Резание материалов для заочников 2 изд

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАМЫШИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО
УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА «ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ»
Резание материалов
Программа, методические указания
и задания для контрольной работы по курсу «Резание материалов»
для направления 151000 «Конструкторско-технологическое обеспечение
автоматизированных машиностроительных производств» по специальности
151001 «Технология машиностроения»
Форма обучения – заочная
Волгоград
2011
УДК 621. 91(07)
Р 34
РЕЗАНИЕ МАТЕРИАЛОВ: программа, методические указания и задания
для контрольной работы по курсу «Резание материалов» для направления
151000 «Конструкторско-технологическое обеспечение автоматизированных машиностроительных производств» по специальности 151001
«Технология машиностроения» / Сост. П. В. Ольштынский, С. Н. Ольштынский. – 2-е изд., перераб. – Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2011. – 43 с.
Изложены программа курса, методические указания по разделам
дисциплины и приведены вопросы для самоконтроля, даны рекомендации по учебной литературе, а также включены задания и варианты к ним
по котрольной работе.
Предназначены для студентов заочной формы обучения, но могут быть
полезны и для студентов других форм обучения.
Табл. 13. Библ.: 8 назв.
Рецензент к. т. н. Н. И. Никифоров
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Волгоградского государственного технического университета
Составители: Павел Васильевич Ольштынский
Сергей Николаевич Ольштынский
РЕЗАНИЕ МАТЕРИАЛОВ. Программа, методические указания и задания для контрольной
работы по курсу «Резание материалов» для направления 151000 «Конструкторскотехнологическое обеспечение автоматизированных машиностроительных производств» по
специальности 151001 «Технология машиностроения»
Под редакцией авторов. Темплан 2011 г., поз. № 3К.
Подписанов печать 28. 12. 2011 г. Формат 60×84 1/16.
Бумага листовая. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 2,56. Уч.-изд. л. 2,9.
Тираж 100 экз. Заказ №
Волгоградский государственный технический университет
400131, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, корп. 1.
Отпечатано в КТИ
403874, г. Камышин, ул. Ленина, 5
© Волгоградский
государственный
технический
университет, 2011
2
1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО
В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
1.1 Цель преподавания дисциплины
Целевая установка преподавания курса "Резания материалов" заключается в овладении студентами комплексов знаний, умений и навыков по
природе и основным закономерностям процессов резания материалов.
1.2 Задачи изучения дисциплины
В результате изучения дисциплины, в соответствии с требованиями
Государственного образовательного стандарта специальности 151001
«Технология машиностроения» студенты ДОЛЖНЫ:
ИМЕТЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ о свойствах инструментальных материалов, закономерностях процессов, протекающих при обработке резанием;
ЗНАТЬ группы и марки инструментальных материалов и СОТС,
элементы режима резания металлов и параметры срезаемого слоя, конструктивные и геометрические элементы основных режущих инструментов, закономерности процессов стружкообразования, формирования обрабатываемой поверхности и изнашивания режущего инструмента, виды
резания и технологические характеристики операций, тепловые явления и
силовые характеристики процесса резания;
УМЕТЬ определять статистические и кинематические параметры
резца, параметры срезаемого слоя, элементы режима резания, температуру резания, параметры стойкости инструментов, показатели качества обработанной поверхности;
ПРИОБРЕСТИ ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ выбора режущего
инструмента, его геометрических параметров, материала режущей части,
вид СОТС применительно к различным операциям механической обработки резанием, назначения и расчета параметров режима резания, оптимизированного по различным критериям, расчета машинного времени
операции.
1.3. Перечень дисциплин (разделов, тем), усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины
Таблица 1
Наименование
дисциплины
1. Начертательная
геометрия
Наименование тем
Конструкторская документация, оформление чертежей, геометрические основы черчения, изображения, надписи, метод проекций, ортогональные проекции, методы преобразования, позиционные и метрические задачи, развёртки, аксонометрия, технический рисунок.
3
Продолжение табл. 1
Наименование
дисциплины
2. Высшая
математика
3. Физика
4.
5.
Наименование тем
Векторная алгебра, линии и поверхности второго порядка, функция,
дифференциальное и интегральное исчисления.
Кинематика, динамика, работа и механическая энергия, механические колебания, реальные газы, жидкости, твердые тела, электрический ток, теплофизика.
Сопротивление Растяжение, сжатие, изгиб, основы теории напряженного и деформиматериалов
рованного состояний, прочность, устойчивость, колебания упругих
систем, методы экспериментальных исследований.
ТехнологичеОсновы металловедения, номенклатура и свойства металлических
ские процессы в конструкционных материалов, основы металлургии чёрных и цветмашиностроении ных металлов и производство отливом, обработка резанием, основы
порошковой металлургии и металлокерамики, неметаллические материалы, термическая обработка.
1.4. Дисциплина "Резание материалов" является базовой для изучения курсов "Режущий инструмент", "Металлорежущие станки",
"Проектирование станочных приспособления", "Технология машиностроения", а также при курсовом и дипломном проектировании.
2. ОБШИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Одним из основных требований, предъявляемых инженерутехнологу, является овладение комплексом знаний, умений и навыков
изучаемой дисциплины. Курс "Резание материалов" является фундаментом для изучения всех других инженерных дисциплин специальности
"Технология машиностроения".
Известен ряд способов изготовления деталей в машиностроении:
точное литьё, штамповка, ковка, электрофизические и электрохимические методы и др.,
применение этих методов ограничено либо перечнем обрабатываемых материалов, либо трудоемкостью, а иногда и невозможностью достижения высоких параметров точности и качества обработки, либо низкой производительностью процесса.
Метод обработки металлов и их сплавов резанием – наиболее распространенный в настоящее время в машиностроении технологический
процесс. Суть его заключается в придании заготовке требуемой формы и
размеров путем снятия стружки режущим инструментом. Знание закономерностей физических явлений процесса резания металлов дает возможность совершенствовать его, создавать основы управления качеством
деталей и машин, решать задачи повышения производительности труда.
По некоторым данным процесс обработки металлов резанием составляет
до 60% от всей продукции машиностроения.
4
Приступая к изучению курса "Резание материалов” студент должен
иметь рабочую программу, методические указания и учебные пособия.
Целесообразно составить конспект, в котором должны быть: план и
основные положения изучаемых тем, расположенных в логической последовательности; геометрические построения сечений режущей части
инструмента; схемы обработки; эмпирические формулы для расчета основных параметров процесса резания.
Для закрепления изученного материала и самоконтроля знаний рекомендуется ответить на вопросы контролирующей программы, которые
приводятся в методических указаниях к темам курса.
Студенты специальности 151001 должны выполнить одну контрольную работу.
Консультации по изучению данного курса проводят преподаватели
кафедры “Технология машиностроения”.
После выполнения контрольной работы студенты в установленный
деканатом и кафедрой срок слушают установочные лекции, выполняют
лабораторный практикум, а затем сдают зачёт.
3. СОДЕРЖАНИЕ
Тема 1. ВВЕДЕНИЕ.
1. Задачи, стоящие перед металлообработкой резанием и пути их
решения
2. Основные этапы развития науки о резании. Проблемы науки о резании металлов,
3. Цель и задали курса, его влияние в подготовки инженератехнолога. Межпредметные связи.
Тема 2. ГЕОТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ
РЕЗЦА. ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ И СРЕЗАЕМОГО СЛОЯ
Основные понятия и определения, кинематические схемы резания.
Элементы конструкции и геометрические параметры резца (углы заточки).
3. Определение рабочих углов резца в процессе резания.
4. Режимы резания (скорость резания, подача, глубина резания) и
их размерность. Параметры срезаемого слоя и их взаимосвязь с глубиной
резания и подачей.
5. Номинальное и действительное поперечное сечение среза. Понятие об остаточном сечении и его влияние на величину шероховатости
обработанной поверхности.
5
Тема 3. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Требования, предъявляемые к эксплуатационным свойствам инструментальных материалов.
Классификация инструментальных материалов. Маркировка, химический состав, механические свойства и область применения инструментальных углеродистых, легированных и быстрорежущих сталей, твердых
сплавов, минералокерамических сплавов и сверхтвердых материалов.
Тема 4. СТРУЖООБРАЗОВАНИЕ ПРИ РЕЗАНИИ
Сведения о пластической деформации металла.
2. Экспериментальные методы изучения процесса стружкообразования.
Классификация стружек по И.А. Тиме. Процесс образования сливной стружки.
3. Процесс образования элементной стружки и нароста. Виды нароста и зависимость его параметров от условий резания. Влияние нароста
на процесс резания.
4. Усадка стружки, причины её вызывающие. Усадка стружки как
показатель степени пластической деформации. Влияние условий резания
на усадку стружки.
5. Наклёп обработанной поверхности. Зависимость степени и глубины наклепа от условий резания.
6. Влияние условий резания на параметры качества обработанной
поверхности – шероховатость, волнистость поверхности, физикомеханические свойства.
Тема 5. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ РЕЗАНИЯ
Источники образования теплоты при резании металлов.
2. Экспериментальные методы изучения тепловых явлений.
3. Влияние различных факторов процесса резания на его температуру.
4. Смазочно-охлаждающие технологические среды (СОТС) и их
влияние на процесс резания.
Тема 6. СИЛЫ РЕЗАНИЯ
1. Система сил, действующих на передней и задней поверхностях
инструмента.
2. Составляющие силы резания при точении.
3. Аппаратура, применяемая для измерения сил резания.
4. Зависимость силы резания от параметров процесса резания.
Обобщённые формулы для определения составляющих силы резания.
6
Тема 7. ИЗНОС ИНСТРУМЕНТА
1. Характеристики изнашивания; виды износа инструмента и его
физическая природа.
2. Влияние различных факторов процесса резания на величину износа.
3. Критерии износа.
Тема 8. СТОЙКОСТЬ ИНСТРУМЕНТА И
СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ ПРИ ТОЧЕНИИ
1. Понятие стойкости инструмента. Размерная стойкость.
2. Математическая связь между скоростью резания и периодом
стойкости инструмента.
3. Скорость резания при заданной стойкости инструмента, независимость от условий резания.
Тема 9. МЕТОДЫ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО
РЕЖИМА РЕЗАНИЯ
1. Методика расчета режима резания.
