Размещено на http://www.allbest.ru/

Практическая работа № 1

Тема: «Разработка чертежа отливки по чертежу деталей для ее изготовления одним из способов литья»

Цель: Приобрести навыки конструирования исходных заготовок выполненных методами литья

Порядок выполнения работы

1. Пользуясь инструкцией изучить основные этапы конструирования исходных заготовок выполненных методами литья

2. Оформить эскиз отливки

3. Составить отчет

Общие сведения

ВЫБОР И КОНСТРУИРОВАНИЕ ИСХОДНЫХ ЗАГОТОВОК

Современное состояние технологии машиностроения предоставляет большие возможности для рационального выбора вида исходной заготовки и способа ее получения.

Чем больше объем выпуска деталей, тем важнее выбрать заготовку прогрессивного вида, у которой форма и размеры приближаются к форме и размерам готовой детали. Такая тенденция современной технологии позволяет исключать обдирку и черновую обработку, добиваться высокой производительности и экономного расхода металла. Правильный выбор исходной заготовки существенно влияет на технико-экономические показатели технологического процесса изготовления детали.



Рис. 1

Серьезное внимание должно уделяться конструированию исходной заготовки, т. е. установление ее формы, размеров с допускаемыми отклонениями, припусков на механическую обработку, твердости материала и технических требований, которым она должна отвечать. Установление размеров

Рис. 2 исходной заготовки состоит в том, что к размерам наружных поверхностей детали нужно прибавить, а от размеров внутренних поверхностей отнять общие припуски на механическую обработку. Для втулки с размерами dд, Dд и Lд (рис. 1) размеры исходной заготовки определяются так:

d0=dд+2Пoбщd;

D0 = Dд -- 2ПобщD;

L0= Lд + ПобщL1 + ПобщL2

где Пoбщd, ПобщD и ПобщL -- общие припуски на механическую обработку (на сторону) наружной, внутренней и торцовой поверхностей заготовки. Выбор общего припуска на механическую обработку заготовок из сортового проката производится по таблицам , но размер d0paсч при выборе проката необходимо корректировать по сортаменту (ГОСТ 2590-- 71).

Оценка качества исходной заготовки производится также по значению коэффициента использования материала:

Ки.м = mд/m0,

где mд и m0 -- массы соответственно детали и заготовки.

Конструирование исходной заготовки-отливки из серого чугуна

Пример решения задачи. Из серого чугуна марки СЧ 20 (ГОСТ 1412--79) изготовляют корпус цилиндра массой 2 кг (рис.3). Годовой объем выпуска 24 000 шт. (крупносерийное производство).

Требуется сконструировать исходную заготовку.

Решение. 1. Деталь относится к классу корпусов. Она имеет полую цилиндрическую часть и прямоугольное основание с четырьмя отверстиями для крепления к плите. Концы цилиндрической части имеют квадратные фланцы толщиной 10 мм с четырьмя резьбовыми отверстиями.

Механической обработке подвергается зеркало цилиндра, плоскость основания, две плоские поверхности фланцев на торцах цилиндра, две площадки на верхней стороне основания и резьбовые отверстия. Деталь достаточно прочная и жесткая и может считаться вполне технологичной.

Крупносерийный тип производства позволяет применить для изготовления заготовки и для ее механической обработки высокопроизводительные методы.

2. В качестве заготовки выбираем отливку. Материал детали -- серый чугун обладает хорошими литейными свойствами. Учитывая тип производства, целесообразно и экономически эффективно применить вид литья, при котором форма и размеры заготовки будут максимально приближаться к форме и размерам детали.

В нашем случае применяем литье в разовых песчано - земляных формах с машинной формовкой по металлическим моделям. Этот способ достаточно механизирован, широко распространен, эффективен и соответствует производственным возможностям литейных цехов современных машиностроительных предприятий.

Рис. 3 Рис. 4

3. Допускаемые погрешности для чугунного литья в земляные формы регламентируются ГОСТ 1855--55. Из трех классов точности, предусмотренных этим ГОСТом, принимаем I класс. В качестве литейной оснастки используются подмодельные плиты с металлическими полумоделями и стержневые ящики.

Точность размеров литья соответствует 15...16-му квалитетам, а шероховатость Ra=l00 мкм [7].

4. Заданная деталь обладает симметрией. Плоскость симметрии целесообразно принять за плоскость разъема модели и формы. В этом случае легко осуществляется установка стержня, с помощью которого образуется отверстие в заготовке. Как следует из рисунка, при принятом расположении плоскости разъема модели и формы поверхности А, В, Г и Д находятся при заливке металла в вертикальном положении и, следовательно, будут боковыми поверхностями отливки, а отверстие Б -- горизонтально.

При конструировании отливки следует заботиться о ее технологичности, а также проверить отливку методом световых теней. Попутно следует предусмотреть литейные уклоны на вертикально расположенных поверхностях (рис. 4).

5. Общие припуски Побщ на механическую обработку регламентируется ГОСТ 1855--55 и их размеры зависят от класса точности литья, наибольшего габаритного размера отливки, номинального размера и положения рассматриваемой поверхности в форме при заливке металла.

Под номинальным размером понимают наибольшее расстояние между противоположными обрабатываемыми поверхностями или расстояние от базовой поверхности до оси обрабатываемого отверстия.

Табличные припуски на механическую обработку литых отверстий устанавливаются независимо от расположения отверстия. Допускается уменьшение табличных припусков до минимально необходимых, установленных, например, расчетно-аналитическим способом.

6. Определение размеров заготовки и их допусков производят, суммируя размеры детали и припуски на механическую обработку:

для наружных поверхностей L0 = Lд+Побщ1 + Побщ2;

для внутренних поверхностей D0=Dд - Побщ3 - Побщ4;



Таблица 1

Обозначение поверхности	Наименование поверхности	Положение поверхности при заливке	Припуск, мм
А	Плоскость основания	Боковое	ПобщА = 2
Б	Отверстие	Горизонтальное	2 ПобщБ = 2•2=4
В	Торец цилиндра	Боковое	ПобщВ = 2
Г	То же	»	ПобщГ = 2
Д	Верхняя площадка снования	»	ПобщД = 2

Таблица 2

Наименование размера	Обозначение размера	Формула для расчета	Размер отливки с допуском, мм
Координирующий размер Диаметр отверстия Длина цилиндрической части Толщина основания	К0 D0 L0 Н0	K0 =KдПобщА=48+2=50 D0 =Dд - 2ПобщБ = 65-2•2,5=60 L0=Lд+ПобщB+ПобщГ= =115+2+2=119 H0=Hд+ПобщА=10+2=12	K0= 50±0,2 D0=60±0,3 L0=119±0,3 H0=12,0±0,2

Расчет размеров отливки приведен в табл. 2.

Для размеров необрабатываемых поверхностей допускаемые отклонения устанавливают по таблицам ГОСТ 1855--55. В нашем случае такие размеры отливки имеют допуски:

размер наружного цилиндра ±0,3 мм;

размеры квадратного фланца ±0,3 мм.

