+МУ Процессы формообраз.и инструменты 151031 4М

ГБОУ СПО «Салаватский индустриальный колледж»
Процессы формообразования и инструменты
Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников
по специальности
151031 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования»
2013
Рассмотрена
Утверждаю
на заседании цикловой методической
комиссии протокол № __ от
_________________
Программа составлена в соответствии с требованиями Федерального
государственного образовательного
стандарта по специальности среднего
профессионального образования
151031 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям) (базовой подготовки)
Заместитель директора
по учебной работе
__________ Г.А. Бикташева
«____» _________________
Председатель цикловой методической комиссии
__________ Л.А. Насибуллина
Разработчик:
Шегурова
О.
Г.
–
преподаватель
ГБОУ
СПО
«Салаватский
индустриальный колледж»
Рецензенты:
Велигон Т.А. - методист ГБОУ СПО «Салаватский индустриальный
колледж» г.Салават.
2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1.
Рабочая программа учебной дисциплины
стр.
4
7
1.1 Паспорт рабочей программы учебной дисциплины
7
1.2 Структура и содержание учебной дисциплины
8
1.3 Условия реализации учебной дисциплины
21
1.4 Контроль и оценка результатов освоения учебной дисципли-
23
ны
2.
Методические указания по изучению учебного материала
24
3.
Задания для выполнения контрольной работы
60
4.
Список вопросов к экзамену
91
Приложение
94
3
ВВЕДЕНИЕ
Методические указания составлены на основе рабочей программы учебной
дисциплины «Процессы формообразования и инструменты», которая является частью основной профессиональной программы базовой подготовки в соответствии с ФГОС СПО по специальности «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования».
Целью методических указаний является реализация Федеральных государственных образовательных стандартов по специальности 151031 «Монтаж и
техническая эксплуатация промышленного оборудования» (базовый уровень
подготовки) при заочной форме обучения.
Программой дисциплины «Процессы формообразования и инструменты» предусматривается изучение следующих вопросов: горячая обработка;
инструменты формообразования; обработка материалов сверлением, зенкерованием, развертыванием; обработка металлов фрезерованием; резьбонарезание;
зубонарезание; протягивание; шлифование; физико-химические методы обработки.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:
- выбирать режущий инструмент и назначать режимы резания в зависимости от условий обработки;
- рассчитывать режимы резания при различных видах обработки.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:
– классификацию и область применения режущего инструмента;
– методику и последовательность расчетов режимов резания
Дисциплина изучается за счёт часов обязательной части основной профессиональной образовательной программы и входит в профессиональный цикл раздела
общепрофессиональных дисциплин, знания, полученные студентом при изучении этой дисциплины, используются при освоении профессиональных модулей,
а так же в дальнейшей профессиональной деятельности.
Усвоение программного материала предмета складывается из;
4
а) самостоятельного изучения учебного материала по рекомендуемой литературе;
б) выполнения одной домашней контрольной работы;
в) выполнения лабораторных и практических работ
Учебный процесс преподавания данной дисциплины включает: консультационные занятия, лекционные занятия, лабораторно-практические занятия, самостоятельное выполнение контрольной работы.
Контрольная работа выполняется по выданным ( в соответствии с вариантом)
вопросам, в тетради с титульным листом, с полями, для заметок преподавателя,
черной пастой. В конце контрольной работы указывается список используемой
литературы, Государственных стандартов.
Литература записывается по образцу:
1. Гоцеридзе Р.М. Процессы формообразования и инструменты. Москва. Издательский центр «Академия» 2007-375 с.
Выполняемая работа должна содержать конкретные, полные ответы. Особое
внимание уделять не только содержанию ответов, но и четкому, разборчивому
подчерку. Текст работы пишется через строчку, сокращение терминов использовать в соответствии с общепринятыми.
Каждый вопрос, задачу следует начинать писать с новой страницы. Текст вопроса или условия задачи переписывать полностью.
Решать задачи контрольной работы, руководствуясь приведенными примерами.
Все вычисления давать в развернутом виде, величины, входящие в формулы,
должны сопровождаться объяснениями. Обязательно проставлять единицы измерения.
При использовании таблиц и других справочных материалов необходимо давать ссылку на литературный источник или стандарт.
Выполненная работа сдается преподавателю на рецензирование.
Если в контрольной работе есть замечания, то она возвращается студенту на
доработку с указанием замечаний, которые необходимо устранить и вернуть на
повторную проверку. Контрольная работа не зачитывается, если:
5
- нет ответа на один из вопросов;
- ответы на вопросы (вопрос) даны не из своего варианта;
- неполные ответы или много ошибок, и тогда студент выполняет ее заново с
учетом всех замечаний.
В период экзаменационной сессии преподавателем прочитываются обзорные
лекции по наиболее важным темам, студентами выполняются лабораторные и
практические работы.
Для успешного усвоения данной дисциплины студент-заочник должен
уметь самостоятельно изучать учебную литературу, уметь пользоваться справочниками.
После изучения полного курса и при получении зачетов по контрольной и лабораторным работам студент-заочник допускается к сдаче экзамена.
6
1.1
ПАСПОРТ
РАБОЧЕЙ
ПРОГРАММЫ
УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ Процессы формообразования и инструменты
1.1.1 Область применения программы
Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО 151031 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (базовой подготовки).
1.1.2 Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: дисциплина входит в профессиональный цикл.
1.1.3 Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:
В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:
- выбирать режущий инструмент и назначать режимы резания в зависимости от условий обработки;
- рассчитывать режимы резания при различных видах обработки.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:
– классификацию и область применения режущего инструмента;
– методику и последовательность расчетов режимов резания
1.1.4 Рекомендуемое количество часов на освоение программы дисциплины:
Максимальной учебной нагрузки обучающегося 156 часов, в том числе:
- обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 108 часов;
- самостоятельной работы обучающегося 48 часов.
7
1.2 СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
1.2.1 Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Объем часов
Вид учебной работы
Максимальная учебная нагрузка (всего)
156
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)
108
в том числе:
лабораторные занятия
6
практические занятия
24
контрольные работы
курсовая работа (проект)
Самостоятельная работа обучающегося (всего)
48
в том числе:
самостоятельная работа над курсовой работой (проектом)
работа со справочниками
12
подготовка тезисов сообщений к выступлению на семинаре
8
подготовка реферата
12
анализ современного опыта в профессиональной сфере
8
аналитическая обработка текста (аннотирование, рецензи8
рование)
Итоговая аттестация в форме дифференцированного зачета
8
1.2.2Тематический план и содержание учебной дисциплины «Процессы формообразования и инструмент»
Наименование разделов и тем
Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работа (проект) (если предусмотрены)
Объем
часов
1
Раздел 1 Горячая обработка.
Тема 1.1 Литейное
производство
2
3
8
Содержание учебного материала
1 Роль процессов формообразования в цикле производства деталей машин. Развитие
науки и практики формообразования материалов. Содержание учебной дисциплины
«Процессы формообразования и инструменты» и связь её с другими дисциплинами
учебного плана подготовки техника. Обзор учебного плана подготовки техника. Обзор
рекомендуемой литературы по учебной дисциплине. Методические рекомендации студентам по освоению материала учебной дисциплины.
2 Определение понятия литейное производство. Производство отливок Производство отливок в разовых песчано-глинистых формах. Модельный комплект, его состав и назначение. Формовочные и стержневые смеси.
3 Литье в кокиль, центробежное литье, литье под давлением, литье в оболочковые формы, литье по выплавляемым моделям.
Самостоятельная работа обучающихся
Особенности конструирования деталей отливаемых по выплавляемым моделям
Литейные сплавы, их плавка и получение отливок
Изучение литья в кокиль, центробежного литья, литье под давлением, литье в оболочковые
формы, литье по выплавляемым моделям.
Содержание учебного материала
2
Тема 1.2 Обработка
давлением
1
Изучение обработки давлением. Понятие о пластической деформации. Влияние различных факторов на пластичность. Прокатное производство. Понятие о продольной, поперечной и поперечно-винтовой прокатке. Условия захвата заготовки валками. Прессование и волочение: прямое и обкатное прессование.
Уровень
освоения
4
1
2
2
2
2
2
2
Изучение понятия о свободной ковке: ручной и машинной, область применения, основные операции, инструмент и оборудование. Штамповка: сущность процесса, область
применения, виды штамповки, типы штампов, материал для их изготовления. Гибка.
Прокатное производство. Прессование и волочение
Самостоятельная работа обучающихся
2
1
Анализ особенности конструирования деталей отливаемых под давлением
Раздел 2. Инструменты формообразования
Тема 2.1 Инструменты формообразования
в машиностроении.
Геометрия токарного
резца
32
Содержание учебного материала
1 Изучение инструментов формообразования в машиностроении: для механической обработки (точение, сверление, фрезерование и т. п.) металлических и неметаллических
материалов.
Инструментальные материалы, выбор марки инструментального материала.
2
Тема 2.2. Обработка
материалов точением
4
2
Определение влияния углов резца на процесс резания. Числовые значения углов типовых резцов. Влияние установки резца. Основные типы токарных резцов. Приборы и инструменты для измерения углов резца.
2
Лабораторные работы
Измерение геометрических параметров токарных резцов
2
Самостоятельная работа обучающихся
Особенности обработки инструментами, оснащенными сверхтвердыми материалами и режущими керамиками.
Оптимальная геометрия режущих инструментов.
Соотношение углов заточки и рабочих углов режущих инструментов
Содержание учебного материала
1 Изучение основных понятий об элементах резания при точении. Срез и его геометрия,
площадь поперечного сечения среза. Скорость резания. Частота вращения заготовки.
Основное
(машинное)
время
обработки.
Расчетная
длина
обработки.
Производительность резца..
Самостоятельная работа обучающихся
2
2
2
3
Анализ формул основного времени и производительность резца, пути повышения
производительности труда при точении.
Тема 2.3 Физические
явления при токарной
обработке. Сопротивление резанию при
токарной обработке.
Содержание учебного материала
1
Изучение процесса стружкообразования. Пластические и упругие деформации,
возникающие в процессе стружкообразования. Типы стружек. Факторы, влияющие на
образование типа стружки. Явление образования нароста на передней поверхности
лезвия резца. Вибрации при стружкообразовании. Явление усадки стружки. Явление
наклепа обработанной поверхности в процессе стружкообразования
2
Изучение сил резания, возникающих в процессе стружкообразования. Разложение силы
резания на составляющие Рz, Ру, Рх. Определение сил сопротивления резанию Pz, Py, Рх
в зависимости от различных факторов. Влияние различных факторов на силу резания.
Расчет составляющих силы резания по эмпирическим формулам с использованием
ПЭВМ. Мощность, затрачиваемая на резание.
Самостоятельная работа обучающихся
Применение смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) для борьбы с
наростообразованиями.
Методы экспериментального исследования сил резания.
Методы исследования тепловых потоков и температур в зоне резания
2
1
2
Тема 2.4 Скорость резания, допускаемая
режущими свойствами резца
Тема 2.5 Токарные,
строгальные и долбежные резцы
Содержание учебного материала
2
1
Изучение факторов, влияющих на стойкость резца. Влияние скорости резания. Связь
между стойкостью и скоростью. Влияние различных факторов на выбор резца.
Самостоятельная работа обучающихся
2
Экономическя стойкость и стойкость максимальной производительности. Нормативы
износа и стойкости резцов.
Содержание учебного материала
2
1
1
Изучение общей классификации токарных резцов по конструкции, технологическому
назначению, направлению движения подачи. Резцы с механическим креплением многогранных неперетачиваемых твердосплавных и минералокерамических пластин. Методы
повышения износостойкости и надежности инструментов.
3
2
2
Тема 2.6 Аналитический и табличный методы расчета режимов
резания
Основные понятия о процессах строгания и долбления. Элементы резания при строгании и долблении. Основное (машинное) время, мощность резания. Особенности конструкции и геометрии строгальных и долбежных резцов.
Самостоятельная работа обучающихся
Способы упрочнения режущей части резца.
Режущий инструмент и схемы обработки заготовок на строгальных и долбежных станках.
Содержание учебного материала
1 Определение аналитическим методом режимов резания при токарной обработке.
Методика расчета. Проверка выбранного режима по мощности станка и допускаемому
моменту на шпинделе для данной ступени частоты вращения. Выбор режимов резания
по нормативам (табличный метод Расчет основного (машинного) времени.
Особенности выбора режимов резания для токарных станков с ЧПУ.
Практические занятия
Расчет ре6жимов резания при токарной обработке аналитическим методом
Расчет режимов резания при токарной обработке табличным методом
Самостоятельная работа обучающихся
2
2
2
3
4
4
Решение вариативных задач и упражнений
Раздел 3 Обработка
материалов сверлением, зенкерованием, развертыванием
Тема 3.1 Обработка
материалов сверлением
22
Содержание учебного материала
1 Изучение процесса сверления. Типы сверл. Конструкция и геометрия спирального
сверла. Элементы резания и срезаемого слоя при сверлении. Физические особенности
процесса сверления. Силы, действующие на сверло. Момент сверления.
Изучение конструкций твердосплавных сверл. Сверла с механическим креплением
многогранных режущих пластин. Сверла для глубокого сверления. Кольцевые
(трепанирующие) сверла. Трубчатые алмазные сверла. Износ сверл. Рассверливание
отверстий. Основное (машинное) время при сверлении и рассверливании отверстий.
Самостоятельная работа обучающихся
Моделирование и надежность режущих инструментов и процесса резания.
4
2
2
2
2
Тема 3.2 Обработка
материалов зенкерованием и развертыванием
Содержание учебного материала
1 Назначение зенкерования. Особенности процессов зенкерования. Элементы резания и
срезаемого слоя при зенкеровании. Конструкция и геометрические параметры зенкеров.
Силы резания, вращающий момент, осевая сила при зенкеровании. Износ зенкеров.
Назначение развертывания Особенности процесса развертывания. Элементы резания и
срезаемого слоя при развертывании. Конструкция и геометрия разверток. Особенности
геометрии разверток для обработки вязких и хрупких материалов. Силы резания,
вращающий момент, осевая сила при развертывании. Износ разверток. Основное
(машинное) время при зенкеровании и развертывании
Самостоятельная работа обучающихся
Совершенствование конструкций зенкеров и разверток
Содержание учебного материала
1 Определение аналитическим методом режимов резания при сверлении, зенкеровании,
развертывании. Рациональная эксплуатация сверл, зенкеров, разверток. Особенности
движения подачи развертки по оси отверстия, применение «плавающей» оправки. Применение СОТС при обработке отверстий. Назначение режима резания для сверления,
зенкерования, развертывания на станках с ЧПУ.
Практические занятия
Расчет и табличное определение режимов резания при сверлении
Расчет и табличное определение режимов резания при зенкеровании и развертывании
2
2
2
Тема 3.3 Расчет и табличное определение
режимов резания при
сверлении, зенкеровании и развертывании
Самостоятельная работа обучающихся
Тема 3.4 Конструкции
сверл, зенкеров, разверток. Высокопроизводительные инструменты для обработки
отверстий.
Комбинированные инструменты для обработки отверстий.
Содержание учебного материала
1 Изучение назначения осевых инструментов по ГОСТ 25751-83. Общая классификация..
Общая классификация зенкеров и разверток с механическим креплением многогранных
режущих пластин. Контроль зенкеров и разверток.
Лабораторные работы
Измерение геометрических и конструктивных размеров сверла.
Самостоятельная работа обучающихся
Решение вариативных задач и упражнений
2
2
2
3
2
2
2
3
2
2
Раздел 4. Обработка
металлов фрезерованием
Тема 4.1 Обработка
материалов фрезами
Тема 4.2 Расчет и табличное определение
рациональных режимов резания при фрезеровании
20
Содержание учебного материала
4
1
Изучение основных принципов фрезерования. Цилиндрическое и торцевое фрезерование. Конструкция и геометрия цилиндрических фрез. Элементы резания и срезаемого
слоя при цилиндрическом фрезеровании. Встречное и попутное цилиндрическое фрезерование. Основное (машинное) время цилиндрического фрезерования. Силы, действующие на фрезу. Износ фрез. Мощность резания при цилиндрическом фрезеровании.
2
2
Изучение основных видов торцевого фрезерования: несимметричное, симметричное.
Геометрия торцевых фрез. Элементы резания и срезаемого слоя при торцевом фрезеровании. Машинное время при торцевом фрезеровании. Силы, действующие на торцевую
фрезу. Износ торцевых фрез.
2
Самостоятельная работа обучающихся
Особенности процесса фрезерования. Износ и стойкость фрез. Заточка фрез.
2
Содержание учебного материала
1 Определение аналитическим способом режимов резания. Методика. Табличное определение режимов резания при фрезеровании по нормативам. Использование ПЭВМ. Особенности назначения режимов резания при фрезеровании на фрезерном станке с ЧПУ.
2
Практические занятия
4
3
Расчет и табличное определение режимов резания при фрезеровании цилиндрической фрезой
Расчет и табличное определение режимов резания при фрезеровании торцевой фрезой
Самостоятельная работа обучающихся
2
Особенности физических процессов резания фрез с износостойкими покрытиями
Тема 4.3 Конструкции
Содержание учебного материала
2
фрез. Высокопроизводительные фрезы
1
Изучение классификации фрез. Цельные и сборные фрезы. Фасонные фрезы с затылованными зубьями. Заточка фрез на заточных станках. Контроль заточки. Сборка торцевых сборных фрез, контроль биения зубьев. Исходные данные для конструирования
фрез. Методика конструирования цилиндрической и торцевой фрез.
3
Лабораторные работы
Измерение геометрических параметров различных типов фрезы.
2
Самостоятельная работа обучающихся
2
Особые конструкции фрез. Набор фрез.
Раздел 5.
Резьбонарезание
Тема 5.1 Нарезание
резьбы резцами, метчиками и плашками
Тема 5.2 Нарезание
резьбы фрезами
16
Содержание учебного материала
Обзор методов резьбонарезания. Нарезание резьбы резцами. Конструкция и геометрия
резьбового резца. Элементы резания. Способы врезания: радиальный, боковой, «вразбивку». Основное (машинное) время. Нарезание резьбы плашками и метчиками. Классификация плашек и метчиков. Геометрия плашки. Конструкция метчиков. Геометрия
