карте (см. рис. 7.1),
все обрабатываемые поверхности имеют сквозную нумерацию, т.е. 1, 2, 3, .... Если преподаватель
выдает задание на обработку детали двум обучающимся, то допускается сквозная нумерация либо
для всех поверхностей, либо в пределах чертежа, заданного каждому обучающемуся (как показано на
образце). Оцифровывание обрабатываемых поверхностей облегчает их поиск при работе с чертежом
в процессе изучения технологического процесса, упрощает обозначение поверхности, подлежащей
обработке в каждом конкретном технологическом переходе при разработке технологического
процесса, вынуждая учащегося лишний раз концентрировать свое внимание на чертеже детали и
установлении последовательности ее обработки.
Допускается вычерчивание только той стороны детали, которая обрабатывается в данной
операции обучающимся, разрабатывающим только первую операцию. Для последующих операций
обработанные поверхности должны быть показаны. При разработке технологических процессов
необходимо использовать следующие наименования операций механической обработки: «токарная»,
«сверлильная», «фрезерная», «шлифовальная», «программная» и т.д.
Предварительно прорабатываются вопросы выбора технологических баз (способа закрепления
заготовки), последовательности обработки. Одновременно выбирают станок, режущий и контрольноизмерительный инструменты и оснастку (вспомогательный инструмент, т.е. приспособление для
закрепления и т.п.). Необходимо сразу четко уяснить взаимозависимость разных поверхностей,
чтобы заранее разработать меры по безусловному выполнению необходимых требований. При
разработке технологического процесса необходимо руководствоваться стандартами, входящими в
ЕСТД, например, необходимо сразу четко сформулировать словесные описания переходов,
используя термины технологических переходов в соответствии с ГОСТ 3.1702—79*:
Наименование операций:
карусельная, расточная (вертикально,
горизонтально, координатно), токарная
Ключевые слова:
технологических переходов:
зенкеровать, зенковать, накатать, нарезать, отрезать,
подрезать, развернуть, рассверлить, расточить, сверлить,
точить, центровать,
вспомогательных переходов:
закрепить, настроить, переустановить (и закрепить),
поджать, снять, установить, установить (и закрепить).
Приведем примеры записи содержания технологических переходов (см. табл. 7.1).
Рекомендуется в технологической карте при вычерчивании чертежа детали пронумеровать (слева
направо) все поверхности. В дальнейшем эта мера поможет обучающемуся лучше и быстрее
разобраться в последовательности обработки, поэтому в каждом наименовании перехода должно
быть указание, что делать в этом переходе (точить, сверлить, нарезать резьбу и т.д.), на какой
поверхности проводить операцию (например: «Точить поверхность 3», где цифрой 3 указана
соответствующая поверхность на детали), привести размеры этой поверхности с допусками (например, диаметр d =Ø 50+0,03
−0,05 длина l = 30±0,5), единицы измерения диаметра и длины не указывать,
так как на машиностроительных чертежах размеры по умолчанию проставляются всегда в
миллиметрах.
Выполняемая в каждом переходе технологическая обработка в текстовом описании
11
формулируется в повелительном наклонении: «Сверлить...», «Нарезать резьбу...» и т.д. Для каждого
перехода на черновике необходимо вычерчивать эскизы обработки с указанием способа базирования
и закрепления заготовки, используя при этом принятые условные обозначения.
Технологическая карта.
Рис. 7.1. Образец заполнения технологической карты
12
Технологическая карта.
(Трап. 28х2 3 зах. – трапецеидальная резьба трехзаходная)
На технологических эскизах опоры, зажимы, установочные устройства должны изображаться с
обязательным использованием условных обозначений по ГОСТ 3.1107 — 81 (табл. 7.2). Обозначение
опор и установочных устройств (кроме центров) можно указывать либо непосредственно на
соответствующей поверхности детали, либо на выносных линиях.
13
Если необходимо уточнить форму рабочей поверхности опоры, зажима или установочного
устройства (приспособления), то условное обозначение формы (табл. 7.3) вычерчивают слева от
обозначения опоры, зажима или установочного устройства (табл. 7.4-7.6).
Условные обозначения установочных устройств на технологических операционных эскизах по
ГОСТ 3.1107 — 81
14
Примечания: 1. Для обозначения базовых опорных поверхностей можно применять обозначение
оправки цилиндрической (см. п. 4).
2. Обратные центры изображают зеркально пп. 1, 2, 3.
При необходимости указать тип зажимного устройства (пневматическое, гидравлическое и
т.д.), обозначение типа конкретного устройства наносят слева от условного изображения зажима,
используя следующие обозначения: Р - пневматическое; Н - гидравлическое; Е - электрическое; М магнитное; ЕМ - электромагнитное.
Все остальные зажимные устройства изображаются без обозначений. На каждом
операционном эскизе могут быть изображены одна или несколько опор, одно или несколько зажимных устройств. Это зависит от принятого способа базирования детали. Примеры нанесения
условных обозначений приведены в табл. 7.6. При выполнении выпускных работ способы установки
и закрепления могут быть разнообразными.
Таблица 7.3
Условные обозначения формы рабочих поверхностей на технологических
операционных эскизах.
15
Примечание. Размеры и углы приведены здесь только для правильного вычерчивания этих условных
изображений опор; на эскизах эти размеры не указывают; а на последующих эскизах проставляют только
дополнительные размеры, не обозначенные в первой строке.
Таблица 7.5
Условные обозначения зажимов на технологических операционных эскизах
16
При предварительной разработке технологического процесса технологические операционные
эскизы вычерчивают в тонких линиях на черновике и только после согласования с руководителем
выпускной работы переносят на технологическую карту, желательно сначала тоже в тонких линиях.
На каждом эскизе инструменты должны изображаться обязательно в конце рабочего хода.
17
Обработанные поверхности выделяют красным цветом или более толстыми (в 2 — 3 раза) линиями.
На каждой обработанной поверхности должны быть проставлены диаметр и длина с указанием
допусков и ее шероховатости. Условные изображения инструментов при вычерчивании операционных технологических эскизов приведены на рис. 7.2, а примеры изображения зажимных
устройств и инструментов — на рис. 7.3. Операционные эскизы вычерчивают в технологической
карте начисто только после проверки и утверждения преподавателем.
Рис.7.2 Условные изображения режущих инструментов: стрелки указывают направление
перемещения резца при обработке
Нумерация операции, переходы, установки.
Номера операций должны проставляться римскими цифрами (I, II и т.д.), а номера переходов —
арабскими (1, 2, 3 и т.д.). Во всех операциях нумерация переходов должна быть сквозной, т.е. если
операция I кончается переходом 5, то операция II должна начинаться с перехода 6. Каждая операция
может быть выполнена за один или несколько установок, их обозначают заглавными буквами А, Б, В
и т.д., например «Операция I, установ Б». В каждой следующей операции нумерация установов
18
начинается с буквы А.
Для облегчения работы и правильной разработки технологического процесса рекомендуется
использовать учебники токарного дела, где практически в каждом разделе изображены эскизы
обработки, даны рекомендации по выбору способа обработки. В качестве примера можно
рекомендовать использование ранее приведенной технологической карты. Во многих учебниках по
технологии машиностроения эти вопросы изложены в доступной форме и приведены примеры
технологических процессов, например [3, 8, 14, 16, 17].
8. ВЫБОР РЕЖУЩЕГО, КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО И
ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТОВ
Правильный выбор режущего инструмента определяет его долговечность, производительность
труда, экономичность, точность и качество обработки. Правильно выбранный контрольноизмерительный инструмент обеспечивает точность измерений, повышает производительность труда.
Правильно выбранные установочные и зажимные приспособления обеспечивают точность
базирования детали, надежность ее закрепления, а также повышают производительность труда за
счет сокращения времени на установку и снятие детали. Выбор тех или иных инструментов
определяется многими факторами: конфигурацией детали, техническими условиями ее изготовления,
типом производства и т.д.