2. Расчёт оптимального режима резания с учетом ограничений по
прочности и жесткости заготовки резца, требований по достижению заданных параметров точности и качества обработки, заданной стойкости
инструмента.
3. Назначение режимов резания по таблицам, расчётным путем, с
применением ЭВМ.
Тема 10. СТРОГАНИЕ И ДОЛБЛЕНИЕ
1. Особенности процесса прерывистого резания. Параметры режима
резания и геометрии срезаемого слоя.
2. Силы резания при строгании и долблении. Износ резцов. Назначение параметров режима резания при строгании и долблении.
Тема 11. СВЕРЛЕНИЕ
1. Характеристика операции. Основные конструктивные элементы
и геометрические параметры сверла.
2. Схемы процесса сверления. Элементы режима резания и срезаемого слоя.
3. Силы резания при сверлении и их зависимость от условий резания.
4. Износ режущей части сверла. Критерии затупления. Скорость резания при заданной стойкости.
5. Методика назначения режима резания при сверлении.
7
Тема 12. ЗЕНКЕРОВАНИЕ И РАЗВЕРТЫВАНИЕ
1. Характеристика операций. Основные конструктивные и геометрические параметры зенкеров и разверток.
2. Динамика зенкерования и развертывания.
3. Назначение параметров режима резания при зенкеровании и развертывании.
Тема 13. ФРЕЗЕРОВАНИЕ
1. Характеристика операций. Основные элементы конструкций и
геометрические параметры цилиндрической и торцевой фрез. Элементы
режима резания и размеры срезаемого слоя при фрезеровании. Условия
равномерности фрезерования.
2. Схемы резания при фрезеровании. Силы и мощность резания.
3. Износ фрез и критерии затупления. Стойкость фрез и скорость
резания при заданной стойкости.
4. Методика назначения режима резания при фрезеровании.
Тема 14. ПРОТЯГИВАНИЕ
1. Назначение операции. Основные конструктивные и геометрические параметры протяжек.
2. Схемы резания при протягивании. Элементы режима резания и
срезаемого слоя при протягивании.
3. Износ протяжек. Назначение режимов резания при протягивании.
Тема 15. ШЛИФОВАНИЕ
1. Назначение операции и особенности процесса шлифования.
Схемы резания при шлифовании. Абразивный материал, абразивные инструменты, их характеристика и особенности.
2. Виды шлифования. Параметры режима резания.
3. Силы резания и мощность при шлифовании. Тепловые явления
при шлифовании.
4. Износ шлифовальных кругов.
5. Выбор рационального режима резания при шлифовании. Качество поверхности при шлифовании и зависимость его от условий резания.
Тема 16. ОБРАБАТЫВАЕМОСТЬ МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ
Способы определения обрабатываемости.
Процесс резания как система.
Теория автоматического регулирования процесса резания.
8
Тема 17. ОПТИМИЗАЦИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
СИСТЕМЫ РЕЗАНИЯ
Пути интенсификации процессов обработки металлов резанием.
ПРИМЕЧАНИЕ. Разделы, касающиеся вопросов нарезания резьб,
зубонарезания, в курсе не рассматриваются. Содержание этих разделов
по методическим соображениям будет изучаться в курсе "Режущий инструмент".
ЛАБОРАТОРНО–ПРАКТИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ
Наименование работ
1. Кинематика резания при точении и сверлении.
2. Исследование влияния режима резания на усадку стружки.
3. Исследование методом естественной термопары влияния элементов режима резания на среднюю температуру контактных поверхностей инструмента
при механической обработке.
4. Экспериментальное определение сил резания.
Объём,
в час.
2
2
ИТОГО
2
2
8
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАЗДЕЛАМ КУРСА И
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
ВВЕДЕНИЕ
Приступая к изучению курса, большое значение должно уделяться
введению, в котором отражаются: актуальность изучения дисциплины; на
конкретных примерах проследить этапы развития машиностроения; роль
изучаемой дисциплины в практической деятельности будущего инженера-технолога.
2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ РЕЖУШЕЙ ЧАСТИ РЕЗЦА,
ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ И СРЕЗАЕМОГО СЛОЯ
1.
Знать определение понятия "процесс" и его основные параметры. Проанализировать с этой точки зрения понятие "процесс резания".
Одним из условий осуществления процесса резания является наличие движения. Рассмотреть основные принципиальные кинематические
схемы резания. Уяснить понятия: движение резания, движение подачи;
обрабатываемая, обработанная поверхности, поверхность резания.
2.
Изучение конструктивных элементов резца рекомендуется
осуществлять с помощью натурного образца. Уметь выполнять эскиз
9
резца с указанием всех его элементов. При изучении геометрических параметров инструмента необходимо знать координатные плоскости и четко представлять их расположение в пространстве.
Большое внимание уделите статической геометрии токарного проходного резца, знание которой поможет при изучении геометрии всех
других инструментов. Необходимо правильно строить сечение в главной
и вспомогательной секущих плоскостях, уяснить необходимость этих
сечений, четко формулировать определения углов заточки резца (  ,  ,
 ,  ,   ,  ,  ,  ).
3. Изменение статических углов заточки резания в процессе резания происходит в основном за счет:
а) сложного относительного движения резца и заготовки;
б) резец устанавливается таким образом, что его ось не перпендикулярна оси центров станка (меняются углы  и  );
в) вершина резца устанавливается выше или ниже оси центров
станка (меняются углы  ,  ,  ). Необходимо уметь на эскизах указывать действительные (рабочие) углы резца.
4. Важно в этом разделе знать определение основных элементов
режима резания (скорости резания, подачи, глубины резания, машинное
время), основные элементы геометрии срезаемого слоя (а – толщина среза; в – ширина среза); уметь показывать все элементы на графических
схемах. Запомнить математическую зависимость и уметь ее вывести
между глубиной резания (t) и шириной среза (b);подачей (s) и толщиной
среза (a).
5. Данный раздел будет легко усвоен, если Вы четко в крупно масштабе нарисуете схему для определения параметров срезаемого слоя, при
этом инструмент из начального положения переместится на величину
подачи S. Вывод формулы действительной площади среза основан на
знании элементарной тригонометрии.
Литература: [1], с. 42-70; [2], с. 10-21; [3], с. 30-63
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Назовите основные принципиальные кинематические схемы резания. Дайте определение главного и вспомогательного движений.
2. Дайте определение основных элементов резца (готовка, тело резца; передняя, главная задняя, вспомогательная задняя поверхности, опорная поверхность); укажите эти элементы на эскизе и на образце.
3. Дайте определение и изобразите графически: а) основные поверхности на обрабатываемой детали; б) плоскость резания, основную
плоскость, главную секущую и вспомогательную секущую плоскости.
10
4. Постройте сечения резца в главной и вспомогательной секущих
плоскостях. Покажите углы режущего клина в этих сечениях и углы в
плане. Дайте определения этих углов.
5. Показать на схемах рабочие углы резца и вывести формулы для
их определения: а) общие закономерности изменения геометрических
параметров от условий установки резца; б) система кинематических геометрических параметров.
6. Что такое скорость, подача, глубина резания? Их размерности.
7. Выведите математические зависимости между параметрами ре
жимов резания и параметрами срезаемого слоя.
8. Выведите формулу площади действительного сечения среза.
3. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЬЕ МАТЕРИАЛЫ
1. Требования, предъявляемые к инструментальным материалам,
определяются условиями работы инструмента, особенно его контактных
поверхностей. Важнейшими из требований следует считать: а) высокую
твердость; б) механическую прочность; в) теплостойкость; г) красностойкость; д) технологичность; е) экономичность.
2. В настоящее время нет инструментальных материалов, которые
одновременно удовлетворяли бы всем требованиям. Однако в той или
иной мере им отвечают следующие инструментальные материалы (классификация): углеродистые инструментальные стали; легированные инструментальные стали; быстрорежущие стали; твердые сплавы; минералокерамика; сверхтвердые материалы (алмазы, кубический нитрид бора и
др.).
Следует изучить химический состав, физические и механические
свойства, область применения, маркировку всех групп инструментальных
материалов.
Обратить внимание как исходные свойства инструментальных материалов могут быть улучшены путем термической обработки.
Литература: [1], с. 17-34;[2], с. 26-36;[ 3], с. 13-29.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Дайте обоснование основных требований, предъявляемых к инструментальным материалам,
2. Маркировка (привести примеры), химический состав, область
применения, основные свойства углеродистых и легированных инструментальных сталей.
3. Перечислите основные группы инструментальных быстрорежущих сталей; приведите примеры маркировки с пояснением физикомеханических свойств.
11
4. Дайте характеристику трех групп твердых сплавов. Поясните
влияние процентного содержания кобальта на свойства металлокерамических твердых сплавов.
5. Приведите преимущества и недостатки минералокерамических
сплавов по сравнению с металлокерамическими твердыми сплавами.
6. Приведите основные характеристики сверхтвердых материалов
на конкретных примерах.
4. СТРУЖКООБРАЗОВАНИЕ ПРИ РЕЗАНИИ
Прежде чем приступить к изучению физических закономерностей,
действующих в процессе резания, необходимо ясно представлять строение металлов и явление пластической деформации. Большое внимание
следует уделить механике процессов пластической деформации при резании металлов; и с точки зрения протекании пластической деформации
изучить процесс стружкообразования. Уметь схематически зарисовать
этот процесс с указанием зоны опережающей деформации и положения
плоскости скольжения.
При изучении процесса стружкообразования, размеров и формы зоны деформации применяют следующие основные экспериментальные
методы: визуального наблюдения; скоростной киносъемки; метод делительной сетки; металлографический метод; метод измерения микротвердости; поляризационно-оптический метод; механический и рентгенографический.
Необходимо знать какие параметры измеряются тем или иным методом; недостатки и преимущества каждого метода.
4. Изучая классификацию стружек, следует научиться правильно
зарисовывать каждый вид стружки и указывать конкретные условия, при
которых образуется тот или иной вид стружки.
Построение схемы, поясняющей процесс образования сливной
стружки, поможет уяснить механизм образования зоны первичной и вторичной деформации и понять, что процесс стружкообразования подчиняется закономерностям простого сдвига.