метчика. Элементы резания при нарезании резьбы плашками и метчиками. Мощность,
затрачиваемая на резание. Машинное время. Выбор режимов резания при нарезании
резьбы плашками и метчиками.
Самостоятельная работа обучающихся
Способы накатывания резьбы.
Содержание учебного материала
1 Фрезерование резьбы дисковыми фрезами. Конструкции и геометрия фрез. Элементы
резания. Основное (машинное) время. Аналитический способ определения режимов
резания при нарезании резьбы резьбовым резцом. Табличное определение режимов
резания по нормативам.
2 Изучение метода резьбонарезания гребенчатыми (групповыми) фрезами и область
применения. Конструкция и геометрия гребенчатой фрезы. Элементы резания при
резьбофрезеровании. Основное (машинное) время резьбонарезания с учетом пути врезания.
Практические занятия
6
1
2
2
4
3
2
Расчет и табличное определение режимов резания при резьбонарезании.
Самостоятельная работа обучающихся
Резьбонарезание на болторезных и гайконарезных станках
Раздел 6. Зубонарезание
Тема 6.1 Нарезание
Содержание учебного материала
зубьев зубчатых колес 1 Обзор методов нарезания зубьев зубчатых колес. Метод копирования. Дисковые и конметодом копирования
цевые (пальцевые) фрезы для нарезания зубьев зубчатого колеса, их конструкции и
и обката. Зубонарезособенности геометрии.
ные инструменты
2 Метод обкатки. Конструкция и геометрия червячной пары. Элементы резания при зубофрезеровании. Машинное время зубофрезерования. Износ червячных фрез. Нарезание косозубых колес. Нарезание червячных колес.
3
2
16
6
1
2
Конструкция и геометрия долбяка. Элементы резания при зубодолблении. Основное
(машинное) время зубодолбления. Износ долбяков. Мощность резания при зубодолблении. Нарезание косозубых и шевронных колес методом зубодолбления. Шевингование
зубчатых колес. Общие сведения о зубопротягивании.
Самостоятельная работа обучающихся
2
2
Особые методы обработки зубчатых колес.
Тема 6.2 Расчет и табличное определение
режимов резания при
зуборезании. Конструкции зуборезных
инструментов.
Содержание учебного материала
Определение режимов резания при нарезании зубчатых колес дисковыми и пальцевыми модульными фрезами. Выбор режимов резания при зубофрезеровании червячными
модульными фрезами. Проверка выбранных режимов по мощности станка. Определение основного (машинного) времени. Аналитический и табличный способ определения
режимов резания при зубодолблении.
2 Классификация червячных фрез. Червячные фрезы для фрезерования шлицев и звездочек. Классификация долбяков. Конструкции зубострогальных резцов и сборных фрез
для нарезания конических колес.
Практические занятия
Расчет и табличное определение режимов резания при зубофрезеровании методом копиро
вания.
4
1
3
3
4
Расчет и табличное определение режимов резания при зубофрезеровании методом обката
Раздел 7. Протягивание
Тема 7.1 Процесс протягивания. Расчет и
табличное определение рациональных
режимов резания при
протягивании
8
Содержание учебного материала
1 Сущность процесса протягивания. Виды протягивания. Части, элементы и геометрия
цилиндрической протяжки. Подача на зуб при протягивании. Износ протяжек. Мощность протягивания. Схемы резания при протягивании. Техника безопасности при протягивании.
2 Определение скорости при протягивании табличным способом. Определение основного
(машинного) времени протягивания. Определение тягового усилия. Проверка тягового
усилия по паспортным данным станка.
Самостоятельная работа обучающихся
Расчет и табличное определение рациональных режимов резания при протягивании наружных поверхностей
Расчет и табличное определение рациональных режимов резания при протягивании щлице
вых поверхностей
Практические занятия
4
2
3
2
2
Расчет и табличное определение рациональных режимов резания при протягивании отверстий
Раздел 8 Шлифование
Тема 8.1 Абразивные
инструменты. Процесс шлифования
20
Содержание учебного материала
1 Изучение метода шлифования (обработки абразивным инструментом). Абразивные
естественные и искусственные материалы, их марки и физико-механические свойства.
Характеристика шлифовального круга, брусков, сегментов и абразивных головок, шлифовальной шкурки и ленты. Алмазные и эльборовые шлифовальные круги, бруски,
сегменты, шкурки, порошки, их характеристики и маркировка.
2
Изучение видов шлифования. Схемы наружного круглого шлифования. Особенности
внутреннего шлифования. Особенности плоского шлифования. Элементы резания и
машинное время при шлифовании. Наружное бесцентровое шлифование методом
радиальной и продольной подачи. Износ абразивных кругов. Правка круга.
6
2
2
3
Тема 8.2 Расчет и табличное определение
рациональных режимов резания при различных видах шлифования
2
Суперфиниширование и хонингование поверхности вращения. Элементы резания при
суперфинишировании и хонинговании. Основное (машинное) время. Притирка
(лаппинг-процесс) ручная и механическая. Инструменты и пасты для притирки.
Полирование абразивными шкурками, лентами, пастами, порошками. Полировальные
станки и приспособления. Режимы полирования.
Самостоятельная работа обучающихся
Изнашивание, правка и балансировка кругов.
Финишные виды обработки. Инструменты для доводочных операций хонингования и
суперфиниширования.
Содержание учебного материала
1 Назначение метода шлифования. Выбор абразивного инструмента. Особенности
выбора режимов резания при наружном шлифовании глубинным методом и методом
радиальной подачи, внутреннем шлифовании, плоском шлифовании. Рациональная
эксплуатация шлифовальных кругов.
Практические занятия
2
4
3
6
Расчет и табличное определение рациональных режимов резания при круглом наружном
шлифовании.
Расчет и табличное определение рациональных режимов резания при внутреннем шлифовании.
Расчет и табличное определение рациональных режимов резания при плоском шлифовании.
Самостоятельная работа обучающихся
Решение вариативных задач и упражнений
2
Специальные виды шлифования
Раздел 9. Физикохимические методы
обработки
Тема 9.1 Электрофи-
14
Содержание учебного материала
8
зические и электрохимические методы
обработки.
1
Электроконтактная обработка. Сущность метода, область применения, оборудование,
инструмент. Режимы обработки. Электроэрозионная (электроискровая) обработка.
Сущность метода, область применения, оборудование, инструмент. Режимы обработки.
Электроимпульсная обработка. Анодно-механическая обработка. Сущность метода,
область применения, оборудование и инструмент. Режимы обработки.
1
2
Размерная обработка электронным лучом (РОЭЛ). Размерная обработка световым
лучом (РОСЛ). Анализ условий формообразования при обработке лучом ОКГ
(оптического квантового генератора- лазера ). Макро- и микрогеометрия поверхности,
обработанной лучом ОКГ.
1
2
Самостоятельная работа обучающихся
Сверскоростное резание
Тема 9.2 Чистовая и
упрочняющая обработка поверхностей
вращения методами
пластического деформирования (ППД)
Содержание учебного материала
1 Физическая сущность процесса поверхностного пластического деформирования. Основные термины и определения по ГОСТ. Типовые схемы обкатывания наружных поверхностей вращения роликом или шариком. Конструкции роликовых и шариковых
приспособлений и инструментов для обкатывания и раскатывания. Шероховатость поверхности, достигаемая при ППД. Режимы обработки. Определения условия обкатывания.
2 Физическая сущность процесса калибрования отверстий методами пластической деформации. Типовые схемы калибрования отверстий шариком, калибрующей оправкой
(дорном), деформирующей протяжкой или прошивкой. Геометрия деформирующего
элемента инструмента.
2
Самостоятельная работа обучающихся
2
2
2
Накатывание резьб, шлицевых поверхностей, зубчатых колес, рифлений, плоскостей.
Резьбонакатные головки
Всего:
Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:
156
1. – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);
2. – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)
3. – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач)
1.3 УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
1.3.1 Требования к минимальному материально-техническому
обеспечению
Реализация рабочей программы дисциплины требует наличия лаборатории «Процессы формообразования и инструменты».
Оборудование лаборатории:
– посадочные места по количеству обучающихся;
– рабочее место преподавателя;
– комплект учебно-наглядных пособий «Резание материалов», «Металлорежущие станки;
– модели режущих инструментов;
– угломеры;
– штангенциркули;
– микрометры.
Технические средства обучения:
– персональный компьютер, мультимедиапроектор, кодоскоп.
1.3.2 Информационное обеспечение обучения
Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов,
дополнительной литературы
Основные источники:
1. Гоцеридзе Р.М. Процессы формообразования и инструменты.
Москва. Издательский центр «Академия» 2007-375 с.
2. Режимы резания для токарных и сверлильно-фрезерно-расточных
станков с числовым программным управлением. Справочник/Под
редакцией В.И. Гузеева- Москва «Машиностроение » 2005-323 с..
3. Солоненко В.Г., Рыжкин А.А. Резание металлов и режущие инструменты. Москва. «Высшая школа». 2007-406 с..
4. Схиртладзе А.Г. , Чупина Л.А.Пульбере А.И., Гречишников В.А.
Формообразующие инструменты в машиностроении. Москва. ООО
«Новое знание» 2007.-548 с.
5. Справочник технолога-машиностроителя том 2 /Под ред. Дальского
А.М., Касиловой А. Г., Мещерякова В. К. - М.: Машиностроение-1,
2003-942с.
6. А.А. Черепахин Технология обработки металлов -М.: Издательский
центр «Акалдемия», 2004.- 272с.
Интернет-ресурсы:
1.
Электронный ресурс «Единое окно доступа к образовательным
ресурсам». Форма доступа: http://window.edu.ru
2.
Электронный
ресурс
«Федеральный
центр
информационно-
образовательных ресурсов». Форма доступа: http://fcior.edu.ru
3.
Электронный
ресурс
«Федеральный
портал
«Российское
образование». Форма доступа: http://www.edu.ru/
4.
Электронный ресурс «Российский общеобразовательный портал».
Форма доступа: http://www.school.edu.ru/
Дополнительные источники:
1. Справочник инструментальщика/ под редакцией А.Р. Маслова.Москва. «Машиностроение» 2005-460с.
2.
Справочник конструктора -инструментальщика/Под общей ред.
В.А. Гречишникова и С.В. Кирсанова. - М.: Машиностроение, 2006-540 с.
3.
Ящерицын П.И. Фельдтейн Е.Э., Корниевич М.А. Теория реза-
ния. Минск. ООО «Новое знание». 2005-507с.
22
1.4 КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Контроль и оценка результатов освоения дисциплины осуществляется
преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, экзамена, а также выполнения обучающимися индивидуальных
заданий, проектов, исследований.
Результаты обучения
(освоенные умения, усвоенные знания)
Умения:
выбирать режущий инструмент и назначать режимы резания в зависимости от
условий обработки
рассчитывать режимы резания при различных видах обработки
Формы и методы контроля и
оценки результатов обучения
практические занятия,
выполнение индивидуальных заданий, зачет
практические занятия,
выполнение индивидуальных заданий, зачет
Знания:
классификацию и область применения практические занятия,
режущего инструмента
контрольные работы,
выполнение индивидуальных заданий, зачет
методику и последовательность расчетов практические занятия,
выполнение индивидуальных зарежимов резания
даний, зачет
23
2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ
УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
Раздел 1 Горячая обработка
Тема 1.1 Литейное производство
Методические указания
Литейное производство — отрасль машиностроения, продукцией которой являются отливки, получаемые в литейных формах при заполнении их
жидким сплавом заданного химического состава. При охлаждении расплав
затвердевает, сохраняя конфигурацию полости формы.
Полости в отливке получают, устанавливая в форму «стержень». Литьем изготавливают отливки простой и сложной формы, которые нельзя получить другими способами (например, корпусные детали автомобиля).
Процесс получения отливки можно разбить на следующие самостоятельные этапы:
•
изготовление литейной оснастки: модели, стержней и литейной
формы;
•
плавка литейного сплава и заливка его в форму;
•
выбивка отливки из формы после кристаллизации расплава и
охлаждения отливки;
•
контроль качества получившейся отливки.
Различают разовые и многоразовые формы.
Литература [6, с. 272, с. 35-43]
Вопросы для самопроверки:
1. Как получают полости в отливках?
2. Что такое модель?
3. Какие требования предъявляются к сплавам для изготовления отливок?
4. Зачем на модели и стержнях предусматривают знаки?
5. Для чего нужны выпар, прибыль, шлакосборник?
24
6. Какие технологические требования предъявляются к заготовке,
получаемой литьем в песчаные формы?
7. В чем преимущества литья в оболочковые формы по сравнению с
литьем в песчаные формы?
Тема 1.2 Обработка давлением
Методические указания
Обработка металлов давлением (ОМД) основана на свойстве пластичности металлов, т.е. на их способности воспринимать под действием внешних сил остаточную деформацию без нарушения целости материала заготовки.
Все процессы ОМД можно условно разделить на процессы, завершающие металлургический цикл, и процессы производства заготовок (прокатка,
прессование, волочение, ковка, объемная штамповка, листовая штамповка и
др.).
Прокатка — пластическое деформирование металла вращающимися
валками. Различают три основных вида прокатки: продольную, поперечную
и поперечно-винтовую.
Ковка — процесс горячего пластического деформирования металла
универсальным инструментом — бойком при свободном течении металла в
одном или двух направлениях. Ковкой получают поковки массой от 0,1 кг до
400 т. Различают ковку ручную и машинную. Ковка — процесс универсальный, не требующий сложного, дорогостоящего оборудования и оснастки, но
требующий высокой квалификации оператора (кузнеца). Ковка - процесс малопроизводительный, поковки имеют низкую размерную точность, высокую
шероховатость и геометрические погрешности. Основная область применения ковки - единичное и мелкосерийное производство. Объемная штамповка
— процесс холодного или горячего пластического деформирования металла
в полости специального инструмента — штампа. Штамп состоит из двух или
25
нескольких частей, которые в сомкнутом состоянии образуют одну или несколько полостей (ручьев). При сближении частей штампа происходит принудительное перераспределение металла заготовки по ручью. Объемная
штамповка — высокопроизводительный процесс, обеспечивающий высокую
размерную точность заготовки, стабильность ее формы и размеров, уменьшение технологических припусков на последующую обработку (в некоторых
случаях имеется возможность обойтись без снятия стружки), получение поковок сложной формы, возможность частичной автоматизации процесса.
Штамп — сложная, дорогостоящая, узкоспециальная оснастка, поэтому область применения объемной штамповки — среднесерийное и массовое производство.
Листовая штамповка (ЛШ) - способ изготовления плоских и полых изделий с помощью штампов из полос, листов, лент, изготовленных из углеродистых и легированных сталей, цветных сплавов. Исходным материалом
служит тонколистовой прокат.
Литература [1, с.365 46-103]
Вопросы для самопроверки:
1. Чем поперечная прокатка отличается от продольной?
2. Какие заготовки можно получать поперечно-винтовой прокаткой?
3. Что такое осадка?
4. Какие технологические требования предъявляются к заготовке,
получаемой ковкой?
5. В чем отличие закрытых штампов от открытых?
6. Что такое облой?
7. Какие заготовки получают на ГКМ?
8. Перечислите основные операции ХОШ.
9. В чем отличие вырубки от пробивки?
10.Что такое вытяжка?
26
Раздел 2. Инструменты формообразования
Тема 2.1 Инструменты формообразования в машиностроении. Геометрия токарного резца
Методические указания
Инструментальный материал должен иметь высокую твердость, чтобы
в течение длительного времени срезать стружку. Значительное превышение
твердости инструментального материала по сравнению с твердостью
обрабатываемой заготовки должно сохраняться и при нагреве инструмента в
процессе резания. Способность материала инструмента сохранять свою
твердость при высокой температуре нагрева определяет его красностойкость
(теплостойкость). Режущая часть инструмента должна обладать большой
износостойкостью в условиях высоких давлений и температур.
Важным требованием является также достаточно высокая прочность
инструментального материала, так как при недостаточной прочности
происходит выкрашивание режущих кромок либо поломка инструмента,
особенно при их небольших размерах.
Инструментальные
материалы
должны
обладать
хорошими
технологическими свойствами, т.е. легко обрабатываться в процессе
изготовления инструмента и его переточек, а также быть сравнительно
дешевыми.
В настоящее время для изготовления режущих элементов инструментов применяются инструментальные стали (углеродистые, легированные и
быстрорежущие), твердые сплавы, минералокерамические материалы, алмазы и другие сверхтвердые и абразивные материалы. Геометрия резца, форма
и углы заточки режущей части резца. Геометрия резца влияет на характер
процесса резания материалов, на его производительность и экономичность,
качество обработанной детали, стойкость (время работы до нормального затупления) резца и т.п. Режущую часть составляют рабочие поверхности: передняя, по которой сходит образующаяся в процессе резания стружка, задняя
27
главная и задняя вспомогательная, обращенные к обрабатываемой поверхности заготовки. Рабочие поверхности при пересечении образуют режущие
кромки.
Литература [1, с. 365 188-201]
Вопросы для самопроверки:
1. Классификация инструментальных материалов.
2. Требования, предъявляемые к инструментальным материалам.
3. Что понимается под теплостойкостью инструментальных материалов и чем
она характеризуется?
4. Углеродистые инструментальные стали, их маркировка и применение.
5. Теплостойкость углеродистых инструментальных сталей и допустимые
скорости резания
6. Легированные инструментальные стали, их маркировка и применение
7. Расшифровать марку материалов: ВК10ОМ, Т15К6, ТТ20К9
Тема 2.2. Обработка материалов точением
Методические указания
Обработка металлов резанием – это процесс снятия режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла для получения необходимой
геометрической формы, точности размеров и шероховатости поверхности детали.
В процессе обработки на заготовке различают: обрабатываемую поверхность, с которой срезается слой металла; обработанную поверхность, с
которой слой металла срезан и превращён в стружку; поверхность резания,
образованную главной режущей кромкой инструмента и являющуюся переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями
28
Различают следующие элементы режущей части резца: передняя поверхность, по которой сходит стружка. Главная задняя поверхность, обращённая к поверхности резания заготовки. Вспомогательная задняя поверхность, обращённая к обработанной поверхности заготовки. Главная режущая
кромка, выполняющая основную работу при резании, образуется в результате
пересечения передней и главной задней поверхности; вспомогательная режущая кромка - при пересечении передней и вспомогательной задней поверхности.
Движения, обеспечивающие срезание с заготовки поверхностного слоя
металла или изменение состояния обработанной поверхности, называют
движениями резания. К ним относят главное движение и движение подачи.