8.1. Выбор режущего инструмента
Выбор режущего инструмента определяется материалом обрабатываемой детали, видом
обработки, типом производства, требованиями точности и качества изготовления детали и т.д. Во
всех случаях нужно отдавать предпочтение нормализованному инструменту и только для больших
партий деталей применять специальные инструменты. Особое внимание необходимо уделять выбору
инструментального материала, для облегчения выбора которого рекомендуется воспользоваться
учебником [2], в котором дано описание современных инструментальных материалов, инструментов
и приведены рекомендации по их применению. Особое внимание следует обращать на применение
наиболее прогрессивных инструментальных материалов и инструментов, обеспечивающих
значительное повышение производительности труда и стойкости инструментов. Выбор того или
иного инструментального материала должен быть обоснован, т. е. необходимо привести аргументированные доводы, определяющие выбор именно этого материала, например, то, что резец с
пластинкой твердого сплава Т30К4 можно применять для чистовой обработки детали из стали 45. Далее привести химический состав выбранного инструментального материала. Если применяются
инструменты с каким-либо покрытием, то необходимо указать химический состав покрытия. Марку
твердосплавного резца можно приводить как по ГОСТ 3882 — 74, так и по международной
классификации.
При обосновании выбора резца указать форму и способ крепления многогранной
неперетачиваемой пластинки (выпуск напайных твердосплавных резцов кроме специальных
прекращен), а также углы резца: главные (передний, задний, заострения и резания), угол фаски,
главный угол резца в плане (рекомендуется применять вспомогательный угол резца в плане больше
нуля, т. е. φ' > 0). Кроме того, указать радиус при вершине резца, величину фаски, размеры державки.
Вычерчивается резец так, чтобы все эти параметры можно было показать. Для выбора углов и
линейных размеров инструментов рекомендуется использовать соответствующие справочники или
учебник [1]. Если применяется резец с углом наклона главной режущей кромки больше или меньше
нуля, то приводится и его значение.
При обосновании выбора сверла, развертки или другого инструмента также необходимо указать
его основные параметры, например, для сверла: материал, диаметр, длину, угол заточки, угол
подъема спирали, нормальная или специальная заточка, номер конуса Морзе и т.д.
Наладчикам и операторам станков с ЧПУ необходимо обоснованно аргументировать применение
тех или иных инструментов для обработки детали (инструменты приводятся в карте инструментов
или в расчетно-технологической карте). Здесь необходимо максимально использовать стандартные
инструменты с многогранными неперетачиваемыми пластинками твердого сплава с разными
покрытиями и другие прогрессивные инструменты. Период стойкости инструментов, используемых
на станках с ЧПУ, назначается значительно меньшим, чем на станках с ручным управлением. Это
19
делается с целью максимально интенсифицировать процесс резания на станках с ЧПУ, максимально
использовать технические возможности станков и инструментов и, вследствие этого, снизить
стоимость обработки (стоимость станкочаса эксплуатации станка с ЧПУ значительно выше, чем у
станков с ручным управлением, так как станки с ЧПУ более дорогие).
Описание выбора инструмента проводится после согласования с руководителем выпускной
работы. Для выполнения данного этапа выпускной работы следует использовать литературные
данные, например [1—4, 8, 9, 15].
8.2. Выбор контрольно-измерительного инструмента.
Выбор контрольно-измерительного инструмента определяется точностью и качеством
обработанной детали и типом производства. Основные сведения о применении различных
контрольно-измерительных приборов и инструментов обучающиеся получили из курса «Допуски, и
технические измерения», а также при изучении специальной технологии и во время
производственной практики. При выборе контрольно-измерительных инструментов предпочтение
необходимо отдавать стандартным измерительным инструментам: различным калибрам или
универсальным измерительным инструментам, которые позволяют произвести измерение с
требуемой точностью. При обосновании выбора измерительного инструмента обучающийся должен
изложить соображения, объясняющие этот выбор.
Например, для измерения линейного размера с точностью ±1 мм вполне достаточно обычной
линейки, а если необходимо измерить диаметр цилиндра, для которого отклонения могут достигать
сотых долей миллиметра, то в этом случае используют либо соответствующего размера стандартную
скобу, либо микрометр, точность измерения которого 0,01 мм.
При обработке больших партий деталей экономически целесообразно использовать и
специальный контрольно-измерительный инструмент. Затраты на его изготовление окупятся
повышением производительности за счет сокращения времени, затрачиваемого на измерения. Во
время работы на заводе обучающемуся следует внимательно изучать опыт работы
квалифицированных рабочих, это позволит значительно повысить собственную квалификацию.
Определение шероховатости обработанных поверхностей рационально производить сравнением
с образцами шероховатости.
Для работы рекомендуется использовать следующую литературу [2, 3, 6, 7, 9].
8.3. Выбор вспомогательных инструментов и приспособлений.
Задача выбора вспомогательных инструментов и приспособлений определяется конфигурацией
закрепляемых деталей, точностью обработки, необходимостью сокращения времени на установку
заготовки и снятие деталей, типом производства, надежностью закрепления и т.д.
Наиболее распространенным зажимным приспособлением на токарных станках является
трехкулачковый самоцентрирующий патрон. При обработке валов обычно используются центры и
хомутики, а для повышения точности или для обработки длинных деталей применяют еще и
дополнительные опоры — люнеты (подвижные и неподвижные). Широко используются цанговые и
другие патроны, различные оправки, угольники и т.п. Выбор установочного устройства необходимо
обосновать. Например, при обработке блока шестерен, имеющего шлицевое отверстие, рационально
подрезать торец одной стороны и обработать отверстие, закрепив деталь в трехкулачковом патроне.
Затем, после изготовления шлицов, установить деталь на шлицевой оправке и выполнить обработку
детали поверху.
Обдумав способ закрепления детали и зажимное приспособление, необходимо посоветоваться с
руководителем выпускной работы и только после этого все данные заносить в расчетно-пояснительную записку и технологическую карту. Здесь необходимо еще раз подчеркнуть важность
изучения опыта высококвалифицированных рабочих базового предприятия, с тем, чтобы
максимально использовать передовые приемы труда и прогрессивные технологии при выполнении
выпускной работы.
Описание многообразных функциональных приспособлений, способствующих увеличению
производительности и облегчению труда, можно найти в литературе, например [3, 14].
20
9. ВЫБОР СТАНКА И ЕГО ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.
Выбор станка для обработки заданной детали проводится с учетом типа производства, характера
обработки, габаритных размеров обрабатываемой детали, технических возможностей станка.
Окончательно модель выбранного станка согласуется с руководителем выпускной работы.
Желательно выбирать модели, используемые на базовом предприятии или в учебных мастерских
(цехах). Например, для обработки детали Ø120 мм не требуется станок с высотой центров более 110
мм, так как технические возможности такого станка будут использоваться нерационально. В то же
время для обработки детали Ø580 мм нужен станок с высотой центров не менее 300 мм, например
мод. 1Д63.
Технические данные станка выписывают из его паспорта. Паспорт станка можно взять у
механика цеха или в отделе главного механика завода. Технические данные некоторых токарных
станков приведены далее. Для выпускной работы достаточно выписать следующие паспортные
данные: высоту центров, наибольший диаметр обработки в патроне и над суппортом, расстояние
между центрами, пределы частот вращения шпинделя и подач (продольных и поперечных),
предельные значения шагов нарезаемых резьб, мощность электродвигателя главного привода,
габаритные размеры и массу станка.