5. При изучении явления усадки стружки необходимо уяснить причины его возникновения. Основное внимание следует уделить изучению
зависимости коэффициента усадки стружки от условий резания. Наиболее часто степень пластической деформации принято оценивать коэффициентом усадки стружки. Уметь показать графически влияние режимов
резания на коэффициент усадки стружки.
6. При изучении явления наростообразования в процессе резания
необходимо представить себе суть явления и причины его вызывающие.
Знать, как влияет нарост на стойкость режущего инструмента и качество
обработанной поверхности. Большое внимание рекомендуется уделить
12
изучению зависимости величины и устойчивости нароста от условий резания, в особенности от скорости резания.
7. При изучении явления наклёпа следует уделить внимание рассмотрению зависимости глубины наклепа от условий резания. Разобраться, как влияет наклеп поверхности на износ деталей.
8. Необходимо знать характеристику основных параметров качества
поверхности (шероховатость, волнистость, физико-механические свойства поверхностного слоя). При изучении шероховатости поверхности
микронеровности с методической точки зрения удобно делить на расчетные и действительные неровности и выявить причины их вызывающие. Знать как определяются расчетные и реальные неровности по форме
и высоте. Важнейшими показателями состояния поверхностного слоя
являются величина, знак и глубина залегания остаточных напряжений,
степень наклепа и толщина наклепанного слоя. Необходимо уяснить влияние параметров процесса резания и геометрии инструмента на эти показатели.
Литература: [1], с. 71-112; [2], с. 40-53; [3], с. 64-95
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
В чем заключается явление пластической деформации?
Расскажите о процессе стружкообразования, зарисуйте схему процесса, укажите положение плоскости и угла скалывания, дайте им определение.
Назовите особенности каждого экспериментального метода изучения
процесса стружкообразования.
Какова особенность процесса образования элементной стружки?
Какова природа нароста и как он влияет на фактическую геометрию
режущей, части инструмента? Пояснить зависимость высоты нароста от
скорости резания.
Что такое усадка стружки, каковы причины её возникновения?
Какова зависимость коэффициента усадки стружки от условий резания? Поясните характер влияния скорости резания на усадку стружки.
Природа возникновения микронеровностей. Зависимость высоты
шероховатости от условий резания.
5. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ РЕЗАНИЯ
1. Теплота резания – результат работы резания. Распределяется
теплота в процессе резания в заготовку, инструмент, стружку, окружающую среду неравномерно. Нужно уметь составлять уравнение теплового
баланса.
2. Ознакомиться с методами измерения температуры резания, их
особенностями и функциональным назначением.
13
При изучении этого вопроса обратите внимание на связь между
температурой резания и условиями резания, причем рассматривать нужно только лишь изменение одного параметра при постоянстве других.
Изучая СОТС, необходимо записать в конспект требования, предъявляемые к ним, дать их классификацию, указав характеристику каждой
группы. Зарисовать схемы подводя СОТС в зону резания.
Литература: [1], с. 180-203; [2], с. 54-67; [3] с. 106-120.
ВОСПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
Зарисуйте схематически и охарактеризуйте основные источники
возникновения теплоты.
Куда и в каком процентном соотношении распределяется теплота в
процессе резания? Запишите уравнение теплового баланса.
Охарактеризуйте основные методы измерения температуры резания.
Как зависит температура резания от марки обрабатываемого материала, геометрии инструмента (  ,  ,  ,  ,  ), элементов режима резания
(v,s,t).
Охарактеризуйте действия СОТС на процесс резания, назовите
наиболее часто применяющиеся смазочно-охлаждающие среды и способы их подвода в зону резания.
6. СИЛЫ РЕЗАНИЯ
1. Инструмент работает в условиях свободного резания. При этом
на его переднюю и заднюю поверхности действует нормальная СИЛА N и
N1 и силы трения F и F1. Необходимо уяснить физическую природу этих
сил и то, что их геометрическая сумма является силой резания Р.
2. При изучении данного раздела требуется усвоить принципы разложения равнодействующей силы резания на составляющие и уделить
внимание изучению действия этих составляющих на резец, заготовку и
элементы станка.
3. При изучении методов экспериментального определения составляющих силы резания обратите внимание на сущность метода, ero достоинства и недостатки, конструкции приборов. Знать основные требования,
предъявляемые к измерительной аппаратуре для определения силовых
характеристик процесса резания.
4. Необходимо ознакомиться с результатами теоретических и экспериментальных исследований зависимости составляющих силы резания от
условий резания, в особенности от скорости резания с тем, чтобы понять
структурный состав эмпирических формул для подсчета силы резания.
Литература: [1], с. 160-179; [2], с. 68-78; [3], с. 95-106
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
14
Что такое сила сопротивления металла резанию?
Постройте расположение составляющих силы резания в пространстве на примере токарной обработки.
В чем практическое значение сведений о силах резания?
Назовите и дайте характеристику методам определения составляющих силы резания.
Kaк влияют на величины составляющих силы резания свойства обрабатываемого материала, геометрические элементы инструмента и режимы резания.
7. ИЗНОС ИНСТРУМЕНТА
Износ контактных поверхностей инструмента происходит непрерывно на протяжении всего процесса резания при всех практически возможных параметрах резания. Но вид, величина и время износа зависят от
конкретных условий резания. Рассмотрите причины и виды износа (абразивный, адгезионный, диффузионный, окислительный), условия при которых преобладает тот или иной вид износа.
Обратите внимание, когда процессу изнашивания подвергаются: а)
только задняя поверхность инструмента; б) только передняя поверхность;
в) либо задняя и передняя поверхности одновременно. Отметьте, какие
параметры процесса резания и при обработке какого вида материала заготовки влияют на износ по а, б, в видам поверхностей инструмента.
Очень важно знать зависимости величины износа от времени резания для всех трех случаев изнашивания контактных поверхностей инструмента.
Необходимо выяснить влияние на величину износа геометрии режущего инструмента с тем, чтобы использовать эти значения при выборе
оптимальной геометрии режущей части инструмента.
На основании изученных зависимостей износа от режима резания
(v,s ,t) можно оптимизировать процесс резания за счет варьирования величин скорости, подачи и глубины резания для достижения минимальной
интенсификации процесса изнашивания инструмента.
При рассмотрении данного раздела необходимо выделить два основных критерия износа: а) критерий оптимального износа; б) критерий технологического износа.
Рассмотрение критерия оптимального износа следует проводить с
помощью схемы переточки инструмента при изнашивании по задней поверхности и схемы для определения оптимального износа на графике
зависимости  = f(t)
Обратите внимание в условиях какого производства целесообразно
применение каждого из критериев износа.
15
Литература: [1], с. 204-225; [2], с. 78-81; [3], с. 120-140
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
Назовите причины износа контактных поверхностей инструмента.
Покажите на рисунке, какие поверхности инструмента подвергаются
износу.
Дайте характеристику Физической природы четырех видов износа.
Как изменяется интенсивность износа во времени? Какие три этапа
можно выделить на кривой износа во времени?
Как зависит интенсивность износа и его характер от условий резания?
Охарактеризуйте основные критерии износа. Выведите формулу
определения количества переточек при оптимальном износе.
8. СТОЙКОСТЬ ИНСТРНМЕНТА И СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ
ПРИ ТОЧЕНИИ
1. Стойкость инструмента – это его способность сохранять в рабочем состоянии свои режущие элементы, a время, в течение которого это
происходит, периодом стойкости. Период стойкости любого инструмента
зависит от рода, механических и теплофизических свойств обрабатываемого и инструментального материалов и геометрических параметров инструмента, элементов режима резания и применяемой СОТС.
Необходимо выделить понятие размерной стойкости инструмента,
т.е. времени работы инструмента, в течение которого обеспечиваются
заданные требования точности размеров и качество обработанных поверхностей. Размерная стойкость инструмента меньше при чистовых
операциях или равна при черновых операциях периоду стойкости.
Взаимосвязь между стойкостью инструмента и скоростью резания
устанавливается в настоящее время экспериментально. Поэтому необходимо уяснить методику проведения однофакторного эксперимента.
В математической зависимости V=
С
, необходимо уяснить, что
Тm
показатель относительной стойкости инструмента m характеризует степень изменения ckopocти резания с изменением стойкости резца. Величина m в зависимости от типа инструмента, обрабатываемого и инструментального материалов, условий работы колеблется в широких пределах.
Рассмотрение данной зависимости проводится с целью оптимизации
процесса обработки, поэтому через понятие о заданной наивыгоднейшей
стойкости инструмента можно связать скорость резания с другими параметрами режима резания.
16
Изучая данный раздел, нужно обратить внимание на то, что с точки
зрения производительности при заданной стойкости инструмента выгоднее увеличивать размеры срезаемого слоя за счет некоторого снижения
скорости резания. Студент должен научиться определять скорость резания при заданных условиях обработки по таблицам нормативных справочников и по расчетной формуле, отражающей зависимость:
V=f(T, t, s)
Литература: [1], с. 226-244; [2], с. 81-90;[ 3], с. 140-154.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Что такое стойкость инструмента, размерная стойкость?
Приведите формулу зависимости V=f(t). Изобразите эту зависимость графически в обычных и логарифмических координатах.
Какое влияние на скорость резания при заданной стойкости инструмента оказывают другие условия процесса резания?
Напишите обобщенную формулу для вычисления скорости резания
при точении и поясните все элементы формулы.
9. МЕТОДЫ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМА РЕЗАНИЯ
Выбор режима резания – это важная задача при проектировании технологических процессов. Правильно выбрать элементы режима резания –
значит полно использовать режущие способности инструмента, мощность станка, обеспечить наименьшую стоимость обработки, требуемое
качество и точность обработки.
Следует обратить внимание на порядок выбора элементов режима
резания, имея в виду, что последовательность выбора является не случайной, а вытекает из основных законов резания.
Студент должен свободно разбираться в таблицах для выбора режима резания и в справочниках и уметь самостоятельно подобрать режимы
резания при заданных технических условиях, провести проверочный расчет по возможностям станка.
Литература: [1], с. 470-508; [2], c. 103-120; [3], с. 154-165.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
Каков порядок выбора режима резания?
Определите максимальную подачу, допускаемую прочностью обрабатываемой заготовки из углеродистой стали  = 550 МПа, если диаметр заготовки 90 мм, диаметр готовой детали 80 мм, длина детали 1000
мм,
Определите скорость резания при точении, если стойкость резца,
оснащенного сплавом TI5K6 равна 60 мин. Обрабатывается заготовка из
стали (  = 700 МПа), диаметр ее 120 мм, припуск на обработку 6мм, по17
дача 0,7 мм/об.