Главным движением DR называется движение, определяющее скорость деформирования и отделения стружки. Движением подачи DS называется движение, обеспечивающее непрерывность врезания режущей кромки инструмента в материал заготовки. Эти движения могут быть вращательными, поступательными, возвратно-поступательными, непрерывными или прерывистыми. Для любого процесса резания можно составить схему обработки, на
которой условно изображают обрабатываемую заготовку, ее базирование и
закрепление в рабочем приспособлении станка, режущий инструмент в положении, соответствующем концу обработки.
Литература [1, с. 392, с. 188-201]
Вопросы для самопроверки:
1. Что такое главное движение?
2. Что такое передняя поверхность режущего инструмента?
3. Как проводят плоскость резания?
4. Что такое составляющая сила резания?
5. Элементы режущей части резца
6. Схема токарной обработки
29
Тема 2.3 Физические явления при токарной обработке. Сопротивление
резанию при токарной обработке
Методические указания
Резание металлов — это сложный процесс физико-химического взаимодействия режущего инструмента, заготовки и окружающей среды. Все физико-химические процессы, возникающие при резании металлов (трение
стружки о переднюю поверхность, трение обработанной поверхности о заднюю, высокая температура и высокое давление в зоне резания, окисление материала передней поверхности и т.д.), приводят к изнашиванию режущего
инструмента.
Нормальные напряжения σ вначале действуют как растягивающие (+σ),
а затем быстро уменьшаются до нуля и переходят в напряжения сжатия (-σ).
Срезаемый слой металла пластически деформируется. Рост пластических деформаций приводит к деформации сдвига, т.е. смещению частей кристалла
относительно друг друга. Срезанный сегмент стружки претерпевает дополнительную деформацию вследствие трения о переднюю поверхность и завивается в спираль. По мере прохождения режущего инструмента обработанная
поверхность, вследствие воздействий упругих и пластических деформаций,
упруго восстанавливается на величину h, и структура поверхностных слоев
отличается от структуры сердцевины. Твердость поверхностного слоя будет
выше твердости сердцевины, образуется так называемый наклепанный слой,
наклеп. Величина упругого восстановления обработанной поверхности, твердости поверхностного слоя, глубины расположения наклепанного слоя и
эпюры напряжений зависят от физико-механических свойств обрабатываемого металла, геометрии режущего инструмента, условий обработки, режимов
резания. Чем больше упруго-пластические свойства обрабатываемого материала, чем больше применяемые глубина резания и подача и чем меньше
скорость резания, тем больше величина упругого восстановления обработанной поверхности, твердость поверхностного слоя и тем глубже распространен наклеп.
30
Литература [6, с. 272, с. 91-112]
Вопросы для самопроверки:
1. Какой формы образуется стружка при обработке вязких металлов? При
обработке хрупких металлов?
2. Назовите основные элементы резца, влияющие на процесс резания.
3. Какое назначение имеют передний и задний углы резца?
4. Как материал режущей части резца влияет на процесс резания?
5. Какие процессы происходят в зоне резания?
Тема 2.4 Скорость резания, допускаемая режущими свойствами резца
Методические указания
Допускаемая скорость резания и функционально связанная с ней стойкость инструмента зависят от интенсивности образующегося и отводимого в
процессе резания тепла, в свою очередь зависящего от рода обрабатываемого
материала при прочих равных условиях. Образующаяся в процессе резания
теплота является результатом механической работы, расходуемой на: а) деформацию стружки, б) трение сходящей стружки по передней грани режущего инструмента и в) трение задней грани режущего инструмента об обработанную поверхность.
При одинаковых механических свойствах, допускаемая скорость резания тем меньше, чем большую способность к наклепу имеет обрабатываемый
металл, чем меньше его теплопроводность и меньше величина зерна.
Размеры резца и углы его заточки также влияют на допускаемую скорость резания: чем массивнее резец, особенно его головка, тем лучше он отводит образующееся при резании тепло. Неправильно выбранные, не соответствующие обрабатываемому материалу углы резца увеличивают усилие
резания и способствуют более быстрому износу резца.
31
Размеры резца и углы его заточки также влияют на допускаемую скорость резания: чем массивнее резец, особенно его головка, тем лучше он отводит образующееся при резании тепло. Неправильно выбранные, не соответствующие обрабатываемому материалу углы резца увеличивают усилие
резания и способствуют более быстрому взносу резца.
Литература [6, с. 272, с. 91-112]
Вопросы для самопроверки:
1.Как влияют на допускаемую скорость резания размеры резца и углы
его заточки?
2.Что увеличивает допускаемые скорости резания?
3.Что характеризует износостойкость режущего инструмента?
Тема 2.5 Токарные, строгальные и долбежные резцы
Методические указания
Токарные резцы подразделяются на проходные, подрезные, отрезные,
расточные, фасочные и фасонные.
Подрезные токарные резцы служат для подрезания уступов под прямым или острым углом к основному направлению обтачивания. Обычно этот
инструмент имеет поперечную подачу.
Отрезные резцы предназначены для отрезания материала от прутков
небольшого диаметра. Как правило, для этих целей применяются инструмент
с оттянутой головкой. В связи с тем, что работа ведется с большим усилием,
а отвод стружки из зоны резания затруднен, нередко происходят выкрашивание или сколы режущей части инструмента, а иногда и отрыв пластинки от
державки.
Расточные резцы необходимы для обработки отверстий. Они имеют
меньшие поперечные размеры, чем обрабатываемое отверстие, и довольно
32
большую длину. В силу своей малой жесткости, расточные резцы не позволяют снимать стружку большого сечения.
Для обработки длинных отверстий или отверстий большого диаметра
применяются вставные резцы круглого или квадратного сечения, используемые вместе с державками. Державки позволяют производить расточку с помощью как одностороннего, так и двустороннего резца.
Литература [1, с. 392, с. 217-230]
Вопросы для самопроверки:
1.
Виды токарных резцов.
2.
Главный угол в плане и его обозначение.
3.
Что происходит при уменьшении угла в плане?
4.
В чем различие токарных, строгальных и долбежных резцов?
Тема 2.6 Аналитический и табличный методы расчета режимов резания
Методические указания
Существует два метода расчета режима резания: расчетноаналитический (по формулам Тейлора) и опытно-статистический (по справочным таблицам).
Исходными данными для определения режимов резания являются:
1) материал обрабатываемой детали, его основная характеристика, способ получения заготовки, т. е. состояние обрабатываемой поверхности;
2) размеры обрабатываемых поверхностей (с учетом допусков), размеры после обработки, требуемая точность и допустимая шероховатость обработанной поверхности;
3) масса обрабатываемой детали;
4) размер технологической партии;
33
5) применяемое оборудование (основные сведения из паспорта станка,
если станок задан), предполагаемые режущий и измерительный инструменты;
6) предполагаемый способ установки и закрепления детали, конструкция приспособления, способ базирования, обеспечения точности установки (с
выверкой или без выверки), способ закрепления и открепления; для деталей,
устанавливаемых с помощью специальных устройств, основная характеристика этого устройства;
7) планировка рабочего места;
8) порядок обслуживания рабочего места: обеспечение заготовками,
необходимой документацией, инструментами и приспособлениями; обеспечение наладки, подналадки и ремонта станка и т. п.
В расчет режима резания по каждому переходу входит определение: tглубины резания, мм; S0 или Sм-осевой или минутной подачи, мм/об или
мм/мин; Vр- скорости резания, м/мин (м/с - при шлифовании).
Глубину резания рекомендуется назначать равной величине припуска,
снимаемого на данном переходе (обработка в один проход). Обработка за 2-3
прохода может встретиться на черновых операциях, при удалении напусков,
когда значительная глубина резания (свыше 3-5 мм) невозможна по прочности режущего инструмента или мощности станка.
Подача режущего инструмента обычно ограничивается на чистовых
операциях требуемой величиной шероховатости, на черновых - прочностью
механизма подачи станка. Чем выше подача, тем выше производительность
обработки.
Скорость определяет производительность, как и подача. Назначается
максимально возможной, но ограничивается периодом стойкости инструмента между переточками. Нормативной считается стойкость в 45 мин машинного времени резания. При чистовой обработке и требованиях к высокой точности (6 -7 квалитет) стойкость может быть увеличена до 60 и даже 90 мин.
34
Литература [1, с. 392, с. 267-270]
Вопросы для самопроверки:
1. От чего зависит выбор подач при токарной обработке?
2. По какой эмпирической формуле определяется скорость резания?
3. Какой из рассмотренных методов определения режимов резания более
точный?
Раздел 3 Обработка материалов сверлением, зенкерованием, развертыванием
Тема 3.1 Обработка материалов сверлением
Методические указания
Сверление отверстий. Сверло является более сложным инструментом,
чем резец. Оно имеет пять лезвий: два главных, два вспомогательных и
лезвие перемычки. Вспомогательные лезвия представляют собой винтовую
кромку, идущую вдоль всей рабочей поверхности сверла. Передняя поверхность является винтовой. Задняя поверхность, в зависимости от способа
заточки, может быть конической, винтовой, цилиндрической или плоской.
В главной секущей плоскости сверло имеет форму резца с присущими ему
геометрическими параметрами.
Сверление отверстий производится при вращении сверла и его осевой
подаче. Инструментом служит обыкновенное спиральное или другой конструкции сверло.
На сверлильном станке часто выполняют рассверливание, т.е вторичную
обработку сверлом большего диаметра ранее просверленного отверстия, это
делают для того, чтобы сохранить межцентровое расстояние при сверлении
отверстий больших диаметров, когда обработка одним сверлом большего
(
диаметра может дать значительное отклонение оси сверления. При нор-
35
мальном сверлении достигается точность диаметра отверстия по 12. . . 1 1 - му
квалитетам.
Литература [1, с. 392, с. 273-276]
1.
Вопросы для самопроверки:
Чем отличается сверло от резца?
2.
Геометрические параметры режущей части сверла.
3.
Что нужно обеспечить для правильного направления сверла?
4.
Виды сверл.
5.
Какие значения углов сверла при обработке вязких материалов?
6.
Перечислите методы повышения производительности при обработке
отверстий
Тема 3.2 Обработка материалов зенкерованием и развертыванием
Методические указания
Зенкерование отверстий. Для увеличения диаметра просверленных отверстий, а также для обработки отверстий, отлитых или штампованных,
применяют зенкер цельный или насадной. Насадные зенкеры применяют для.
обработки отверстий диаметром 32 ... 100 мм. Такие зенкеры имеют четыре
винтовые канавки и, следовательно, четыре режущие кромки. Они не имеют
хвостовика и крепятся в пиноли задней бабки станка с помощью оправки, на
которую их насаживают.
Развертывание отверстий. Отверстия диаметром до 10 мм развертывают после сверления. Отверстия больших диаметров обрабатывают
зенкером или резцом и лишь после этого развертывают одной или двумя
развертками. Растачивать отверстия следует только в тех случаях, когда
не имеется зенкера необходимого размера. Растачивание, однако, обязательно тогда, когда ось отверстия должна быть строго прямолинейной и
требуется обеспечить ее определенное положение: выдержать расстояние
36
от оси другого отверстия, параллельность к этой оси или к какой-либо
плоской поверхности детали и т. д.
Для сбережения дорогостоящих разверток часто производят двукратное развертывание — черновое (предварительное) и чистовое (окончательное). Для чернового развертывания часто используют износившиеся и
заточенные на новый размер чистовые развертки.
Литература [1, с. 392, с. 273-291]
Вопросы для самопроверки:
1.
Какие инструменты применяют при чистовой обработке отвер-
2.
Для зенкерования отверстий в заготовках из высокопрочного
стий?
чугуна какие рекомендуются зенкеры?
Что следует сделать с торцовой поверхностью обрабатываемой
3.
заготовки перед развертыванием?
Какая точность обеспечивается при обработке отверстий на стан-
4.
ках с ЧПУ?
Тема 3.3 Расчет и табличное определение режимов резания при сверлении, зенкеровании и развертывании
Методические указания
Обработка отверстий сверлами, зенкерами, зенковками, развертками и
другими инструментами имеет ряд существенных особенностей:
а) размер обрабатываемого отверстия определяется размером инструмента;
б) отделение и выход стружки затруднен, что вызывает нагрев инструмента и требуется обильное охлаждение;
в) на заборной конусной части режущего инструмента скорость резания различна
в разных точках режущих кромок инструмента, что приво-
37
дит к увеличению деформации металла и повышению расхода энергии на резание;
г) главное движениё и движение подачи осуществляется инструментом, что понижает точность направления оси отверстия;
д) применение направляющих втулок создает трение направляющих ленточек режущего инструмента о стенки втулки и увеличивает нагрев
инструмента.
Литература [1, с. 392, с. 286-287]
Вопросы для самопроверки:
1.
Какие типы сверл применяются при сверлении на токарных станках?
2.
Перечислите элементы спирального сверла.
3.
Какими способами закрепляются сверла в станок?
4.
Какое охлаждение применяют при сверлении?
5.
Как предупредить увод сверла?
Тема 3.4 Конструкции сверл, зенкеров, разверток. Высокопроизводи-
тельные инструменты для обработки отверстий.
Методические указания
Сверла предназначены для сверления отверстий в сплошном металле,
для рассверливания уже имеющихся отверстий, для рассверливания конических углублений. Точность обработки 11-12 квалитет, шероховатость поверхности RZ40 мкм.
Различают следующие типы сверл: спиральные с цилиндрическим и
коническим хвостиком, центровочные, перовые, ружейные, кольцевого сверления и другие
Самым высокопроизводительным инструментом для обработки отверстий малого диаметра являются сверла из цельного твердого сплава. До недавнего времени эти сверла позволяли вести обработку на глубину до 5-7
диаметров. Но разработки последнего времени позволили растянуть диапа38
зон глубин обработки цельнотвердосплавными сверлами до 12-14 диаметров.
Такие сверла поставляются по спецзаказу.
При зенкеровании одновременно участвует в работе большое число
зубьев, что обеспечивает лучшую направленность зенкера и более высокую производительность, меньшую глубину резания и соответственно
уменьшение сил резания.
Развертка служит для окончательной обработки отверстий высокой
точности, поэтому критерием ее износа служит технологический критерий,
т. е. такой, при котором отверстие перестает отвечать заданным параметрам
(точности геометрической формы отверстия и его размеров, параметрам шероховатости поверхности и т. п.). Развертка срезает слои металла малой
толщины, поэтому она изнашивается в основном по задней поверхности.
Литература [1, с. 392, с. 288-291]
Вопросы для самопроверки:
1. Назовите основные виды спиральных сверл, конструктивные и геометрические параметры их режущей части.
2.Приведите методы улучшения геометрических параметров спиральных
сверл.
3. Укажите основные виды твердосплавных сверл, их эффективность и область применения.
4. Каково назначение зенкеров и зенковок, их конструктивные особенности.
5.Укажите назначение и разновидности разверток.
Раздел 4. Обработка металлов фрезерованием
Тема 4.1 Обработка материалов фрезами
Методические указания
Для формообразования различных плоскостей, а также поверхностей типа
уступов, пазов, фасонных и т. п. используют один из самых распространенных методов обработки — фрезерование.
39
Фрезерование является одним из самых высокопроизводительных методов
обработки поверхностей резанием. Фрезерование осуществляется многолезвийным
режущим инструментом — фрезой. Фреза представляет собой тело вращения, по
периферии которого или на торце расположены режущие элементы — зубья
фрезы. Каждый зуб фрезы можно рассматривать как резец с присущими ему конструктивными и геометрическими параметрами: передние и задние поверхности,
главные и вспомогательные режущие кромки, геометрические параметры: углы
, ,  и т. п. Наиболее распространенные фрезы различают по форме и
назначению: цилиндрические, торцовые, концевые, шпоночные, дисковые,
угловые, фасонные, резьбовые и т. д.
Метод формообразования поверхностей фрезерованием характеризуется
вращательным движением инструмента (главное движение ) и, как правило, поступательным движением заготовки, что является движением подачи
Особенностями процесса фрезерования является прерывистый характер
процесса резания каждым зубом фрезы и переменность толщины срезаемого
слоя. Каждый зуб фрезы участвует в резании только на определенной части
оборота фрезы, остальную часть проходит по воздуху, вхолостую, что обеспечивает охлаждение зуба и дробление стружки.
При цилиндрическом фрезеровании плоскостей работу резания осуществляют зубья, расположенные на цилиндрической поверхности фрезы.
При торцевом фрезеровании плоскостей работу резания осуществляют зубья,
расположенные на цилиндрической и торцевой поверхностях фрезы.
Литература [1, с. 392, с. 326-327]
Вопросы для самопроверки:
1. Какие фрезы применяют для фрезерования плоскостей?
2. Какой припуск надо оставлять для окончательного прохода при фрезеровании плоскостей?
40
3. Укажите виды и причины брака при фрезеровании плоскостей и меры
предупреждения брака
Тема 4.2 Расчет и табличное определение рациональных режимов резания при фрезеровании
Методические указания
К режимам резания при фрезеровании относят скорость резания, подачу (минутную, на оборот и на зуб), глубину резания и ширину фрезерования
В. Скорость резания, мм/мин, рассчитывается как окружная скорость вращения фрезы.
Влияние диаметра фрезы на производительность обработки неоднозначно. С увеличением диаметра фрезы повышается расчетная скорость резания при постоянной стойкости; это объясняется тем, что уменьшается
средняя толщина срезаемого слоя, улучшаются условия охлаждения зуба
фрезы, так как удлиняется время нахождения зуба вне зоны резания.
С целью повышения производительности лучше выбирать фрезы
большего диаметра, поскольку с увеличением скорости резания пропорционально увеличивается частота вращения фрезы и минутная подача (при пропорциональном увеличении числа зубьев фрезы). Возможности увеличения
диаметра фрез ограничиваются мощностью и жесткостью станка, размерами
инструментального отверстия в шпинделе станка.
Силы резания. В процессе работы фреза должна преодолеть суммарные
силы резания, действующие на каждый зуб, находящийся в контакте с заготовкой. При фрезеровании цилиндрической прямозубой фрезой равнодействующую силу резания Р можно разложить на окружную составляющую Pz,
касательную к траектории движения зуба, и на радиальную составляющую
Ру, направленную по радиусу. Силу Р можно также разложить на вертикальную Ръ и горизонтальную Р, составляющие. При фрезеровании цилиндрическими косозубыми фрезами в осевом направлении действует осевая сила Р0
41
причем, чем больше угол наклона винтовых канавок фрезы со, тем она больше.
Литература [1, с. 392, с. 329-330]
Вопросы для самопроверки:
1334531. От каких факторов зависит выбор режима резания при фрезеровании?