При выполнении обучающиеся выпускной работы по другой (кроме токарной) специальности
для соответствующего станка выписывают основные наиболее существенные характеристики. Для
станочников широкого профиля достаточно привести технические характеристики того станка, на
котором выполняется основная часть обработки детали. Для наладчиков и операторов станков с ЧПУ
в этом разделе необходимо описать также технические характеристики устройства ЧПУ. Здесь
должны быть описаны не только технические данные устройства (общее число управляемых
координат и число одновременно управляемых координат, дискретность, тип программоносителя,
максимальное число кадров управляющей программы и т.д.), но и основные подготовительные и
вспомогательные функции, приведены основные адреса, основные (наиболее часто используемые)
стандартные циклы обработки.
10. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ
Выбор рациональных режимов резания - один из основных факторов, непосредственно
определяющих производительность труда и качество обрабатываемых деталей. Правильно
выбранные по таблицам, рассчитанные и откорректированные для станка элементы режима резания
не только обеспечивают оптимальные условия обработки, но и выявляют знания и навыки
обучающегося, его умение назначать режимы резания в случае отсутствия разработанного
технологического процесса. Умение выполнять расчет режимов резания необходимо для
самостоятельной работы в условиях единичного и мелкосерийного производства, эта деятельность
способствует повышению его квалификации.
Общепринятой является следующая последовательность назначения режима резания: глубина
резания t, мм; подача S0, мм/об; скорость резания v, м/мин.
Сочетание оптимальных значений глубины резания, подачи и скорости резания должно
обеспечить наивысшую для данных конкретных условий производительность труда, минимальную
себестоимость, заданное техническими условиями качество детали, а также максимальное
использование технических возможностей станка и инструмента.
На выбор каждого элемента режима резания влияют определенные факторы. Например, при
выборе глубины резания и подачи руководствуются требованиями точности и шероховатости обработанной поверхности и другими факторами. Перед выполнением расчета режимов резания
необходимо повторить раздел курса специальной технологии, посвященный изучению физических
основ процесса резания. После назначения режима резания проверяют силовые возможности станка,
оценивают возможность обработки на нем. В завершение расчета вычисляют основное время на
выполнение обработки в рассчитываемом переходе.
Перед тем как приступить к назначению и расчету элементов режима резания, необходимо до
конца уяснить условия обработки, еще раз внимательно рассмотреть чертеж детали, изучить технологический процесс обработки, совместно с преподавателем выбрать операцию и переход, для которого
будет назначаться режим обработки, и, наконец, выписать данные для расчета: D — диаметр
21
обрабатываемой поверхности, мм; d — диаметр обработанной поверхности, мм; l — длина
обработанной поверхности, мм.
По справочникам или по данным табл. 10.1 и 10.2 определить временное сопротивление (предел
прочности при растяжении) обрабатываемого материала (для чугуна — твердость) (см. разд. 6
«Требования к детали и заготовке»).
Таблица 10.1
Механические свойства качественной углеродистой стали (ГОСТ 1050-80)
Стали с нормальным содержанием
Стали с повышенным содержанием
марганца
марганца
Марка Твердость по Временное
Марка Твердость по Временное сопротивление σв
стали Бринеллю сопротивление σв
стали Бринеллю НВ,
НВ, не более
08
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
131
143
149
163
170
179
207
217
229
241
255
255
255
269
Н/мм2
кгс/мм2
324
332
373
412
451
490
530
560
598
628
647
677
696
716
33
34
38
42
46
50
54
58
61
64
66
69
71
73
не более
15Г
20Г
ЗОГ
35Г
40Г
45Г
50Г
60Г
65Г
70Г
22
163
197
217
229
229
241
255
269
285
285
Н/ммг
кгс/мм2
412
451
539
559
568
618
647
696
736
785
42
46
55
57
60
63
66
71
75
80
Следующим этапом является выбор параметров режущего инструмента. В зависимости от
технических характеристик принятого станка необходимо выбрать габаритные размеры державки
режущего инструмента, например, резца 16x25 мм. Выбрать материал режущей части, пользуясь
справочными таблицами (см., например, [8]). По заданным материалу обрабатываемой детали и виду
обработки (например, черновая, получистовая, чистовая, тонкое точение) по справочникам выбрать
форму передней части резца и определить его геометрические параметры: главный передний угол γ,
угол фаски γƒ, главный задний угол α. Главный угол φ резца в плане определить, пользуясь чертежом
детали и исходя из технологической необходимости, т. е. определить, какой нужен резец — упорнопроходной или проходной. Вспомогательный угол резца в плане рекомендуется принимать больше
нуля, т. е. <φ´>0. Обоснование выбора резца необходимо выполнять в п. 6 расчетно-пояснительной
записки, и далее использовать данные для расчета режимов резания. Однако, как показала практика,
обучающимся легче сделать этот выбор, ориентируясь на конкретные условия обработки (см.
подразд. 8.1). Период стойкости резца, фрезы Тмаш назначается по согласованию с преподавателем. И,
23
наконец, определяется необходимость применения смазывающе-охлаждающего технологического
средства (СОТС). На выбор СОТС оказывают влияние такие факторы, как материал обрабатываемой
детали, материал режущего инструмента, вид обработки и др.
В настоящее время широко используются различные смазывающе-охлаждающие
технологические средства (СОТС). Правильно выбранное СОТС (жидкое, газообразное, паста,
порошок или др.) позволяет значительно повысить стойкость режущего инструмента,
производительность, качество обработанной поверхности. Например, при правильно выбранном
СОТС удается уменьшить силу резания на 3...25 %, что способствует экономии электроэнергии на
выполнение обработки. Выбор СОТС рекомендуется проводить по табл. 10.3 или по справочным
таблицам [5].
После завершения подготовительных действий можно приступать к назначению и расчету
элементов режима резания.
10.1. Глубина резания
Глубину резания, мм, определять по формуле:
𝐷−𝑑
𝑙 = 2𝑖 ,
где D — диаметр обрабатываемой поверхности, мм; d — диаметр обработанной поверхности; /
— число рабочих ходов.
24
При выполнении расчетов режимов резания перед технологом стоит задача распределить
срезание всего припуска, руководствуясь соответствующими рекомендациями по определению
глубины резания для каждого рабочего хода в зависимости от марки материала обрабатываемой
детали, марки инструментального материала, вида обработки и требований к точности и качеству обрабатываемой поверхности, что обычно делается с помощью соответствующих таблиц в
справочниках технолога или токаря (молодого токаря). С достаточной для практики точностью число
рабочих ходов рекомендуется выбирать таким, чтобы глубина резания была в пределах 2,5... 5 мм;
при этом для жестких деталей Г = 5 мм. Для получистового и чистового точения глубина резания,
естественно, будет меньше.
10.2. Подача.
Назначение подачи Sо табл, мм/об, проводить по специализированным справочникам или по
данным табл. 10.4-10.6 в зависимости от глубины резания, размеров державки и диаметра
обрабатываемой детали. Полученное табличное значение подачи Sо табл необходимо
откорректировать по паспорту выбранного станка и принять действительное значение подачи
Sдейств.
Таблица 10.4
Подачи при черновом точении стали твердосплавными резцами без дополнительной режущей
кромки.
25
Паспортные значения подач некоторых станков приведены в табл. 10.7.
26
Мод. 1Е61ВМ
Продольная
0,576
0,640
0,720
0,864
0,872
1,024
1,152
1,280
1,440
1,736
2,040
2,288
2,880
3,472
4,080
4,400
8,800
Поперечная
0,416
0,512
0,576
0,640
0,832
1,024
1,152
1,280
1,664
2,048
2,320
2,496
5,000
-
Мод. 1К62
Продольная Поперечная
0,570
0,280
0,610
0,300
0,700
0,340
0,780
0,390
0,870
0,430
0,950
0,470
1,040
0,520
1,140
0,570
1,210
0,600
1,400
0,700
1,560
0,780
1,740
0,870
1,900
0,950
2,080
1,040
2,280
1,140
2,420
1,210
2,800
1,400
3,120
1,560
27
Продолжение табл. 10.7
Мод. 1А625
Продольная Поперечная
0,430
0,215
0,470
0,235
0,500
0,250
0,530
0,270
0,600
0,300
0,670
0,330
0,730
0,370
0,800
0,400
0,860
0,430
0,930
0,470
1,000
0,500
1,070
0,530
1,200
0,600
1,330
0,670
1,460
0,730
1,600
0,800
1,730
0,860
1,860
0,930
3,480
3,800
4,160
1,740
1,900
2,080
2,000
2,140
2,400
2,660
2,920
3,200
3,460
3,724
1,000
1,070
1,200
1,340
1,460
1,600
1,720
1,862
10.3. Скорость резания.