Определить мощность, затрачиваемую на резание при обработке заготовки из углеродистой стали (  = 450 МПа). Диаметр заготовки 172
мм, диаметр готовой детали 160 мм, число оборотов шпинделя 96 об/мин,
подача 0,5 мм/об.
Определить для этих же условий машинное время.
10. СТРОГАНИЕ И ДОЛБЛЕНИЕ
Изучая материалы данного раздела курса, студенту рекомендуется
заострить внимание на особенности обработки строганием и долблением,
которые свойственны процессам прерывистого резания, на особенностях
конструкций строгальных и долбежных резцов.
Студент должен уметь правильно изображать схемы процессов строгания и долбления, с указанием направления главного движения и движения подач, правильно определять элементы режима резания и их размерность; уметь изображать пространственную систему сил, действующую на строгальный и долбежный резец, знать структурный вид эмпирических формул для их подсчета.
Обратите внимание на особенности выбора режима резания при
строгании и долблении.
Литература: [2], с. 151-157; [3], c. 175-183
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
Назначение и область применения строгания и долбления.
Схемы процессов строгания и долбления и особенности обработки.
Каковы особенности конструкций строгальных и долбежных резцов?
Зарисуйте резцы.
Каковы элементы режима резания и среза при строгании и долблении?
Сила резания и мощность при строгании и долблении
В какой последовательности выбирают элементы режима резания
при строгании и долблении? Каковы особенности выбора?
11. СВЕРЛЕНИЕ
Сверление – широко распространенная операция, предназначенная
для обработки, отверстий (глухих и сквозных) в сплошном металле и для
рассверливания ранее подготовленных отверстий.
При сверлении имеют место все физические явления, сопровождающие любой процесс резания металлов: образуется стружка, имеет место
усадка стружки, наростообразование, наклёп обработанной поверхности,
тепловые явления и прочие. Наряду с этим сверление имеет свои особенности, такие как: использование многолезвийного осевого инструмента;
18
затрудненный отвод стружки, ограниченность размеров инструмента
размерами отверстия, неравномерность усадки стружки вдоль режущих
лезвий, изменение величины скорости резания вдоль режущих лезвий от
центра к периферии,
Для разбора этих особенностей необходимо в первую очередь рассмотреть геометрию спирального сверла, научиться правильно изображать сверло в рассматриваемых сечениях с указанием геометрических
параметров.
На основании зарисованных схем резания при сверлении и рассверливании необходимо определить параметры срезаемого слоя (ширина – b,
толщина – a) и его площадь. Знать формулы для определения параметров
режима резания (v, s, t) и машинного времени.
Обратите внимание на схему расположения составляющих силы резания, научитесь ее изображать, разберитесь в структурном составе эмпирических формул для подсчета сил. Рассмотрите зависимость силы
резания от условий резания при сверлении. Необходимо ознакомиться с
методами улучшения геометрии для снижения сил резания (подточка
перемычки, двойная заточка заборного конуса и др.).
Износ сверла протекает: 1) по задним поверхностям; 2) по передним
и задним одновременно; 3) по уголкам; 4) по лезвию перемычки; 5) по
ленточкам.
Подробно рассмотрите, при каких условиях, какой пpoцecc износа
является лимитирующим.
Обратите внимание на зависимость периода стойкости сверла от его
диаметра, материала режущей части сверла и материала заготовки.
При изучении методики и порядка выбора режима резания при сверлении заметьте, что выбор подачи ограничивается условиями прочности
самого сверла и прочностью зуба реечной шестерни механизма подачи
станка.
Литература: [1], с. 348-380; [2], с. 157-180. [3], c/ 195-218
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
Назначение и область применения сверления.
Зарисуйте схему процесса сверления с указанием главного движения
и движения подачи.
Зарисуйте эскиз сверла, укажите ero конструктивные элементы и
геометрические параметры.
Объясните, почему и как изменяется передний и задний углы вдоль
режущей кромки.
Каковы особенности процесса сверления.
Элементы режима резания и срезаемого слоя при сверлении.
Определите в общем виде силы резания и мощность при сверлении
(изобразите графически схему действии составляющих силы резания на
19
сверлении).
Каковы особенности глубокого сверления?
Каковы особенности износа сверл, критерии затупления?
Какими факторами ограничивается величина подачи при сверлении?
Методика и порядок выбора режима резания при сверлении.
12. ЗЕНКЕРОВАНИЕ И РАЗВЁРТЫВАНИЕ
1. Процесс зенкерования осуществляется зенкером, который служит для дальнейшей обработки отверстий, полученных после литья,
штамповки или сверления. Это получистовая операция (10...11 квалитет
точности), применяемая в массовом, серийном и индивидуальном производствах. Поэтому, очень важно знать все параметры процесса зенкерования.
Развертывание – технологический способ завершающей обработки
просверленных и зенкерованных отверстий с целью получения точных по
форме и диаметру цилиндрических отверстий (6...9 квалитета точности)
с низкой шероховатостью ( Ra = 0,32...1,25 мкм).
При зенкеровании и развертывании, как и при сверлении, принципиальные кинематические схемы предусматривают два одновременно действующих движения – вращательное и поступательное. Необходимо
знать какое движение является главным, а какое – вспомогательным. Обратите внимание на то, что главное движение (вращательное) не зависимо от того, сообщается оно инструменту или заготовке, всегда является
скоростью резания v и численно равна скорости на максимальном диаметре обработки.
При рассмотрении геометрии зенкера и развертки необходимо
научиться правильно изображать рабочую и режущую части инструментов, требуемые сечения с указанием геометрических элементов.
Следует учесть, что стандартные зенкеры имеют от трех до восьми
зубьев, а развертки – четное число (z>4) зубьев, которое зависит от диаметра инструмента.
При рассмотрении сечения срезаемого слоя зенкером и разверткой
необходимо рассматривать сечение среза, получаемого одним зубом. Оно
имеет форму параллелограмма. Зарисуйте в конспект образование сечения среза с указанием зависимостей ширины b и толщины a от глубины
t и подачи s , а так же формулы площади сечения срезаемого слоя.
2. При использовании осевого инструмента измеряют действующие
на режущую часть осевые силы и момент вращения. Знать формулы для
их определения и влияние параметров процесса резания на исследуемые
величины.
3. Методика назначения режимов резания та же, что и при сверле20
нии. Однако следует учесть, что подача при зенкеровании, при прочих
одинаковых условиях, допускается большей. Укажите причины этого.
При развертывании вследствие незначительных величин момента,
осевой силы и мощности, затрачиваемой на резание, элементы режима
резания по прочности и мощности станка не проверяют.
Литература: [1], с. 381-330; [2], с. 154-198. [3], c/ 209-218
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
Назначение и область применения зенкеров и разверток
Зарисуйте схему процессов зенкерования и развертывания и укажите
главное и вспомогательное движения.
Зарисуйте эскизы зенкера и развертки, укажите их конструктивные и
геометрические элементы.
Назовите элементы режима резания и параметры среза и укажите их
взаимосвязь.
Запишите формулы для определения осевой силы и момента резания.
Поясните методику назначения режимов резания при зенкеровании и
развертывании.
13. ФРЕЗЕРОВАНИЕ
Процесс фрезерования имеет много общего с процессом точения. В
принципе каждый зуб фрезы можно уподобить резцу. При фрезеровании,
как и в любом процессе резания, имеет место пластическая деформация в
зоне резания, усадка стружки, наклеп, нарост, тепловые явления, силовые
зависимости. Но наличие многих режущих лезвий, различное по направлению сочетание главного движения и движения подачи накладывает на
процесс фрезерования ряд особенностей. Внимательно рассмотрите их,
особенно схемы попутного и встречного фрезерования, симметричного и
несимметричного, их область применения.
Обратите внимание на многообразие типов фрез и соответствующие
им схемы обработки. Рассмотрите геометрические элементы зуба цилиндрической фрезы с винтовым зубом и торцевой фрезы.
Рассматривая элементы режима резания и среза, обратите внимание
на переменное сечение среза, на понятие об угле контакта, выведите
формулу его определения. Отметьте условия равномерности фрезерования.
Схема расположения сил при фрезеровании отличается от расположения сил при точении и сверлении. Отнеситесь к их изучению особенно
внимательно. Необходимо научиться правильно изображать схему расположения составляющих силы резания. Знать структурный состав эмпи21
рической формулы для подсчета силы Pz .
Изучая вопросы износа фрез, нужно рассмотреть, как протекает износ зуба цилиндрических и торцевых фрез, Какой износ является определяющим. Рассмотрите основные места износа различных фрез. При изучении вопросов стойкости и шероховатости поверхности при фрезеровании выясните преимущества и недостатки методов попутного и встречного фрезерования.
Принципы выбора режима резания при фрезеровании не имеют существенных отличий от принципов выбора режима резания при точении,
но здесь следует обратить внимание на методику выбора подачи, при
которой будут полно использоваться режущие способности инструмента
и мощность станка. Рассмотрите достижения в области скоростного фрезерования.
Литература: [1], с. 391-428; [2], с. 199-225; [3], с. 219-245.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
Назначение и область применения фрезерования.
Перечислите основные типы фрез.
Изобразите эскизы цилиндрической фрезы с винтовым зубом и торцевой фрезы с указанием геометрических параметров зуба.
Дайте определение элементов режима резания при фрезеровании:
скорость резания, подача не зуб, подача на оборот, минутная подача, угол
контакта, ширина фрезерования, глубина резания.
Выведите формулу для определения толщины среза, срезаемого одним или несколькими зубьями прямозубой фрезы.
Покажите на эскизе схему расположения сил для одного зуба цилиндрической фрезы с винтовым зубом. Определите соотношения между
составляющими силами резания.
Как и от каких факторов зависит величина окружной силы при фрезеровании цилиндрической и торцевой фрезы?
В чем заключаются особенности износа зуба фрезы? Каковы критерии затупления?
Достоинство, недостатки, применяемость попутного и встречного
фрезерования.
В чём различие между симметричным и несимметричным фрезерованием?