7. Технические требования к отливке формулируются в соответствии с ГОСТ 1412--79. В эти требования входят данные о классе точности, твердости отливки, требуемой термической обработке и ее месте в технологическом процессе, размерах литейных уклонов и радиусов, способе очистки от пригаров и формовочной земли, необходимости удаления питателей, выпоров, прибылей и т. п., окраске и др. Так, в нашем случае необходимо указать:

допуски на размеры литья соответствуют I классу по ГОСТ 1855--55;

отливку подвергнуть стабилизирующему отпуску;

твердость участков, подлежащих механической обработке, НВ 240...270;

литейные уклоны 3...5°;

литье очистить от пригара и формовочной земли дробеструйной обработкой;

отливку окрасить.

8. Для определения массы отливки можно к массе детали прибавить массу т0Тх металла, составляющего его припуски и напуски, удаляемые в ходе механической обработки. В нашем случае mотх=, где mi -- масса удаляемых элементарных фигур припусков и напусков: m1 - масса полого цилиндра припуска при обработке отверстия отливки; m2 -- масса параллелепипеда припуска с учетом литейных уклонов, удаляемого с основания; m3 -- масса двух полых 4-гранных параллелепипедов припуска, удаляемого с торцов фланцев; m4 -- масса металла, удаляемого при образовании отверстий в детали.

Получаем массу отходов в граммах:

где а и b -- размеры основания корпуса, мм; с -- длина стороны квадрата фланца, мм; D1 и l1; D2 и l2 -- диаметры и длины отверстий, мм, в основании и фланцах соответственно; с -- плотность чугуна; кг/м3.

Подставляя размеры с чертежа, получаем mотх = 617 г.

Отсюда масса отливки равна m0=mд+mотх = 2 + 0,617 = 2,617 кг.

9. Определяем коэффициент использования материала:

Kи.м = mд/m0==2/2,617 = 0,76.

Коэффициент использования, равный 76%, относительно высок для отливок, получаемых в земляных формах. Применяя точные отливки, получаемые более прогрессивным способом литья, можно и нужно добиваться более высоких значений этого коэффициента.

10. Определяем стоимость одной отливки. По прейскуранту 25-01, введенному в действие с 1 января 1982 г., цена одной тонны литья из чугуна марки СЧ 20 III класса точности 2-й группы сложности составляет 297 руб. Для более точных отливок I класса вводится доплата 10%. Заданному объему выпуска соответствует пятая группа серийности, для которой доплата за серийность равна нулю. Доплата за термообработку составляет 20 руб. за тонну. Цена за тонну с учетом указанных факторов равна

Цт = (297.1,1+20) = 346,7 руб.

Стоимость одной заготовки составляет

С1 = Цтm0 = 0,001•346,7•2,617 = 0,907 руб.

11. Чертеж отливки с техническими требованиями должен содержать все данные необходимые для ее изготовления, контроля и приемки.

При выполнении чертежа отливки соблюдают правила, изложенные в ГОСТ 2.423--73, а также в стандартах ЕСКД. Допускается и является целесообразным для выполнения чертежа отливки использовать копию чертежа детали. Разъем модели и формы указывают буквенным обозначением МФ (рис. 5.6); положение отливки в форме обозначают буквами. В (верх) и Н (низ), проставленными у стрелок. Все припуски изображают тонкими сплошными линиями, а их размеры указывают перед знаком шероховатости поверхности или перед линейными размерами.

В основной надписи под наименованием детали пишут слово «Литье». Отверстия, впадины и выточки, не выполняемые в отливке, на чертеже допускается не вычерчивать.



Рис.5

Задача. Сконструировать отливку заготовки из серого чугуна марки СЧ15, отливаемую в земляные формы (варианты показаны на рис. 5). Остальные данные по вариантам приведены в табл. 3

Таблица 3

№ варианта	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X
Тип производства	М	СС	Е	Е	СС	М	КС	МС	М	Е
Наименование детали	Опора низкая	Корпус	Шкив	Опора наклонная
Масса детали, кг	0,4	5,1	10,7	6,7

Термическая обработка -- стабилизирующий отпуск. Твердость НВ200... 280.

Лабораторная работа № 1

Тема: Исследование конструкций резцов с механическим креплением пластины

Цель : Изучить особенности конструкций зенкеров и разверток

Режущая часть резца любой конструкции ограничена передней и задними

( главной и вспомогательной ) поверхностями, в результате пересечения которых образуются главная и вспомогательная режущие кромки.

Переднюю, поверхность у цельных и составных резцов, в зависимости от условий обработки, назначения и марки инструментального материала выполняют в виде плоскости, уступа, лунки, ломаной поверхности, что обеспечивает лучшие условия для ломания и завивания стружки и способствует безопасности рабочего. Формообразование передних и задних поверхностей этих резцов осуществляют затачиванием шлифовальными кругами.

У сборных резцов с механическим креплением многогранных пластинок форму передней поверхности получают прессованием при изготовлении пластинок. Формы и конструктивные особенности некоторых типов пластинок приведены в табл. 1. Пластинки изготовляют как с задними углами, так и без них. При использовании последних ( табл. 1 ) требуемые значения задних углов обеспечиваются конструктивно, за счет специальной установки в державке резца.

Конструкция узла крепления многогранной пластинки во многом определяет работоспособность резцов. Наиболее распространенные схемы крепления многогранных пластинок показаны на рис.1



Рис.1 Схемы узлов крепления многогранных пластинок:

а- плоским клином; б- угловым рычагом; в- качающимся штифтом; г- прихватом сверху; д- косой тягой; е- подвижной опорой; 1- корпус; 2- подкладка;

3- пластинка; 4- штифт; 5- клин; 6- винт; 7- втулка; 8- рычаг; 9- качающийся штифт; 10- шарик; 11- прихват; 12- шайба; 13- пружина; 14- цапфа; 15- подвижная опора.

Крепление пластинки плоским клином имеет ряд недостатков, обусловленных неудовлетворительной схемой приложения сил зажима, направленных навстречу действующей силе резания и неопределенностью ее базирования на опорной поверхности.

В значительной степени исключить недостатки крепления плоским клином позволяют конструкции резцов, в которых пластинки закрепляют с помощью углового рычага, качающегося штифта и косой тяги. Во всех этих конструкциях сила зажима пластинки по направлению совпадает с силой резания, что улучшает условия базирования и повышает надежность крепления пластинки.

Повышенной надежностью обладает конструкция крепления пластинки с помощью прихвата, расположенного над ней и обеспечивающего прижим пластинки к опорной поверхности гнезда державки. К недостаткам конструкции следует отнести громоздкость узла крепления.

Для расточных резцов используют более компактные крепления многогранных пластинок, например, с подвижной опорой, что позволяет использовать их для обработки отверстий диаметром свыше 20 мм.

Все типы резцов, несмотря на многообразие их конструктивного оформления и специфические особенности, имеют общие геометрические параметры ( рис. 2 )

На режущей кромке резцов с плоской передней поверхностью и положительным переднем углом делается фаска под углом гф ( рис.2.) У твердосплавных резцов угол фаски гф , как правило, принимают 0 ч ( - 10 )0 ; у резцов из быстрорежущей стали - 0 ч + 80 . При отсутствии фаски кромку резца рекомендуется притуплять . Для конкретных условий эксплуатации углы резания выбирают по справочной литературе [2 ]. Наиболее употребляемые пределы значений углов и их допустимые отклонения приведены в табл. 2.

Рис. 2. Геометрические параметры резца.

Таблица 2.

