Звіт з практичного заняття № 8 Визначення геометричних і силових параметрів токарного патрона

8.1 Рисунок 8.1 – Схеми закріплення і дії сил різання, затиску і тертя на заготовку в токарному патроні : а) в прямих кулачках ( в …тиск ) – dз = мм; б) у зворотних кулачках – dз = мм .

Таблиця 8.2 – Вибір моделі верстата за розмірами робочої зони

Зовнішні найбільші діаметри заготовки :
– габаритний : мм ;	– оброблюваний : мм
Токарний верстат мод. …	Позначення	Розмір робочої зони
Діаметр отвору шпинделя, мм Найбільші допустимі діаметри заготовки: – над станиною, мм – над супортом, мм	Dш Dст Dсуп

Таблиця 8.3 – Вибір типорозміру токарного патрона

Позначення патрона	Зовнішній діаметр D, мм	Діаметр отвору Do, мм	Розведення кулачків (max) Dк, мм	Довжина кулачка Lк, мм	Приєднувальний конус К
7100-00...

8.2 Перевірка токарного патрона за геометричними параметрами:

– за допустимим розведенням кулачків – для схем закріплення :

а) в прямих кулачках ( в …тиск ): dз < 1,1∙Dк ( +2∙Lк/3 );

б) у зворотних кулачках: dз < 1,1∙Dк + 4∙Lк/3;

– за розміщенням над станиною – для схем закріплення :

а) в прямих кулачках ( в ...тиск ): dз + 2∙Lк (∙2/3 ) < Dст :

б) у зворотних кулачках: dз + 2∙Lк/3 < Dст :

8.3 Розрахунок сил затиску з умови непрокручування заготовки.

8.3.1 Рисунок 8.2 – Схема дії сил різання, затиску і тертя.

8.3.2 Рівняння рівноваги моментів сил :

Мр=Мт →

8.3.3 Сила затиску Q, кН – для схем закріплення :

а) Pz = кН ; K = ; do = мм ; f = ; dз = мм

Q=K∙Pz∙do/(3∙f∙dз)=

б) Pz = кН ; K = ; do = мм ; f = ; dз = мм

Q=K∙Pz∙do/(3∙f∙dз)=

8.4 Розрахунок сил затиску з умови невивертання заготовки.

8.4.1 Схема дії сил різання, затиску і тертя – на рис. 8.1.

8.4.2 Рівняння рівноваги моментів сил :

Мр=Мз+Мт →

8.4.3 Сила затиску Q , кН – для схем закріплення:

а) Pz = кН ; K = ; lр = мм ; lз = мм ; f= ; dз = мм

Q=2∙K∙Pz∙lр/(lз+1,5∙f∙dз)=

б) Pz = кН ; K = ; lр = мм ; lз = мм ; f= ; dз = мм

Q=2∙K∙Pz∙lр/(lз+1,5∙f∙dз)=

Таблиця 8.4 – Розрахункові значення сили затиску Q , кН

Умова рівноваги заготовки :	Схема закріплення в кулачках :
	а) в прямих (в ...тиск)	б) у зворотних
– непрокручування
– невивертання

8.5 Розрахунок вхідного зусилля на ключі патрона, якщо довжину ручки ключа прийнято l = мм :

F=Q∙Lк/(l∙і∙ККД)=

8.6 Висновок :

Практична робота N 9

ВИБІР І ПЕРЕВІРКА ПРАЦЕЗДАТНОСТІ ТОКАРНОГО РІЗЦЯ

Мета і завдання: Засвоєння студентами методики вибору і перевірки різального інструмента за геометрією і матеріалом різальної частини, які залежать від оброблюваних поверхні і матеріалу, та за розмірами кріпильної частини, які залежать від типорозміру верстата і силових параметрів режимів різання. Вибрати та перевірити параметри різальної і кріпильної частин токарного різця.

Література :

• обов'язкова : [3], [2];

• додаткова : [5], [14].

Послідовність виконання роботи

9.1 Сформувати початкові дані для проектування токарного різця, які визначають умови обробки : параметри оброблюваної поверхні, метод і вид обробки, типорозмір верстата, режими різання, за результатами попередніх робіт – табл. 9.1 звіту.

Вибирають різальний інструмент таким чином – [2], [3], [5]:

• тип інструменту залежно від методу механічної обробки;

• матеріал різальної частини залежно від матеріалу заготовки;

• типорозмір і геометричні параметри інструменту ( габаритні розміри, геометрію різальної частини ) залежно від типу і моделі верстата, виду обробки і параметрів оброблюваної поверхні.

9.2 Визначити геометричні параметри токарного різця.

Для цього за стандартами ( [3] розділ 7 : Різці; [2], [5] розділ 3 : Різці ) вибрати типорозмір різця, який придатний для заданого методу і виду обробки, і виписати його розміри в табл.9.2 звіту. Розрахувати рекомендований виліт різця lр – відстань від його вершини до торця різцетримача, яка забезпечує відкритість різальної частини та вільний відхід стружки.

9.3 Виконати геометричну перевірку розмірів різця, а саме:

• кріпильних розмірів державки за умовою можливості встановлення в паз різцетримача верстата – виконати п. 9.1.1 звіту;

• довжини різальної кромки, яка повинна бути більшою за глибину різання щонайменше на 3...5 мм – виконати п. 9.1.2 звіту.