Как влияют элементы режима резания и геометрии фрезы на скорость резания при заданной стойкости для различных типов фрез?
Какова методика и последовательность выбора режима резания при
фрезеровании?
22
15. ПРОТЯГИВАНИЕ
1. Протягивание является технологическим процессом чистовой
обработки (профилирования) сквозных отверстий в предварительно обработанных заготовках и наружных поверхностях. Данная операция осуществляется с помощью специальных инструментов – протяжек, прошивок, протяжек-блоков для наружных поверхностей.
Протяжка – многозубый инструмент, каждый последующий зуб протяжки выше предыдущего; движение резания прямолинейное, реже –
круговое. Отметьте различие в приложении силы Р к протяжкам и прошивкам. Каково отличие этих инструментов?
При конспектировании необходимо сделать эскизы профилей, которые могут получаться с помощью протягивания.
Протягивание обеспечивает получение поверхностей низкой шероховатости 6…8 квалитетов точности размеров. Необходимо учесть, что протягивание является высокопроизводительным методом обработки профильных отверстий и наружных поверхностей, и рентабелен в условиях
крупносерийного и массового производства. Укажите причины этого.
При рассмотрении геометрии инструмента выполните его эскиз с
необходимыми сечениями. Обратите внимание, что режущие кромки
зубьев, расположенные вдоль контурных линий профиля зуба и определяющие возвышение каждого последующего зуба над предыдущим, являются главными режущими кромками. Определите расположение вспомогательных режущих кромок на эскизе протяжки, проставьте углы,
определяющие геометрические параметры зуба.
2. Зарисуйте схемы резания при протягивании с указанием параметров срезаемого слоя.
Особенностью данного процесса является то, что принципиальная
кинематическая схема не предусматривает движение подачи. Характерной конструктивной особенностью режущих зубьев протяжек является
последовательное возрастание их высоты. Подъем каждого очередного
зуба над предыдущим эквивалентен подаче на зуб.
3. Поскольку протяжка является чистовым инструментом и толщина срезаемого слоя принимается в пределах а = 0,02...0,15 мм, то износ
режущих зубьев происходит преимущественно по задней поверхности,
уголкам и ленточке, стойкость протяжки оценивается по максимальному
допустимому линейному износу. Протяжки перетачиваются по передней
поверхности зубьев, причем диаметральный размер ее после каждой переточки уменьшается.
При назначении режимов резания при протягивании пользуются общей методикой. Однако скорость резания регламентируется кинематикой станка и условиями получения высококачественной обработанной
поверхности.
23
При расчете силы резания нужно учесть, что она делится на две составляющие: действующую вдоль направления движения протяжки и
перпендикулярно направлению движения при наклонных зубьях.
Обратите внимание не особенность расчета длины общего пути рабочего хода исходя из условия, что завершение протягивания происходит
в тот момент, когда протяжка гарантированно целиком, включая заднюю
направляющую, пройдет через отверстие предметного стола протяжного
станка.
Литература: [2], с. 226-227; [3], с. 245-256.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Назовите область применения и особенности процесса протягивания.
2. Перечислите инструменты, применяемые при протягивании.
3. Нарисуйте эскизы профилей обрабатываемых поверхностей при
протягивании.
4. Нарисуйте и укажите основные конструктивные и геометрические элементы протяжек.
5. Нарисуйте и укажите на схемах резания параметры срезаемого
слоя.
6. Перечислите особенности износа протяжки и схемы её переточки.
7. Каковы особенности назначения режимов резания при протягивании?
15. ШЛИФОВАНИЕ
Шлифование – процесс резания металлов при помощи абразивного
инструмента, режущим элементом которого являются зерна абразивных
материалов. Ознакомьтесь с характеристикой абразивного инструмента,
изучите абразивные материалы, связки абразивных материалов. Обратите
внимание на маркировку, разнообразие абразивных инструментов.
Абразивные зерна обладают высокой твердостью, теплоустойчивостью и острыми кромками. Каждое воздействие одного зерна на заготовку приводит к снятию весьма малого объема металла, тонких слоев
стружки, т.е. имеет место процесс микрорезания. Внимательно рассмотрите схему микрорезания, геометрию зерен, элементы среза.
2. Обратите внимание на разнообразие видов шлифования. Умейте
зарисовать схему наружного круглого шлифования, внутреннего круглого шлифования, плоского шлифования. Очень внимательно отнеситесь к
рассмотрению и простановке на схемах элементов режима резания при
шлифовании. Помните, то главное движение в любом процессе, в том
числе и шлифовании – это движение с наибольшей скоростью, т.е. глав24
ное движение совершает шлифовальный круг, хотя при круглом шлифовании заготовка тоже имеет скорость вращения, но это движение следует
рассматривать как круговую подачу.
3. При изучении сил резания при шлифовании обратите внимание,
что наибольшей составляющей при шлифовании является радиальная
сила Py . Это объясняется направленностью геометрической формы
зерен и округлостью их вершин. Разберитесь в структурном составе эмпирической формулы для подсчета силы резания. Обратите внимание, на
определение мощности при шлифовании.
4. Изучите особенности износа шлифовальных кругов. Их не следует путать с износом обычных режущих инструментов. Рассмотрите формулу определения скорости вращения заготовки.
5. Последовательность выбора режима резания при шлифовании
имеет ряд особенностей. Изучите их, рекомендуем конспективно выстроить их в логическую последовательность для лучшего запоминания.
Литература: [1], с. 425-467; [2], с. 312-328; [3], с. 275-295.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Какие абразивные материалы и связки используется при изготовлении абразивных инструментов?
2. Чем характеризуется твердость круга, его зернистость и структура?
3. Расскажите о процессе микрорезания.
4. Какова геометрия зерен?
5. Какие элементы режима резания используются при шлифовании?
6. Зарисуйте схемы круглого (наружного и внутреннего) и плоского
шлифования.
7. Как и от каких параметров зависят силы резания при шлифовании?
8. Виды износа шлифовальных кругов.
9. Последовательность определения элементов режима резания при
шлифовании.
ТЕМА 16. ОБРАБАТЫВАЕМОСТЬ МАТЕРИАЛОВ
Способность металлов подвергаться резанию принято называть обрабатываемостью. К параметрам, характеризующим обрабатываемость,
относят силы резания и потребляемую мощность, характер стружкообразования, получаемый вид стружки, возможность получения поверхности
заданной формы, размеров и качеством поверхностного слоя, допустимую скорость резания, экономические показатели и другие характеристики.
25
К способам определения обрабатываемости можно отнести: сопоставление и анализ интенсивности изнашивания, оценка физических параметров резания, физико-механических и других свойств обрабатываемого материала.
Целью обработки материалов резанием является получение на детали поверхности с заданными характеристиками качества.
Достигается это за счёт упругой и пластической деформаций срезаемого слоя и обработанной поверхности и изнашиванием инструмента.
Процессы протекают одновременно, тесно связаны между собой и образуют систему, которая называется системой резания. Изучения системы
путём целенаправленного изменения внешних воздействий на входе и
изучения реакций на выходе.
Литература: [1], с. 308-346, [3].с. 11-12.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
Что называется обрабатываемостью материала?
Назовите параметры, которые характеризуют обрабатываемость?
Перечислите способы определения обрабатываемости.
Как Вы можете охарактеризовать систему резания?
В чём заключается изучение системы резания?
ТЕМА 17. ОПТИМИЗАЦИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
СИСТЕМЫ РЕЗАНИЯ
К путям интенсификации процессов обработки металлов резанием
можно отнести:
Улучшение режущих свойств инструментальных материалов;
Повышение обрабатываемости материалов за счёт:
подбора оптимальных составов СОТС;
регулирования микроструктуры материала за счёт подбора термической обработки.
При обработке труднообрабатываемых материалов широко используется:
Подвод в зону резания дополнительной энергии в виде наложения
дополнительных колебаний, осуществления резания с подогревом, применения сверхскоростного резания;
Электроэрозионная и электрохимическая обработки;
Лазерная и электронно-лучевая обработки.
Литература: [1], с. 470-495, [8], c. 265-361.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Перечислите пути интенсификации процессов обработки.
2. Назовите способы улучшения режущих свойств инструмента.
3. Чем достигается повышение обрабатываемости материалов?
26
4. За счёт чего повышается обрабатываемость труднообрабатываемых материалов?
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Наиболее важное заключение, которое необходимо сделать по изучению курса, сводится к тому, что в основе всех разновидностей процесса резания лежат одни и те же законы и что всё разнообразие инструментов имеет в своей основе режущий клин и одну и ту же геометрию.
Именно единство геометрии инструментов является единством законов
резания.
Для всех процессов резания характерна одна и та же зависимость сил
резания от геометрии инструмента, режима резания, свойств обрабатываемого материала, свойств инструментального материала, что в свою очередь связано с законами деформации в процессе резания.
Аналогичными для различных процессов резания являются законы
износа инструментов, в основе которых лежат физические и физикохимические законы трения и истирания, возникновение и передачи теплоты.
В стойкостных и скоростных формулах для различных процессов резания имеется очевидное сходство, выражающееся в одинаковом относительном влиянии глубины резания и подачи.
Характерны для всех разновидностей процесса резания единые
принципы наивыгоднейшего резания, т.е. такого, при котором осуществление данного процесса происходит наиболее экономичным способом,
при соблюдении всех требований, предъявляемых к качеству изделия.
Несмотря на разнообразие процессов резания, последовательность назначения режима резания остается одной и той же.
Литература: [1; 2; 3].
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Сопоставьте силовые зависимости при точении, строгании, сверлении, фрезеровании, шлифовании.
2. Перечислите физические явления, которые имеют место при любой разновидности обработки резанием.
3. Сопоставьте стойкостные и скоростные зависимости для точения,
строгания, сверления и фрезерования.
4. Изложите общую методику подбора режима резания для различных процессов резания.
КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ
Контрольное задание состоит из 4-х задач,
Конкретное значение исходных данных разработаны в 40 вариантах
для каждой задачи. Номер варианта студента соответствует порядковому
номеру общему списку студентов курса, утверждённого деканом факультета.
27
Контрольное задание предполагает решение задач с помощью литературных источников /4,5, 6, 7/.