Параметры резца	Углы, 0
	б	б 1	г	л	ц	ц1
Углы резца: Твердосплавного из быстрорежущей стали.	6ч 15	1 ч15	-20 ч +16 5 ч 30	-20 ч +20	30ч ч 100	0 ч 45
Допускаемые отклонения углов	+1	+ 0,5 при б1<2; + 1при б1 >2	+ 1при г<12; + 2при г>12	+ 1	+ 2	+ 0,5 при ц1=2 -5; + 2 при ц1>5

Полный ресурс работы резца определяется числом его периодов стойкости.

Средние значения допускаемого износа режущей части резцов даны в справочной литературе [2 ].

Восстановление режущей способности у цельных и составных резцов при их затуплении производится затачиванием, которое обеспечивает также и формообразование режущей части инструментов. У резцов с механическим креплением многогранных пластинок число периодов стойкости определяется числом рабочих вершин пластинки.

Схемы установки резца в двух поворотных тисках при формообразовании передней, главной задней и вспомогательной задней поверхностей показаны на рис.3, 4 и 5. Углы поворота тисков при обработке:

Передней поверхности ( углы г2 и г1? )

tgг2 = tgгsin + tgлcosц ( 1 )

tg г1? =; ( 2 )

где

tgлґ = tgл ? cosц , ( 3 )

главной задней поверхности ( углы б2 и цґ )

ctgб2 = ctgб sinц + tg лcosц, ( 4 )

tgцґ = ; ( 5 )

вспомогательной задней поверхности ( углы б2? и ц1? )

ctgб2? = ctgб 1sinц1? tgл1 cosц1 , ( 6 )

tgц1? = , ( 7 )

где

tgл?1= tgл1 / cosц1 ( 8 )

tgл1= tgг sin(ц +ц1) + tgл cos ( ц + ц1) ( 9 )

Рис.3. Настройка тисков для заточки передней поверхности резца:

а- начальное положение; б- поворот на угол г2; в- поворот на угол г?1;

Рис. 4. Настройка тисков для заточки главной задней поверхности резца;

а- начальное положение; б- поворот на угол б 2 ; в- поворот на угол ц? ;



Рис.5 . Настройка тисков для заточки вспомогательной задней поверхности резца:

а- начальное положение ; б- поворот на угол б?2; в- поворот на угол ц?1.



Практическая работа № 2

Тема: Определение сил, действующих при точении, и мощности резания.

Цель работы: изучить методику расчета сил резания и мощности, затрачиваемой на резание, аналитическим способом.

Ознакомиться и приобрести навыки работы со справочной литературой.

Общие сведения

Для изучения действия силы сопротивления резанию принято ее раскладывать на три взаимно перпендикулярные составляющие силы, направленные по осям координат станка: Px - осевая сила; Py - радиальная сила; Pz - тангенциальная сила, которую обычно называют силой резания [1].

Осевая сила Px действует вдоль заготовки, при продольном точении противодействует механизму подач.

Радиальная сила Py - отжимает резец, ее реакция изгибает заготовку.

Сила резания Pz направлена по касательной к поверхности резания, определяет расходуемую мощность на резание Np.

Составляющие силы резания при точении рассчитывают по аналитической формуле :

Pz(x,y)=10CptxSyVnKp , H

где Cp - коэффициент , учитывающий условия обработки;

x,y,n - показатели степени;

t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об;

V - скорость резания, м/мин;

Кр - обобщенный поправочный коэффициент, учитывающий изменение условий по отношению к табличным.

,

где - поправочный коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала;

- коэффициенты, учитывающие соответствующие геометрические параметры резца .

Мощность резания рассчитывают по фориуле

где Pz - сила резания, Н;

V - скорость резания, м/мин.

Пример решения задачи

Определить силы, действующие при продольном точении заготовки из стали 40Х с пределом прочности , резцом с пластиной из твердого сплава Т5К10. Определить мощность резания. Глубина резания t=3 мм, подача S=0,8 мм\об, скорость резания V=67 м/мин.

Геометрические параметры резца: форма передней поверхности - радиусная с фаской;

Решение

Силы резания при точении

Pz(x,y)=10CptxSyVnKp

Определяем значения постоянной и показателей степени [2],

х=1,0 y=0,75 n= - 0,15

x=1,0 y=0,5 n= - 0,4

x=0,9 y=0,6 n= -0,3

1.2 Определяем значения поправочных коэффициентов

n=0,75 [2],

; n=1 [3],

n=1,35 [2],

Поправочные коэффициенты, учитывающие геометрию резца [2],

- учитывается только для резцов из быстрорежущей стали

Pz=10300310,80,7567-0,150,950,941,25=4050 H

Px=10339310,80,567-0,40,931,112=1685,5 H

Py=1024330,90,80,667-0,30,910,772=1611 H

2. Мощность резания

Задание на практическую работу №2

Выполнить расчет силы резания (Pz) и мощности, затрачиваемой на резание по заданному варианту.

Исходные данные приведены в таблице1.

Порядок выполнения работы

Пользуясь инструкцией и литературой [1,2], изучить методику и выполнить расчет по заданию.

Составить отчет по форме 1.

Форма 1

Наименование работы.

Цель работы.

Задание.

Расчет силы резания и мощности, затрачиваемой на резание.



Таблица 1

Варианты задания к практическому занятию 2

Номер вари-анта	Материал заготовки	Режим резания	Геометрические параметры резца*
		t, мм	S, мм	V, м/мин					r, мм	Форма перед-ней повер-хности
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	Сталь 20, в=550 МПа	4	0,7	140	45	8	10	5	1	Радиусная с фаской
2	Серый чугун СЧ10, НВ 160	5	0,78	60	60	8	5	10	1	Плоская
3	Сталь 12Х18Н9Т; НВ180	1	0,21	265	90	12	10	0	2	Радиусная с
4	Сталь 14Х17Н2; НВ200	1,5	0,195	250	90	12	10	0	2	фаской
5	Серый чугун СЧ30, НВ 220	1,5	0,26	150	45	10	5	-5	2	Плоская
6	Серый чугун СЧ20, НВ 210	2	0,35	155	45	10	12	0	1	Радиусная с
7	Сталь 38ХА, в=680 МПа	3	0,61	120	60	8	10	5		фаской
8	Сталь 35, в=560 МПа	1,5	0,2	390	60	12	15	0
9	Серый чугун СЧ15, НВ 170	4,5	0,7	65	90	8	5	0		Плоская
10	Серый чугун СЧ10, НВ 160	3,5	0,6	65	45	10	10	5
11	Сталь 40ХН, в=700 МПа	1,5	0,3	240	60	12	10	-5	2	Радиусная с
12	Сталь Ст3, в=600 МПа	5	0,8	240	60	10	5	0		фаской
13	Сталь 40Х, в=750 МПа	1,0	0,15	240	90	12	10	-5
14	Сталь Ст5, в=600 МПа	3,5	0,52	130	45	8	10	5	1
15	Серый чугун СЧ20, НВ 180	4,0	0,87	75	60	8	5	10		Плоская
16	Серый чугун СЧ20, НВ 200	2,5	0,25	100	45	10	5	0
17	Сталь 20Х, в=580 МПа	1,0	0,125	180	45	12	15	0		Радиусная с
18	Сталь 50, в=750 МПа	2,0	0,25	150	60	10	12	5	2	фаской
19	Бронза Бр АЖН 10-4, НВ170	1,5	0,15	130	60	6	20	10		Плоская с
20	Латунь ЛМцЖ 52-4-1, НВ100	2,5	0,3	80	90	8	25	-5	1	фаской
21	Серый чугун СЧ30, НВ 220	1,5	0,1	130	45	10	8	0	15	Плоская
22	Серый чугун СЧ20, НВ 200	3	0,4	90	90	8	10	-5
23	Сталь 30ХН3А, в=800 МПа	5	0,8	110	60	12	12	-5		Радиусная с
24	Сталь 30ХМ, в=780 МПа	2,5	0,2	100	45	10	10	2	2	фаской
25	Сталь 45, в=650 МПа	4	1,2	90	60	8	15	0
26	Сталь 15Х, в=687 МПа	2,0	0,35	100	45	6	8	5	1,5
27	Ковкий чугун КЧ30, НВ 163	3,0	0,5	120	90	8	10	0	1	Плоская
28	Сталь 20ХНР, в=700 МПа	4,5	0,06	80	60	12	5	-5
29	Сталь 30Г, в=550 МПа	1,5	0,35	120	45	10	12	10	2
30	Сталь 35ХГСА, в=700 МПа	2,5	0,05	140	90	8	5	0