Назначение скорости резания υтабл в зависимости от глубины резания t и подачи S0.ДейстВ
проводить с использованием данных табл. 10.8 и 10.9 или соответствующих таблиц справочников
[15, 16].
28
В табличном значении скорости резания υтабл, м/мин, не учитываются конкретные условия
резания, поэтому требуется введение поправочных коэффициентов k1 - k5 на реальные условия
обработки, т. е. расчетная скорость резания
υрасч= υтаблk1k2k3k4k5
где k1 - k5 - коэффициенты, определяемые в зависимости от периода стойкости резца, прочности
обрабатываемого материала (для стали) или твердости (для чугуна), состояния обрабатываемой
поверхности, материала резца, главного угла резца в плане соответственно. Например, если
обработка черновая, то необходимо учитывать способ получения заготовки и состояние ее
поверхностного слоя; если поверхностный слой заготовки срезан, принимать k3=1.
Коэффициенты k1 - k5 можно выбирать по табл. 10.10—10.14. Выбор коэффициентов необходимо
обосновать (см. подразд. 10.14).
При подсчете υрасч сначала записывают расчетную формулу, затем, подставляя в нее
соответствующие числовые значения υтабл и k1 - k5, проводят вычисление. Числовые значения υрасч
достаточно определять с точностью до одного знака после запятой.
10.4. Расчетная и действительная частота вращения шпинделя.
По вычисленному значению υрасч определяют расчетную частоту вращения шпинделя, мин-1:
1000𝜐расч
𝑛расч =
𝜋𝐷
где D — диаметр обрабатываемой поверхности, мм; 1000 — коэффициент пересчета (1 м = 1000
мм). Полученное значение 𝑛расч необходимо откорректировать по паспорту станка. Принимается
ближайшее значение 𝑛действ . При этом необходимо учитывать, что значительное уменьшение частоты вращения шпинделя по сравнению с 𝑛расч приводит к снижению производительности, а
увеличение — к снижению периода стойкости резца. Некоторые значения 𝑛шп приведены в табл.
10.15
29
10.5. Действительная скорость резания
По принятой для станка частоте вращения шпинделя 𝑛действ подсчитать действительную
скорость резания, м/мин
𝜋𝐷𝑛действ
𝜐действ = 1000
.
При всех расчетах необходимо после записи расчетной формулы подставлять в нее конкретные
цифровые значения соответствующих величин и только после этого записывать результат вычислений.
Расчет режима резания завершен, теперь необходимо проверить возможность обработки по
мощности и крутящему моменту, допустимому для выбранного станка.
10.6. Результаты расчета режима резания
Убедившись, что выбранные режимы резания соответствуют техническим возможностям станка,
необходимо записать их, как показано далее.
Результаты расчета режима резания (вместо многоточия проставляются соответствующие
значения):
Глубина резания t = … мм;
Подача Sо.действ = … мм/об;
Частота вращения шпинделя 𝑛действ = … мин-1;
Скорость резания 𝜐действ = … м/мин.
11. ПЕРЕДОВЫЕ ПРИЕМЫ ТРУДА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ОБРАБОТКЕ
Вопросы интенсификации и повышения производительности труда чрезвычайно актуальны,
поэтому применение прогрессивных технологий должно только поощряться. В этом подразделе
обучающийся должен показать, как в выпускной работе используются прогрессивный опыт, приемы
и способы обработки, станки и инструменты, повышающие производительность труда или качество
обработанных деталей. Необходимо описывать использование современных приемов обработки,
замену инструментов, применение интересных приспособлений. Например, отметить, что вместо
шлифования детали после термической обработки целесообразно применение тонкого точения или
растачивания инструментами из режущей керамики или синтетических сверхтвердых материалов,
что позволяет повысить производительность в 3 — 4 раза.
Необходимо не просто перечислять те или иные новшества, а показать, за счет каких приемов и
решений удается повысить производительность. Желательно в первую очередь использовать опыт
базового завода, на котором обучающийся проходит практику, а наряду с этим использовать для
работы те или иные приемы, описываемые в технической литературе, например, изложенные в
работах [2, 4, 14].
30
12. ВОЗМОЖНЫЙ БРАК ПРИ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛИ И МЕРЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
БРАКА
Повышение качества выпускаемой продукции — одна из основных задач современного
машиностроения. В современных условиях создания готовой продукции повышены требования к качеству буквально каждой детали. Обдумывая возможные пути возникновения брака при обработке
заданной детали, обучающийся должен предусмотреть меры его предупреждения. Эти меры необходимо учесть при разработке технологического процесса, и тем самым решить задачу предотвращения
возможности выпуска бракованной продукции.
В случае затруднений при прогнозировании возможных видов брака рекомендуется пользоваться
соответствующими рекомендациями из книги [5] по токарному делу, в конце каждого раздела
которой приведены таблицы с перечислением возможных видов брака по всем видам обработки:
точению, сверлению, растачиванию и т.д.
Анализируя возможность появления брака, обучающиеся должны не просто копировать
описание разных видов дефектов обработки и способов их предупреждения, но пытаться разобраться
в причинах их возникновения, предложить возможный путь предупреждения или уменьшения
вероятности появления бракованной продукции.
Для полного раскрытия причин появления дефектов в деталях и изложения пути предупреждения
их возникновения обучающиеся в соответствии с темой выпускной работы должны изучать и использовать учебники по специальной технологии, а также материалы периодической печати, в
первую очередь, специализированные журналы «Машиностроитель», «Изобретатель и рационализатор» и др. Полезно знакомиться с материалами российских, международных и отраслевых
выставок по вопросам повышения качества выпускаемой продукции.
13. ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ПРИ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛИ
Вопросы безопасности труда являются наиболее злободневными на производстве, поэтому к
правилам безопасности труда необходимо относиться с большим вниманием. Учащиеся за время
обучения неоднократно изучали эти вопросы в курсе специальной технологии, при инструктажах в
процессе производственного обучения в учебном цеху и на заводе. Важно отразить в выпускной
работе все характерные технологические особенности процесса обработки заданной детали и
логически увязать проблемы производства с проблемами безопасности труда.
В любом учебнике по токарному делу практически в каждом подразделе имеются указания по
технике безопасности. Данные указания могут служить руководством при подготовке этого раздела
выпускной работы. Можно пользоваться справочной литературой по вопросам безопасности при
работе на станках. Например, в работах [10, 13] отражены общие вопросы охраны труда и приведены
рекомендации по обеспечению безопасности труда при работе на разных станках, а также дано
описание технологической оснастки, предложенной новаторами ряда предприятий для повышения
безопасности труда. Техника безопасности при наладке станков с ЧПУ описана в книге [11] на
примере наладки станков с программным управлением.
14. НАУЧНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА И РАБОЧЕГО МЕСТА ТОКАРЯ
От умения хорошо и правильно организовать свое рабочее место во многом зависят результаты
работы и физическое состояние рабочего. В последнее время аттестации рабочих мест уделяется
значительное внимание, как и проблемам, связанным с максимальным повышением четкости,
точности, научности организации рабочего места, учета эргономики, применения современной
оснастки [II]. Обучающимся рекомендуется использовать опыт организации лучших рабочих мест в
цехах базового завода, в мастерских техникума. Хорошо освещены эти вопросы в учебниках по
токарному делу, а также в книгах [10, 13] о безопасности труда при работе на металлорежущих
станках. Очень часто материалы по данным вопросам публикуются в периодической печати, в листках по обмену передовым опытом.