2. Перечислите порядок выбора режима резания?
3. Как влияет стойкость фрезы на скорость резания?
4. Что называется экономической стойкостью фрезы?
Тема 4.3 Конструкции фрез. Высокопроизводительные фрезы
Методические указания
Различают цельные, составные и сборные конструкции фрез. Цельные
фрезы изготовляют полностью из инструментальной) материала. У составных фрез режущую часть изготовляют из инструментального материала, а
приваренный к ней хвостовик из конструкционной стали. К составным относятся также фрезы, у которых зубья — пластины из инструментального материала напаивают на корпус фрезы. У сборных фрез зубья закрепляют в корпусе механически с помощью специальных крепежных элементов. Режущий
элемент — зуб — может представлять собой резец с напаянной твердосплавной пластинкой или монолитную пластинку из инструментальной стали,
твердого сплава или другого инструментального материала.
Наиболее компактную конструкцию имеют цельные и составные фрезы. При небольших размерах у них может быть больше зубьев, чем у сборных фрез. Недостатки цельных фрез — повышенный расход инструментального материала; составных с напайными пластинками твердых сплавов —
невозможность регулирования положения зубьев при износе и трудность
42
восстановления в случае поломки. Для переточки такие фрезы необходимо
снимать со станка.
Сборные конструкции обеспечивают наиболее рациональное использование инструментального материала. Изношенные зубья можно быстро заменить, не снимая фрезу со станка. Вследствие этого сокращаются потери времени, связанные со сменой инструмента для переточек. К недостаткам сборных конструкций можно отнести трудность размещения большого числа
зубьев в корпусе определенного размера, из-за чего при равных диаметрах
сборные фрезы обычно имеют меньше зубьев, чем цельные и составные;
наличие крепежных деталей, удерживающих режущие элементы в корпусе, а
следовательно, повышенную трудоемкость изготовления фрез; высокие требования к точности обработки базовых поверхностей, обеспечивающих заданное положение вставных зубьев, и к точности размеров самих зубьев в
конструкциях, где смену зубьев выполняют без последующей тонкой регулировки их положения в корпусе фрезы; соответствующие требования к точности твердосплавных пластинок в конструкциях фрез с механически закрепляемыми неперетачиваемыми пластинками.
Литература [1, с. 392, с. 335-341]
Вопросы для самопроверки:
1.
Какие конструкции торцовых фрез вы знаете?
2.
Перечислите геометрические параметры торцовых фрез?
3.
Как влияет вспомогательный угол в плане на шероховатость поверхно-
сти?
Раздел 5.Резьбонарезание
Тема 5.1 Нарезание резьбы резцами, метчиками и плашками
Методические указания
Применяются следующие способы получения резьб:
- лезвийная обработка резанием;
43
- абразивная обработка;
- накатывание;
- выдавливание прессованием;
- литье;
- электрофизическая и электрохимическая обработка.
Наиболее распространенным и универсальным способом получения
резьб является лезвийная обработка резанием. К ней относятся:
- нарезание наружных резьб плашками;
- нарезание внутренних резьб метчиками;
- точение наружных и внутренних резьб резьбовыми резцами и гребенками;
- резьбофрезерование наружных и внутренних резьб дисковыми и червячными фрезами;
- нарезание наружных и внутренних резьб резьбонарезными головками;
- вихревая обработка наружных и внутренних резьб.
Накатывание является наиболее высокопроизводительным способом
обработки резьб, обеспечивающим высокое качество получаемой резьбы. К
накатыванию резьб относятся:
- накатывание наружных резьб двумя или тремя роликами с радиальной, осевой или тангенциальной подачей;
- накатывание наружных и внутренних резьб резьбонакатными головками;
- накатывание наружных резьб плоскими плашками;
- накатывание наружных резьб инструментом ролик-сегмент;
- накатывание (выдавливание) внутренних резьб бесстружечными метчиками.
Выбор способа изготовления резьбы зависит от типа производства. Основным критерием выбора способа обработки должен быть экономический.
Оценка по этому критерию обязательно должна быть комплексной и включать несколько составляющих - стоимость самого инструмента, стойкость
44
инструмента (и, соответственно, стоимость инструмента, отнесенная к одному отверстию) и время обработки отверстия (и, соответственно, перенесенная на одно отверстие стоимость станкочаса).
Литература [1, с. 392, с. 315-318]
Вопросы для самопроверки:
1.
Какими инструментами можно нарезать резьбу?
2.
Как устроен метчик?
3.
Как нарезается резьба плашкой?
4.
Как отличить правую резьбу от левой?
Тема 5.2 Нарезание резьбы фрезами
Методические указания
Фрезерование резьбы производят при двух относительных движениях
заготовки и инструмента: вращательном и поступательном, путем последовательного обкатывания с внешний или внутренним касанием. Подача на оборот заготовки (для планетарно-фрезерных станков — на один оборот инструмента вокруг заготовки) равна ходу резьбы (ход равен шагу резьбы,
умноженному на число заходов) Фрезерованием могут быть получены все
виды цилиндрических и конических резьб, за исключением прямоугольных с
углом профиля ά = 00.
Различают монолитные и сборные резьбовые фрезы однониточные
(дисковые или торцовые) и многониточные — гребенчатые.
Дисковые фрезы применяют для нарезания длинных резьб крупного
шага и многозаходных резьб. Фрезы изготовляют с острозаточенными зубьями и устанавливают относительно оси заготовки под углом подъема резьбы.
45
Гребенчатые фрезы служат для нарезания резьб, длина которых на дватри хода короче ширины фрезы. Оси гребенчатой фрезы и заготовки лежат в
одной плоскости. Витки нарезки — кольцевые.
Гребенчатые фрезы изготовляют из быстрорежущей стали и твердого
сплава — монолитные или с припаянными пластинками и сборные — с рейками или дисковыми гребенками. Размеры их регламентированы ГОСТом.
При выборе гребенчатой резьбовой фрезы следует учитывать модель
станка и конфигурацию обрабатываемой заготовки. Допустимые значения
диаметра D фрез выбирают по номограмме в зависимости от основных параметров резьбы. Диаметр фрезы для внутренней резьбы первоначально принимают равным 2/3 диаметра фрезеруемой резьбы, а затем проверяют по номограмме.
Для уменьшения вибраций при резьбофрезеровании рекомендуются
фрезы с винтовыми канавками с углом подъема ≈ 5°. Для праворежущих
фрез направление винтовых канавок левое, для леворежущих — правое. При
шаге резьбы 1 мм следует применять фрезы с шахматным профилем нарезки:
профиль четных зубьев смещен относительно профиля нечетных зубьев на
шаг резьбы.
Фрезерование наружных резьб гребенчатыми фрезами внутреннего касания обеспечивает более высокую производительность. Гребенчатые фрезы
внутреннего касания состоят обычно из корпуса и закрепленных на нем радиально дисковых гребенок. Внутренний диаметр фрезы на 3-10 мм больше
диаметра фрезеруемой резьбы.
Литература [1, с. 392, с. 315-318]
Вопросы для самопроверки:
1.
Назовите разновидности торцовых фрез
2.
Как определить угол подъема винтовой линии фрез
3.
По каким признакам классифицируются резьбовые фрезы
4.
Виды движения при фрезеровании резьбы
46
Раздел 6 Зубонарезание
Тема 6.1 Нарезание зубьев зубчатых колес методом копирования и обката. Зубонарезные инструменты
Методические указания
Нарезание зубьев производится методом копирования или методом
обкатки. Метод копирования является менее распространенным, чем метод
обкатки. Он применяется в основном при обработке зубчатых колес не
эвольвентного профиля и при ремонте, если нет зуборезного оборудования,
работающего по методу обкатки.
Сущность метода копирования заключается в том, что изготовление
зубчатого венца производится инструментом, имеющим профиль, совпадающий с профилем его впадины. После нарезания одной впадины с помощью
дисковой (или пальцевой) фрезы заготовка поворачивается на угловой шаг, и
процесс повторяется до тех пор, пока не будут нарезаны все впадины.
При нарезании зубчатых колес по методу копирования для каждого сочетания и нужно иметь отдельную фрезу. Стандарт предусматривает более
50 модулей, и число употребляемых более 100. Поэтому в универсальном
комплекте должно быть не более 5000 фрез.
Основные недостатки метода копирования:
а)низкая точность;
б) большое инструментальное хозяйство - в наборе одного модуля (и
основного шага) до 26 инструментов;
в) низкая производительность, т.к. впадины нарезаются последовательно, а не одновременно (этот недостаток не характерен для протяжек и тому
подобных инструментов).
При нарезании зубчатых колес по методу обкатки режущий контур инструмента имеет очертание рейки. Автоматическое образование эвольвентного профиля, при нарезании зубчатых колес по этому методу, получается в
результате согласованных перемещений зуборезного инструмента и заготов47
ки колеса. При этом зубья формируются постепенно и одновременно для всего колеса
Литература [1, с. 392, с. 294-295]
Вопросы для самопроверки:
1. Какие кинематические пары имитируются при нарезании зубчатых колес методом обката?
2. Что такое червячная фреза, долбяк, шевер?
3.
Что такое производящее колесо?
4.
Характеристики методов копирования и огибания. Область примене-
ния.
5.
В чем заключается метод копирования при зубонарезании (инструмент,
движения, достоинства и недостатки)?
Тема 6.2 Расчет и табличное определение режимов резания при зуборезании. Конструкции зуборезных инструментов.
Методические указания
При нарезании зубчатых колес с числом зубьев z= 60 применяются однозаходные и двухзаходные фрёзы. Если число зубьев нарезаемого колеса и
число заходов фрезы не имеют общих множителей, то берется фреза многозаходная.
Глубина резания t определяется числом проходов, необходимых для
полной обработки впадины. При черновом нарезании число проходов выбирается в зависимости от модуля нарезаемого зуба, мощности станка и жесткости системы СПИД.
Цилиндрические колеса с модулем m = 2 мм и конические колеса с
модулем m = 3 мм нарезаются за один проход. Колеса с большим модулем
нарезаются за два прохода. При этом первый проход производится с глубиной резания t = 1,4m, а второй - с глубиной резания t = 0,7т.
48
Чистовой проход производится за один проход за исключением обработки цилиндрических колес дисковыми долбяками при высоких требованиях к шероховатости обработанной поверхности и к точности зубьев колеса
(при m =З число проходов i = 2). Шестерни-валики, обрабатываемые в центрах, даже при малых модулях нарезаются за 2-З прохода.
Подача s зависит от заданного качества поверхности нарезаемых зубьев
и требуемой точности, мощности и жесткости станка; прочности механизма
подачи; обрабатываемого материала; размеров нарезаемого зуба.
Подачи при нарезании внутренних зубьев колес долбяками со средним
диаметром 75 мм выбираются по таблицам рекомендуемых подач для нарезания колес внешнего зацепления. При среднем диаметре долбяка меньше 75
мм подача уменьшается.
В целях повышения производительности фрезерования зубчатых колес
червячными модульными фрезами и фрезерования шлицевых валов червячными фрезами рекомендуются осевые перемещения фрезы за время работы
между переточками. Это дает возможность увеличивать скорость резания до
30%.
Назначение режимов резания при шевинговании зубчатых колес имеет
некоторые особенности. Для шевингования колес с прямыми зубьями применяется дисковый шевер с косыми зубьями, наклоненными к оси под углом
10-15°, а для колес с косым зубом - прямозубые шеверы или косозубые с разницей в наклоне зубьев колеса и шевера в пределах 10-15°. для повышения
точности шевингования число зубьев у шевера берется некратным числу
зубьев.
При шевинговании глубиной резания является припуск на обработку,
который определяется в зависимости от формы зуба (прямой, наклонный),
величины модуля и угла зацепления (по профилю). При шевинговании определяют два вида подач: so - продольная подача стола за один оборот детали,
мм/об; sрад - радиальная подача на один ход стола, мм/ход.
49
Окружная скорость шевера на начальном диаметре определяется в зависимости от обрабатываемого материала.
Мощность зубофрезерования N определяется по расчетным формулам
или по нормативам.
Литература [1, с. 392, с. 312-318]
Вопросы для самопроверки:
1.
В чем заключаются особенности процесса фрезерования?
2.
Объясните значение всех величин в формулах расчета основного вре-
мени при различных операциях.
3.
Как определить затраты времени на технологическое обслуживание
при зуборезных работах.
4.
Что понимается под оптимальным режимом резания при работе на ме-
таллорежущих станках.
5.
Какие виды износа преобладают при низких скоростях резания и поче-
му? В чем заключается их физическая природа?
6.
Объяснить влияние элементов режима резания на температуру резания
Раздел 7 Протягивание
Тема 7.1 Процесс протягивания. Расчет и табличное определение рациональных режимов резания при протягивании
Методические указания
Протягивание – механическая обработка внутренних и наружных поверхностей с прямолинейной образующей с помощью многолезвийного режущего инструмента - протяжки. Заготовка при прямолинейном протягивании неподвижна. Особенно эффективно протягивание сложных и фасонных
профилей заготовок. Находит широкое применение в массовом и серийном
производствах. В мелкосерийном и единичном производствах обрабатывают
50
поверхности, к которым предъявляются высокие требования к точности и параметрам шероховатости.
Основное отличие протягивания от других методов обработки - отсутствует движение подачи Ds. Значение подачи заключено в конструкции самого РИ. Размер каждого последующего зуба протяжки, больше предыдущего на величину, численно равную подаче на зуб Sz. Каждый зуб только один
раз учувствует в процессе резания.
Протягиванием обрабатывают различные внутренние и наружные, а
также полуоткрытые поверхности.
Существует два варианта протягивания: свободное и координатное.
Все протяжки работают на растяжение, т.к. сила Р прикладывается к
замковой части.
Если сила прикладывается к задней части протяжки, то такой метод обработки называют прошиванием, а режущий инструмент - прошивкой. Прошивка работает на сжатие и продольный изгиб. Прошивки чаще всего применяют для калибровки внутренних отверстий высокой точности. Иногда последние секции прошивки или протяжки выполняют полукруглыми для развальцовки - сглаживания шероховатости и придания поверхности высоких
эксплуатационных свойств.
При протягивании применяют профильную, генераторную и прогрессивную схемы срезания припуска.
При профильной схеме срезания припуска геометрическая форма всех
зубьев подобна профилю окончательно обработанной поверхности заготовки.
Эта схема резания имеет ограниченное применение вследствие трудности изготовления профильных протяжек.
При генераторной схеме срезания припуска первый зуб протяжки имеет круглую форму, все последующие зубья имеют также круглую форму в
виде частей окружности - дуг. Они более просты в изготовлении, их проще
затачивать повторно и себестоимость их изготовления ниже, чем у протяжек,
51
работающих по профильной схеме. Квадратные, многогранные, координатные протяжки для срезания припуска изготовляют по генераторной схеме.
Прогрессивную схему резания используют, когда профильное и генераторное протягивание невозможно.
В качестве СОТС (СОЖ) при протягивании используют эмульсии,
сульфофрезол, а так же смесь керосина и масла. Обработка чугунных заготовок производится без охлаждения.
Литература [1, с. 392, с. 266-270]
Вопросы для самопроверки:
1. Каковы особенности процесса резания при протягивании?
2. Что обеспечивает высокую точность формы и размеров обрабатываемой поверхности при протягивании?
3.
Что обеспечивает центрирование заготовки по оси протяжки, ес-
ли протягивается отверстие в литой или штампованной заготовке без ее
предварительной обработки?
4.
В каких целях иногда применяют протягивание вместо других ме-
тодов обработки, например строгания, фрезерования?
Раздел 8 Шлифование
Тема 8.1 Абразивные инструменты. Процесс шлифования
Методические указания
Шлифование — процесс обработки заготовок резанием абразивным
инструментом (кругами, брусками, абразивным инструментом на гибкой основе, свободным абразивом). Абразивные зерна расположены в кругах беспорядочно и удерживаются связующим материалом. При вращении круга в
зоне его контакта с обрабатываемой поверхностью часть зерен срезает материал заготовки. Обработанная поверхность представляет собой совокупность
52
микроследов воздействия абразивных зерен, поэтому иногда шлифование
определяют как управляемое изнашивание заготовки. Скорость резания при
шлифовании 30... 100 м/с. Шлифованием можно производить чистовую обработку заготовок из различных материалов, имеющих разную твердость
(для заготовок из закаленных сталей — это основной способ обработки).
Схемы шлифования:
- наружное круглое шлифование в центрах (глубинное, врезное, шлифование двух взаимно перпендикулярных поверхностей);
-плоское шлифование периферией и торцом круга;
-внутреннее шлифование;
-внутреннее шлифование с планетарной подачей;
-бесцентровое шлифование;
-профильное шлифование.
Абразивный инструмент, в отличие от лезвийного инструмента, имеет
множество режущих микролезвий, расположенных хаотично. Единичное
зерно шлифовального круга может располагаться на некотором расстоянии
от обрабатываемой поверхности, скользить по обработанной поверхности
(скользящие зерна), проникать в обработанную поверхность на небольшую
глубину и деформировать материал заготовки, только пластически (деформирующие зерна), проникать в обработанную поверхность на глубину, достаточную для снятия стружки (режущие зерна). По сравнению с лезвийной
обработкой шлифование характеризуется повышенным сопротивлением резанию, поскольку скользящие зерна создают дополнительное трение, деформирующие зерна — дополнительные упругую и пластическую деформации, а
у режущих зубьев углы резания неоптимальные. Кроме того, сила резания на
единичном зерне больше, но так как снимаются микростружки, суммарная
сила резания невелика. За счет дополнительного трения и деформаций температура в зоне резания значительно выше, чем при лезвийной обработке,
поэтому возможны структурные превращения металла в зоне резания (прижоги).
53
Литература [1, с. 392, с. 345-363]
Вопросы для самопроверки:
1. Наиболее распространенные схемы шлифования.
2. Главное движение для всех технологических способов шлифования.
3. Основные узлы круглошлифовальных станков.
Тема 8.2 Расчет и табличное определение рациональных режимов резания при различных видах шлифования
Методические указания
Главными факторами, влияющими на выбор шлифовального круга, являются свойства обрабатываемого материала, окружная скорость круга, метод шлифования, класс чистоты поверхности.
Окружная скорость шлифовального круга υ зависит от вида связки и
профиля круга. Допустимые максимальные окружные скорости для обычных
шлифовальных кругов: на керамической связке υ = 25+35 м/с, на бакелитовой
связке υ = 30+ 50 м/с.
Для обеспечения наибольшей производительности высокого класса чистоты поверхности при минимальном износе круга следует принимать
окружную скорость круга близкой к максимально допустимой.
Окружная скорость детали υ и частота вращения определяются в зависимости от диаметра шлифования группы материалов. На измененные условия обработки вводятся поправочные коэффициенты.
Режимы резания корректируются также на поправочные коэффициенты