* Для всех вариантов принять резец с пластиной из твердого сплава.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

Расчет и конструирование фасонного призматического резца.

Цель работы: изучить методику расчета и конструирования призматического фасонного резца на примере решения задачи № 29 [1] (стр. 121) по заданным вариантам. Приобрести навыки профилирования фасонных резцов.

Задание на практическую работу № 4

1. Изучить общие сведения о расчете и конструировании фасонных резцов.(стр.101-113)

2. Изучить методику расчета и конструирования призматического фасонного резца по примеру решения № 27 [1] (стр. 114-119).

3. Выполнить эскиз резца по образцу (стр. 116-117)

4. Оформить отчет

Литература:

1. Н.А.Нефедов, К.А. Осипов, Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту

2. Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Т.2. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5

Расчет режима резания при точении аналитическим способом

Цель работы: изучить методику расчета режима резания аналитическим способом. Ознакомиться и приобрести навыки работы со справочной литературой.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Обработка заготовки точением осуществляется при сочетании двух движений: равномерного вращательного движения детали - движения резания (или главное движение) и равномерного поступательного движения резца вдоль или поперек оси детали - движение подачи. К элементам режима резания относятся: глубина резания t, подача S, скорость резания V.

Глубина резания - величина срезаемого слоя за один проход, измеренная в направлении, перпендикулярном обработанной поверхности, т.е. перпендикулярном направлению подачи. При черновой обработке , как правило, глубину резания назначают равной всему припуску, т.е. припуск срезают за один проход

где h - припуск , мм;

D - диаметр заготовки, мм;

d - диаметр детали, мм.

При чистовой обработке припуск зависит от требований точности и шероховатости обработанной поверхности.

Подача - величина перемещения режущей кромки инструмента относительно обработанной поверхности в направлении подачи за единицу времени (минутная подача Sм) или за один оборот заготовки. При черновой обработке назначают максимально возможную подачу исходя из жесткости и прочности системы СПИД, прочности пластинки, мощности привода станка; при чистовой обработке - в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности.

Скорость резания - величина перемещения точки режущей кромки инструмента относительно поверхности резания в направлении движения резания за единицу времени. Скорость резания зависит от режущих свойств инструмента и может быть определена при точении по таблицам нормативов [4] или по эмпирической формуле

где Сv - коэффициент, учитывающий условия обработки;

m, x, y - показатели степени;

T - период стойкости инструмента;

t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об;

Kv - обобщенный поправочный коэффициент, учитывающий изменения условий обработки по отношению к табличным

,

где Kmv - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

Knv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

Kuv - коэффициент, учитывающий материал инструмента;

Kv - коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца;

Krv - коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца - учитывается только для резцов из быстрорежущей стали.

При настройке станка необходимо установить частоту вращения шпинделя, обеспечивающую расчетную скорость резания.

, об/мин (2.3)

Основное технологическое (машинное) время - время, в течение которого происходит снятие сружки без непосредственного участия рабочего

, мин (2.4)

где L - путь инструмента в направлении рабочей подачи, мм;

i - количество проходов.

L=l+y+ , мм

где l - размер обрабатываемой поверхности в направлении подачи;

y - величина врезания, мм;

- величина перебега, мм, =12 мм.

y=tctg ,

где t - глубина резания;

- главный угол в плане резца.

Пример решения задачи

На токарно-винторезном станке 16К20 производится черновое обтачивание на проход вала D=68 мм до d=62h12 мм. Длина обрабатываемой поверхности 280 мм; длина вала l1= 430 мм. Заготовка - поковка из стали 40Х с пределом прочности в=700 МПа. Способ крепления заготовки - в центрах и поводковом патроне. Система СПИД недостаточно жесткая. Параметр шероховатости поверхности Ra=12,5 мкм. Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания; определить основное время.

Решение

Выполнение эскиза обработки.

рис. 1

Выбор режущего инструмента

Для обтачивания на проход вала из стали 40Х принимаем токарный проходной резец прямой правый с пластинкой из твердого сплава Т5К10 [2] или [3]. Форма передней поверхности радиусная с фаской [3]; геометрические параметры режущей части резца:

=150 ; =12; =0 [3],

=600 ; 1=150; [3],

r=1 мм; f=1 мм; [3].

Назначение режимов резания

3.1. Глубина резания. При черновой обработке припуск срезаем за один проход, тогда

Назначаем подачу. Для черновой обработки заготовки из конструкционной стали диаметром до 100 мм резцом сечением 16х25 (для станка 16К20) при глубине резания до 3 мм:

S=0,61,2 мм/об [2], [3].

В соответствии с примечанием 1 к указанной таблице и паспортным данным станка (см. Приложение 1 к данным методическим указаниям) принимаем S=0,8 мм/об.

Скорость резания , допускаемая материалом резца

, м/мин

где Cv=340; x=0,15; y=0,45, m=0,2, T=60 мин [2], [3]

Поправочный коэффициент для обработки резцом с твердосплавной пластиной

Kv=KmvKnvKuvKv

, [2], [3],

где Kr=1; nv=1 [2],

тогда

Knv=0,8 [2] или [3],

Kuv=0,65 [2] или [3],

Kv=0,9 [2] или [3].

м/мин

3.4. Частота вращения, соответствующая найденной скорости резания

, об/мин

об/мин.

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка

nд=315 об/мин.

Действительная скорость резания

, м/мин; м/мин.

Основное время

, мин

Путь резца L=l+y + , мм

Врезание резца y=tctg=3ctg 600=30,58=1,7 мм

Пробег резца =1,3 мм.

Тогда L=280+1,7+1,3=383 мм.

мин.



Задание на практическое занятие №6

Выполнить расчет режимов резания аналитическим способом (по эмпирической формуле) по заданному варианту для обработки на токарно-винторезном станке 16К20.

Исходные данные приведены в таблице 2.

Порядок выполнения работы

Пользуясь инструкцией и дополнительной литературой, изучить методику определения режима резания. Ознакомиться со справочником [2] или [3]. Ознакомиться с условием задания.