15.ТРЕБОВАНИЯ К СПИСКУ ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
В этом разделе обучающийся указывает всю литературу, которую использовал при выполнении
выпускной работы. В перечень использованной литературы должны быть включены использованные
книги, статьи, конспекты. Располагать их лучше в порядке использования литературного источника в
31
тексте расчетно-пояснительной записки. Порядок описания использованных источников
рекомендуется привести в соответствие с ГОСТ 7.1 — 2003 «Библиографическая запись.
Библиографическое описание. Общие требования и правила составления».
16. ТРЕБОВАНИЯ К СОСТАВЛЕНИЮ ОГЛАВЛЕНИЯ
В оглавлении должны быть указаны заглавия подразделов расчетно-пояснительной части
выпускной работы и номера страниц текста, на которых эти заглавия расположены. Еще раз напомним, что каждый новый подраздел выпускной работы должен начинаться с нового листа.
17. СОВРЕМЕННЫЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЛЕЗВИЙНОЙ
ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
Лезвийная обработка является основным методом обработки материалов в машиностроении.
Один из основных путей повышения производительности труда — это повышение режимов резания
за счет использования новых инструментальных материалов и новых конструкций металлорежущих
инструментов. Производительная лезвийная обработка возможна, если материал режущей части
инструмента будет удовлетворять следующим требованиям: 1) твердость его будет выше твердости
обрабатываемого материала; 2) обладает высокими прочностью, теплостойкостью, надежностью в
работе и характеризуется стабильностью свойств. Эти требования подробно описаны в
соответствующей технической и учебной литературе.
Основными направлениями совершенствования инструментальных материалов и инструментов
являются: 1) создание принципиально новых инструментальных материалов; 2) совершенствование
химического состава известных материалов с целью повышения их физико-механических
(технологических) характеристик; 3) совершенствование технологии получения инструментальных
материалов с целью повышения их работоспособности; 4) снижение стоимости инструментальных
материалов с целью снижения затрат на инструменты; 5) исключение дефицитных дорогостоящих
компонентов материалов (например, вольфрама) и т.д.
17.1. Быстрорежущие стали
В СНГ стандартизован выпуск быстрорежущих сталей (БС). С целью повышения
технологических
характеристик
быстрорежущих
сталей
(твердости,
теплостойкости,
износостойкости, вязкости и т.д.) их дополнительно легируют кобальтом, цирконием, гафнием,
танталом, азотом, кальцием, ниобием, карбидом ванадия и др. В современной классификации
различают быстрорежущие стали нормальной и повышенной производительности.
Быстрорежущие стали, обеспечивающие нормальную производительность инструмента, — Р18,
Р9, Р6МЗ, Р6М5, Р9Ф5, Р6М5ФЗ, 11РЗМЗФ2Б и др. - имеют следующие технологические
характеристики: твердость — 63...65,5 HRC, теплостойкость - 610...625°С, прочность при изгибе σи =
3000..4000 Н/мм2. Наиболее распространенной маркой быстрорежущих сталей этой группы является
Р6М5, которая по своим физикомеханическим свойствам идентична высоковольфрамовой стали Р18.
Так, при обработке стали стойкость быстрорежущей стали Р6М5 составляет 0,7 —2,5 стойкости
стали Р18, а при обработке чугуна превосходит стойкость стали Р18 в 3 —7 раз. Стойкость инструментов из стали 10Р6М5 превосходит стойкость инструментов из Р18 и других материалов в 1,8
раза при обработке (сверлении) чугуна СЧ21, в 2 раза при нарезании резьбы метчиками в стали и в
1,5 раза при фрезеровании.
Химический состав быстрорежущей стали 10Р6М5, %:
Углерод
1
Кобальт
0,6
Вольфрам
5,5
Титан
0,1
Молибден
5,3
Цезий
0,01
Хром
4,4
Магний
0,001
Ванадий
1,6
Азот
0,33
Быстрорежущие стали, обеспечивающие повышенную производительность, рекомендуется
применять для обработки труднообрабатываемых материалов. При этом стойкость их в среднем в 2
раза выше, чем у быстрорежущих сталей нормальной производительности. К быстрорежущим сталям
повышенной производительности относятся марки Р18Ф2, Р18Ф2К5, Р18Ф2К8М, Р9М4К8,
Р6М5Ф2К14, Р6М5К5, Р10М4ФЗК10 и др.
32
Наиболее
распространена
сталь
Р6М5К5,
стойкость
которой
при
обработке
труднообрабатываемых материалов выше стойкости Р18 в 3 — 4 раза. Стойкость стали Р6М5Ф2К14
при сверлении стали 20X17Н16 в 50 раз выше, чем у быстрорежущей стали Р18.
На механические свойства быстрорежущей стали значительное влияние оказывает способ ее
получения.
Инструменты, полученные способом порошковой металлургии, более однородны. Стойкость
инструментов из порошковых сталей в 2 раза выше стойкости инструментов из быстрорежущей
стали традиционного способа получения; в 1,5 раза выше стабильность стойкости и на 50 % выше
шлифуемость, что важно как при изготовлении, так и при заточке. К быстрорежущим сталям,
полученным способом порошковой металлургии, относятся стали марок Р6М5К5П, Р12Ф2К8МЗП
(буква «П» в конце марки — порошковый способ получения). Если данные материалы подвергнуть
экструзии — принудительному пластическому деформированию, то физико-механические свойства
стали еще более повысятся (примером являются быстрорежущие стали марок 10Р6М5К5ПЭ,
Р18Ф2К8МЗПЭ). При точении титановых сплавов стойкость таких резцов выше в 3 — 9 раз.
Инструменты из новых сплавов, называемых дисперсионно- твердеющими (марок В18М4К25,
В18М7К25, В4М12К23, В11М7К23, 25В20К25ХФ, ЗВ20К16ХФ и др.), при обработке титановых
сплавов показали стойкость в среднем в 10 — 40 раз выше, чем инструменты из сплава Р18. Буквой
«В» в марке дисперсион- но-твердеющего сплава обозначено наличие вольфрама как легирующего
элемента. Теплостойкость новых сплавов 700... 725 °С, а твердость 68... 72 HRC. Высокая стоимость
и дефицитность вольфрама привели к созданию безвольфрамовых быстрорежущих сталей на основе
никеля и молибдена (например, марки Н8М14KJ4T, Н8М17К13Т).
Стойкость мелкоразмерных сверл из таких быстрорежущих сталей при обработке разных
материалов в 1,4 —7,6 раза выше стойкости сверл из сталей марок Р6М5 или Р18.
17.2. Твердые сплавы.
О масштабах использования твердосплавных инструментов для лезвийной обработки можно
судить по данным о количестве срезаемой стружки. В общем объеме на их долю приходится 70 %
срезаемой стружки. Твердые сплавы по химическому составу согласно ГОСТ 3882 — 74
подразделяются на четыре группы: 1) однокарбидные — вольфрамо-кобальтовые (ВК); 2)
двухкарбидные - титано-вольфрамо-кобальтовые (ТК); 3) трехкарбидные — тантало-титановольфрамо-кобальтовые (ТТК); 4) безвольфра- мовые.
Рекомендации по применению твердых сплавов групп ВК и ТК достаточно широко известны, их
назначение и химический состав известны из справочной литературы. В последние годы появились
новые марки твердых сплавов группы ВК: ВК6-ОМ, ВКЮ-ОМ, ВК15-ОМ, ВКЮ-ХОМ, ВК15-ХОМ,
ВК12Та, стойкость которых в 1,5 — 2 раза выше стойкости твердых сплавов, например, марки ВК8.