в зависимости от обрабатываемого материала, точности и шероховатости поверхности, размера и скорости шлифовального круга, способа шлифования и
контроля размеров, формы поверхности и жесткости детали, степени заполнения стола, формы шлифовального круга (чашечный, сегментный). Попра54
вочные коэффициенты Кж на подачу определяются в зависимости от точности и жесткости станка.
Проверочным расчетом определяется мощность шлифования при выбранном режиме обработки Nо.
При определении подач следует иметь в виду, что шлифование поверхности состоит из трех этапов:
а) создание начального натяга в системе — подача круга на глубину
шлифования вручную или с помощью гидравлического устройства; продолжительность этого этапа не превышает 0,05 мин и удельный вес его в операции незначителен;
б) установившийся процесс, в течение которого снимается основная
часть припуска; поддерживается режим, установленный на первом этапе; при
каждом проходе шлифовальный круг подается в направлении глубины шлифования на величину поперечной подачи;
в) зачистка, при которой достигаются заданные размеры, шероховатость поверхности и качество поверхностного слоя. При зачистке упругая система возвращается в исходное положение.
Для первого и третьего этапов шлифования подача на глубину является величиной переменной.
Для упрощения нормирования в таблицах установлены средние значения подач (радиальных и поперечных) за все время цикла шлифования, т. е.
во всех трех этапах шлифования. Соответствующие поправочные коэффициенты на подачу, принятые в зависимости от точности, шероховатости поверхности и других технологических факторов, изменяют время обработки,
главным образом за счет времени на выхаживание (до 20% от основного времени).
Продольные минутные подачи SМ определяются в зависимости от ширины круга и класса чистоты поверхности для наружного шлифования с продольной подачей. Аналогично определяется поперечная подача S в мм на ход
стола для плоского шлифования периферией круга.
55
Глубина резания — подача на глубину Stx или Sto определяется в зависимости от диаметра шлифования, продольной минутной подачи и припуска.
При плоском шлифовании торцом круга подача на глубину sto зависит от
приведенной ширины шлифования Впр.
Литература [1, с. 392, с. 345-363]
Вопросы для самопроверки:
1.
Порядок назначения режимов резания при шлифовании
2.
Силы резания при шлифовании
3.
Износ и стойкость кругов
Раздел 9. Физико-химические методы обработки
Тема 9.1 Электрофизические и электрохимические методы обработки
Методические указания
Электрофизические и электрохимические методы по сравнению с
обычной обработкой резанием имеют ряд преимуществ. Они позволяют обрабатывать заготовки из материалов с высокими механическими свойствами
(твердые сплавы, алмаз, кварц и др.), которые трудно или практически невозможно обрабатывать другими методами. Кроме этого, указанные методы
дают возможность получать самые сложные поверхности, например отверстия с криволинейной осью, глухие отверстия фасонного профиля и т. д. К
числу таких методов относят электроэрозионную, электрохимическую и
анодно-механическую обработку металлов. В основе электроэрозионной обработки металлов лежит процесс электроэрозии, т.е. разрушения поверхностей электродов при электрическом разряде между ними ( 56). Электроэрозионную обработку производят на специальных (электроискровых, электроимпульсных) станках.
Инструментом для обработки служит электрод, изготовленный из меди, латуни, бронзы, алюминия или некоторых других материалов. Он имеет
56
форму, соответствующую форме требуемой поверхности обрабатываемой
детали.
Заготовку помещают в ванну с жидкостью, не проводящей электрический ток. Инструмент и заготовку подключают в станке к источнику электрического тока. При сближении инструмента (катода) и заготовки (анода),
когда искровой промежуток становится очень малым, между ними происходит электрический разряд. В результате температура на обрабатываемой поверхности заготовки мгновенно достигает 8000—10 000°С, что приводит к
местному расплавлению, частичному испарению и взрыво-подобному выбросу микрочастиц с поверхности заготовок. Выброшенные частицы металла
в жидкой среде затвердевают и оседают на дно ванны. При подаче электродаинструмента искровые разряды многократно повторяются и, образуют в заготовке лунку, отображающую форму инструмента.
Электроэрозионную обработку широко применяют для получения различных отверстий, пазов, углублений при изготовлении штампов, прессформ, кокилей и т.д.
Электрохимическая обработка заключается в том, что под воздействием электрического тока разрушаются поверхностные слои металла детали,
помещенной в электролит. Частицы металла, лежащие на поверхности детали, растворяются в электролите, и деталь становится блестящей (электролитическое полирование), в том случае, если поверхности должны быть приданы определенные размеры, применяют специальный инструмент для механического удаления разрушенной пленки металла.
Анодно-механическая обработка металлов построена на сочетании
электроэрозионного и электрохимического процессов. Анодно-механический
способ обработки металлов применяют для затачивания пластинок из твердых сплавов и для резки очень твердых и вязких металлов.
Литература [1, с. 392, с. 107-118]
Вопросы для самопроверки:
57
1. Что такое электроэрозионная обработка?
2. Какой ток используется при ЭЭО и его величина?
3. Какие диапазоны напряжения используют при ЭЭО?
4. Какие среды используют при ЭЭО?
Тема 9.2 Чистовая и упрочняющая обработка поверхностей вращения
методами пластического деформирования (ППД)
Методические указания
(ППД) — это метод обработки деталей без снятия стружки, при котором пластически деформируется только поверхностный слой деталей. В результате ППД уменьшается шероховатость поверхности, увеличивается
твердость (микротвердость) металла, в поверхностном слое детали возникают сжимающие остаточные напряжения.
Это улучшает эксплуатационные показатели детали ППД — повышается выносливость деталей в 1,5—2,3 раза, сопротивление схватыванию, контактная выносливость, и другие эксплуатационные показатели изделия.
Особенно эффективным является упрочнение деталей, имеющих конструктивные или технологические концентраторы напряжений, выточки, галтели и др.
Достоинством ППД является технологическая универсальность и экономичность метода. По характеру взаимодействия инструмента с деталью
методы ППД подразделяется на статические и ударные.
Основным механизмом холодной пластической деформации металлов
и сплавов является внутризеренное сдвиговое перемещение одних частей
кристалла относительно других, осуществляемое с помощью многочисленных видов движения дислокации по плоскостям скольжения.
Литература [6, с. 272, с. 245-264]
58
Вопросы для самопроверки:
1. Классификация методов ППД.
2. Характеристика физико-механических свойств поверхностного слоя.
3. Преимущество методов ППД по сравнению с другими методами.
59
3. ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
Выбор номеров вопросов определяется буквами в фамилии, имени и
отчеству студента, которые записываются в виде таблички, где буква в
Ф.И.О. определяет строку вариантов, а порядковый номер буквы Ф.И.О.
укажет номер вопроса в данной строке (номер столбца)
Таблица 1 выбора вариантов контрольной работы
по дисциплине «Процессы формообразования и инструменты»
Буквы ФИО
Номера вопросов
1
2
3
1
21
41
2
22
42
3
23
43
4
24
44
5
25
45
6
26
46
7
27
47
8
28
48
9
29
49
10
30
50
11
31
51
12
32
52
13
33
53
14
34
54
15
35
55
16
36
56
17
37
57
18
38
58
19
39
59
20
40
60
А, Б
В, Г
Д, Е
Е, Ж
З
И, Й
К
Л
М
Н
О, П
Р
С, Т
У, Ф
Х,
Ч, Ш
Щ
Ы, Ь, Э
Ю
Я
С И
13 26
Д
43
О
71
Р
92
О
111
4
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
5
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
6
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
В
Студент: Сидоров Андрей
60
Контрольная работа 1
Разделы 1-3
Контрольная работа 2
Разделы 4- 9
ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ К КОНРТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ № 1
1.
Определение понятия литейное производство. Производство от-
2.
Производство отливок в разовых песчано-глинистых формах.
ливок
Модельный комплект, его состав и назначение. Формовочные и стержневые
смеси.
3.
Литье в кокиль, центробежное литье, литье под давлением, литье
в оболочковые формы, литье по выплавляемым моделям.
4.
Понятия о свободной ковке: ручной и машинной, область приме-
нения, основные операции, инструмент и оборудование.
5.
Штамповка: сущность процесса, область применения, виды
штамповки, типы штампов, материал для их изготовления. Гибка.
6.
Прокатное производство. Прессование и волочение
7.
Сущность процесса обработки металлов резанием. Возникнове-
ние и развитие учения о резание металлов.
8.
Характеристика, состав и область применения легированных и
быстрорежущих инструментальных сталей.
9.
Характеристика, состав и область применения металлокерамиче-
ских твердых сплавов.
10.
Определение влияния углов резца на процесс резания. Числовые
значения углов типовых резцов.
11.
Влияние установки резца на процесс резания. Основные типы то-
карных резцов.
12.
Приборы и инструменты для измерения углов резца.
61
13.
Сверхтвердые инструментальные материалы (композит, эльбор,
естественные и синтетические алмазы и др.)
14.
Виды, состав, характеристика и область применения абразивных
(шлифующих) материалов.
15.
Основные части резца и их назначение. Элементы режущей части
резца.
16.
Классификация резцов (по направлению подачи, по форме и рас-
положению головки).
17.
Поверхности на обрабатываемой детали. Движение, обеспечива-
ющие процесс резания.
18.
Элементы режима резания (подача, глубина и скорость резания).
19.
Элементы и геометрия срезаемого слоя (ширина, толщина и пло-
щадь поперечного сечения среза).
20.
Факторы, влияющие на шероховатость обработанной поверхно-
21.
Штучное и основное технологическое время
сти.
и путь его сокра-
щения.
22.
Пластические и упругие деформации, возникающие в процессе
стружкообразования. Типы стружек.
23.
Факторы, влияющие на образование типа стружки.
24.
Нарост на режущем инструменте и его влияние на качество об-
работанной поверхности. Способы борьбы с наростом.
25.
Явление усадки стружки. Явление наклепа обработанной по-
верхности в процессе стружкообразования
26.
Источники образования тепла при резании, и его распределение.
Тепловой баланс процесса резания. Методы измерения температуры.
27.
Резцы с механическим креплением многогранных неперетачива-
емых твердосплавных и минералокерамических пластин.
28.
Методы повышения износостойкости и надежности инструмен-
тов.
62
29.
Причины износа инструмента и его виды. Факторы, влияющие на
характер и величину износа. Критерии износа инструмента.
30.
Изучение факторов, влияющих на стойкость резца. Влияние ско-
рости резания. Связь между стойкостью и скоростью.
31.
Влияние различных факторов на выбор резца.
32.
Смазывающе-охлаждающие жидкости (СОЖ) и их влияние на
процесс резания. Способы подвода СОЖ в зону обработки.
33.
Влияние различных факторов на скорость резания, допускаемую
режущими свойствами инструмента.
34.
Особенности обработки инструментами, оснащенными сверх-
твердыми материалами и режущими керамиками.
35.
Основные понятия о процессах строгания и долбления. Элементы
резания при строгании и долблении.
36.
Процессы, протекающие в металле при холодной и горячей обра-
ботке давлением.
37.
Режущий инструмент и схемы обработки заготовок на строгаль-
ных и долбежных станках
38.
Силы сопротивления резанию и их действие на резец, заготовку и
станок.
39.
Мощность, затрачиваемая на резание.
40.
Влияние различных факторов на силы резания (обрабатываемого
материала, элементов режима резания, геометрии резца и величины его износа).
41.
Последовательность расчета и выбора оптимальных элементов
режима резания при токарной обработке.
42.
Особенности выбора режимов резания для токарных станков с
43.
Основные схемы обработки отверстий. Элементы режима реза-
ЧПУ.
ния и срезаемого слоя при обработке отверстий осевым инструментом.
63
44.
Силы сопротивления резанию и мощность, потребляемая при
сверлении.
45.
Назначение и основные типы инструмента для обработки отвер-
стий (сверла, зенкера, развертки).
46.
Основные части, элементы и геометрия режущей части сверл
47.
Комбинированные инструменты для обработки отверстий, осо-
бенности их конструкции и область применения.
48.
Сверла для глубокого сверления. Кольцевые (трепанирующие)
сверла. Трубчатые алмазные сверла.
49.
Износ сверл. Рассверливание отверстий.
50.
Основное (машинное) время при сверлении и рассверливании от-
верстий.
51.
Назначение зенкерования. Особенности процессов зенкерования.
52.
Элементы резания и срезаемого слоя при зенкеровании.
53.
Конструкция и геометрические параметры зенкеров.
54.
Силы резания, вращающий момент, осевая сила при зенкерова-
нии. Износ зенкеров.
55.
Назначение развертывания Особенности процесса развертыва-
ния. Элементы резания и срезаемого слоя при развертывании.
56.
Конструкция и геометрия разверток. Особенности геометрии раз-
верток для обработки вязких и хрупких материалов.
57.
Силы резания, вращающий момент, осевая сила при развертыва-
нии. Износ разверток.
58.
Основное (машинное) время при зенкеровании и развертывании
59.
Рациональная эксплуатация сверл, зенкеров, разверток. Особен-
ности движения подачи развертки по оси отверстия, применение «плавающей» оправки.
60.
Применение СОТС при обработке отверстий.
ЗАДАЧИ 61-80
64
На токарно-винторезном станке модели 16 К 20 производят наружное
продольное обтачивание заготовки от диаметра d до диаметра D на длине L.
Необходимо определить:
1.
Мощность, затрачиваемую на резание (скорость резания, допус-
каемую режущими свойствами резца, силу резания и мощность, затрачиваемую на резание, подсчитать по эмпирическим формулам теории резания).
2.
Достаточна ли мощность привода станка для заданных условий
обработки.
3.
Основное технологическое время.
Исходные данные для решения задачи принять согласно своего
варианта по таблице 2.
Таблица 2
№ варианта
Материал заготовки
1
61
62
63
64
65
66
67
68
Режим резания
d
2
Сталь 20,
 в =550 МПа
Серый чугун
СЧ10, НВ 160
Сталь 12Х18Н9Т;
НВ180
Сталь 14Х17Н2;
НВ200
Серый чугун
СЧ30, НВ 220
Серый чугун
СЧ20, НВ 210
Сталь 38ХА,
в=680 МПа
Сталь 35, в=560
МПа
Геометрические параметры
резца*
Размеры заготовки в мм
D
L
t,
мм
S,
мм
V,
    r,
м/мин
мм
Форма
передней поверхности
14
Радиусная
с фаской
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
13
72
67
180
4
0,7
140
45
8
10
5
1
100
92
40
5
0,78
60
60
8
5
10
1
Плоская
110
102
220
1
0,21
265
90 12 10
0
2
Радиусная
с
160
152
80
1,5 0,195
250
90 12 10
0
2
фаской
45
40
100
1,5
0,26
150
45 10
5
-5
2
Плоская
80
73
50
2
0,35
155
45 10 12
0
Радиусная
с
100
90
75
3
0,61
120
60
10
5
фаской
85
80
90
1,5
0,2
390
60 12 15
0
8
1
65
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
Серый чугун
СЧ15, НВ 170
Серый чугун
СЧ10, НВ 160
Сталь 40ХН,
в=700 МПа
Сталь Ст3,
в=600 МПа
Сталь 40Х,
в=750 МПа
Сталь Ст5,
в=600 МПа
Серый чугун
СЧ20, НВ 180
Серый чугун
СЧ20, НВ 200
Сталь 20Х,
в=580 МПа
Сталь 50, в=750
МПа
Бронза Бр АЖН
10-4, НВ170
Латунь ЛМцЖ
52-4-1, НВ100
34
32
150
4,5
0,7
65
90
8
5
0
60
54
200
3,5
0,6
65
45 10 10
5
94
90
140
1,5
0,3
240
60 12 10 -5
120
115
85
5
0,8
240
60 10
90
84
60
1,0
0,15
240
90 12 10 -5
66
60
120
3,5
0,52
130
45
8
10
5
78
72
180
4,0
0,87
75
60
8
5
10
56
50
105
2,5
0,25
100
45 10
5
0
80
72
210
1,0 0,125
180
45 12 15
0
60
50
95
2,0
0,25
150
60 10 12
5
88
82
180
1,5
0,15
130
60
6
20 10
77
70
150
2,5
0,3
80
90
8
25 -5
5
Плоская
2
Радиусная
с
фаской
0
1
Плоская
Радиусная
с
фаской
2
Плоская с
фаской
1,5
* Для всех вариантов принять резец с пластиной из твердого сплава.
Пример № 1(задачи 61-80)
На токарно-винторезном станке модели 16К20 производят наружное
продольное обтачивание заготовки от диаметра d до диаметра D на длине L.
Необходимо определить:
1.
Мощность, затрачиваемую на резание (скорость резания, допус-
каемую режущими свойствами резца, силу резания и мощность, затрачиваемую на резание, подсчитать по эмпирическим формулам теории резания).
2.
Достаточна ли мощность привода станка для заданных условий
обработки.
3.
Основное технологическое время.
Исходные данные (выбираются по таблице 2):
d = 110 мм - диаметр заготовки;
D = 104 мм - диаметр обработанной поверхности;
L = 90 мм - длина обработки;
66
Φ = 450 - главный угол в плане;
γ = 00 - главный передний угол;
λ = 00 - угол наклона главной режущей кромки;
S = 0.7 мм/об - подача;
Материал заготовки - сталь Ст.3, σ= 460 МПа; состояние поверхности
заготовки - прокат без корки; материал режущей части резца - твердый сплав
Т 5 К 10.
Решение:
( по таблицам приложения настоящих методических указаний)
1.
Мощность, затрачиваемую на резание, определим по формуле:
Nрез =Pz·V; Вт
где
Pz- сила резания, Н
V- Действительная скорость резания, м/с;
Для определения действительной скорости резания находим скорость
резания, допускаемую режущими свойствами материала резца по формуле:
Vu= (Cv / Tm · tx · Sy) · Kv
Из таблицы П 1 выписываем значение коэффициента Сv, и показателей
степени:
Сv= 300; XV= 0,15; Yv= 0,35; m =0,2.
Учитываем общий поправочный коэффициент на скорость резания для
заданных условий отличных от табличных:
Kv=Km·Kn· Ku ·Kφ·Ko;
67
где Кm – коэффициент, учитывающий влияние механических свойств
обрабатываемого материала на скорость резания.
По таблице П 2 при обработке стали :
Км= 750/ = 750/460
где Кn
- Коэффициент учитывающий состояние
поверхности заготовки на скорость резания. В нашем случае Кп= 1.0
(табл. П. 3);
Ku
Коэффициент, учитывающий влияние материала ре-
-
жущей части резца на скорость резания. При обработке сталей резцами с
пластинкой из твердого сплава, для Т 5 К 10 К u=0,65.
Кφ
Коэффициент, учитывающий влияние главного
-
угла в плане на скорость резания. При φ=450 Кu= 1,0
Ko
-
Коэффициент учитывающий влияние вида
обработки на скорость резания. При наружном продольном точении Ko= 1,0
Таким образом,
Ku= 1,63 · 1,0 · 0,65 · 1,0 · 1,0 = 1,06
Назначаем период стойкости резца. При одноинструментной обработке
рекомендуется период стойкости резца Т =60ммн. Глубина резания в предположении, что припуск на обработку снимается за один проход
(i = 1), равна:
t = d – D/2 = 110 - 102 / 2 = 3 мм
Подставляя полученные значения в формулу скорости, получим:
Vu= (350 / (600.2 · 30.15 · 0,70.35)) ·1,06= 350 ·1,06 / (2,268 · 1,18 · 0,883)
=157 м/мин (~2,6 м/с)
Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости
резания:
nu = 1000 · Vu /( π·d )= 1000 ·157 / 3,14 · 110 = 454,5 об/мин
68
Корректируем частоту вращения по паспортным данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения n = 400 об /мин, тогда действительная скорость резания:
n = π ·d · n / 1000 = 3,14 · 110 · 400 / 1000 = 138 м/мин (= 2,3 м/с)
Силу резания определяем по формуле:
Pz = Cp · tx · Sy · Vn ·Kp
Из таблицы П6 выписываем значения коэффициента Ср = 300; Хр = 1,0;
Yp = 0,75; np = -0,15.
Общий поправочный коэффициент на силу резания для заданных условий, отличных от табличных, при обработке резцом с пластинкой из твердого сплава равен:
Кр = Км· Кφ· Кγ· Кλ
где
Км
коэффициент, учитывающий влияние механиче-
-
ских
свойств обрабатываемого материала на силу резания. При обработке
сталей по таблице П7 находим:
Км= (в / 750)0.75 = (460 / 750)0,75 = 0,610.75=0,69;
Кφ
коэффициент, учитывающий влияние главного угла
-
в плане на силу резания. При φ= 45 0 Кφ = 1,0
Кγ
-