Выполнить эскиз обработки.

Выбрать режущий инструмент.

Назначить глубину резания.

Определить подачу.

Рассчитать скорость резания.

Определить частоту вращения шпинделя и скорректировать по паспорту станка.

Определить действительную скорость резания.

Рассчитать основное технологическое время.

Составить отчет по форме 2.

Таблица 2

Номер вари-анта	Заготовка, материал и его свойства	Вид обработки и параметр шероховатости	D, мм	d, мм	l, мм
1	2	3	4	5	6
1	Прокат. Сталь 20, в=500 МПа	Обтачивание на проход Ra=12,5 мкм	90	82h12	260
2	Отливка с коркой. Серый чугун СЧ 20, НВ160	Обтачивание на проход Ra=12,5 мкм	120	110h12	310
3	Поковка. Сталь 12Х18Н9Т, НВ180	Обтачивание в упор Ra=1,6 мкм	52	50e9	400
4	Прокат. Сталь 14Х17Н2, НВ200	Растачивание в упор Ra=3,2 мкм	90	93H11	30
5	Отливка без корки СЧ30, НВ220	Растачивание на проход Ra=3,2 мкм	80	83H11	50
6	Отливка с коркой. Серый чугун СЧ 20, НВ210	Растачивание на проход Ra=12,5 мкм	120	124H12	100
7	Прокат. Сталь 38ХА, в=680 МПа	Обтачивание на проход Ra=12,5 мкм	76	70h12	315
8	Обработанная. Сталь 35, в=560 МПа	Растачивание на проход Ra=3,2 мкм	97	100H11	75
9	Отливка с коркой. Серый чугун СЧ 15, НВ170	Обтачивание в упор Ra=12,5 мкм	129	120h12	340
10	Обработанная. Серый чугун СЧ 10, НВ160	Подрезание сплошного торца Ra=12,5 мкм	80	0	3,5
11	Поковка. Сталь 40ХН, в=700 МПа	Растачивание на проход Ra=3,2 мкм	77	80H11	45
12	Обработанная. Сталь Ст3, в=600 МПа	Подрезание сплошного торца Ra=12,5 мкм	90	0	5
13	Прокат. Сталь 40Х, в=750 МПа	Обтачивание в упор Ra=0,8 мкм	68	62e9	250
14	Обработанная. Сталь Ст5, в=600 МПа	Растачивание на проход Ra=12,5 мкм	73	80H12	35
15	Отливка с коркой. Серый чугун СЧ 20, НВ180	Обтачивание на проход Ra=12,5 мкм	62	58h12	210
16	Отливка с коркой. Серый чугун СЧ 20, НВ200	Подрезание втулки Ra=3,2 мкм	80	40	2,5
17	Поковка. Сталь 20Х, в=580 МПа	Растачивание сквозное Ra=1,6 мкм	48	50H9	50
18	Обработанная. Сталь 50, в=750 МПа	Подрезание торца втулки Ra=3,2 мкм	60	20	2,0
19	Отливка с коркой. Бронза Бр АЖН 10-4, НВ170	Обтачивание на проход Ra=1,6 мкм	88	85e12	140
20	Прокат. Латунь ЛМцЖ 52-4-1, НВ220	Растачивание в упор Ra=3,2 мкм	48	53H11	65
21	Обработанная. Серый чугун СЧ 30, НВ220	Подрезание торца Ra=1,6 мкм	65	0	1,5
22	Обработанная. Серый чугун СЧ 20, НВ220	Обработка в упор Ra=3,2 мкм	74	80H11	220
23	Поковка. Сталь 30ХН3А, в=800 МПа	Обработка на проход Ra=12,5 мкм	105	115H12	260
24	Прокат. Сталь 30ХМ, в=780 МПа	Подрезание торца Ra=1,6 мкм	80	0	2,5
25	Обработанная. Сталь 45, в=650 МПа	Обработка на проход Ra=1,6 мкм	72	80H9	100
26	Прокат. Сталь ШХ15, в=700 МПа	Растачивание на проход Ra=3,2 мкм	90	95H11	60
27	Поковка. Ковкий чугун КЧ30, НВ163	Обтачивание на проход Ra=12,5 мкм	115	110h7	150
28	Отливка с коркой. Серый чугун СЧ 15, НВ163	Обтачивание в упор Ra=6,3 мкм	150	142h8	70
29	Прокат. Бронза Бр АЖ 9-4, в=500 МПа	Растачивание в упор Ra=12,5 мкм	60	69H11	50
30	Прокат. Сталь 35Г2, в=618 МПа	Подрезание торца втулки Ra=6,3 мкм	100	80	3,0

Лабораторная работа № 2

Тема: Исследование конструкций зенкеров и разверток

Цель : Изучить особенности конструкций зенкеров и разверток

Зенкеры и развертки относятся к режущим инструментам для получистовой и чистовой обработки отверстий, которые предварительно получены в детали тем или иным способом.

Зенкеры применяют для обработки отверстий с допусками Н11, Н 12. В зависимости от назначения и условий обработки зенкеры имеют различные конструкции. На рис. 1 показан хвостовой зенкер из быстрорежущей стали, имеющий винтовые передние и задние поверхности. Главный угол в плане у зенкера ц = 600. Для повышения стойкости при обработке стали, зенкер часто снабжают переходной кромкой, расположенной под углом 300. Передний и задний углы зенкера задают в точке, наиболее удаленной от оси зенкера. Передний угол для обработки стали и чугуна г = 6 ч120, для обработки цветных металлов и сплавов г = 20 ч 300. Задний угол зенкера б = 6 ч 100. Твердосплавные зенкеры имеют обычно двухплоскостную форму задней поверхности.

Характер изнашивания зенкеров зависит от обрабатываемого материала. При обработке деталей из чугуна для зенкеров из инструментальной стали лимитирующим является износ м у по уголкам. При обработке деталей из стали лимитирующим износом является износ по ленточке мл ( рис. 2)

Средние величины износа зенкеров при обработке стали мл = 1,0 ч 1,2 мм, а при обработке чугуна му = 0,8 ч 1,5 мм.

Твердосплавные зенкеры изнашиваются главным образом по задней поверхности и уголкам. Допустимые величины износа по задней поверхности для зенкеров диаметром до 20 мм мз = 1,0 мм; св. 20 до 40 мм мз = 1,2 мм; св.40 до 60мм м з = 1,4 мм; св. 60 м з = 1,6 мм.



Рис.1. Зенкер с коническим хвостовиком.

Рис. 2 . Характер лимитирующего износа зенкеров

а) - при обработке стали; б) - при обработке чугуна.

Для восстановления режущей способности зенкеры необходимо затачивать по задней поверхности перьев ( зубьев ). При затачивание снимается весь затупленный участок и для полной гарантии качества заточки - дополнительный слой толщиной 0,2мм.

Развертки ( рис. 3 ) предназначены для чистовой обработки отверстий после сверления, зенкерования или растачивания и обеспечивают допуски Н6 - Н11 и параметры шероховатости поверхности Rа = 2,5 ч 0,16 мм. Передний угол у разверток обычно г = 00, а задний угол б = 6 ч100. Главный угол в плане ц у машинных разверток выбирается в пределах от 5 до 450, наиболее распространен ц = 150, у ручных разверток ц = 1 ч 1,50.

