3 Розробка і розрахунок токарної операції

Ціль роботи:

а) Вивчити технологічні можливості обробки на токарних верстатах;

б) Отримати практичні навички вибору і розрахунку режимів різання і трудових витрат.

1 Загальні відомості

Необхідна точність деталей забезпечуються фінішними методами обробки, але їх результати багато в чому залежать від попередніх переходів. Точність обробки, що досягається після виконання кожного переходу, визначають, користуючись нормами середньої економічної точності відхилень за розмірами /1/.

Якість обробленої поверхні характеризується її шорсткістю і властивостями поверхневого шару. Числові значення параметрів шорсткості призначають виходячи з функціонального призначення й конструктивних особливостей кожної окремої поверхні й деталі в цілому. У довідниках приводяться мінімальні вимоги до шорсткості в залежності від допусків розміру для найбільш характерних поверхонь, частина яких приведена нижче /2, 3/.

Таблиця 3.1 - Характерні значення квалітетів допусків і шорсткості для типових поверхонь

Характеристика поверхні	IT	Ra, км
Торці валів, муфт, втулок, вільні поверхні валів	11-9	Rz20-8
Шийки валів зубчатих коліс, основні отвори деталей корпусів	9-8	1,25-0,63
Поверхні деталей в посадках з натягом, юбки поршнів насосів, компресорів і ДВЗ, поверхні витків черв'яків, вкладиші	8-7	0,63-0,32
Шийки і кулачки розподільних валів, пальців поршнів, цапфи підшипників, шийки колінчатих валів	7-6	00,32-0,16
Поверхні валів під ущільнення, направляючі кочення, дзеркало циліндрів, зуби точних коліс, точні механізми	6	0,16-0,08
Плунжерні пари, дзеркальні поверхні, коркові крани	5	0,08-0,04

Слід пам’ятати, що висока якість обробки поверхонь здорожує виріб а завищена шорсткість поверхонь в процесі складання виробу і його експлуатації може призвести до додаткових відхилень розміру й форми поверхні деталі, що відповідає зміні розрахункових значень натягів і зазорів, коефіцієнта тертя й ін.

Коли на кресленні відсутні вказівки за призначенням шорсткості поверхні, то обмеження шорсткості повинні бути пов'язані з допуском розміру (I_D), форми (Т_F) або розташування (Т_P). Геометричні відхилення деталі повинні знаходитися в межах поля допуску розміру. Тому величину параметра Rz рекомендується призначати не більше 0,33 від величини поля допуску на розмір або 0,5-0,4 від допуску розташування або форми. Якщо елемент деталі має всі три допуски, то слід брати допуск з найменшою величиною. Перехід від параметра Rz до параметра Ra виконується за співвідношенням /3/:

(3.1)

Після визначення параметр Ra округляють до найближчого меншого числа з ряду стандартних і переважних значень, користуватися якими при призначенні вимог шорсткості доцільніше, тому що це відповідає міжнародній практиці, а також забезпечує найбільш ефективне застосування зразків порівняння.

Послідовність операцій і переходів, а також режими обробки деталей визначаються залежно від необхідних для даної деталі параметрів якості - шорсткості, точності обробки, тощо наведена в таблиці 3.2.

Таблиця 3.2 - Приклад послідовності механічної обробки деталей для досягнення необхідних параметрів точності й шорсткості поверхонь (по ГОСТ 2789-73)

Квалітет IT	Шорсткість Ra, мкм	Необхідні технологічні операції (види обробки)
14-13	Rz 160-40	Грубе точіння, фрезерування, стругання, свердління
12-11	Rz 40-20	Чорнова і напівчистова токарна або фрезерна обробка
10-9	Rz 10-6,3 2,5-1,25	Чорнове й чистове точіння або фрезерування, зенкерування, чорнове шліфування
9-8	1,25-0,63	Чорнова й чистова обробка або шліфування. Для отворів – свердління і зенкерування або розгортання
8-7	0,63-0,32	Чорнова й чистова обробка з наступним шліфуванням. Свердління, розточування, розгортання чистове
7-6	0,32-0,16	Шліфування, тонке точіння або розгортання
6-5	0,16-0,04	Чорнова й чистова обробка з наступним шліфуванням підвищеної точності,хонінгування, суперфініш, полірування, доводка пастами

Основний інструмент при токарних роботах - різці. Матеріал різця визначається залежно від умов обробки й стану оброблюваної поверхні. Найбільша стійкість різця, швидкість різання, а відповідно й більша продуктивність досягається при використанні різців із твердих сплавів (табл. 3.3).

Таблиця 3.3 - Марки твердого сплаву для обробки вуглецевих і легованих сталей

Вид обробки	Марки інструментальних матеріалів
Важке чорнове точіння при S=1мм/об.; t=6-8 мм	Т5К12, ТТ7КI2, Т5К10
Чорнове точіння при S=0,4-1; t=3-5 мм	ТI5К6, ТI4К8, ТТI10К8, Т5К10
Напівчистове точіння, S=0,2-0,5 мм/об.; t=1-3 мм	ТН20, КНТ16, Т15К6, ТI4К8
Чистове точіння, S=0,1-0,3 мм/об.; t=0,5-1 мм	ВК6, ВК8‚ ВК60М, ТI5К6
Відрізання і прорізка канавок	ТI5К6, Т14К8, Т5К10

Крім матеріалу різця на якість обробки також впливає й геометрія різця, у першу чергу величини головних і допоміжних кутів у плані  і ^!. Величини цих кутів, залежно від умов обробки, приведені в довідкових таблицях.

Таблиця 3.4 - Головні кути в плані  для твердосплавних різців

Умови роботи	Кут , град	Кут !, град
Обробка при досить жорсткій технологічній системі	45	5-10
Обробка з ударами при недостатньо жорсткій ТС	60-75	15-30
Обробка нежорстких заготовок	80-90	30-45