Решение должно быть подробно изложено с необходимыми пояснениями и указанием страницы и номера таблицы используемой справочной литературы. Работа должна быть проиллюстрирована необходимыми
рисунками, схемами, выполненными под линейку и карандаш. Необходимо оставлять поля для замечаний преподавателя.
ЗАДАЧА 1
Определить наивыгоднейшим режим резания при точении, выбрав
исходные данные из таблиц 1,2, 3 согласно номеру варианта.
В таблице 1 (для вариантов 1 – 13) приведены данные к следующему
условию задачи: на токарно-винторезном станке мод. 16K20 производится обтачивание заготовки диаметром D (мм) до диаметра d (мм). Длина
обрабатываемой поверхности l (мм), общая длина заготовки l1
В таблице 2 (для вариантов 14–26) соответствует следующее условие: на токарно-винторезном станке мод.1K62 подрезается торец заготовки диаметром D (мм) до диаметра d (мм), длина заготовки l .
В таблице 3 (для вариантов 27–40) соответствует следующее условие: на токарно-винторезном станке мод. 16Б16П растачивают отверстие
заготовки диаметром D (мм) до диаметра d (мм). Длина отверстия l ,
длина заготовки l1 .
Согласно заданию, приведенному в одной из таблиц необходимо:
1. Изобразить эскиз обработки (в произвольном масштабе);
2. Выбрать режущий инструмент, материал и геометрию его режущей части;
3. Определить глубину резания;
4. Выбрать величину подачи, скорректировать ее по паспортным
данным станка;
5. Задаться величиной допустимого износа и стойкости резца;
6. Подсчитать скорость резания, определить число оборотов;
7. Скорректировать число оборотов и скорости резания по станку;
8. Определить составляющие силы резания Px , Py , Pz и затрачиваемую мощность, проверить по станку возможность осуществления принятого режима резания;
9. Определить основное время.
При решении задачи пользоваться литературой: [4,5,6,7].
28
Таблица 1
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАЧЕ 1
№
варианта
1.
2.
3.
Материал заготовки
Сталь Ст.5
σв = 600 МПа
Сталь 45,
σв = 680 МПа
Серый чугун,
160 НВ
Сталь 45Х,
σв = 700 МПА
5.
Серый чугун,
230 НВ
29
4.
6.
7.
8.
9.
10.
Сталь Ст 5,
σв = 580 МПА
серый чугун,
19 НВ
сталь 40Х,
σв = 700МПА
сталь 40ХН,
σв = 750 МПА
серый чугун,
210 НВ
Вид заготовки
Способ крепления заготовки
поковка
в патроне
штамповка
в центрах
отливка без коркой
штампованная,
предварительно
обработанная
в патроне
Вид обработки и параметр
шероховатости, мкм
обтачивание до кулачков
чистовое: Ra = 2,0
обтачивание напроход
черновое: Rz = 80
обтачивание в упор,
получистовое: R z = 20
Размеры заготовки, мм
Система
СПИД
D
d

1
жесткая
50
47h9
100
120
средняя
135
128h11
350
400
жесткая
160
154h9
134
200
в патроне
обтачивание напроход,
получистовое: Rz = 20
средняя
175
170h9
220
250
отливка с корки
в патроне с
поджатием
центром задней
бабки
обтачивание напроход,
получистовое: Rz = 20
средняя
64
60h9
320
400
штамповка
в центрах
нежесткая
50
42h11
420
500
отливка с коркой
в патроне
жесткая
140
133h11
400
360
поковка
в центрах
средняя
80
71h11
120
140
прокат
в патроне
нежесткая
48
45h9
320
410
отливка без корки
в патроне с
поджатием
центром задней
бабки
средняя
80
78h9
240
300
обтачивание в упор,
черновое: Rz = 80
обтачивание в упор,
черновое: Rz = 80
обтачивание черновое до
кулачков: Rz = 80
обтачивание получистовое,
напроход: Rz = 20
обтачивание чистовое
в упор: Ra = 2,0
29
Продолжение табл. 1
№
варианта
11
12
13
Материал заготовки
Сталь20,
σв =520МПА
Сталь Ст.3
σв =600МПА
Серый чугун
200HB
Вид заготовки
Способ крепления заготовки
штамповка
в центрах
прокат
в патроне
Отливка с коркой
в патроне
Вид обработки и параметр
шероховатости, мкм
Обтачивание черновое
напроход: Rz =80
Обтачивание получистовое в упор Rz =20
обтачивание черновое до
кулачков: Rz = 80
Размеры заготовки, мм
Система
СПИД
D
d

1
нежесткая
180
171h11
120
140
средняя
150
142h11
420
500
жесткая
148
145h9
220
410
Таблица 2
30
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАЧЕ 1
№
варианта
14.
15.
16.
17.
18.
Материал заготовки
Серый чугун,
160НВ
Сталь 45ХН
σв = 720
Сталь 40,
σв = 560
Серый чугун,
220 НВ
Серый чугун,
200 НВ
Вид заготовки
отливка c корки
прокат
штампованная
отливка с корки
отливка без коркой
Вид обработки и параметр
шероховатости, мкм
подрезка уступа, черновая:
Rz = 80
подрезка сплошного торца,
черновая: Rz = 80
подрезка уступа, черновая:
Rz = 80
подрезка торца втулки, получистовая: Rz = 40
подрезка сплошного торца
черновая: Rz = 80
30
Размеры заготовки, мм
Система СПИД
D
d
h
l
средняя
90
80
1
180
средняя
120
0
3,5
300
жесткая
230
110
4
354
средняя
90
42
1,5
270
средняя
80
0
3,0
120
Продолжение табл. 2
№
варианта
Материал заготовки
Вид заготовки
Вид обработки и параметр
шероховатости, мкм
Система СПИД
19.
Сталь 12Х18Н9Т в
состоянии поставки
прокат, предварительно обработанный
подрезка сплошного торца,
черновая: Rz = 80
20.
31
21.
22.
23.
24.
25.
26.
Сталь
Ст5, σв = 560МПА
Сталь 35,
σв = 620МПА
Серый чугун, 230
НВ
Сталь 40,
σв = 740МПА
Сталь 38ХА,
σв = 760
Серый чугун,
150 НВ
Сталь Ст.3,
σв = 560
поковка
прокат
отливка, предварительно обработанная
прокат
подрезка сплошного торца,
черновая: Rz = 80
подрезка торца втулки, получистовая: Rа = 2,0
подрезка сплошного торца
черновая: Rz = 80
подрезка торца втулки, черновая: Rz = 80
подрезка уступа, получистовая:
Rz = 20
подрезка торца втулки, получистовая: Rz = 20
подрезка торца втулки, получистовая: Rz = 40
31
Размеры заготовки, мм
D
d
h
l
жесткая
140
85
1,5
350
жесткая
40
0
2,5
80
средняя
85
50
1,5
340
средняя
160
100
1,5
160
жесткая
260
50
3,5
340
жесткая
180
160
3,0
350
нежесткая
200
140
1
140
средняя
400
320
3,5
280
Таблица 3
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАЧЕ 1
№
вари- Материал заготовки
анта
27.
Cталь 40Х,
σв = 600МПА
28.
Cерый чугун,
180 НВ
29.
32
Cталь 40,
σв = 650МПА
30.
Cталь 38ХА,
σв = 680МПА
31.
Cерый чугун,
230 НВ
32.
Cталь 40Х,
σв = 700МПА
33.
Cталь Ст5,
σв = 580МПА
34.
Cерый чугун,
220 НВ
Вид заготовки
Вид обработки и параметр шероховатости, мкм
растачивание сквозного
прокат с просверленным
отверстия, черновое:
отверстием
Rz = 80
растачивание глухого
отливка без корки
отверстия, получистовое:
Rz = 20
растачивание сквозного
штампованная
отверстия, черновое:
Rz = 80
растачивание сквозного
прокат с просверленным
отверстия, черновое:
отверстием
Rz = 80
растачивание глухого
отливка без корки
отверстия, получистовое:
Rz = 20
растачивание сквозного
поковка предварительно
отверстия, чистовое:
обработанная
Rz = 2,0
растачивание глухого
прокат с просверленным
отверстия, получистовое:
отверстием
Rz = 20
растачивание глухого
отливка без корки
отверстия, получистовое:
Rz = 20
32
Размеры заготовки, мм
Система СПИД
d
D
l
l1
средняя
42
45Н9
140
140
средняя
75
78Н9
70
170
жесткая
120
125Н11
125
125
средняя
70
78Н9
150
150
средняя
108
110Н9
60
60
средняя
120
118Н9
120
120
нежесткая
50
60Н11
30
45
средняя
98
95Н9
65
100
Продолжение табл. 3
№
вари- Материал заготовки
анта
35.
36.
37.
33
38.
39.
40.
Вид заготовки
Вид обработки и параметр шероховатости, мкм
растачивание глухого
Cерый чугун,
отливка с коркой
отверстия, получистовое:
190 НВ
Rz = 20
растачивание сквозного
Cталь 40Х,
штампованная
отверстия, черновое:
σв=700МПА
Rz = 80
растачивание глухого
Cерый чугун,
отливка с коркой
отверстия, получистовое:
160 НВ
Rz = 20
растачивание сквозного
Cталь 45ХН,
поковка предварительно
отверстия, черновое:
σв = 680МПА
обработанная
Rz = 80
растачивание сквозного
Cерый чугун,
отливка без корки
отверстия, черновое:
150 НВ
Rа = 80
растачивание сквозного
Cталь 40ХНМА, прокат с просверленным
отверстия, получистовое:
σв = 700МПА
отверстием
Rz = 20
33
Размеры заготовки, мм
Система СПИД
d
D
l
l1
средняя
108
112Н11
90
190
Жесткая
200
205Н12
180
180
средняя
75
78Н9
70
170
нежесткая
98
95Н9
100
100
средняя
145
140
120
120
средняя
120
118Н9
90
90
ЗАДАЧА 2
По аналогии с процессом точения, определить режим резания при
сверлении, рассверливании и зенкеровании выбрав исходные данные согласно номеру варианта из таблиц 4,5,6.
В таблице 4 для вариантов (1–13) приведены данные к следующему
условию задачи: на вертикально–сверлильном станка производят сверление отверстия диаметром D (мм) на глубину l (мм). Количественные
данные согласно варианту задачи, а также материал заготовки, вид отверстия, характер обработки, модель станка приведены в таблице.