коэффициент, учитывающий влияние главного
переднего угла на силу резания. Для γ = 00 Кγ = 1,1
Кλ
-
коэффициент, учитывающий влияние угла наклона
главной режущей кромки на силу резания
Кλ = 1,0 , так как λ = 00
Таким образом, Кр =0,69 ·1,0 · 1,1 · 1,0 = 0,76
Следовательно,
р = 300 · 3 · 0,7 0,75 · 1,38 – 0,15 · 0,76 = 249,5кгс ~ 2495
Н
Тогда, мощность, затраченная на резание
Nрез = 2495 · 2,3 = 5738,5 Вт ~5,7кВт
69
Проверяем, достаточна ли мощность привода станка для заданных условий
обработки.
Nрез ≤ Nшп
По паспортным данным станка 16 К 20 мощность электродвигателя
Nдв = 10кВТ, а кпд η = 0,75, тогда мощность на шпинделе
Nшп =Nдв · η = 10 ·0,75 =7,5 кВт
Следовательно, условие Nрез ≤ Nшп соблюдается, так как
5,7 кВт < 7,5 кВт
Определяем основное технологическое время. При продольном наружном
точении:
Т0 = L · i / (n ·S)
где
i = 1 число проходов;
n = 400 об/мин – действительная частота вращения шпинделя;
S = 0,7 мм/об – подача;
L= l + y + Δ – длина прохода резца, здесь l = 90 мм – длина обра-
ботки;
y = t · Ctg φ = 3 · сtg 450 = 3 мм – величина врезания резца;
Δ = 1…3 мм – величина перебега резца, принимаем за 2 мм, тогда L =
90 + 3 + 2 = 95 мм
Следовательно,
Т0 = 95 · 1 / 400 · 0,7 = 0,34 мин.
ЗАДАЧИ 81 – 100
На вертикально - сверлильном станке производят сверление отверстия
диаметром D и глубиной L сверлом из быстрорежущей стали Р 18. Необходимо:
1.
по таблице нормативов назначить оптимальные элементы режима
резания;
2.
определить основное технологическое время
70
Исходные данные для решения принять согласно своего варианта по
таблице 3
Примечание: двойной угол в плане принимается равным 2φ = 116
+1200
Таблица 3
№
1
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
Материал заготовки и его характеристики
2
Сталь 12ХН2,
в=800 МПа
Сталь 12ХН3А,
в=950 МПа
Серый чугун
СЧ30, НВ200
Серый чугун
СЧ20, НВ210
Сталь 38ХА,
в=680 МПа
Сталь 35,
в=560 МПа
Серый чугун
СЧ15, НВ170
Серый чугун
СЧ10, НВ160
Сталь 40ХН,
в=700 МПа
Сталь Ст3,
в=600 МПа
Сталь 40Х,
в=750 МПа
Сталь Ст5,
в=600 МПа
Серый чугун
СЧ20, НВ180
Серый чугун
СЧ20, НВ200
Сталь 20Х,
в=580 МПа
Сталь 50,
в=750 МПа
Бронза Бр
АЖН 10-4,
НВ170
Диаметр отверстия D мм, параметр шероховатости, мкм
3
Длина
отверстия
l, мм
отверстие
обработка
4
5
18Н7, Ra=1,6
50
Сквозное
6
Без охлаждения
2 Н 125
25Н5, Ra=0,4
60
Сквозное
С охлаждением
2 Н 125
30Н5, Ra=0,4
80
Сквозное
35Н7, Ra=1,6
90
Глухое
28Н7, Ra=1,6
55
Сквозное
С охлаждением
2 Н 125
38Н8, Ra=6,3
75
Глухое
Без охлаждения
2 Н 125
45Н9, Ra=3,2
45
Сквозное
С охлаждением
2 Н 135
17Н7, Ra=1,6
50
Глухое
Без охлаждения
2 Н 135
45Н9, Ra=6,3
100
Сквозное
С охлаждением
2 Н 135
50Н9, Ra=6,3
60
Глухое
Без охлаждения
2 Н 135
22Н5, Ra=0,4
95
Глухое
С охлаждением
2 Н 135
16Н5, Ra=0,4
30
Глухое
Без охлаждения
2 Н 135
38Н9, Ra=6,3
85
Глухое
С охлаждением
2 Н 135
50Н9, Ra=3,2
50
Сквозное
Без охлаждения
2 Н 125
20Н5, Ra=0,4
40
Глухое
С охлаждением
2 Н 135
30Н7, Ra=1,6
60
Сквозное
Без охлаждения
2 Н 125
28Н7, Ra=1,6
55
Глухое
Без охлаждения
2 Н 125
Без охлаждения
Без охлаждения
Модель
станка
7
2 Н 125
2 Н 125
71
98
99
100
Латунь ЛМцЖ
52-4-1, НВ220
Серый чугун
СЧ30, НВ220
Серый чугун
СЧ20, НВ220
40Н9, Ra=3,2
80
Глухое
С охлаждением
2 Н 125
23Н5, Ra=0,4
45
Сквозное
Без охлаждения
2 Н 125
32Н7, Ra=1,6
35
Глухое
С охлаждением
2 Н 135
ПРИМЕР 2. (задачи 81 - 100)
На вертикально - сверлильном станке производят сверление отверстия
диаметром D и глубиной L сверлом из быстрорежущей стали Р 18. Необходимо:
1.
по таблице нормативов назначить оптимальные элементы режима
резания;
2.
определить основное технологическое время
Исходные данные (выбираются по таблице 3)
D = 25 мм - диаметр отверстия;
L = 95 мм - глубина отверстия
Материал заготовки - чугун серый, НВ 220;
Отверстие сквозное;
Обработка - без охлаждения;
Модель станка - 2 Н 125;
2 φ = 118 0 – двойной угол в плане.
Решение:
( но таблицам приложения настоящих методических указаний)
1.
По таблице 119 при обработке чугуна с НВ > 200 сверлом
диаметром D=25 мм рекомендуется подача Sтабл.
ы-
ваем поправочный коэффициент на подачу. Так как l/ D = 95/25 = 3,8, т.е.
l=3,8 D> 3 D, то Кl = 0,9 и тогда подача
72
S =Sтабл.· Кl = (0,47+0,57)·0,9 = 0,423 ÷0,513 мм / об.
Корректируем подачу по паспорту станка и принимаем
S = 0,4 мм/об
Проверяем принятую подачу по осевой силе, допускаемой мощности
механизма подачи станка. Должно быть:
Ро ≤ Р max
Осевая сила
Po = C p · D q · t x · S yp · K p
Из таблицы П 15 выписываем значения коэффициента Ср = 42,7; q =
1,04 x =0; yp = 0,8
Поправочный коэффициент на осевую силу при обработке серого чугуна сверлом из быстрорежущей стали
K p = K m = (HB / 190) 0.6 = (220 / 190) 0.6 1,16 0.6~ 1,09
Глубина резания при сверлении
Тогда
t = D/2 = 25/2 = 12,5мм
Po = 42,7 · 25 1 · 12,5 0 · 0,4 0.8 · 1,09 = 559 кгс ~ 5590 H
Для станка 2 Н 125 максимальная осевая сила резания, допускаемая
механизмом станка Pmax = 900 кгс ~ 9000 Н.
Таким образом, Po 5590 Н < Pmax 9000 Н, следовательно, назначаемая
подача
S =0,4 мм/об в полнее допустима.
2.
Назначаем период скорости сверла. При обработке чугуна
сверлом из быстрорежущей стали диаметром D = 25 мм, рекомендуемый период стойкости сверла Т = 40-50 мин, принимаем Т = 45 мин.
3.
Определяем скорость резания, допускаемою режущими свой-
ствами сверла. По таблице П. 11 находим v табл. = 29 м/мин, при D = 25 мм и
S = 0,4 мм/об.
Определяем поправочные коэффициенты на скорость резания: коэффициент Кl, учитывающий влияние глубины сверления на скорость резания,
при l/D = 3,8 по таблице П 13 находим Кl = 0,9; коэффициент K m, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на ско73
рость резания по таблице П 12 при сверлении чугуна НВ 210 находим K m =
0,65.
Скорость резания, допускаемая режущими свойствами сверла
vu= v табл. · Кl · K m = 29 · 0,9 · 0,65 = 17 м/ мин (~0.28м/с)
4.
Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной
скорости резания:
n u = 1000 · vu /( π · D) = 1000 · 17 / 3,14 · 25 = 216,6 об/мин
5.
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным
данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения n = 180
об/ мин. Действительная скорость резания:
V = π · D · n / 1000 = 3,14 · 25 · 180 / 1000 = 14 м/ мин (~0.23 м/с)
6.
Определяем мощность, затраченную на резание. Для НВ до
229, D до
26,5 мм, S до 0,45 мм/об и v до 15.1 м/ мин по таблице П 18 N рез = 1,1
кВт
7.
Проверяем, достаточна ли мощность привода станка.
Должно быть:
N рез ≤ N шп
Мощность на шпинделе станка N
шп
= Nд · η. У станка 2 Н 125 мощ-
ность двигателя Nд = 2,8 кВт, а КПД привода станка ровно 0,8
Тогда, N шп = 2,8 · 0,8 = 2,2 кВт, следовательно, N рез = 1.1 кВт < N шп
= 2,2, т.е. станок по мощности подходит.
8. Определяем техническое время Т о по формуле:
Т о = L /( n ·S)
где L = l + y +Δ – путь, проходимый сверлом в направлении подачи.
Величина срезания y = t · Ctg φ = 12,5. Ctg 59o = 7,5 мм. Пробег сверла
Δ = 1…3 мм, принимаем за 2 мм (при сверлении глухих отверстий Δ = 0).
Таким образом, L = 95 + 7,5 + 2 = 104,5 мм
Тогда
Т о = 104.5 / 180 · 0,4 = 0,73мин.
74
ЗАДАЧИ 101-120
Произвести расчет наладки токарно-винторезного станка (подобрать
сменные зубчатые колеса гитары) для нарезания однониточной метрической
резьбы с шагом Р р, если шаг ходового винта Р в = 12 мм, а передаточное отношение постоянных передач к звену настройки in = 2/3.
Исходные данные для решения задачи принять согласно своего варианта, по таблице 4.
Примечание: в комплекте сменных колес имеются зубчатые колеса со
следующим числом зубьев:
20, 24, 25, 28, 30, 32, 36, 40, 44, 45, 48, 50, 55, 60, 65, 68, 70, 71, 72, 75,
76, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 118, 120, 127.
Таблица 4
№ задачи
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
Шаг резьбы
Р р., в мм
2.0
2.5
3.0
4.0
5.0
4.5
7.5
8.0
7.0
8.5
№
задачи
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
Шаг резьбы
Р р., в мм
9.0
10.0
1.5
1.0
9.5
12.0
5.5
6.5
1.25
3.5
Пример 3. (задачи 101-120)
Произвести расчет наладки токарно-винторезного станка (подобрать
сменные зубчатые колеса гитары) для нарезания однониточной метрической
резьбы с шагом Р р =1,75мм, если шаг ходового винта Р в = 12 мм, а передаточное отношение постоянных передач к звену настройки in = 2/3.
75
Исходные данные (выбираются по таблице 4)
Р р =1,75мм - шаг нарезаемой резьбы;
Р в = 12 мм - шаг ходового винта станка;
in = 2/3 – передаточное отношение постоянных передач.
Решение:
Передаточное отношение гитары при резании метрической резьбы
определяем по формуле:
i = in · Р р / Р в = 2/3 · 1,75 / 12 = 3,5 / 36
Разложим числители знаменатель на простые множители и введем дополнительные множители, комбинируя их так, чтобы получить выражение
дроби через числа зубьев, имеющихся в комплекте сменных колес.
I = а/b · с/d = 3,5 · 1 / 9 · 4=
=(3,5 · 10) / (9 · 10) · (1 · 10) /( 4 · 10) = 3 5/ 90 · 25 / 100
Таким образом, применяем сменные колеса с числом зубьев а = 35; b
=90, с= 25; d = 100.
Проверяем условие сцепляемости. Должно быть:
а + b ≥ с + 15
с + d≥ b + 15
35 + 90 ≥ 25 + 15; 125 >40
25 + 100 ≥ 90 + 15; 125> 105
Сцепляемость зубчатых колес обеспечена.
76
Вопросы и задачи к контрольной работе №2
1. Особенности процесса фрезерования. Типы фрез, их основные
части, элементы, и геометрические параметры режущей части.
2. Схемы фрезерования (против подачи и по подаче). Элементы режима
резания при цилиндрическом фрезеровании и порядок их нарезания.
3. Силы, действующие на фрезу при фрезеровании цилиндрическими
фрезами с прямыми и винтовыми зубьями, их износ и стойкость. Мощность,
затрачиваемая на резание.
4. Схемы резания при торцовом фрезеровании торцовыми фрезами, их
износ и стойкость.
5. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами материала
цилиндрических и торцевых фрез. Основное технологическое (машинное)
время при торцовом и цилиндрическом фрезеровании.
6. Типы фрез и их классификации. Материал для изготовления фрез.
7. Назначение, классификация и область применения фрезерных станков. Вспомогательный инструмент и приспособления для фрезерных станков.
8. Основные узлы и рабочие движения консольных станков, их конструктивные особенности. Техника безопасности при работе на станках фрезерной группы.
9. Классификация, назначение и конструкции делительных головок; и
настройка на различные способы деления.
10. Особенности процесса строгания и долбления. Конструктивные особенности и геометрические параметры строгальных и долбежных
резцов.
11. Элементы режима резания при строгании и долблении. Силы,
действующие на резец и мощность, затрачиваемые на резание при строгании.
12. Назначение, классификация и область применения строгальных
и долбежных станков. Техника безопасности при работе на них.
77
13. Основные узлы и рабочие движения строгальных и долбежных
станков.
14. Протяжки, их назначение и классификация. Части, элементы и
геометрические параметры протяжек.
15. Схемы резания при протягивании внутренних и наружных поверхностей‚ (профильная, прогрессивная, генераторная). Элементы режима
резания и срезаемого слоя при протягивании.
16. Стружкообразование, силы и скорость резания при протягивании. Износ и стойкость протяжек.
17. Назначение, классификация и область применения протяжных
станков, их основные узлы и рабочие движения.
18. Схемы обработки при нарезании резьбы различными инструментами. Методы и способы получения резьбы.
19. Нарезание резьбы резьбовыми резцами и гребенками. Конструкции резьбовых резцов и гребенок. Элементы режима резания.
20. Нарезание резьбы метчиками. Конструкции метчиков и их геометрические параметры. Элементы режима резания. ГОСТ на метчики.
21. Нарезание резьбы плашками, их конструкция и геометрические
параметры. ГССТ на плашки.
22. Нарезание резьбы резьбовыми фрезами, их конструкции и геометрические параметры. Элементы режима резания и мощность при фрезеровании резьбы.
23. Высокопроизводительные методы нарезания резьб: резьбовыми
головками (вихревой метод), абразивным инструментом, накатными плашками и роликами (метод накатки).
24. Характеристика процесса зубонарезания. Методы нарезания зубчатых колес, их достоинства и недостатки. Инструменты, применяемые при
зубонарезании.
25. Конструктивные особенности и геометрия зуборезного инструмента, работающего по методу копирования.
78
26. Конструктивные особенности и геометрия зубонарезного инструмента, работающего по методу обкатки.
27. Нарезание червячных и конических зубчатых колес (схемы нарезания, применяемый инструмент).
28. Режим резания при нарезании цилиндрических зубчатых колес
червячными фрезами. Конструкции и геометрия червячных зубонарезных
фрез.
29. Режим резания при нарезании зубчатых колес долбяками. Конструкции и область применения долбяков.
30. Отделочные методы обработки зубчатых колес (шевингование,
обкатка, притирка, шлифование). Конструкции шеверов.
31. Основные узлы, рабочие движения и принцип работы зубофрезерных станков.
32. Основные узлы, рабочие движения и принцип работы зубодолбежных и зубострогальных станков.
33. Особенности процесса шлифования. Элементы режима резания и
срезаемого слоя при шлифовании.
34. Конструкции и характеристики абразивного (шлифовального)
инструмента: связки зернистость, твердость и структура абразивного инструмента, его маркировка.
35.Износ, стойкость, правка и балансировка абразивных кругов. Правящий инструмент и способы правки.
36.Отделочные виды обработки (хонингование, суперфиниширование,полирование). Инструменты и станки для отделочных видов обработки.
37. Элементы резания при зубодолблении. Основное (машинное)
время зубодолбления.
38. Износ долбяков. Мощность резания при зубодолблении.
39. Нарезание косозубых и шевронных колес методом зубодолбления. Шевингование зубчатых колес. Общие сведения о зубопротягивании
79
40.Абразивные естественные и искусственные материалы, их марки и физико-механические свойства.
41. Алмазные и эльборовые шлифовальные круги, бруски, сегменты, шкурки, порошки, их характеристики и маркировка.
42.
Схемы наружного круглого шлифования. Особенности внутрен-
него шлифования.
43.
Особенности плоского шлифования. Элементы резания и машин-
ное время при шлифовании.
44.
Характеристика шлифовального круга, брусков, сегментов и аб-
разивных головок, шлифовальной шкурки и ленты.
45.
Наружное бесцентровое шлифование методом радиальной и
продольной подачи.
46.
Износ абразивных кругов. Правка круга.
47.
Характеристика и схемы наружного круглого шлифования в цен-
трах.
48. Элементы режима резания наружного круглого шлифования. Сила
и мощность, затрачиваемая на резание. Основное технологическое время.
49. Виды, область применения и сущность электрофизических методов обработки материалов.
50. Виды, область применения и сущность электрохимических методов обработки материалов.
51. Электроконтактная обработка. Сущность метода, область применения, оборудование, инструмент. Режимы обработки.
52. Электроэрозионная (электроискровая) обработка. Сущность метода, область применения, оборудование, инструмент. Режимы обработки.
53. Электроимпульсная обработка. Сущность метода, область применения, оборудование и инструмент. Режимы обработки.
54. Анодно-механическая обработка. Сущность метода, область применения, оборудование и инструмент. Режимы обработки.
80
55. Размерная обработка электронным лучом (РОЭЛ). Размерная обработка световым лучом (РОСЛ).
56. Анализ условий формообразования при обработке лучом ОКГ
(оптического квантового генератора- лазера ). Макро- и микрогеометрия поверхности, обработанной лучом ОКГ.
57. Физическая сущность процесса поверхностного пластического
деформирования.
58. Типовые схемы обкатывания наружных поверхностей вращения
роликом или шариком. Конструкции роликовых и шариковых приспособлений и инструментов для обкатывания и раскатывания.
59. Шероховатость поверхности, достигаемая при ППД. Режимы обработки. Определения условия обкатывания.
60. Физическая сущность процесса калибрования отверстий методами
пластической деформации. Геометрия деформирующего элемента инструмента.
Задачи № 61-80
Производится черновое фрезерование плоской поверхности шириной
В и длиной l припуск на обработку h .
Необходимо: назначить элементы режима резания с использованием
таблиц нормативов; определить основное технологическое время.
Исходные данные для решения задачи принять согласно своего варианта по таблице 5.
Таблица 5
№
1
61
62
Вид заготовки и ее
характеристика
В,
мм
l,
мм
h,
мм
2
3
Серый чугун СЧ30, 100
НВ200
Серый чугун СЧ20, 150
НВ210
4
600
5
5
500
4
Вид обработки и параметр шероховатости, мкм
6
Торцовое фрезерование, Ra=12,5
Торцовое фрезерование, Ra=1,6
Состояние Модель
поверхности станка
заготовки
7
8
Отливка с
6Р12
коркой
Отливка без 6Р12
корки
81
63
64
65
66
в=680 80
Мпа
Сталь
в=360 90
Мпа
Серый чугун СЧ15, 50
НВ170
400
6
480
3,5
300
3,5
Серый чугун СЧ10, 80
НВ160
250
1,5
67
в=700
70
320
4
в=600
85
600
1,5
в=750
10
100
5
в=600
12
80
8
Серый чугун СЧ20,
НВ180
Серый чугун СЧ20,
НВ200
в=580
Мпа
в=750
Мпа
Бронза Бр АЖН 10-4
НВ170
Латунь ЛМцЖ 52-41, НВ220
Серый чугун СЧ30,
НВ220
Серый чугун СЧ20,
НВ220
Сталь
30ХНЗА,
в=800 Мпа
20
120
10
15
75
8
8
110
8
12
120
6
100
300
4
60
180
1,5
180
200
4,5
110
280
2,5
80
320
5
115
300
3
Мпа
68
Мпа
69
Мпа
70
Мпа
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
в=780
МПа
Торцовое фрезерование, Ra=12,5
Торцовое фрезерование, Ra=1,6
Цилиндрическое
фрезерование,
Ra=3,2
Цилиндрическое
фрезерование,
Ra=3,2
Цилиндрическое
фрезерование,
Ra=12,5
Цилиндрическое
фрезерование,
Ra=3,2
Фрезеровать
паз,
Ra=6,3
Фрезеровать
паз
,Ra=6,3
Штамповка
с коркой
Поковка с
коркой
Отливка с
коркой
6Р12
Отливка без
корки
6Р82Г
Поковка с
коркой
Поковка с
коркой
Отливка с
коркой
Состояние
поверхности
заготовки
паз Отливка с
коркой
паз Отливка без
корки
паз
Прокат
Фрезеровать
,Ra=6,3
Фрезеровать
,Ra=6,3
Фрезеровать
,Ra=6,3
Фрезеровать
паз
,Ra=6,3
Торцовое фрезерование, Ra=12,5
Торцовое фрезерование, Ra=1,6
Торцовое фрезерование, Ra=12,5
Торцовое фрезерование, Ra=3,2
Цилиндрическое
фрезерование,
Ra=12,5
Цилиндрическое
фрезерование, Ra3,2
Штамповка
с коркой
прокат
Отливка без
корки
Отливка с
коркой
Отливка без
корки
Поковка с
коркой
Отливка с
коркой
6Р12
6Р82Г
6Р82Г
6Р82Г
6Р12
6Р12
6Р12
6Р82Г
6Р82Г
6Р82Г
6Р12
6Р12
6Р12
6Р12
6Р82Г
6Р82Г
Пример 4 (задачи 61-80)
Исходные данные (выбираются по таблице 5).
На вертикально-фрезерном станке 6Р12 производится торцевое фрезерование плоской поверхности шириной В=80 мм, длиной l=400 мм, припуск
82
на обработку h=1,8 мм. Обрабатываемый материал серый чугун СЧ30,
НВ220. Заготовка предварительно обработана. Обработка окончательная, параметр шероховатости обработанной поверхности Ra=3,2 мкм. Необходимо:
выбрать режущий инструмент , назначить режим резания с использованием
таблиц нормативов, определить основное (технологическое) время.
Решение
Vp
1,8
3,2
80
400
Эскиз обработки
Рисунок 1
1. Выбор инструмента.
Для фрезерования на вертикально-фрезерном станке заготовки из чугуна выбираем торцевую фрезу с пластинками из твердого сплава ВК6 [2]
или [3], диаметром D=(1,251,5)В=(1,251,5)80=100120 мм. Принимаем
D=100 мм; z=10, ГОСТ 9473-71 [2] или [3].
Геометрические параметры фрезы: =60, =12, =10, =20, 1=5.
Схема установки фрезы – смещенная.
2.
Режим резания.
2.1 Глубина резания.
Заданный припуск на чистовую обработку срезают за один проход,
тогда
t =h=1,8 мм
83
2.2 Назначение подачи.
Для получения шероховатости Ra = 6,3 мкм подача на оборот
S0=1,00,7 мм/об(таблица П20).
Тогда подача на зуб фрезы
S
,0
0 1
S