Повышение стойкости достигается введением дополнительных легирующих элементов и размером
зерен — основного карбида в структуре, которой как правило составляет 2,5...3,5 мкм.
При формировании в структуре зерен размером 0,5... 1,5 мкм твердый сплав называют
мелкозернистым и маркируют буквой «М» (например, ВК6-М), если количество зерен размером 0,5...
1,5 мкм больше 70%, то сплав называют особомелкозернистым и маркируют буквами «ОМ»
(например, ВК6-ОМ). В марках твердых сплавов ВК6-С—ВК20-С буква «С» обозначает
среднезернистость структуры (размер зерна карбида вольфрама — 2...2,7 мкм), а в марках ВК6-КС—
ВК20-КС буквы «КС» в конце марки указывают на крупнозернистость структуры (размер зерен
карбида вольфрама более 4 мкм), в сплаве ВК20-К размер зерен карбида вольфрама 6... 10 мкм.
Инструменты из твердых сплавов ВК6-С — ВК20-К обеспечивают в 2 — 2,3 раза большую
работоспособность по сравнению с инструментами из сплава ВК8 в тяжелых условиях точения и
фрезерования.
Твердые сплавы ВК12Та дополнительно легированы карбидом тантала (2,5 %), а в сплавах ВКЮХОМ, ВК15-ХОМ вместо карбида тантала вводится карбид хрома. Эти марки хорошо зарекомендовали себя при изготовлении инструментов, используемых для труднообрабатываемых материалов и
для силового точения. В тяжелых условиях точения стабильных заготовок рекомендуется использовать новые двухкарбидные твердые сплавы: Т5К12-В, Т14К8, Т8К7.
Трехкарбидные твердые сплавы обычно применяют для инструментов, предназначенных для
обработки труднообрабатываемых материалов или для тяжелых условий работы. Это сплавы марок
33
ТТ7К12, ТТ7К15, ТТ10К8-А, ТТ10К8-Б.
В трехкарбидном сплаве ТТ20К9 суммарное содержание карбидов титана и тантала 20 % и
стойкость его в 1,5 раза выше стойкости двухкарбидного сплава Т8К7.
В международном стандарте ISO 513 твердые сплавы классифицируются не по химическому
составу, а по области применения. Все твердые сплавы подразделены на три группы: Р (читать как
русское «П»), К и М. Каждая группа в свою очередь разбивается на подгруппы, каждой подгруппе
присвоен двузначный индекс и чем он больше, тем выше прочность твердого сплава. При этом если
прочность выше, то твердость и сопротивление износу ниже. В табл. 17.1 приведены обозначения
наиболее распространенных твердых сплавов по ГОСТ 3882 — 74 и ISO 513.
Сплавы группы Р используют для изготовления твердосплавных инструментов для обработки
материалов, процесс резания которых сопровождается образованием сливной стружки и высокими
температурами, например стали. Сплавы группы Р маркируются синим цветом.
Таблица 17.1
Сравнительная классификация твердых сплавов по ГОСТ 3882-74 и ISO 513
Марка
Марка
Марка
Марка
Марка сплава
Марка
сплава
по сплава группы сплава по ГОСТ сплава группы по ГОСТ 3882-74 сплава группы
ГОСТ 3882-74 Р по ISO 513
3882-74
К по ISO 513
М по ISO 513
Т30К4
Р01
ТТ7К12
—
ВК8, ВК15
К40
Т15К6
Р10
ТТ7К12
Р50
ВК6-ОМ
М05
Т14К8
Р20
ВКЗ, ВКЗ-М
KOI
ВК6-М
М10
ТТ20К9
Р25
ВК6-ОМ
К05
ТТ10К8-Б
М20
Т5К10
РЗО
ВК6-М
К10
ТТ20К8-Б
МЗО
ТТ10К8-Б
—
В Кб, ВК4
К20
ВК8
М40
Т5К12Б
Р40
В Кб, ВК4
К20
Сплавы группы К предназначены для обработки хрупких материалов (цветные сплавы,
неметаллические материалы), резание которых не вызывает разогрева до высоких температур. Эту
группу твердых сплавов маркируют красным цветом.
Сплавы группы М — универсальные, в основном они рекомендуются для обработки
труднообрабатываемых материалов. Сплавы группы М маркируют желтым цветом.
Все более расширяется создание и применение безвольфрамовых твердых сплавов, особенно на
операциях скоростного резания с малым сечением стружки, так как безвольфрамовые твердые
сплавы имеют повышенную теплопроводность, низкую схватываемость со сталью и практически не
образуют нароста. Развитие производства безвольфрамовых твердых сплавов связано также с
высокой стоимостью и дефицитом вольфрама.
17.3. Режущая керамика.
Широкое применение режущей керамики для изготовления режущих инструментов началось
сравнительно недавно, хотя впервые режущая керамика появилась в 1937 г. Высокая твердость (91
...94 HRA), теплостойкость (1 200 °С) режущей керамики, вдвое меньший коэффициент трения по
сравнению с твердыми сплавами и низкая стоимость — вот те достоинства, которые обусловили
широкое распространение керамики для производства лезвийных инструментов. Однако пока
область применения инструментов из режущей керамики ограничивается чистовым или получистовым точением с постоянным сечением срезаемой стружки без ударов на станках повышенной
точности и жесткости (без вибраций), так как по прочностным характеристикам керамика разработанных в настоящее время составов уступает твердым сплавам.
Соблюдение указанных условий обеспечивает повышение стойкости инструментов в 2 — 2,5
раза и повышение производительности в 1,5 —4,5 раза при одновременном снижении затрат на инструменты. Так, например, при обтачивании закаленного стального проката со скоростью 30 м/мин,
глубиной резания 3 мм и подачей 0,7 мм/об гарантируемая стойкость режущей керамики достигает
40 мин, сравнительная стойкость инструмента из твердого сплава группы ВК при обработке того же
34
проката при тех же условиях составляет всего 8 мин. Замена внутреннего шлифования отверстия (0
70Н9, длина 55 мм, сталь 38ХС твердостью не менее 57 HRC) расточкой на токарном станке
трехгранной пластинкой из режущей керамики марки ВОК-60 обеспечила стабильную
шероховатость обработанной поверхности Ra 1,25 мкм. При этом производительность возросла в 4,5
раза (длительность шлифования 4,5 мин, длительность расточки 1 мин). Стойкость одной грани пластинки — 70 — 80 обработанных деталей без замены. Весомым аргументом в пользу замены
шлифования растачиванием является также факт отсутствия прижогов и микротрещин при
использовании режущей керамики. Еще более убедительным примером эффективности
использования режущей керамики явились результаты сравнительных испытаний режущей керамики
при чистовом точении стали ШХ15Т твердостью 62...64 HRC: стойкость резцов из керамики ВОК-63
в 10 — 30 раз больше, чем резцов из ВК6-ОМ при одинаковых режимах резания (подача 0,35 мм/об)
и стойкости инструментов (30 мин). Допустимая скорость резания для ВОК-63 составила 160 м/мин,
а для ВК6-ОМ — всего 10... 12 м/мин. Примеры подтверждают, что применение режущей керамики
позволяет значительно повысить технико-экономические показатели лезвийной обработки.