В таблице 5 для вариантов (14–26) приведены данные к следующему
условию задачи: на вертикально-сверлильном станка 2Н135 производят
рассверливание отверстия диаметром d (мм) до диаметра D (мм) на глубину l (мм). Количественные данные согласно варианту задачи, а также
материал заготовки, вид отверстия, характер обработки приведены в таблице.
В таблице 6 для вариантов (27–40) приведены данные к следующему
условию задачи: на вертикально-сверлильном станка 2Н135 зенкеруют
предварительно обработанное отверстие диаметром d (мм) до диаметра D
(мм) на глубину l (мм). Количественные данные согласно варианту задачи, а также материал заготовки, вид отверстия, характер обработки приведены в таблице.
Согласно заданию, приведенному в одной из таблиц необходимо:
Изобразить эскиз обработки (в произвольном масштабе);
Выбрать режущий инструмент, материал и форму заточки режущей
части, ее геометрию;
. 3. Определить глубину резания;
Выбрать подачу, скорректировать ее по паспортным данным станка;
5.Проерить выбранную подачу по осевой составляющей силы резания, допускаемую прочностью механизма подачи станка (только для
операций сверления и рассверливания);
6. Задаться величиной допустимого износа и стойкостью инструмента;
7. Подсчитать скорость резания, определить число оборотов;
8. Скорректировать число оборотов и скорость резания по станку;
9. Определить силу резания, крутящий момент и затрачиваемую
мощность, проверить го станку возможность осуществления принятого
режима резания. При превышении мощности резания эффективной мощности станка, необходимо уменьшить величину подачи;
10. Определить основное время обработки.
11. При решении задачи пользоваться литературой [4,5,6,7].
34
Таблица 4
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАЧЕ 2
№
Материал
п/п
заготовки
1.
Медь МЗ, 70 НВ
2. Серый чугун, 180НВ
Сталь 40Х,
3.
σв = 720 МПа
Бронза
4.
БрАЖ 9-4, 140 НВ
Сталь 50,
5.
σв = 750 МПа
6. Серый чугун,230HB
Сталь 20,
7.
σв = 480 МПа
8. Серый чугун, 150НВ
9. Серый чугун, 200НВ
Сталь 65Г,
10.
σв = 850 МПа
Сталь 12ХНЗА,
11.
σв = 750 МПа
12. Серый чугун,170HB
Сталь Ст.3,
13.
σв = 490 МПа
l
мм
20Н12
14Н12
Отверстие
Обработка
70
58
глухое
сквозное
без охлаждения
без охлаждения
Модель
станка
2Н125
2Н125
30Н12
79
сквозное
с охлаждением
2Н135
28Н12
50
глухое
без охлаждения
2Н135
14Н12
60
глухое
с охлаждением
2Н125
16Н12
40
сквозное
без охлаждения
2Н135
28Н12
38
сквозное
с охлаждением
2Н135
10Н12
26Н12
70
50
глухое
сквозное
без охлаждения
без охлаждения
2Н125
2Н135
25Н12
50
сквозное
с охлаждением
2Н125
28Н12
65
глухое
с охлаждением
2Н135
16Н12
40
сквозное
без охлаждения
2Н125
30Н12
30
сквозное
с охлаждением
2Н135
D
Таблица 5
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАЧЕ 2
№
п/п
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
Материал заготовки
Сталь Ст3, σв = 450 МПа
Латунь ЛК80-3
110 НВ
Серый чугун, 220НВ
Сталь 40Х, σв = 600
МПа
Сталь 40, σв = 650 МПа
Бронза БрАМЦ 9-2
110 НВ
Сталь 45, σв = 700 МПа
Серый чугун, 190НВ
Сталь 65Г, σв = 860 МПа
Серый чугун, 220НВ
Серый чугун, 220НВ
Сталь 38ХМЮА,
σв = 780 МПа
Серый чугун, 160НВ
D
d
мм
30Н12
18
l
Отверстие
50
глухое
с охлаждением
35Н12
22
50
глухое
без охлаждения
40Н12
28
60
сквозное
с охлаждением
30H12
15
75
глухое
без охлаждения
35Н12
20
80
глухое
с охлаждением
45Н12
30
45
сквозное
без охлаждения
50Н12
30Н12
38Н12
52Н12
35Н12
28
22
25
40
25
70
75
65
40
30
сквозное
глухое
сквозное
глухое
сквозное
с охлаждением
без охлаждения
с охлаждением
без охлаждения
без охлаждения
40Н12
25
90
глухое
с охлаждением
25Н12
12
58
сквозное
без охлаждения
35
Обработка
Таблица 6
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАЧЕ 2
№
п/п
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
Материал
заготовки
Сталь 45,
σв = 780 МПа
Сталь 65Г, σв = 860
МПа
Серый чугун, НВ210
Сталь Ст3, σв = 450
МПа
Сталь 40Х,
σв = 720 МПа
Сталь 38ХМЮА,
σв = 780 МПа
Бронза Бр.ОЦ 4-3,
70НВ
Сталь Ст3 σв = 780
МПа
Серый чугун, 200НВ
Алюминиевый сплав
АК2, σв = 400 МПа
Сталь 38ХНМА
σв = 780 МПа
Серый чугун, 270НВ,
Сталь 40ХН,
σв = 700 МПа
Серый чугун, 190НВ
D
d
мм
l
Отверстие
Обработка
45Н11
41,5
25
сквозное
с охлаждением
20Н11
17
60
глухое
без охлаждения
44,5Н11
41
35
сквозное
без охлаждения
34,5Н11
30
45
глухое
без охлаждения
57Н11
55
90
сквозное
с охлаждением
18,8Н11
15,8
40
глухое
без охлаждения
34,5Н11
29
67
глухое
без охлаждения
25Н11
21
100
сквозное
с охлаждением
28Н11
25
50
сквозное
без охлаждения
51Н11
47
70
глухое
с охлаждением
24,5Н11
22
30
глухое
с охлаждением
31Н11
28
55
глухое
без охлаждения
44,5Н11
40
60
сквозное
с охлаждением
41,7Н11
38
70
сквозное
без охлаждения
ЗАДАЧА 3
По аналогии с процессом точения и сверления определить режим резания при фрезеровании, выбрав исходные данные согласно номеру варианта из таблиц 7,8,9.
В таблице 7 для вариантов (1–13) приведены исходные данные к
условию ЗАДАЧИ: на вертикально-фрезерном станке 6ТI3 производят торцовое фрезерование плоской поверхности шириной B(мм) и длиной l
(мм), припуск на обработку h (мм). Количественные данные согласно
варианта задачи, а также материал заготовки, вид обработки приведены в
таблице.
В таблице 8 для вариантов (14–26) приведены исходные данные к
условию ЗАДАЧИ: на горизонтально-фрезерном станке 6Т82Г производится цилиндрическое фрезерование плоской поверхности шириной B(мм) и
длиной l (мм), припуск на обработку h (мм). Количественные данные
согласно варианта задачи, а также материал заготовки, вид обработки
приведены в таблице.
В таблице 9 для вариантов (27–40) приведены исходные данные к
36
условию ЗАДАЧИ: на горизонтально-фрезерном станке 6Т82Г производится предварительное фрезерование дисковой фрезой паза шириной B(мм),
глубиной h и длиной l (мм), заготовка – с предварительно обработанной
плоской поверхностью. Количественные данные согласно варианта задачи, а также материал и вид заготовки, а также вид обработки приведены в
таблице.
Согласно заданию, приведенному в одной из таблиц, необходимо:
Изобразить эскиз обработки (в произвольном масштабе);
Выбрать конструкционные и геометрические элементы фрезы, материал режущей части;
Задаться глубиной резания;
Выбрать величину подачи на зуб, исходя из условий фрезерования;
Задаться допустимой величиной допустимого износа и периода
стойкости фрезы;
Подсчитать скорость резания и число оборотов фрезы;
Скорректировать число оборотов и скорость резания по станку;
Определить минутную подачу, скорректировать ее по станку, определить действительную величину подачи на зуб фрезы;
Определить силу резания, крутящий момент и затрачиваемую мощность на фрезерование, проверить по станку возможность осуществления
выбранного режима. В случае если мощности станка не достаточно, то
необходимо уменьшить число зубьев фрезы, величину подачи на зуб;
Определить основное время.
При решении задачи пользоваться литературой [4,5,6,7].
Таблица 7
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАЧЕ 3
№
вар.
1.
2.
3.
4.
Материал
заготовки
Сталь 30ХГС,
σв = 720 МПа
Серый чугун, 200НВ
Сталь Ст 3, σв = 500 МПа
Сталь 12Х18Н9 в
состоянии поставки,
140НВ
Вид
заготовки
Вид обработки,
параметр шероховатости, мкм
В
штамповка
черновая
90
350
4
отливка
поковка
черновая
черновая
120
80
300
180
4
3,5
отливка
черновая
120
200
3,2
110
400
1,6
180
450
3,5
65
500
1,8
5.
Сталь 20, σв = 470 МПа
поковка
6.
Сталь 40, σв = 570 МПа
отливка
7.
Серый чугун, 200 НВ
отливка
получистовая
(окончательная)
Rz = 20
черновая
получистовая
(окончательная)
Rа = 2
37
l
h
мм
Продолжение табл. 7
№
вар.
Материал
заготовки
Вид
заготовки
Вид обработки,
параметр шероховатости, мкм
В
поковка
черновая
50
350
4,2
отливка
черновая
получистовая
(окончательная)
Rz = 20
черновая
черновая
получистовая
(окончательная)
Rz = 20
140
420
1,2
165
95
400
400
3
2,8
40
300
2
9.
Сталь 45ХН,
σв = 800 МПа
Серый чугун, 200 НВ
10.
Серый чугун, 150 НВ
11.
12.
Сталь 40Х, σв = 680 МПа штамповка
Серый чугун, 180 НВ
отливка
13.
Сталь Ст.3,
σв = 500 МПа
8.
прокат
отливка
l
h
мм
Таблица 8
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАЧЕ 3.
№
вар.
Материал
заготовки
14.
Серый чугун, 200НВ
15.