1
,0мм/зуб.
z
z 10
2.3 Период стойкости фрезы.
Для фрез торцевых диаметром до 110 мм с пластинками из твердого
сплава применяют период стойкости
Т=180 мин [4],
2.4 Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента.
По таблице П21 для обработки серого чугуна фрезой диаметром до
110 мм, глубина резания t до 3,5 мм, подаче до 0,1 мм/зуб.
V=203 м/мин,
По таблице П 22 определяем поправочные коэффициенты для изменения условий роботы; коэффициент, зависящий от механических свойств заготовки коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности коэффициент, учитывающий отношение ширины фрезерования к диаметру фрезы.
С
учетом
поправочных
коэффициентов
Kmv=1;
Knv=1;
при
B 80

0,8; КБV=1; Kv=1,
D 100
V=V Kmv Knv КБV K=2031=203 м/мин.
Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания
1000

V
1000

203
n



643
об/мин.

D3
,
14

100

Корректируем по паспорту станка
n=630 об/мин.
84
Действительная скорость резания


D

n
3
,
14

100

630
V



197
,
8
м/мин.
p
1000
1000
2.5 Минутная подача Sм=Szzn=0,110630=630 мм/мин. Это совпадает
с паспортными данными станка.
3. Мощность, затрачиваемая на резание.
При фрезеровании чугуна с твердостью до НВ229, ширине фрезерования до 85 мм, глубине резания до 1,8 мм, подаче на зуб до 0,13 мм/зуб, минутной подаче до 660 мм/мин
Np = 3,8 кВт [4],
3.1 Проверка достаточности мощности станка
Мощность на шпинделе станка Nшп=Nд
Nд= 7,5 кВт; =0,8 (по паспорту станка)
Nшп= 7,50,8 = 6 кВт.
Так как Nшп=6 кВт Np=3,8 кВт, то обработка возможна.
4. Основное время
T0 
L , мин
Sм
где L=l+l1.
Для торцового фрезерования фрезой диаметром 100 мм, ширине фрезерования 80 мм
l1=23 мм [4],
400

23
мин.
T

0
,67
0
630
Задачи № 81-100
Настроить делительную головку на нарезание зубчатого колеса с числом зубьев Z.
Исходные данные для решения принять согласно своего варианта по
таблице 6.
85
Примечание: для настройки головки применяются диск со следующими
числами отверстий в каждой окружности: 16, 17, 19, 21, 23, 29, 30, 31, 33, 37,
39, 41, 43, 47, 49, 54, а также сменные колеса с числами зубьев: 25, 30, 35, 40,
50, 55, 60, 70, 80, 90, 100.
Таблица 6
№
задачи
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
Число
зубьев
83
87
77
73
81
147
89
93
75
97
№
задачи
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
Число зубьев
99
121
107
103
114
117
127
129
119
133
Пример 5 ( задачи 81-100)
Настроить делительную головку на нарезание зубчатого колеса с числом зубьев Z = 67
Исходные данные (выбираем по таблице 6)
Z = 67 – число зубьев зубчатого колеса.
Решение.
Число оборотов рукоятки делительной головки
N 40
nрук 
z 67
где N = 40 – характеристика делительной головки.
Диска с числом отверстий 67 нет, поэтому простое деление неприменимо.
Применяем способ дифференциального деления. Число оборотов рукоятки при дифференциальном делении.
86
nрук 
N
zф
где Zф – фиктивное число, близко к заданному.
Применяется число близкое к числу Z, но удобнее принять Zф > Z.
Применяем Zф= 70, тогда
40
4
3 12
n
  
рук
70
7
3 21
Выбираем делительный диск, имеющий окружность с 21 отверстием и
при каждом повороте рукоятки пропускаем 12 шагов между отверстиями.
Передаточное отношение смешных колес гитары определяем по формуле:


N
z

z


a
c
40

70

67
120
12
ф
i





b
dz
70
70
7
ф
Разложим числитель и знаменатель на простые множители и введем
дополнительные множители, комбинируя их так, чтобы получить выражение
дроби через числа зубьев, имеющихся в комплекте сменных колес (см. примечание к условию задачи)
a
c4
3
4

10
3

30
40
90
i


  

b
d
7
1
7

10
1

30
70
30
Производим проверку по формуле:


1
N
1
a
c
1
1
40
1
40
90
1
1








;






z
z
z
b
d
40
67
70
67
70
30
40
67


ф


Следовательно, наладка выполнена правильно.
Таким образом, принимаем сменные колеса с числом зубьев:
а = 40; в =70; с = 90; d = 30.
Если передаточное число подучится отрицательным (при Zф < Z), то в
гитару следует ввести паразитное колесо с любым числом зубьев.
Проверяем условие сцепляемости:
а + в ≥ с + 15; 40 + 70 ≥ 90 + 15; 110 > 105
с + d ≥ в + 15; 90 + 30 ≥ 70 + 15; 120 > 85
87
Сцепляемость зубчатых колес обеспечена.
Задачи № 101-120
На вертикально-сверлильном станке 2Н135 нарезают метчиком метрическую резьбу диаметром d и шагом Р в сквозном отверстии. Длина резьбы l.
Материал метчика - быстрорежущая сталь Р18.
Необходимо: назначить элементы режима резания с использованием
таблиц нормативов; определить основное технологическое время.
Исходные данные для решения задачи принять, согласно своего варианта, по таблице 7.
Таблица 7
№ задачи
Материал заготовки
Резьба в мм
Шаг Р в мм
Длина резьбы l в
мм
М 6- 6 Н
1.0
20
М 12- 6 Н
1.75
30
М 30- 6 Н
2.0
50
М 8- 6 Н
1.25
25
М 16- 6 Н
1.5
40
М 24- 6 Н
3.0
60
М 10- 6 Н
1.0
35
М 20- 6 Н
1.5
70
М 16- 6 Н
2.0
55
М 12- 6 Н
1.25
45
М 6- 6 Н
1.0
30
111
Сталь. Ст. 5
600 МПа
Чугун серый
НВ 160
Сталь 45ХН
750 МПа
Чугун серый
НВ 190
Сталь 40
650 МПа
Сталь Ст. 3
460 МПа
Чугун серый
НВ 210
Сталь 40 Х
700 МПа
Сталь 20
500 МПа
Чугун серый
НВ 170
Сталь 12ХНЗА, НВ210
112
Сталь 30ХГТ, НВ200
М 12- 6 Н
1.75
40
113
Серый чугун СЧ25, НВ210
М 30- 6 Н
2.0
32
114
Серый чугун СЧ20, НВ200
М 8- 6 Н
1.25
50
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
88
115
Сталь 45, НВ190
М 16- 6 Н
1.5
60
116
Сталь 40Х, НВ200
М 24- 6 Н
3.0
55
117
Сталь 35Х, НВ185
М 10- 6 Н
1.0
20
118
Сталь 12Х18Н9Т, НВ180
М 20- 6 Н
1.75
32
119
Бронза Бр АЖН 10-4, НВ170
М 16- 6 Н
2.0
35
120
Латунь ЛМцЖ 52-4-1, НВ220
М 12- 6 Н
1.25
25
Пример 6 (задачи 101-120)
На вертикально-сверлильном станке 2Н125 нарезают метчиком метрическую резьбу диаметром d и шагом Р в сквозном отверстии. Длина резьбы l.
Материал метчика - быстрорежущая сталь Р18.
Исходные данные (выбираются по таблице 7)
d - М24 - 6Н- диаметр резьбы;
Р- 1.5 мм - шаг резьбы;
l - 80 мм - длина резьбы;
материал заготовки- сталь 35, 600 МПа
материал метчика – быстрорежущая сталь Р 18.
Решение.
( по таблицам приложения настоящих методических указания)
По таблице П 24 определяем скорость резания, допускаемую ре-
1.
жущими
свойствами метчика и частоту вращения шпинделя. Для стали, диаметра резьбы d - 24 мм и шага Р- 1,5 мм
v
табл.=
23,5 м/мин, ηтабл.= 310 об/ мин. Поправочные коэффициенты на
скорость резания т чистоту вращения: Кмv=Кмп=1.0;
Кv=Кn = 1.0; Кuv= Kun=1,0; тогда
vu = v табл. · K мv·Kv · Kuv = 23,5·1= 23,5 м/ мин
89
2 Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка и
устанавливаем значение n = 355 об/мин определяем действительную скорость резания


d

n
3
,
14

24

365
v


26
,
75
м
/
мин
(

0
,
45
м
/
с
)
1000
1000
3 По таблице П 24 находим мощность, затрачиваемую на резание
для стали
диаметра резьбы d - 24 мм и шага Р- 1,5 мм мощность Nтабл. = 1.38 кВт
поправочные коэффициенты на мощность равны единице, следовательно
Nрез=Nтабл=1,38 кВт
Проверяем, достаточна ли мощность станка. Должно быть:
NрезNшп
Мощность на шпинделе станка N шп = N · η. У станка 2Н125 мощность
двигателя N = 2,8 кВт, а КПД привода станка η = 0,8, тогда
Nшп =2,8 ·0.8 = 2,2 кВт, следовательно,
Nрез = 1,38 кВт ≤ Nшп 2,2 кВт, т.е. станок по мощности подходит.
1.
Определяем основное технологическое время по формуле:
ll1 ll1
T


0
pn
pn
1
где l1 – врезание и перебег метчика; при нарезании резьбы в сквозном
отверстии l1=( 3…6)Р, принимаем l1= 6Р = 6·1 ,5=9 мм.
n1 – частота вращения метчика при обратном ходе;
n1 = 1,25. n =1,25 · 355 = 444 об/ мин. По паспорту станка принимаем
n1 = 500 об/мин. Таким образом,
80

9 80

9
T



0
,
29
мин
0
1
,
5

500
,
5

365
11
90
4. Список вопросов к экзамену
1.
2.
Литейное производство
Обработка металлов давлением
4.Инструментальные материалы
5.Геометрия токарного резца
6.Элементы резания и срезаемого слоя
7.Физические явления при токарной обработке
8.Сопротивление резанию при токарной обработке
9.Сила резания, возникающая в процессе стружкообразования, и ее источники
10. Расчет составляющих сил резания. Определение мощности, затрачиваемой на резание
11.Тепловыделение при резании металлов.Износ и стойкость резца.
12.Скорость резания, допускаемая режущими свойствами резца
13.Токарные резцы
14.Расчет и табличное определение режимов резания при точении
15.Обработка металлов строганием и долблением
16.Обработка материалов сверлением
17.Обработка материалов зенкерованием и развертыванием
18.Расчет и табличное определение режимов резания при сверлении, зенкеровании и развертывании.
19.Конструкции сверл, зенкеров, разверток. Высокопроизводительные инструменты для обработки отверстий
20.Обработка материалов цилиндрическими фрезами
21.Обработка материалов торцевыми фрезами
22.Расчет и табличное определение рациональных режимов резания при фрезеровании
23.Конструкции фрез.Высокопроизводительные фрезы.
24.Нарезание резьбы резцами
91
25.Нарезание резьбы плашками и метчиками
26.Нарезание резьбы гребенчатыми дисковыми фрезами
27.Расчет и табличное определение режимов резания при резьбонарезании
28.Нарезание зубчатых колес по методу копирования
29.Нарезание зубчатых колес по методу обкатки
30.Расчет и табличное определение режимов резания при зубонарезании
31.Конструкция зуборезных инструментов. Высокопроизводительные зуборезные инструменты
32.Расчет и табличное определение режимов резания при протягивании
33.Абразивные инструменты.Процесс шлифования
34.Расчет и табличное определение режимов резания при шлифовании
35.Доводочные процессы
36.Виды, область применения и сущность электрофизических методов
обработки материалов.
37.Виды, область применения и сущность электрохимических методов обработки материалов.
38. Электроконтактная обработка. Сущность метода, область применения,
оборудование, инструмент. Режимы обработки.
39.Электроэрозионная (электроискровая) обработка. Сущность метода, область применения, оборудование, инструмент. Режимы обработки.
40.Электроимпульсная обработка. Сущность метода, область применения,
оборудование и инструмент. Режимы обработки.
41.Анодно-механическая обработка. Сущность метода, область применения,
оборудование и инструмент. Режимы обработки.
42.Размерная обработка электронным лучом (РОЭЛ). Размерная обработка
световым лучом (РОСЛ).
43.Анализ условий формообразования при обработке лучом ОКГ (оптического квантового генератора- лазера ). Макро- и микрогеометрия поверхности,
обработанной лучом ОКГ.
92
44.Физическая сущность процесса поверхностного пластического деформирования.
45.Типовые схемы обкатывания наружных поверхностей вращения роликом
или шариком. Конструкции роликовых и шариковых приспособлений и инструментов для обкатывания и раскатывания.
46. Сущность процесса калибрования отверстий методами пластической деформации. Геометрия деформирующего элемента инструмента.
93
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица П. 1
Материал
Материал заго- режущей Характеристика
товки
части
подачи
резца
Сталь углеродиS до 0.3
стая конструкциS св 0.3 до 0.7
Т15 К6
онная
S св 0.7
750 МПа
Серый чугун
S до 0.4
ВК6
НВ 190
Sсв 0.4
Медные сплавы
S до 0.2
Р 18
НВ 100-140
S св 0.2
Силумин
S до 0.2
НВ 65
Р 18
S св 0.2
100-200 МПа
Коэффициент и показатели
степени
Сv
420
350
240
270
213
270
182
485
328
Хv
Уv
0.15
0.15
0.12
0.12
m
0.2
0.35
0.45
0.2
0.4
0.25
0.5
0.25
0.5
0.2
0.2
0.23
0.23
Таблица П. 2-Поправочный коэффициент Кmv, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания.
Обрабатываемый материал
Сталь конструкционная углеродистая и легированная
Чугун серый
Медные сплавы
НВ 140
НВ 100-140
Силумин и литейные сплавы:
- 200-300 МПа, НВ 65
- 100-200 МПа, НВ 65
Коэффициент
Кmvкоэффициент
Кmv= 750 /σ в
Кmv = (190/НВ) 1.25
0.7
1.0
0.8
1.0
Таблица П. 3-Поправочный коэффициент Кnv на скорость резания, учитывающий состояние поверхности заготовки.
Без корки
прокат
Состояние поверхности заготовки
С коркой
паковка
Стальное и чугунное литье
Медные и
94
обычные
1.0
0.9
коэффициент К mv
0.8
0.8-0.85
С загрязненной алюминиевые
коркой
сплавы
0.5-0.6
0.9
Таблица П. 4-Поправочный коэффициент Кuv, учитывающий влияние материала режущей части инструмента на скорость резания.
Обрабатываемый матеЗначения коэффициент Кuv в зависимости от марки
риал
инструментального материала
ВК8
Сталь конструкционная Т5 К10 Т14 К8 Т15К6 Т15К6Т Т30К4
и стальное литье
0.65
0.8
1.0
1.15
1.4
0.4
ВК8
ВК6
ВК4
ВК3
ВК2
Чугун серый
0.83
1.0
1.1
1.15
1.25
P 18 ; P 9
ВК4
ВК6
9ХС; ХВГ
Медные и алюминиевые
сплавы
1.0
2.5
2.7
0.6
Таблица П. 5-Поправочный коэффициент К φv, учитывающий влияние главного угла в плане на скорость резания.
Главный угол в плане φ
Коэффициент К φv
30
1.2
45
1.0
60
0.9
90
0.8
Таблица П. 6- Значения коэффициента С рz и показателе степени при наружном продольном точении.
Обрабатываемый материал
Сталь конструкционная
и стальное литье
750 МПа
Чугун серый
НВ 190
Медные сплавы
НВ 120
Алюминий и силумин
Коэффициент и показатели степени
С рz
Х рz
У рz
n рz
300
1.0
0.75
-0.15
92
1.0
0.75
0
100
1.0
0.75
0
100
1.0
0.75
0
95
Таблица П. 7- Поправочный коэффициент Кmр, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на силу резания.
Обрабатываемый материал
Сталь конструкционная и стальное литье
Чугун серый
Медные сплавы:
НВ 120
НВ 130
Алюминий и силумин
Коэффициент Кmр
Кmр = (σ/ 750) 0.75
Кmр = (НВ/ 190)0.4
1.0
0.75
1.0
Таблица П. 8-Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на силу резания.
Геометрические параметры
Наименование
Главный угол в плане φ
Передний угол γ
Угол наклона главной режущей
кромки λ
Поправочные коэффициенты
Величина в Обозначе- Величина
градусах
ния
30
К φр
1.08
45
1.0
60
0.94
90
0,89
-15
К γр
1.25
0
1.1
10
1.0
От -5 до
Кλ р
1.0
+15
Таблица П. 9- Подача при сверлении сверлами из быстрорежущей стали.
Диаметр сверла D
в мм
До 2
Св. 2 до 6
Св. 6 до 10
Св. 10 до 15
Св. 15 до 20
Св. 20до 25
Св. 25 до 30
Св. 30 до 40
Сталь и стальное литье
σ ≤ 800 МПа
0.05-0.06
0.08-0.18
0.18-0.28
0.25-0.35
0.34-0.43
0.39-0.47
0.45-0.55
0.55-0.60
σ > 800 МПа
0.04-0.05
0.06-0.12
0.13-0.21
0.19-0.26
0.25-0.32
0.29-0.35
0.32-0.40
0.35-0.40
Чугун серый, медные и
алюминиевые сплавы
НВ≤200
НВ>200
0.09-0.11
0.05-0.07
0.18-0.33
0.11-0.22
0.36-0.57
0.22-0.34
0.52-0.70
0.31-0.42
0.65-0.86
0.40-0.53
0.75-0.96
0.47-0.57
0.90-1.05
0.54-0.66
1.00-1.10
0.56-0.70
96
Таблица П.10-Поправочный коэффициент Кls, учитывающий влияние глубины сверления на величину подачи.
Глубина сверления
в диаметрах сверла
до
Коэффициент Kls
3D
5D
7D
10D
1.0
0.9
0.8
0.75
Таблица П.11- Скорости резания при сверлении углеродистой стали σ = 550
МПа сверлами из быстрорежущей стали с охлаждением
Подача
Диаметр сверла в мм
,S
2
4
6
10
14
20
24
30
40
мм / об
Скорость резания в м /мин
0.10
26
42
49
0.12
23
36
43
0.15
31
36
38
0.20
28
33
36
38
37
0.25
30
34
35
37
0.30
27
31
31
33
34
0.40
26
27
29
29
30
0.50
26
26
26
0.60
24
24
Таблица П.12- Поправочный коэффициент Кмv , учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания.
Углеродистая сталь
в МПа
Обрабатываемый материал
450
Коэффициент Кмv
Обрабатываемый материал
Коэффициент Кмv
1.2
150
1.3
Хромоникелевая
сталь в МПа
105
550 650 750 850 550 750 950
0
0.7 0.5 0.4
1.0 0.86 0.75 0.68
0.4
5
7
5
Чугун
Латунь
Бронза
170 190
210
1.0 0.8
0.65
3.5
0.75
97
Таблица П.13- Поправочный коэффициент Кlv, учитывающий влияние глубины сверления на скорость резания.
Глубина
сверления в
диаметрах
сверла
Коэффициент Кlv
3D
3-4 D
4-5 D
5-6 D
6-8 D
9-10 D
1.0
0.8-0.9
0.7-0.8
0.65-0.7
0.6-0.65
0.5-0.6
Таблица П.14 - Средние значения периода стойкости Т сверл из быстрорежущей стали.
Диаметр сверла в мм
до 5
Св 5 до 10
Св10 до 15
Св 15 до 20
Св 20 до 25
Св 25 до 30
Св 30 до 40
Средние значения периода стойкости Т сверл в мин,
при обработке:
Чугуна, цветных металСтали
лов и их сплавов
7
12
12
21
14-20
25-30
18-22
32-40
20-25
40-50
25-30
50-55
40-50
75-85
Таблица П.15-Значения коэффициента С р и показателей степени при сверлении сверлами из быстрорежущей стали.
Обрабатываемый материал
Сталь конструкционная
750 МПа
Чугун серый НВ 190
Медные сплавы,
НВ 100 - 140
Сp
Коэффициент и показатель степени
Qp
Xp
Yp
6.8
1.0
0
0.7
42.7
1.0
0
0.8
31.5
1.0
0
0.8
98
Таблица П.16- Поправочный коэффициент Кмр ,учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на силу резания при сверлении сверлом из быстрорежущей стали.
Обрабатываемый материал
Сталь конструкционная и
стальное литье
Чугун серый
Медные сплавы:
Средней твердости НВ 120
Твердые более НВ 120
Коэффициент Кмр
Кмр = (δ в/ 750)0.75
Кмр = (НВ/190)0.6
1.0
0.75
Таблица П.20
Подача на один зуб при черновом фрезеровании стали торцовой фрезой,
оснащенной пластиной из твердого сплава Т 15 К 6.
Мощность станка N
в кВт
Схема установки
фрезы
Симметричная
Св. 10
Смешанная
Симметричная
5-10
Смешанная
Подача на один зуб
в мм / зуб
Sz
0.12-1.15
0.24-0.30
0.09-0.11
0.18-0.22
Таблица П.24
Режимы резания при нарезании резьбы метчиком из быстрорежущей стали
Р 18
в сквозных отверстиях.
Диаметр и шаг
Обрабатываемый материал
резьбы в мм
Сталь углеродистая и легиЧугун серый
рованная
d
p
vв
n в
Nв
vв
nв
Nв
в / мин об / мин кВт
м / мин об/ мин кВт
4
0,5
7,3
580
0,04
2,5
415
0,03
0,7
5,4
430
0,05
3,9
310
0,03
6
0,75
8,3
440
0,10
5,9
310
0,06
1,0
6,4
340
0,12
4,6
240
0,07
99
Приложение таблицы П 24
8
0,75
11,5
1,0
9,1
1,25
8,2
10
1,0
14,5
1,25
12,1
1,5
8,9
12
1,0
14,5
1,25
12,1
1,75
8,9
16
1,5
14,5
2,0
11,1
20
1,5
19,0
2,5
12,0
24
1,5
23,5
2,0
18,1
3,0
12,6
30
2,0
23,6
3,5
14,3
470
360
295
375
310
260
385
320
235
290
220
300
191
310
240
167
250
152
0,16
0,19
0,21
0,27
0,31
0,34
0,36
0,41
0,50
0,72
0,87
1,03
1,40
1,38
1,66
2,10
2,45
3,4
8,4
6,5
5,3
8,4
6,9
5,8
10,5
8,6
6,3
10,5
7,9
13,4
8,5
16,7
12,8
8,9
11,7
10,2
335
255
210
270
220
186
280
230
167
205
157
210
135
220
170
118
125
108
0,10
0,12
0,14
0,17
0,19
0,22
0,23
0,26
0,32
0,46
0,55
0,66
0,89
0,88
1,05
1,33
1,9
2,1
Поправочные коэффициенты на режим резания в зависимости от:
Механические
характеристики обрабатываемого материала
Класса точности резьбы
Механические свойства
Коэффициент
Кмv=Кмn=К
мN
Класс точности
Коэффициент
Кv=Кn=КN
Углеродистые стали
500
500800
0,70
1,0
5Н
0,8
Хромистые и
хромоникелевые сплавы в
МПа
Чугун серый
НВ
700
700800
156229
170
197269
265
0,81
0,90
1,0
0,7
6Н
7Н
1,0
1,25
0,5
100
101
102
103
1
0
4