При изготовление разверток окончательное формообразование режущих и калибрующих частей проводят заточкой по передней и задней поверхностям. В процессе резания развертка изнашивается по задней поверхности в месте перехода режущей части в калибрующую ( рис. 4 ). Допустимая величина износа у быстрорежущих разверток мз = 0,3 ч 0,8мм, у твердосплавных разверток

мз= 0,1 ч0,3 мм

При восстановление режущих свойств разверток обычно их затачивают по задней поверхности.

Рис. 3. Развертки:

а) - ручная ; б) - машинная хвостовая; в) - машинная насадная.

Рис. 4. Характер изнашивания разверток.



ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №7

Назначение режима резания при сверлении, зенкеровании и развертывании

Цель работы: изучить методику назначения режимов резания по таблицам нормативов. Ознакомиться и приобрести навыки работы с нормативами.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Наиболее распространенный метод получения отверстий резанием - сверление.

Движение резания (главное движение) при сверлении - вращательное движение, движение подачи - поступательное. В качестве инструмента при сверлении применяются сверла. Самые распространенные из них - спиральные, предназначены для сверления и рассверливания отверстий , глубина которых не превышает 10 диаметров сверла. Шероховатость поверхности после сверления Ra=12,56,3 мкм, точность по 11-14 квалитету. Градация диаметров спиральных сверел должна соответствовать ГОСТ 885-64. Для получения более точных отверстий (8-9 квалитет) с шероховатостью поверхности Ra=6,33,2 мкм применяют зенкерование. Исполнительные диаметры стандартных зенкеров соответствуют ГОСТ1677-75. Развертывание обеспечивает изготовление отверстий повышенной точности (5-7 квалитет) низкой шероховатости до Ra=0,4 мкм.

Исполнительные размеры диаметров разверток из инструментальных сталей приведены в ГОСТ 11174-65, с пластинками из твердого сплава в ГОСТ 1173-65.

Отличительной особенностью назначения режима резания при сверлении является то, что глубина резания t=D/2, при рассверливании, зенкеровании и развертывании.



, мм.

При рассверливании отверстий подача, рекомендуемая для сверления, может быть увеличена в 2 раза.

Порядок назначения остальных элементов режима резания аналогичен назначению режимов резания при токарной обработке.

Средние значения припусков на диаметр, снимаемых зенкерами и развертками см. в приложении 4.

Пример решения задачи

На вертикально-сверлильном станке 2Н125 обработать сквозное отверстие диаметром 25Н7 (Ra=1,6 мкм), l=125 мм. Материал заготовки СЧ18, НВ210.

Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания по таблицам нормативов, определить основное время.

Решение:

Эскиз обработки

1. Выбор инструмента.

Согласно исходных данных операция выполняется в три перехода: сверление, зенкерование и развертывание.

Для сверления чугуна СЧ18 НВ210 согласно [7] выбираем сверло D=22 мм из стали Р18 , заточенное по методу В.И. Жирова, 2 =118; 2 0=70; для зенкерования - цельный зенкер D=24,9 мм из стали Р18; =45; р =10; для развертывания - цельную развертку D=25 мм, =5 из стали Р18.

2. Выбор режима резания.

Расчет режимов резания выполним в традиционной последовательности с использованием данных работы [7].

Первый переход. Выбор подачи. Для сверления чугуна НВ210 сверлом диаметром 22 мм выбираем подачу S=0,650,75 мм/об. С учетом поправочного коэффициента на длину сверления Кls=0,9 получам расчетные величины подач

S=0,590,68 мм/об.

По паспорту станка устанавливаем ближайшую подачу к расчетной S=0,56 мм/об.

Выбор скорости и числа оборотов.

Исходя из диаметра сверла 22 мм и установленной подачи S=0,56 мм/об, методом двойной интерполяции определяем нормативные скорость резания и число оборотов (быстрее и удобнее вести расчет только по числу оборотов).

nн=396 об/мин.

Учитывая поправочные коэффициенты на заточку сверла по методу В.И. Жирова (ЖДП) Кфv =1,05, на длину сверления (l=5D), Кlv =0,75 и на механические свойства серого чугуна НВ210 Кмv =0,88 , получаем расчетное число оборотов в минуту

n=nн Кфv Кlv Кмv=3961,050,750,88=274 об/мин.

Ближайшее число оборотов по паспорту станка n=250 об/мин. Тогда фактическая скорость резания будет равна

м/мин.



Проверка выбранного режима по осевому усилию и мощности.

Для установленных условий сверления D=22 мм, S=0,56 мм/об и n=250 об/мин методом двойной интерполяции получаем осевое усилие Pн=6010 Н и крутящий момент Мкр=6572 кгмм.

С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал КМм=Кмр=1,06 и заточки по методу Жирова (ЖДП) Кфр=0,66 и Кфм=1 получим

Р=Рн Кмр Кфр=60101,060,66=4205 Н

По паспорту станка наибольшее усилие, допускаемое механизмом подачи, равно 15000Н.

М=МмрнКммКфм=65721,061=6966 кгмм.

Пользуясь графиком определяем при Мкр=6966 кгмм и n=250 об/мин мощность, потребную на резание : Nрез=1,6 квт.

По паспорту станка мощность на шпинделе

Nэ=Nд=4,50,8=3,6 кВт; Nэ=3,6Nрез=1,6 кВт.

Следовательно, станок не лимитирует выбранного режима резания.

Второй переход. Выбор подачи.

Для зенкерования отверстия в сером чугуне НВ210 зенкером диаметром 24,9 мм (25 мм) при последующей обработке отверстия одной разверткой рекомендуется подача S=0,550,6 мм/об. Ближайшая подача по паспорту станка S=0,56 мм/об.

Выбор скорости резания и числа оборотов.

Исходя из диаметра зенкера D=24,9 (25) мм, для подачи S=0,56 мм/об путем интерполяции определяем число оборотов nн=329 об/мин.

С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал Kмv=0,88 число оборотов будет равно n=nн Kмv=3290,88=289 об/мин. Ближайшее число оборотов по паспорту станка n=250 об/мин. Фактическая скорость резания

м/мин.

Третий переход. Выбор подачи.

Для развертывания отверстия в сером чугуне НВ200 механической разверткой D=25 мм с чистотой поверхности отверстия Ra=1,6 мкм рекомендуется подача S=1,9 мм/об. Ближайшая подача по паспорту станка S=1,6 мм/об.

Выбор скорости резания и числа оборотов.

Для развертывания отверстия диаметром 25 мм с подачей 1,6 мм/об рекомендуется число оборотов nн=105 об/мин. С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал серый чугун НВ200 Кмn=0,88. Тогда

n=nн Кмn=1050,88=92 об/мин

Ближайшее число оборотов по паспорту станка

n=90 об/мин.

Фактическая скорость резания

м/мин.

Определение основного (технологического) времени.

Величина врезания и перебега инструментов l1 при работе на проход для сверла с двойной заточкой равна 12 мм; для зенкера 5 мм и для развертки 30 мм.

При длине отверстия l=125 мм основное (технологическое) время каждого перехода равно

мин

мин

мин

Основное время операции

T0=t01+t02+t03=0,98+0,93+1,0=2,91 мин.



