Практична робота № 11

Тема: Обробка заготовок на стругальних і довбальних верстатах.

Мета: Ознайомитися з струганням і довбанням і їх застосуванням у виробництві.

Оснащення роботи: Схеми, плакати.

Загальні теоретичні зведення:

1. Обробка заготовок на стругальних, довбальнихы протяжних верстатах

Особливості стругання та довбання

Стругання — спосіб обробки поверхонь заготовки різцем завдяки двом прямолінійним горизонтальним рухам — головному рухові різання різця (рис. 1, а) або заготовки (рис. 1, б) й періодичному рухові подачі в напрямку, перпендикулярному до головного руху різання. Рух подачі виконується в момент зміни зворотного ходу різця або заготовки на прямий. Головний рух різання (робочий хід) щоразу чергується зі зворотним (неробочим) ходом. Таке перервне різання сприяє охолодженню інструмента й підвищенню його стійкості. Наявність зворотного ходу знижує продуктивність обробки, а кожна зміна напрямку руху зумовлює значні інерційні навантаження на механізми головного руху різання, що спричинює інтенсивне їх спрацювання. Щоб не допустити цього, обмежують швидкість різання.

Довбання є різновидом стругання. Головний рух різання (рис.1, в) відбувається у вертикальній площині, а рух подачі — в горизонтальній.

Стругання та довбання застосовують в одиничному й дрібносерійному виробництвах. У великосерійному й масовому виробництвах ці способи обробки замінюють продуктивнішим фрезеруванням і протягуванням.

Рис. 1. Схеми обробки плоскої поверхні (а, б) і шпонкового паза (в) на поперечно-стругальному (а), поздовжньо-стругальному (б) і довбальному (в) верстатах:

1, 3 — заготовка; 2, 4 — різець; D_Г— головний рух різання; — рух подачі

Стругальні та довбальні різці

Конструктивно стругальні різці подібні до токарних, проте працюють вони у важчих умовах, оскільки сприймають ударні навантаження. З огляду на це стругальні різці повинні мати підвищену жорсткість. Удари виникають на початку різання. Сила удару зростає з підвищенням міцності оброб­люваного матеріалу, швидкості різання й площі перерізу стружки. Відповідно до призначення стругальні різці поділяють на прохідні (рис2, а, б) — праві (а) й ліві (6), підрізні (рис.2, в), відрізні (рис.2, г) та фасонні (рис.2, д). Держак різця виготовляють з конструкційної сталі, різальну частину — з швидкорізальних сталей або твердих сплавів. Кути стругальних різців вибирають такі ж, як і для токарних, за винятком переднього кута, який у стругальних різців на 5... 10° менший.

Довбальні різці за формою відрізняються від стругальних. Вони бувають прохідні, прорізні, для шпонкових пазів (див. рис.2, є) та інші.

Елементи режиму різання під час стругання

До елементів режиму різання під час стругання належить глибина різання, подача й швидкість різання.

Глибина різання (рис.З) — це товщина зрізуваного шару металу за один прохід, виміряна перпендикулярно до обробленої поверхні.

Подачею називається переміщення заготовки або різця (мм) за один подвійний хід. Для стругання й довбання рух подачі перервний.

Рис. 3. Елементи режиму різання під час стругання: 1— заготовка; 2 — різець;

— глибина різання; — подача; — швидкість різання

Швидкістю різання (м/хв) під час стругання є середня швидкість різця (заготовки) в межах робочого ходу, яке обчислюють за формулою:

(1)

де — розрахункова довжина ходу повзуна або стола (мм); — довжина оброблюваної поверхні; — довжина перебігу різця (заготовки) з обох боків; к — коефіцієнт, що дорівнює відношенню швидкості різання до швидкості зворотного ходу; — частота подвійних ходів різця (заготовки) за хвилину.

Порядок виконання роботи:

1. Ознайомитися зі способами стругання і довбання.

2. Стругальні та довбальні станки.

3. Елементи режиму різання під час стругання.

Зміст звіту:

1. Тема.

2. Мета.

3. Визначити способи обробки поверхонь струганням і довбанням.

4. Визначити глибину різання, подачу , і швидкість під час стругання.

Практична робота № 12

Тема: Елементи й геометрія круглої протяжки. Елементи режиму різання під час протягання.

Мета: вивчення конструкції і геометричних параметрів металорізального інструменту та їх вплив на процес різання. Навчитись розраховувати режими різання під час протягання.

Оснащення роботи: Верстат, протяжки, схеми, плакати, інструкційна карта.