Бронза БрАЖ9-4,
140НВ
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
Серый чугун, 220НВ
Сталь Ст 5,
σв = 630 МПа
Сталь 40ХНМА,
σв = 870 МПа
Серый чугун, 180
НВ
Сталь 40Х,
σв = 600 МПа
Сталь 45ХН,
σв = 800 МПа
Серый чугун, 180 НВ
Сталь 20,
σв = 500 МПа
Сталь 35,
σв = 580 МПа
Серый чугун, 180
НВ
Сталь Ст 3,
σв = 480 МПа
Вид обработки,
параметр шероховатости,
мкм
отливка
черновая безохлаждением
получистовая (окончательная)
отливка
без охлаждения
Rz = 20
отливка
черновая без охлаждением
черновая по корке
поковка
с охлаждения
получистовая
(окончательная)
штампованная
с охлаждениием
Rа = 2,0
черновая по корке
отливка
без охлаждения
Вид
заготовки
В
l
h
мм
50
370 3,5
75
300 1,5
45
300 4,0
80
100 3,2
68
350 1,3
90
200 3,0
отливка
черновая с охлаждением
85
250 4,0
штампованная
черновая с охлаждением
65
400 3,0
отливка
черновая без охлаждения
80
400 4,0
поковка
черновая с охлаждением
90
450 4,1
поковка
черновая с охлаждением
75
350 3,5
отливка
штампованная
38
черновая по корке
без охлаждения
получистовая
(окончательная)
с охлаждениием
Rа = 2,0
100 250 3,8
60
200 1,0
Таблица 9
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАЧЕ 3
№
вар.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
Материал заготовки
Сталь 30ХМ,
σв = 700 МПа
Серый чугун, 160НВ
Сталь 40ХНМА,
σв = 800 МПа
Сталь 20ХН, σв = 600
МПа
Серый чугун, 200НВ
Сталь Ст 3,
σв = 480 МПа
Серый чугун, 180 НВ
Сталь 20,
σв = 400 МПа
Серый чугун, 180 НВ
Сталь ст 5, σв = 700 МПа
Серый чугун, 180 НВ
Бронза БрАЖ10-4,
150НВ
Сталь 40Х, σв = 600 МПа
Серый чугун, 160НВ
Вид заготовки
штамповка
В
l
мм
h
Обработка
16
170
8
с охлаждением
20
240
12
без охлаждения
отливка
20
400
10
с охлаждением
прокат
28
420
12
с охлаждением
отливка
24
120
14
без охлаждения
поковка
30
240
10
с охлаждением
отливка
36
180
11
без охлаждения
отливка
16
250
10
с охлаждением
отливка
поковка
отливка
24
20
14
400
300
45
14
15
8
без охлаждения
с охлаждением
без охлаждения
отливка
7
157
6
без охлаждения
поковка
отливка
18
12
250
180
10
6
с охлаждением
без охлаждения
ЗАДАЧА 4
Определить режим резания при шлифовании, выбрав исходные данные из таблиц 10,11,12 согласно номера варианта.
Таблице 10 (для вариантов 1–13) соответствует следующее условие:
на круглошлифовальном станке 3М131 шлифуется шейка вала диаметром
d (мм) и длиной l (мм), длина вала l1 (мм), припуск на сторону h (мм).
Таблице 11 (для вариантов 14–26) соответствует следующее условие:
на внутришлифовальном станке 3К228В шлифуется сквозное отверстие
диаметром D(мм) и длиной l (мм), припуск на сторону h (мм). Станок
оснащён устройством для активного контроля обрабатываемых заготовок.
Таблице 12 (для вариантов 27–40) соответствует следующее условие:
на плоскошлифовальном станке 3П722 шлифуется плоская поверхность
заготовки прямоугольной формы шириной B(мм) и длиной l (мм), припуск на сторону h (мм). На магнитном столе станка установлено q заготовок.
Согласно заданию, приведенному в одной из таблиц, необходимо:
Изобразить эскиз обработки (в произвольном масштабе);
39
Выбрать шлифовальный круг, установить его характеристику, привести маркировку круга;
Определить скорость, главного движения (вращение шлифовального
круга)
Определить скорость окружной подачи и частоту вращения заготовки (для круглого шлифования);
Назначить поперечную подачу круга (глубину шлифования);
Определить скорость движения продольной подачи;
Определить мощность, затрачиваемую на резание, проверить по
станку возможность осуществления принятого режима шлифования.
Таблица 10
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАЧЕ 4
№
п/п
Материал
заготовки
Обработка; параметр шероховатости поверхности Ra, мкм
1.
Сталь 40, закалённая
40 HRC э
Чистовая
1,0
2.
Сталь У7А, закалённая
56 HRC э
Предварительная
2,0
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
D3
Предварительная
2,0
Предварительная
2,0
Серый чугун,
190HB
Сталь Ст3, незакалённая
Сталь 40ХН, закалённая
43 HRC э
Предварительная
2,0
Серый чугун,
220HB
Чистовая
0,5
l1
h
мм
Движение
подачи
мм
250
300
0,2
Продольная,
напроход
570
620
0,25
Продольная,
напроход
340
420
0,25
То же
50
50
200
0,2
Радиальная
48
65
350
0,15
То же
275
400
0,25
Продольная,
напроход
100
Серый чугун,
170HB
Сталь 35, незакалённая
Сталь 45, закалённая
56 HRC э
l
80
75
88
То же
65
340
500
0,22
То же
Чистовая
1,0
95
80
300
0,25
Радиальная
Предварительная
2,0
55
175
400
0,25
Продольная,
напроход
Продолжение табл. 10
40
№
п/п
10.
11.
12.
13.
Материал
заготовки
Обработка; параметр шероховатости поверхности Ra, мкм
Сталь Ст5, незакалённая
Сталь 45Х, закалённая 50 HRC э
Серый чугун,
200HB
Сталь 40Х, закалённая
38 HRC э
D3
l
l1
Движение
подачи
h
мм
мм
То же
80
345
650
0,22
То же
Чистовая
0,5
60
50
190
0,2
Радиальная
Предварительная
2,0
40
80
250
0,25
То же
Чистовая
1,0
110
500
670
0,15
Продольная,
напроход
Таблица 11
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАЧЕ 4
№
п/п
Материал заготовки
14.
Сталь 30, незакалённая
15.
Сталь 40, закалённая
40 HRC э
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
l
h
100H8
90
0,3
1,25
75H8
70
0,2
Серый чугун, 220HB
Сталь Ст3, незакалённая
Сталь 40, закалённая
40 HRC э
1,25
1,25
60H7
120H8
100
150
0,3
0,25
0,63
85H8
85
0,2
Серый чугун, 200HB
Сталь Ст5, незакалённая
Сталь 40, закалённая
40 HRC э
1,25
1,25
86H7
50H8
80
45
0,2
0,2
0,63
75H8
90
0,25
Серый чугун, 180HB
Сталь20Х, незакалённая
Сталь 45Х закалённая
40 HRC э
1,25
1,25
70H7
105H8
35
200
0,2
0,3
0,63
85H7
90
0,2
Серый чугун, 230HB
Сталь Ст3, незакалённая
1,25
0,63
90H7
97 H7
120
150
0,25
0,2
Ra, мкм
0,63
D3
мм
Таблица 12
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАЧЕ 4
41
Ra, мкм
№
п/п
В
Материал заготовки
l
h1
u
Способ расположения
заготовок на
столе станка
h
мм
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
Сталь 45ХН,
закалённая
50 HRC э
1,25
Сталь Ст20,
незакалённая
Сталь 40Х,
закалённая
48 HRC э
0,63
Серый чугун,
230HB
Сталь Ст35,
незакалённая
Сталь 40Х,
закалённая
55 HRC э
1,25
Серый чугун,
180HB
Сталь Ст3, незакалённая
Серый чугун,
210HB
Сталь 40, закалённая
35 HRC э
1,25
Серый чугун,
160HB
Сталь 35, незакалённая
Серый чугун,
200HB
Сталь У7А,
закалённая
48 HRC э
1,25
0,63
1,25
0,63
1,25
1,25
0,63
1,25
1,25
0,63
120
260
40 0 , 5
0,5
2
В один ряд
230
400
35 0 , 0 3
0,45
6
В два ряда по
3 штуки
55
120
18 0 , 0 2
0,3
1
-
70
150
22  0 , 0 3
0,35
1
–
200
600
50 0 , 0 5
0,4
8
В два ряда по
4 штуки
140
340
32 0 , 0 3
0,25
10
В два ряда по
5 штук
110
300
28 0 , 0 5
0,32
2
В один ряд
45
150
12 0 , 0 2
0,2
1
–
260
700
60 0 , 0 5
0,5
10
В 5 рядов
130
450
45 0 , 0 3
0,45
5
В 5 рядов по
2 штуки
240
560
25 0 , 0 5
0,35
1
–
45
200
16 0 , 0 3
0,3
1
–
80
240
12 0 , 0 2
0,2
30
В 5 рядов по
6 штук
150
550
48 0 , 0 5
0,5
18
В 6 рядов по
3 штуки
ЛИТЕРАТУРА
1. Резание материалов: учебник / Е.Н. Трембач, Г.А. Мелетьев, А.Г.
Схиртладзе [ и др.]. – 3-е изд., перераб. и доп. – Старый Оскол: ТНТ, 2009.512 с.
42
2. Резание металлов и режущие инструменты: Учеб. пособие для вузов / В.Г. Солоненко, А.А. Рыжкин. – М.: Высш. шк., 2007, - 414 с.; ил.
3 Грановский Г. И., Грановский Б. Г. Резание металлов.– M.: Высшая
ШКОЛА, 1985. – 304 с.
4. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2 / Л. Под ред. А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова.– М.: Машиностроение, 1986. – 496 с.
5. Справочник технолога-машиностроителя. T.1 / Под ред. А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова. –М.: Машиностроение, 1986.– 656 с.
6. Обработка металлов резанием. Спрявочник технолога /Под ред.А.
А. Панова. – М.: Маiиностроение, 1988. – 736 с.
7. Ольштынский П. В., Болотина Е. М. Методика расчёта режимов
резания при точении, фрезеровании и сверлении. Учебное пособие /
ВолгГТУ, Волгоград, 2004.–72 с.
8. Машиностроение. Энциклопедия / Технология изготовления деталей машин. Т. –3 /под общ. ред. А. Г.Суслова.– М.: Машиностроение,
2000. – 840 с.
43