Файл: Методическое пособие по практическим занятиям для студентов специальности Технология машиностроения.doc

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Пермский государственный технический университет

Кафедра «Технология, конструирование и автоматизация в специальном машиностроении»

Методическое пособие

по практическим занятиям

для студентов специальности

«Технология машиностроения»


Пермь, 2007

ОБЩИЕ УКАЗАНИ

Методическое пособие разработано в соответствии с программой предметов «Резание материалов» и «Режущий инструмент» для специальности «Технология машиностроения».

Цель данного методического пособия - оказать помощь при изучении и приобретении практических навыков при выборе инструмента и его геометрии, определении параметров режимов резания, сил резания, а также при расчете основного технологического времени.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №1

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

I. Выбор инструмента.

1) Марку твердого сплава для каждого перехода выбирают в зависимости от вида обрабатываемого материала и характера обработки по таблице 1.

При этом:

- для обеспечения повышенной производительности следует применять сплав с меньшим содержанием кобальта,

- для обеспечения повышенной надежности - с большим содержанием кобальта.

2) Геометрию резцов для каждого перехода выбирают по таблице 2 в зависимости от:

- вида и свойств обрабатываемого материала,

- характера обработки.

3) Сечение державки выбирают в соответствии с конструкцией резцедержателя токарного станка.

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 S_м) 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 С_v - коэффициент, учитывающий условия обработки;

m, x, y - показатели степени;

T - период стойкости инструмента;

t- глубина резания, мм;

S - подача, мм/об;

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

,

где K_mv - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

K_nv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

K_uv - коэффициент, учитывающий материал инструмента;

K_v - коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца;

---

K_rv - 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 стружки 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, = 12 мм.

y = tctg ,

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 в поводковом патроне. Система СПИД недостаточно жесткая. Параметр шероховатости поверхности Ra=12,5 мкм. Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания; определить основное время.
Решение

1. 
   В
   ыполнение эскиза обработки.
   

Рис. 1

2. 
   Выбор режущего инструмента
   

Для обтачивания на проход вала из стали 40Х принимаем токарный проходной резец прямой правый с пластинкой из твердого сплава Т5К10 таблица 2, [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].

3. 
   Назначение режимов резания
   

---

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

2. 
   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=0,61,2 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.

3. 
   Скорость резания, допускаемая материалом резца
   

, м/мин

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

Поправочный коэффициент для обработки резцом с твердосплавной пластиной

K_v=K_mvK_nvK_uvK_v

, [2], [3],

где K_r=1; n_v=1 [2],

тогда

K_nv=0,8 [2] или [3], K_uv=0,65 [2] или [3], K_v=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

n_д=315 об/мин.

5. 
   Действительная скорость резания
   

, м/мин; м/мин.

4. 
   Основное время
   

, мин

Путь резца L=l+y + , мм

Врезание резца y=tctg=3ctg 60⁰=30,58=1,7 мм

Пробег резца =1,3 мм.

Тогда L=280+1,7+1,3=383 мм.

---

мин.

Задание на практическое занятие № 1

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

Исходные данные приведены в таблице 1.

Порядок выполнения работы

1. 
   Пользуясь инструкцией и дополнительной литературой, изучить методику определения режима резания. Ознакомиться со справочником [2] или [3]. Ознакомиться с условием задания.
   
2. 
   Выполнить эскиз обработки.
   
3. 
   Выбрать режущий инструмент.
   
4. 
   Назначить глубину резания.
   
5. 
   Определить подачу.
   
6. 
   Рассчитать скорость резания.
   
7. 
   Определить частоту вращения шпинделя и скорректировать по паспорту станка.
   
8. 
   Определить действительную скорость резания.
   
9. 
   Рассчитать основное технологическое время.
   
10. 
    Составить отчет по форме 2.
    

Таблица 1

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

---