ВИЗНАЧЕННЯ РЕЖИМІВ РІЗАННЯ

ДЛЯ ПРОТЯГУВАННЯ.

Порядок виконання практичної роботи.

1. Встановити групу оброблюваності матеріалу заготовки.

2. Визначити силу різання і перевірити можливість роботи за тяговим зусиллям верстата.

3. Визначити швидкість різання.

4. Перевірити можливість прийняття визначеної швидкості різання за по-тужністю електродвигуна верстата.

5. Визначити стійкість протяжки.

6. Визначити кількість деталей, які обробляються між двома переточками протяжки.

7. Основний технологічний час.

Протягування є одним з найбільш продуктивних способів обробки металів. Використовується для обробки круглих, багатогранних, шліцевих та інших наскрізних отворів, для обробки шпонкових пазів в отворах, а також для оброб-ки зовнішньої поверхні деталі.

1. Визначення режиму різання при протягуванні починається з встановлення групи оброблюваності протягуваного матеріалу. Для цього можна використати таблицю 1. Змащувально-охолоджуюча рідина призначається в залежності від властивостей оброблюваного матеріалу і якості обробки. При визначенні режимів різання за цим посібником, властивості змащувально-оходжувальної рідини не враховується.

Рис. 1 Протягування отвору.

2. Сила різання визначається за формулою::

(Н) (1)

Р – сила різання в Н на 1мм довжини різальної кромки, таблиця 3.

При обробці шпонкового пазу:

(мм) (2)

При обробці шліцевого отвору:

(мм) (3)

Для круглих отворів:

(мм) (4)

При обробці плоскої поверхні:

(мм) (5)

b – ширина шпонкового паза, одного шліця або плоскої притягуваної поверхні;

Z_p – найбільше число одночасно працюючих зубів протяжки.

(6)

l- довжина протягуваного отвору або зовнішньої поверхні;

t – крок зубів протяжки;

Z_c – число зубів протяжки в секції;

D – діаметр протягуваного отвору;

λ – кут нахилу різальної кромки зуба плоскої протяжки;

Z – число шліців у отворі.

3. Визначену силу різання необхідно порівняти з тяговим зусиллям верстата. Протягування можливе при P_z < Q, Q вказане в паспорті верстата.

4. Швидкість різання (V) вибираємо з таблиці 2. Прийняте значення швидкості потрібно корегувати по паспорту верстата (додаток).

5. Швидкість різання, допустима потужністю електродвигуна верстата, визначається за формулою:

(м/хв.) (7)

N – потужність електродвигуна, вибирається з паспорта верстата;

η – коефіцієнт корисної дії верстата, вибирається з паспорта верстата.

6. Стійкість протяжки Т вибираємо з таблиці 4. Стійкість протяжки призначається в метрах сумарної довжини обробленої поверхні.

7. Кількість протягуваних деталей між двома переточками протяжки визначається за формулою:

(шт.) (8)

8. Основний (технологічний) час визначаємо за формулою:

(хв.) (9)

L_p.x – довжина робочого ходу;

(мм) (10)

l_n - довжина робочої частини протяжки;

l- довжина оброблюваної поверхні;

l_дод.= 30-50 мм – величина на вхід та вихід протяжки;

q – кількість одночасно оброблюваних деталей;

К- коефіцієнт, який враховує відношення швидкості різання і швидкості холостого ходу (вибирається з паспорта верстата);

(11)

і – число проходів.

Таблиця 1. Групи оброблюваності металів по швидкості різання для протягування

Сталі з твердістю НВ	<156	156-187	187-197	197-229	229-269	269-321
Вуглецеві та автоматні	4	3	2	1	1	2
30Г, 45Г2, 60Г, 20ХФ, 40ХФА,	-	3	3	2	2	3
20Х, 35Х, 40Х, 45Х, 50Х	-	2	1	1	2	3
20ХГ, 35ХГ2	-	2	1	1	2	3
20ХМ, 30ХМА, 35ХМА	-	2	2	2	3	3
33ХС, 38ХС, 30ХГС, 38ХГСА	-	-	-	2	3	4
25Н, 30Н3	-	-	4	3	3	-
40ХН, ,20Х2Н4А, 12ХН3А	-	3	2	2	2	3
18ХГМ, 40ХГМ	-	-	-	1	2	3
15НМ, 20НМ, 40НМ	-	-	3	3	2	3
18ХГТ, 25ХГТ, 30ХГТ	-	-	-	2	2	-
20ХНМ, 40ХНМА, 18Х2Н4МА	-	-	-	-	3	4
Чавун сірий	-	1	2	2	2	-
Чавун ковкий	1	1	1	-	-	-