Задание на практическую работу №7

Выполнить расчет режима резания по таблицам нормативов для обработки сквозного отверстия на вертикально-сверлильном станке 2Н135 по заданному варианту. Исходные данные в таблице 4.

Порядок выполнения работы аналогичен предыдущей.

Таблица 4

№	Материал заготовки и его характеристики	Диаметр отверстия D мм, параметр шероховатости, мкм	Длина отверстия l, мм
1	2	3	4
1	Сталь 12ХН2, в=800 МПа	18Н7, Ra=1,6	50
2	Сталь 12ХН3А, в=950 МПа	25Н5, Ra=0,4	60
3	Серый чугун СЧ30, НВ200	30Н5, Ra=0,4	80
4	Серый чугун СЧ20, НВ210	35Н7, Ra=1,6	90
5	Сталь 38ХА, в=680 МПа	28Н7, Ra=1,6	55
6	Сталь 35, в=560 МПа	38Н8, Ra=6,3	75
7	Серый чугун СЧ15, НВ170	45Н9, Ra=3,2	45
8	Серый чугун СЧ10, НВ160	17Н7, Ra=1,6	50
9	Сталь 40ХН, в=700 МПа	45Н9, Ra=6,3	100
10	Сталь Ст3, в=600 МПа	50Н9, Ra=6,3	60
11	Сталь 40Х, в=750 МПа	22Н5, Ra=0,4	95
12	Сталь Ст5, в=600 МПа	16Н5, Ra=0,4	30
13	Серый чугун СЧ20, НВ180	38Н9, Ra=6,3	85
14	Серый чугун СЧ20, НВ200	50Н9, Ra=3,2	50
15	Сталь 20Х, в=580 МПа	20Н5, Ra=0,4	40
16	Сталь 50, в=750 МПа	30Н7, Ra=1,6	60
17	Бронза Бр АЖН 10-4, НВ170	28Н7, Ra=1,6	55
18	Латунь ЛМцЖ 52-4-1, НВ220	40Н9, Ra=3,2	80
19	Серый чугун СЧ30, НВ220	23Н5, Ra=0,4	45
20	Серый чугун СЧ20, НВ220	32Н7, Ra=1,6	35
21	Сталь 30ХН3А, в=800 МПа	20Н7, Ra=1,6	60
22	Сталь 30ХМ, в=780 МПа	55Н8, Ra=3,2	110
23	Сталь 45, в=650 МПа	48Н9, Ra=6,3	96
24	Сталь 20, в=500 МПа	50Н8, Ra=3,2	100
25	Силумин АЛ4, НВ50	35Н7, Ra=1,6	60
26	Чугун КЧ35, НВ163	42Н9, Ra=6,3	50
27	Сталь 38ХС, в=950 МПа	22Н5, Ra=0,4	45
28	Сталь 50, в=900 МПа	37Н9, Ra=6,3	70
29	Чугун ЖЧХ, НВ280	32Н7, Ra=1,6	65
30	Чугун ВЧ60, НВ250	27Н5, Ra=0,4	55

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №9

Расчет режима резания при фрезеровании

Цель работы: Изучить методику назначения режима резания по таблицам нормативов. Ознакомиться и приобрести навыки работы с нормативами.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Фрезерование - один из самых производительных методов обработки. Главное движение (движение резания) при фрезеровании - вращательное; его совершает фреза, движение подачи обычно прямолинейное, его совершает фреза. Фрезерованием можно получить деталь точностью по 6-12 квалитету шероховатостью до Ra=0,8 мкм. Фрезерование осуществляется при помощи многозубого инструмента - фрезы. Фрезы по виду различают: цилиндрические, торцевые, дисковые, прорезные и отрезные, концевые, фасонные; по конструкции - цельные, составные и сборные.

При торцевом фрезеровании (обработка торцевой фрезой) диаметр фрезы D должен быть больше ширины фрезерования В, т.е. D=(1,251,5)В.

Для обеспечения производительных режимов работы необходимо применять смещенную схему фрезерования (есть симметричная схема), для чего ось заготовки смещается относительно оси фрезы.

При цилиндрическом фрезеровании различают встречное фрезерование, - когда вектор скорости (направление вращения фрезы) направлен навстречу направлению подачи; и попутное фрезерование, когда вектор скорости и направление подачи направлены в одну сторону. Встречное фрезерование применяют для черновой обработки заготовок с литейной коркой, с большими припусками. Попутное фрезерование применяют для чистовой обработки нежестких, предварительно обработанных заготовок с незначительными припусками.

Глубина резания (фрезерования) t во всех видах фрезерования, за исключением торцевого фрезерования и фрезерования шпонок, представляет собой размер слоя заготовки срезаемой при фрезеровании, измеряемый перпендикулярно оси фрезы. При торцевом фрезеровании и фрезеровании шпонок шпоночными фрезами - измеряют в направлении параллельном оси фрезы.

При фрезеровании различают подачу на один зуб Sz подачу на один оборот фрезы S и минутную подачу Sм мм/мин, которые находятся в следующем соотношении:

Sм= Sn= Szzn

Где n - частота вращения фрезы, об/мин;

z - число зубьев фрезы.

При черновом фрезеровании назначают подачу на зуб; при чистовом фрезеровании - подачу на один оборот фрезы.

Скорость резания - окружная скорость фрезы, определяется режущими свойствами инструмента. Ее можно рассчитать по эмпирической формуле [2] , [3], или выбрать по таблицам нормативов [4], [7].

Пример решения задачи.

На вертикально-фрезерном станке 6Р12 производится торцевое фрезерование плоской поверхности шириной В=80 мм, длиной l=400 мм, припуск 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



Эскиз обработки

Рис. 3

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=(1,251,5)В=(1,251,5)80=100120 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

2.2 Назначение подачи.

Для получения шероховатости Ra=6,3 мкм подача на оборот S0=1,00,7 мм/об [4].

Тогда подача на зуб фрезы

мм/зуб.

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.

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 [4],

С учетом поправочных коэффициентов Kmv=1; Knv=1; при ; КБV=1; Kv=1 [4],

V=V Kmv Knv КБV K=2031=203 м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания

об/мин.

Корректируем по паспорту станка

n=630 об/мин.

Действительная скорость резания

м/мин.

2.5 Минутная подача Sм=Szzn=0,110630=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=7,50,8=6 кВт.

Так как Nшп=6 кВт Np=3,8 кВт, то обработка возможна.

4. Основное время

, мкм

где L=l+l1.

Для торцового фрезерования фрезой диаметром 100 мм, ширине фрезерования 80 мм

l1=23 мм [4],

мин.

Задание на практическую работу №9

Выполнить расчет режима резания по таблицам нормативов по заданному варианту.

Исходные данные приведены в таблице 5.

Порядок работы аналогичен предыдущим.