Якщо розміри кріпильної частини інструмента більші за відповідні приєднувальні розміри верстата, то виникає необхідність виготовлення спеціального пристрою чи допоміжного інструмента для кріплення різального інструмента на верстаті.

9.4 Силова перевірка різця.

9.4.1 Перевірити міцність різця, який закріплений консольно і працює на згин під дією сили різання Pz , прикладеної до вершини різця. Для цього в п. 9.2.1 звіту розрахувати :

• згинаючий момент, Н·мм : Mз = Pz · lp;

• момент опору перерізу державки для відповідного перерізу, мм³: прямокутного : W = b · h² / 6 ; круглого : W =· do³ / 32,

де do – діаметр перерізу різця або оправки, мм ;

• напруження згину, які виникають в місці закріплення ( защемлення ) різця, H/мм² : G = Mз / W < [G].

Ці напруження не можуть перевищувати допустимі [G], наприклад : [G] = 100 МПа для сталі 45. Інакше потрібно вибрати міцніший матеріал державки або провести термічну обробку, наприклад : покращення, що збільшує його міцність удвічі. Підвищити міцність і жорсткість державки можна вибором (зміною) її розмірів :

• зменшенням вильоту lp , мм : [lp] < [G] · W / Pz;

• збільшенням висоти h , ширини b , їх співвідношення h/b . Значення цих параметрів вибирають із стандартних рядів, мм :

• h і b : 6 ; 8 ; 10 ; 12 ; 16 ; 20 ; 25 ; 32 ; 40 ;

• h/b в порядку переваги : 1,6 ; 1,2 ; 2,0 ; 1,0 ;

• довжина L : 100 ; 120 ; 140 ; 170 ; 200 ; 240 .

9.4.2 Перевірити найбільшу силу різання, яку допускає

• міцність державки, Н : Pz < [Pz] = [G] · W / lp.

9.4.3 Перевірити жорсткість різця, яка визначає його прогин. Знайти величину прогину f з рівняння пружної лінії консольно защемленої балки, мм :

f · E · Іx = Pz · lp³ / 3 , ( 9.1 )

де E = 200 000 МПа – модуль пружності сталі;

Іx – осьовий момент інерції, мм4 :

— для прямокутного перерізу : Іx = b · h³ / 12;

— для круглого перерізу : Іx = · do⁴ / 64.

Допустимий прогин не може перевищувати 10% допуску оброблюваного розміру на даному переході : [f] = 0,1·TD.

9.4.4 Перевірити силу різання, допустиму жорсткістю різця.

9.5 Вибір параметрів різальної пластини і геометрії різальної частини різця. Матеріал різальної частини :

• швидкорізальна сталь Р6М5 ( або Р18 ) чи твердий сплав :

• для обробки сталей : чорнової – Т5К10 , чистової – Т15К6 ;

• для чавуну, кольорових металів: чорнова – ВК8, чистова – ВК6.

Параметри різальної пластини визначають за ГОСТ 25395–90. Приймають довжину пластини рівною різальній кромці : l_п= a_п , і не більшою ширини державки; ширину пластини: b_п = 0,6·l_п , товщину пластини : s_п=0,6·b_п , із стандартних рядів, мм:

• l_п і b_п : 6 ; 8 ; 10 ; 12 ; 14 ; 16 ; 20 ; 22 ; 25 ; 30 ;

• s_п : 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 10 ; 12 ; 14 ; 16 .

Тип пластини визначає її форму і форму її передньої поверхні:

• тип 01 – передня поверхня плоска, передній кут _п=0^o ;

• тип 02 – передня поверхня має радіусну канавку, яка утворює передній кут _п = 6^o або _п = 10^o ;

• тип 01 і 02–пластина прямокутна, задній кут скосу _п=18^о.

Необхідний для різання передній кут різця вибирають залежно від твердості чи пластичності оброблюваного матеріалу :

• для високоміцних сталей, чавуну = 0^o ;

• для вуглецевих сталей, зміцнених кольорових сплавів =6^o-8^o;

• для пластичних кольорових металів = 10^o-12^o .

Кут врізки пластини '– це кут її нахилу до площини основи різця; його вибирають таким, щоб разом з переднім кутом пластини _п отримати потрібний передній кут різання : = '+_п .

Радіус при вершині вибирають залежно від виду обробки, мм : чорнова: r= 1,0 ; 1,6 ; 2,0 ; чистова: r = 0,5 ; 0,8 ; 1,0.

9.6 Виконати креслення різця за нормами ЄСКД .

Креслення різця на форматі А4 з кутовим штампом повинне містити:

• дві проекції різця в масштабі М 1:1 ;

• переріз робочої частини в головній січній площині ( М 2:1 ) ;

• вигляд на головну задню поверхню ( М 2:1 ) ;

• розміри і допуски: висоти h за ІT12, пластини а_п за ІT10;

• шорсткості поверхонь: різального клина Rа 0,8; опорної поверхні державки Rа 1,6 ; решти поверхонь Rа 6,3...12,5 ;

• технічні умови:

1 H14 ; h14 ; +- ІT14/2 .

2 Пластина : < марка > тип ... ГОСТ 25395–90.

3 Припой : латунь Л 68 ГОСТ 15527–70.

4 Матеріал державки : . . . ГОСТ . . .

( 5 Державку зміцнити < вид термообробки > . )