Таблиця 2

Швидкості різання , м/хв, для протяжок із швидкорізальної сталі Р6М5

Групи оброблю- ваності металів по швид- кості різання	Циліндричні та шліцеві отвори по Rа = 3,2 – 6,3 мкм і 8-9 квалітету точності	Циліндричні отвори по Rа = 1,6 мкм і 7 квалітету точності	Шлліцеві отвори по Rа = 1,6 мкм і 7 квалітету точності	Зовнішні поверхні та шпонкові канавки по Rа = 3,2 – 6,3 мкм і 8-9 квалітету точності	Зовнішні поверхні та шпонкові канавки по Rа = 1,6 мкм і 7 квалітету точності	Всі протяжки по Rа = 0,8 – 0,4 мкм
1	8	6	5	10	7	4
2	7	5	4,5	8	6	3
3	6	4	3,5	7	5	2,5
4	4	3	2,5	4	3,5	2

Для протяжок із сталі ХВГ вводити коефіцієнт 0,7 – 0,75

Таблиця 3 Сила різання Р, Н, що діє на 1 мм довжини леза зуба протяжки.

Подача на зуб протяжки	Сила різання Р в Нютонах при твердості НВ
	Вуглецева сталь			Легована сталь			Чавун
	< 197	198 – 229	> 229	< 197	198 – 229	>229	сірий		Ковкий
							<180	>180
0,01 0,02 0,03 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,25 0,30	65 95 123 143 177 213 247 285 324 360 395 427 456 495 564	71 105 136 158 195 235 273 315 357 398 436 473 503 545 615	85 125 161 187 232 280 325 375 425 472 520 562 600 650 730	76 126 157 184 238 280 328 378 423 471 525 576 620 680 785	85 136 169 198 255 302 354 407 457 510 565 620 667 730 845	91 158 186 218 282 335 390 450 505 560 625 685 738 810 933	55 81 104 121 151 180 207 243 273 305 334 360 385 421 476	75 89 115 134 166 200 236 268 303 336 370 402 427 465 522	63 73 94 109 134 164 192 220 250 276 302 326 349 376 431

Таблиця 4

Стійкість протяжки з швидкорізальної сталі Р6М5

(в мм довжини оброблених деталей між переточками)

для обробки отворів

Матеріал заготовки	Циліндричні протяжки при Rа = 3,2 – 6,3 мкм і 8-9 квалітету точності	Циліндричні протяжки при Rа = 1,6 мкм і 7 квалітету точності	Шлліцеві протяжки при Rа = 3,2 – 6,3 мкм і 8-9 квалітету точності	Шлліцеві протяжки при Rа = 1,6 мкм і 7 квалітету точності	Шпонкові протяжки
Сталь НВ < 229 Сталь НВ > 229 Чавун НВ < 180 Чавун НВ > 180	70 55 90 60	55 35 70 45	55 45 70 45	45 25 55 35	60 45 75 45

Примітка:

1. При обробці отворів довжиною більше 50 мм вводити коефіцієнт 1,2.

2. Для протяжок із сталей Р14Ф4, Р9Ф5, Р9Ф5К5 стійкість можна збільшити в 1,5 – 2 рази.

ЗАДАЧА 44.

Визначити режим різання для протягування циліндричного отвору діаметром D і довжиною l. Шорсткість поверхні R_a = 2 мкм. Одночасно обробляється одна заготовка. Протяжка виготовлена із швидкорізальної сталі Р6М5. Елементи протяжки: подача на зуб S_z, довжина різальної частини протяжки l_n, крок чорнових зубів t, число зубів секції Z_c (для протяжки з груповою схемою різання), передній кут чорнових зубів γ, задній кут чорнових зубів α = 3⁰ (табл. 1.5).

Таблиця 5 (до задачі 44)