Таблица 5

№	Вид заготовки и ее характеристика	В, мм	l, мм	h, мм	Вид обработки и параметр шероховатости, мкм	Модель станка
1	2	3	4	5	6	7
1	Серый чугун СЧ30, НВ200	100	600	5	Торцовое фрезерование, Ra=12,5	6Р12
2	Серый чугун СЧ20, НВ210	150	500	4	Торцовое фрезерование, Ra=1,6	6Р12
3	Сталь 38ХА, в=680 Мпа	80	400	6	Торцовое фрезерование, Ra=12,5	6Р12
4	Сталь 35, в=360 Мпа	90	480	3,5	Торцовое фрезерование, Ra=1,6	6Р12
5	Серый чугун СЧ15, НВ170	50	300	3,5	Цилиндрическое фрезерование, Ra=3,2	6Р82Г
6	Серый чугун СЧ10, НВ160	80	250	1,5	Цилиндрическое фрезерование, Ra=3,2	6Р82Г
7	Сталь 40ХН, в=700 Мпа	70	320	4	Цилиндрическое фрезерование, Ra=12,5	6Р82Г
8	Сталь Ст3, в=600 Мпа	85	600	1,5	Цилиндрическое фрезерование, Ra=3,2	6Р82Г
9	Сталь 40Х, в=750 Мпа	10	100	5	Фрезеровать паз, Ra=6,3	6Р12
10	Сталь Ст5, в=600 Мпа	12	80	8	Фрезеровать паз ,Ra=6,3	6Р12
11	Серый чугун СЧ20, НВ180	20	120	10	Фрезеровать паз ,Ra=6,3	6Р12
12	Серый чугун СЧ20, НВ200	15	75	8	Фрезеровать паз ,Ra=6,3	6Р82Г
13	Сталь 20Х, в=580 Мпа	8	110	8	Фрезеровать паз ,Ra=6,3	6Р82Г
14	Сталь 50, в=750 Мпа	12	120	6	Фрезеровать паз ,Ra=6,3	6Р82Г
15	Бронза Бр АЖН 10-4 НВ170	100	300	4	Торцовое фрезерование, Ra=12,5	6Р12
16	Латунь ЛМцЖ 52-4-1, НВ220	60	180	1,5	Торцовое фрезерование, Ra=1,6	6Р12
17	Серый чугун СЧ30, НВ220	180	200	4,5	Торцовое фрезерование, Ra=12,5	6Р12
18	Серый чугун СЧ20, НВ220	110	280	2,5	Торцовое фрезерование, Ra=3,2	6Р12
19	Сталь 30ХНЗА, в=800 Мпа	80	320	5	Цилиндрическое фрезерование, Ra=12,5	6Р82Г
20	Сталь 30ХН, в=780 МПа	115	300	3	Цилиндрическое фрезерование, Ra=3,2	6Р82Г
21	Сталь 45, в=650 МПа	40	280	1,8	Цилиндрическое фрезерование, Ra=1,6	6Р82Г
22	Сталь 20, в=500 МПа	35	400	3,5	Цилиндрическое фрезерование, Ra=6,3	6Р82Г
23	Силумин АЛ4, НВ50	55	250	4	Торцовое фрезерование, Ra=6,3	6Р12
24	Сталь 30ХМ, в=950 МПа	70	310	4,5	Торцовое фрезерование, Ra=12,5	6Р12
25	Сталь 18ХГТ, в=700 МПа	85	350	2,5	Торцовое фрезерование, Ra=3,2	6Р12
26	Чугун ВЧ60, НВ250	120	300	5	Торцовое фрезерование, Ra=12,5	6Р12
27	Сталь 50, в=900 МПа	60	250	6	Торцовое фрезерование, Ra=6,3	6Р12
28	Чугун КЧ60, НВ169	200	450	5,5	Торцовое фрезерование, Ra=3,2	6Р12
29	Сталь 18ХГТ, в=700 МПа	85	300	4,5	Цилиндрическое фрезерование, Ra=12,5	6Р82Г
30	Чугун ВЧ38, НВ170	65	200	3	Цилиндрическое фрезерование, Ra=3,2	6Р82Г



ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №10

Расчет режима резания при резьбонарезании

Цель работы: изучить методику расчета режима резания при резьбонарезании анитическим способом на примере решения задачи № 81 [1] (стр. 280) по заданным вариантам. Приобрести навыки работы со справочной литературой

Выполнить расчет режима резания аналитическим способом по примеру решения № 56 [1] (стр. 278-280).

Оформить отчет

Задание на практическую работу №10

Литература

1. Н.А.Нефедов, К.А. Осипов, Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту

2. Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Т.2. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №11

Расчет режима резания при зубонарезании

Профиль зубьев зубчатого колеса образуется путем удаления материала впадины следующими способами обработки: фрезерованием, строганием, долблением, протягиванием, шевингованием и шлифованием.

Цель работы: изучить методику расчета режима резания при зубонарезании по таблицам нормативов. Приобрести навыки работы по нормативам.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Различают два метода нарезания зубьев:

копирования - когда форма режущей кромки инструмента соответствует форме впадины зубчатого колеса (дисковые, пальцевые модульные фрезы, зубодолбежные головки);

обкатки - поверхность зуба получается в результате обработки инструментом, режущие кромки которого представляют собой профиль сопряженной рейки или профиль зуба сопряженного колеса и во время обработки инструмент с заготовкой образуют сопряженную зубчатую пару (червячные фрезы, долбяки, шеверы и др.).

Метод обкатки имеет следующие преимущества по сравнению с методом копирования: одним и тем же инструментом данного модуля можно нарезать зубчатые колеса с любым числом зубьев; обеспечивается более высокая точность и низкая шероховатость поверхности зубьев нарезаемого колеса; достигается более высокая производительность обработки благодаря непрерывности процесса и участию в работе одновременно большего количества лезвий.

Дисковая и пальцевая модульные фрезы представляют собой фасонные фрезы, профиль зуба которых повторяет профиль впадины нарезаемого колеса. Обработка производится по методу копирования. Пальцевые модульные фрезы применяют для получения шевронных и зубчатых колес большего модуля. Главным движением (движением резания) является вращение фрезы вокруг своей оси. Движением подачи является движение фрезы вдоль оси заготовки.

При обработке червячной фрезой (метод обкатывания) движение резания - вращение фрезы, движение подачи - поступательное движение фрезы вдоль оси заготовки.

Зуборезный долбяк выполнен в виде зубчатого цилиндрического колеса и снабжен режущими кромками. Главное движение (движение резания) при зубодолблении - возвратно-поступательное движение долбяка, движений подачи два: движение обкатывания по делительным окружностям долбяка и нарезаемого колеса и радиальное перемещение. Зубодолбление применяют для нарезания наружных и внутренних зубьев прямых и косозубых колес.

Глубина резания при черновом нарезании зубьев (Ra=12,5 мкм), как правило, принимается равной глубине впадины t=h=2,2m, где m - модуль нарезаемого колеса, мм.

Обычно черновые червячные фрезы профилируются такими, чтобы ими можно было нарезать зубья на полную глубину, но оставляя припуск на окончательную обработку лишь боковым сторонам зуба. Если мощности и жесткости станка недостаточно, припуск на черновую обработку срезают за два прохода: первый проход h=1,4m, второй проход , h=0,7m.

Чистовую обработку в два прохода применяют только при зубодолблении цилиндрических колес дисковыми долбяками с модулем 6 мм и выше при шероховатости выше Ra=1,6 мкм.

Подачи выбирают с учетом качества и точности нарезаемого колеса, мощности станка, модуля и числа зубьев нарезаемого колеса [5].

Скорость резания устанавливают в зависимости от режущих свойств инструмента. Размеров нарезаемого зуба. Глубины резания, подачи и других факторов по таблицам нормативов [5], или по эмпирической формуле [3].