В настоящее время разработана и используется минералокерамика (оксидная керамика) на
основе глинозема А1203, например, керамика марки ЦМ-332. Низкие прочностные характеристики ее
привели к созданию нового материала — металлокерамики (кермета), т.е. оксидно-карбидной
керамики марок, например, ВЗ, ВОК-60, ВОК-63, ВОК-70. Эти материалы получают при введении в
оксид алюминия карбидов титана и вольфрама (20...25%). В результате прочностные характеристики
керамики возрастают в 2— 2,5 раза. Размер зерна, например, в керамике ЦМ-332 составляет 1... 2
мкм. Некоторые данные свидетельствуют
о возможности увеличения физико-механических характеристик керамики при более тонком
помоле исходных материалов. Пластинки из режущей керамики выпускаются трех- и четырехгранными, ромбическими, круглыми; осваивается более широкая номенклатура пластинок. Режимы
резания для точения и фрезерования инструментами, оснащенными пластинками из керамики марок
ВЗ и ВОК-60, приведены в табл. 17.2.
Таблица 17.2
Рекомендуемые режимы резания при точении резцами, оснащенными пластинками из керамики
марок ВЗ и ВОК-6О (работа без охлаждения)
Обрабатываемый
Твердость
Режим резания
Ориентировочный
материал
HRC
период стойкости
глубина t, мм подача S
скорость одной грани, мин
мм/об
V, м/мин
Стали
конструкционные
(углеродистые и
легированные)
Чугуны серые и
высокопрочные
До 41,5
0,5... 1,0
1.0...1.5
1.5...2.5
0,5...
1,0...1,5
0,3...0,2
0,25...0,15
0,15...ОД
1,0 0,15...0,1
0,12...0,08
51...66
0,1...0,3
0,3...0,5
0,12...0,08
0,1...0,05
НВ 170...269
0,3...
1,5...4,0
41,5...51
1,5 0,4...0,3
0,3...0,2
250... 300
60...90
180... 200
50...70
80... 120
50...60
300... 500
150...200
Примечания: 1. При работе на станках с ЧПУ для повышения надежности обработки при врезании и выходе без
заранее подготовленной фаски, а также при контурной обработке на переходе цилиндр - торец назначать подачи в
пределах 50 % табличных.
2. При работе круглыми пластинами допускается применять подачи в 1,5 раза больше, чем для многогранных
пластин.
На основе нитрида кремния, тугоплавких материалов и оксида алюминия созданы новые
инструментальные материалы — силинит-Р и кортинит ОНТ-20 со следующими физикомеханически- ми характеристиками: твердость — 94... 96 HRA, теплостойкость — 1 600оС, прочность
35
на изгиб 600 Н/мм2. Стойкость инструментов из этих материалов в 1,3 — 5 раз выше стойкости
инструментов из твердых сплавов.
Силинит-Р предназначен для чистовой и получистовой обработок конструкционных и
инструментальных сталей твердостью до 70 HRC, чугунов и других материалов. Высокая стойкость
инструментов из силинита-Р при ударных нагрузках позволяет использовать их для торцового
фрезерования и прерывистого точения взамен твердых сплавов Т30К4, Т16К6, ВКЗ, ВКЗ-М, ТТ8К6.
Возможность высококачественной доводки инструментов из силинита-Р позволяет получать
шероховатость обрабатываемых поверхностей R, до 0,2 мкм. Рекомендуемые режимы резания различных материалов инструментами из силинита-Р приведены в табл. 17.3. Выпускались опытные
партии таких неперетачиваемых трех-, четырех- и пятигранных пластинок для инструментов с механическим креплением.
Таблица 17.3
Режимы резания инструментами из силинита-Р
Вид
Обрабатываемый
Режим резания
обработки
материал
Глубина t, мм Подача S0, мм/об
Скорость V, м/мин
не более
Точение Конструкционные
и
инструментальные стали
Стали
закаленные,
59...64HRC
Чугун
Тонкое Сплавы на основе меди и
точение алюминия
Конструкционные
и
инструментальные стали
и чугуны
3,0
0,5
4,2
1,0
0,15
2,5
3,0
0,7
5,0
0,1
0,05...0,01
5,0 и более
3,0
S
мм/зуб,
0,4
2,6...6,7
17.4. Сверхтвердые синтетические материалы
Современные сверхтвердые материалы получают на основе нитрида бора с кубическим
строением атомной решетки (композиты) или поликристаллов алмаза (карбонадо, баллас и др.).
Твердость этих материалов практически равна твердости алмаза. Если твердость природных и
искусственных алмазов равна 10 по шкале Мо- оса, то твердость кубического нитрида бора — 9,9.
Теплостойкость эльбора-Р составляет 1800 °С. Такие параметры сверхтвердых материалов
обеспечивают высочайшее качество инструментов из них и возможность обработки любых по
твердости и прочности материалов. Кроме того, современные сверхтвердые материалы на основе
нитрида бора инертны к железу, т. е. инструментами на их основе можно обрабатывать
железосодержащие материалы.
Инструменты на основе синтетических алмазов рекомендуются для обработки не содержащих
железа и углерода материалов. Высокие твердость и теплостойкость инструментов с использованием
сверхтвердых материалов позволяют обеспечивать высокие режимы резания (табл. 17.4, 17.5) и
получить высокое качество обработанных поверхностей.
Повышенными рабочими характеристиками обладают инструменты типа «сэндвич» —
двухслойные пластинки нитрида бора и слоистые пластинки режущей керамики. В двухслойных
пластинках нитрида бора и слоистых пластинах режущей керамики хорошо сочетаются режущие
свойства композита 10 (гексанита-Р) и композита 01 (эльбора-Р) или керамики ВОК-бО с прочностью
металлической подложки. Применение этих материалов позволяет повысить стойкость инструментов
в 2 — 3 и даже в 6 раз, производительность лезвийной обработки — в 2 —4 раза при соответствующем снижении расхода дорогих сверхтвердых материалов.
Эти инструменты при оптимальных режимах резания позволяют достигать степени точности,
соответствующей квалитету 6 — 9 и шероховатости Ra 2,5...0,4 мкм.
Двухслойные пластинки нитрида бора выпускаются круглой и ромбической форм, а слоистые
пластинки режущей керамики по форме квадратные и прямоугольные. Данные сверхтвердые синте36
тические материалы предназначены для инструментов с механическим креплением пластинок в
державке. Инструменты из композитов марок 01 — 10 представляют собой сборную конструкцию,
состоящую из державки и вставки. Выпускаемые вставки имеют 20 типоразмеров (7... 16 мм) с
разными углами заточки.
Рекомендуемые режимы резания инструментами, оснащенными композитом 10 (гексанитом-Р),
приведены в табл. 17.6.
Важно отметить сохранение высокой размерной стойкости инструментов из синтетических
алмазов и композита. Перспективные технические характеристики имеет новый синтетический материал — киборит, созданный также на основе кубического нитрида бора. Инструмент с
использованием киборита хорошо работает как на черновых, так и на чистовых режимах резания,
сохраняя высокую износостойкость при скоростях резания до 200 м/мин и позволяя обрабатывать
наплавленные поверхности деталей твердостью до 60...64 HRC, что практически невозможно
выполнить другими инструментами. Высокая стабильность свойств киборита в пределах всей
изготовленной партии инструментов, независимость его свойств от температуры делают этот
сверхтвердый материал перспективным для использования на станках с ЧПУ, на автоматах и
автоматических линиях.
Таблица 17.4
Режимы резания резцами с режущими пластинами из композита
Характер
Марка
Режим резания
резания
композита
Обрабатываемые материалы
Глубина t, мм Подача
мм/об
Стали:
Без удара 01; 05 10
0,05...3,0
0,03...
твердостью до 40 HRC
С ударом
0,05... 1,0
0,03...0,1
закаленные, твердость 40...58 HRC Без удара
С ударом
01
10
Чугуны:
Без удара
серые и высокопрочные, твердость С ударом
150...300 НВ
отбеленные,
закаленные, Без удара
твердость 400...600 НВ
С ударом
05; 01 01; 0,05...