№	Матеріал заготовки	D, мм	l, мм	Sz, мм	ln, мм	t, мм	Zc, мм	γ, град	Схема різання
1	Сталь 20 НВ 155	32Н9	45	0,025	245	8	1	18	профільна
2	СЧ 18 НВ 190	50Н9	75	0,10	205	13	2	8	групова
3	Сталь40Х;НВ 210	45Н7	58	0,025	302	10	1	10	профільна
4	Сталь 12ХН3 НВ215	65Н7	110	0,08	460	18	2	15	групова
5	СЧ 10 НВ 170	60Н9	100	0,05	330	16	1	5	профільна
6	Сталь30ХГС НВ 240	35Н7	44	0,025	245	8	1	12	профільна
7	Сталь 38ХА НВ200	40Н7	52	0,10	173	9	2	15	групова
8	СЧ18 НВ 220	55Н7	65	0,10	165	12	2	5	групова
9	Сталь45; 198НВ	28Н9	40	0,02	275	8	1	15	профільна
10	Сталь 20ХНЗА НВ 232	70Н7	125	0,07	285	20	3	12	групова
11	Сталь45Л;НВ 241	24Н7	30	0,06	270	9	2	15	групова
12	КЧ 30-6 НВ 163	25Н7	33	0,05	270	9	1	10	профільна
13	Сталь45Г;НВ 255	30Н7	40	0,05	270	9	1	15	профільна
14	Сталь 40ХФА НВ 285	28Н7	35	0,06	275	10	1	15	профільна
15	Сталь 20 НВ 140	38Н8	52	0,10	180	9	3	10	групова
16	Сталь35Г НВ 207	42Н7	45	0,08	190	10	2	12	групова
17	Сталь 50 НВ 207	30Н9	42	0,02	260	8	1	10	профільна
18	СЧ21 НВ 241	56Н9	90	0,05	300	16	1	20	профільна
19	СЧ 30 НВ 255	35Н8	44	0,02	256	8	1	15	профільна
20	СтальСт.5;НВ 172	30Н7	38	0,025	260	8	1	12	профільна
21	Сталь 45 НВ 241	25Н7	30	0,06	270	9	2	15	групова
22	КЧ 30-6 НВ 163	30Н7	43	0,05	270	9	1	10	профільна
23	Сталь45Г НВ 250	35Н7	40	0,05	270	9	1	15	профільна
24	СЧ 18 НВ 180	52Н9	75	0,10	205	13	2	8	групова
25	Сталь40Х;НВ 220	48Н7	58	0,025	302	10	1	10	профільна
26	Сталь35Г НВ 207	52Н7	45	0,08	190	10	2	12	групова
27	Сталь 50 НВ 207	60Н9	42	0,02	260	8	1	10	профільна
28	СЧ21 НВ 241	76Н9	90	0,05	300	16	1	20	профільна

Таблиця 6

Вертикально-свердлильні верстати.

Характеристика верстатів	2Н118	2Н125	2Н135
Найбільший діаметр свердління	18 мм	25 мм	35 мм
Потужність двигуна, (кВт)	1,7	2,8	4,5
Коефіцієнт корисної дії	0,8	0,8	0,8
Найбільше зусилля, допустиме механізмом подачі, (Н)	5500	9000	15000
Число обертів шпинделя (об./хв.)	180; 250; 355; 500; 710; 1000	45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000; 1400; 2000	31,5; 45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000; 1400
Величина подачі, (мм/об.)	0,1; 0,14; 0,2; 0,28; 0,4; 0,56	0,1; 0,14; 0.2; 0,28; 0,4; 0,56; 0,8; 1,12; 1,16	0,1; 0,14; 0,2; 0,28; 0,4; 0,56; 0,8; 1,12; 1,6

Таблиця 7

Вертикально-фрезерувальні верстати.

Характеристика верстатів	6Р11	6Т12	6Т13
Робоча поверхня стола	250 х 1000 мм	320 х 1250 мм	400 х 1600 мм
Потужність двигуна	5,5 кВт	7,5 кВт	11 кВт
Коефіцієнт корисної дії	0,8	0,8	0, 8
Число обертів шпинделя (об./хв.):	31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600	16; 20; 25; 31,5; 40; 50;63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400;500;630; 800; 1000; 1250.	16; 20; 25; 31,5; 40; 50;63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400;500;630; 800; 1000; 1250;1600
Поздовжні та поперечні подачі стола (мм/хв.)	12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1250.
Вертикальні подачі стола (мм/хв.)	4,1; 5,3; 6,6; 8; 10,5; 13,3; 16,6; 21; 26,6; 33,3; 41,6; 53,5; 66,6; 83,3; 105; 133,3; 166,6; 210; 266,6; 333,3; 400

Література

1. Попович В. "Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство" Львів «Світ» 2006р.

2. Аршинов В.А. "Резание металлов и режущий інструмент" М. Машиностроение 1976г.

3. Дальский A.M. "Технология конструкционных материалов" М. Машиностроение 1977г.

4. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для техничес-кого нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 3. М. Машиностроение, 1974.

5. Режимы резания металлов. Справочник, под ред. Б.В. Барановского. М. Машиностроение, 1972.

6. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2, под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М. Машиностроение, 1986.