05; 10
0,05...3,0
05; 01 10
Износостойкие
покрытия
на Обработка 01; 10
основе
никеля
(плазменное по корке
напыление), твердость 48,5... 58
HRC
Твердые сплавы ВК15, ВК20, Без удара 10; 01
ВК25 и т.п.
Обрабатываемый
материал
0,05...0,8
0,05...0,2
Точение,
растачивание
Точение,
растачивание
Точение
Растачивание,
точение
37
0,03
...0,1 50...
0,03...0,07
40...
120
100
3,0 0,05...0,3 0,05 300... 1000
...0,15
300... 700
0,05...2,0
0,05... 1,0
0,03...0,15
0,03 ...0,10
80... 200 50...
100
0,1...0,5
0,03...0,15
50... 100
0,05... 1,0
0,03 ...0,1
5...20
Вид обработки Тип операции Марка СТМ
Стали:
Получистовая
инструментальные, под
шипниковые, легированные, конструкционные,
термически
Чистовая
обработанные
до
твердости 41,5 < HRC <
< 59...61
S„, Скорость V,
м/мин
0,2 50... 160
40... 120
Таблица 17.5
Режим резания
Глубина I, Подача S0, Скорость
мм
мм/об
V, м/мин
Композит 05 0,5... 1,0
0,1...0,2 50... 100
Композит 10 0,3...0,5
0,25.„0,3
Композиты 0,05...0,1
01; 02; 03;
05
Композиты 0,15...0,25
09; 10*
0,1 ...0,15 40.„90
0,1...0,12 40...90
0,05... 0,08 60... 120
0,05... 0,08 50... 120
Тонкая
Точение
0,25...0,5
0,05... 0,07 50... 100
Растачивание
0,15...0,25
0,05... 0,07 50... 100
Композиты 0,05...0,1
01; 02; 03
Композиты 0,02...0,05
09; 10*
0,05...0,1
0,05... 0,07 80... 180
Точение
Растачивание
Точение
Растачивание
Чугуны:
Получистовая Растачивание
серые и высокопрочные,
твердость 160...270 НВ
отбеленные закаленные,
Точение
твердость 400...600 НВ
Растачивание
Точение
Растачивание
Чистовая
Точение
Растачивание
Точение
Растачивание
0,5.„0,01
60... 180
0,5.„0,01
60... 120
0,02... 0,05 0,5.„0,01
60... 120
Композиты 0,1...0,2
09; 10*
0,02
...0,07
100... 200
Композиты 0,5... 1,0
05; 01
0,25...0,5
Композит 10 0,5...0,7
0,1 ...0,2
100...200
Композиты 0,25...0,5
05; 01; 02
Композиты 0,2...0,15
05; 01; 02
Композиты 0,15.„0,25
09; 10
0,2.„0,5
Композиты 0,1.„0,2
09; 10
0,1.„0,12 100...200
0,1...0,15 100... 200
0,1...0,15 100... 150
0,1. „0,12 100... 200
0,02.„0,07 100... 150
0,02. „0,07 100... 150
0,04. „0,09 5... 10
* Верхние значения
Таблица 17.6
Рекомендуемые режимы резания при точении резцами, оснащенными композитом 10
Обрабатываемый
Режим резания
Средняя
Шероховатость, Примечание
материал
стойкость
Ra, мкм
Глубина t, Подача
Скорость резца, мин
мм
Sa, мм/об V, м/мин
Сталь ХВГ (63...65 0,1. „0,5 0,02.„0,1 50... 150 90.„60
1,25 ...0,63
Без СОТС
HRC)
Чугун СЧ21 (180...210 0,1.„0,8
НВ)
0,02. „0,2 300... 800 100... 60
2,5... 1,25
С СОТС
Сталь 30ХГСНА (47,5... 0,1. „0,5
49,5 HRC)
0,02.„0,1 75.„300
100...60
0,63
Без СОТС
Сплавы
ВК10-ВК25 0,05.„0,5 0,02 ...0,1 35.„50
(84...88 HRA)
40... 15
0,63 ...0,32
Без СОТС
Износостойкие
0,05... 1,0 0,02.„0,2 30...80
наплавки (70...80 HRA)
60...30
0,63 ...0,32
Без СОТС
38
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Тематика и объем письменной экзаменационной работы
2. Общие методические указания по выполнению письменной экзаменационной работы
3. Задание
4. Требования к чертежу детали
5. Требования к введению
6. Требования к детали и заготовке
7. Технологический процесс обработки детали
8. Выбор режущего, контрольно-измерительного и вспомогательного инструментов
9. Выбор станка и его техническая характеристика
10. Расчет режимов резания
11. Передовые приемы труда, используемые при обработке
12. Возможный брак при обработке детали и меры предупреждения брака
13. Правила безопасности труда при обработке детали
14. Научная организация труда и рабочего места токаря
15. Требование к списку использованной литературы
16. Требование к составлению оглавления
17. Современные инструментальные материалы для лезвийной обработки резанием
Список литературы
39
3
4
5
6
7
8
9
10
19
21
21
30
31
31
31
31
32
32
40
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Багдасарова Т. А. Токарь-универсал / Т. А. Багдасарова. — М.: Издательский центр
«Академия», 2004. — 320 с.
2. Багдасарова Т. А. Допуски, посадки и технические измерения : рабочая тетрадь / Т. А.
Багдасарова. — М. : Издательский центр «Академия», 2004. - 95 с.
3. Вереина Л. И. Справочник токаря / JI. И. Вереина. — М. : Издательский центр «Академия»,
2004. — 448 с.
4. Драгун А. П. Режущий инструмент (для молодых рабочих) / А. П. Драгун. — JI.: Лениздат,
1986. — 112 с.
5. Денежный П.М. Токарное дело / П. М. Денежный, Г. М. Стискин [и др.]. — М.: Высш. шк.,
1979. — 240 с.
6. Зайцев С. А. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении / С. А. Зайцев, А.
Д. Куранов, А. Н.Толстов. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 240 с.
7. Контрольно-измерительные приборы и инструменты / [С. А. Зайцев, Д.Д. Грибанов, А.
Н.Толстов, Р.В.Меркулов]. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 464 с.
8. Зайцев Б. Г. Справочник молодого токаря / Б. Г. Зайцев, С. Б. Рыцев. — М.: Высш. шк., 1988. —
333 с.
9. Краткий справочник металлиста / под общ. ред. П. Н. Орлова и Е. А. Скороходова. — М.:
Машиностроение, 1987. — 960 с.
10. Куликов О.Н. Охрана труда в металлообрабатывающей промышленности / О.Н.Куликов,
Е.И.Ролин. — М. : Издательский центр «Академия», 2004. — 144 с.
11. Марголит Р. Б. Эксплуатация и наладка станков с программным управлением и
промышленных роботов / Р. Б. Марголит. — М.: Машиностроение, 1991. — 269 с.
12. Палей М.А. Единая система допусков и посадок (ЕСДП СЭВ) : комплект плакатов /
М.А.Палей, Г.С.Кудинова [и др.]. — М. : Изд-во стандартов, 1980.
13. Сидоров В.Н. Безопасность труда при работе на металлорежущих станках / В. Н. Сидоров. —
Л.: Лениздат, 1985. — 112 с.
14. Соболь А. М. Пути повышения производительности труда станочников (на примере токарей) /
А. М. Соболь, Г. Ф. Соболь. — М.: Высш. шк., 1985.-74 с.
15. Справочник инструментальщика / под ред. И. А. Ординарцева. — Л.: Машиностроение, 1987.
— 845 с.
16. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. Т. 1 и Т. 2 / под ред. А. Г. Косиловой и Р. К.
Мещерякова. — М.: Машиностроение, 1985. — 654 с. + 485 с.
17. Черпаков Б. И. Технологическое оборудование машиностроительного производства / Б. И.
Черпаков, Л. И. Вереина. — М.: Издательский центр «Академия», 2005. — 400 с.
40