3. Литература

1. Бобров, В.Ф. Основы теории резания металлов/ В.Ф. Бобров. - М.: Машиностроение, 1975.-344с.

2. Грановский, Г.И. Резание металлов/ Г.И. Грановский, В.Г. Грановский.- М.: Высш. шк., 1985.-304с.

3. Вульф, А.М. Резание металлов/ А.М. Вульф. - Л.: Машиностроение, 1973. -496с.

4. Филоненко, С.Н. Резание металлов/ С.Н. Филоненко.- Киев: Вища школа, 1969.- 260с.

5. Горбунов, В.И. Обработка металлов резанием, металлорежущий инструмент и станки/ В.И. Горбунов.- М.: Машиностроение, 1981.- 287с.

6. Аршинов, А.А. Резание металлов и металлорежущий инструмент/ А.А. Аршинов, Г.А. Алексеев. - М.: Машиностроение, 1976, -440с.

7. Космачев, И.Г. Инструментальные материалы/ Космачев И.Г. - Л.: Лениздат, 1975.- 117с.

4. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

Контрольная работа включает реферат по теоретической части курса и практическое (расчетное) задание.

4.1. Вопрос для реферата выдается преподавателем.

4.2. Практическое (расчетное) задание.

Расчет режима резания и времени обработки при наружном продольном обтачивании или растачивании заготовки (рис.1.) на универсальном токарно-винторезном станке. Исходные данные по вариантам приведены в табл.1.

Технологические схемы обработки (по вариантам)

1.Заготовка 2.Точение (растачивание) 3.Деталь

Рис.1.

Порядок расчета:

1.Выбрать марку станка, выписать его технические характеристики.

2.Выбрать инструмент (тип резца, марка инструментального материала, геометрические параметры режущей части, углы заточки). Привести эскизы резцов, выбранных для черновой и для чистовой обработки.

3.Определить припуск на обработку.

4.Выбрать глубину резания t для всех переходов. Привести технологические схемы процессов обработки по переходам.

5.Выбрать значения подачи S для всех переходов.

6.Рассчитать скорость резания V для всех переходов.

7.Рассчитать числа оборотов шпинделя n для всех переходов.

8.Согласовать расчетные значения n с характеристиками станка. Уточнить значения скорости резания.

9.Рассчитать величину составляющих силы резания Pz, Py, Px.

10.Проверить выбранные по таблицам (см. п.5) подачи по прочности державки резца, прочности пластинки твердого сплава, жесткости детали и прочности механизма станка. При невыполнении условий выбрать другие значения подачи и произвести расчет от п.6.

11.Рассчитать мощность, необходимую для процесса резания Nрез.

12.Сравнить Nрез с мощностью главного привода станка (с учетом КПД).При невыполнении соответствующего условия откорректировать значения подачи и глубины резания и произвести новый расчет.

13.Определить длину L черновых и чистовых ходов инструмента при обтачивании детали.

14.Рассчитать основное время обработки детали to.

Исходные данные к практической части Таблица 1

№ варианта		Материал	Свойства материала детали		Размеры к эскизам (мм)
Точение	Растачивание	детали	в, н/мм2	НВ	L	D	d
1	2	3	4	5	6	7	8
1	51	СЧ12-28	-	170	100	158	124
2	52	КЧ30-6	-	163	25	50	32
3	53	20Х	550	-	70	180	151
4	54	Сталь30	580	-	38	310	278
5	55	65Г	700	-	131	160	128
6	56	СЧ12-28	-	170	24	290	258
7	57	Сталь45	550	-	86	68	49
8	58	КЧ30-6	-	180	40	204	183
9	59	Сталь45	690	-	120	79	60
10	60	СЧ12-28	-	176	70	36	22
11	61	Сталь45	580	-	80	45	32
12	62	КЧ30-6	-	179	90	171	146
13	63	1Х18Н10Т	750	-	160	103	86
14	64	Ст3	500	-	60	51	39
15	65	20Х	580	-	58	48	29
16	66	КЧ30-6	-	160	130	192	167
17	67	1Х18Н10Т	520	-	150	125	101
Продолжение табл.1
1	2	3	4	5	6	7	8
18	68	Сталь45	580	-	140	182	160
19	69	СЧ12-28	-	170	20	351	334
20	70	СЧ12-28	-	160	80	210	178
21	71	Сталь45	600	-	160	144	123
22	72	Ст3	500	-	100	90	72
23	73	СЧ12-28	-	170	50	358	332
24	74	20Х	660	-	54	29	15
25	75	Ст3	480	-	90	98	79
26	76	КЧ30-6	-	160	100	54	42
27	77	20Х	780	-	120	99	77
28	78	СЧ24-44	-	210	130	122	103
29	79	Сталь45	620	-	162	230	198
30	80	СЧ24-44	-	230	160	292	276
31	81	1Х18Н10Т	550	-	230	91	77
32	82	1Х18Н10Т	530	-	140	97	84
33	83	СЧ12-28	-	178	40	158	137
34	84	СЧ24-44	-	236	20	310	294
35	85	КЧ30-6	-	167	40	245	230
36	86	КЧ30-6	-	170	200	136	119
37	87	Сталь45	550	-	30	248	227
38	88	СЧ12-28	-	160	42	170	156
39	89	Сталь45	680	-	38	132	118
40	90	СЧ12-28	-	150	205	356	342
41	91	Сталь45	500	-	160	145	123
42	92	Ст3	550	-	200	96	87
43	93	СЧ12-28	-	190	56	380	350
44	94	20Х	670	-	58	28	19
45	95	Ст3	580	-	150	108	86
46	96	КЧ30-6	-	170	100	56	43
47	97	Ст3	540	-	170	148	127
48	98	65Г	680	-	160	149	120
49	99	СЧ12-28	-	180	72	180	164
50	100	Сталь45	640	-	200	136	115

5. УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

Выбор марки токарно-винторезного станка для обработки детали производится с учетом габаритов его рабочего пространства, диапазона изменения частоты вращения шпинделя, мощности главного привода.

При выборе инструментов обратить внимание на то, что резцы для черновой и чистовой обработки отличаются по геометрическим параметрам и применяемым инструментальным материалам.

Глубина резания (t). При продольном наружном обтачивании на токарном станке суммарный припуск на обработку определяется как разность между исходным и полученным диаметром, при растачивании - как разность между полученным и исходным диаметром: . При черновой обработке максимальная глубина резания t_max =58мм, при чистовой обработке рекомендуется t=0,51,5мм

Подача (S). Зависит от материала детали, материала и формы инструмента, а так же от характеристик станка на котором данная деталь обрабатывается. Рекомендуемые подачи для черновой и чистовой обработки резцами приведены в приложении 1.

При черновых работах выбранную по таблицам подачу согласовать с характеристиками станка, затем, после расчета скорости резания и сил Py, Pz, проверить по прочности державки резца, прочности пластинки твердого сплава, жесткости детали.

Проверка подачи расчетом державки резца на изгиб от действия вертикальной составляющей силы резания P_z в Н производится по формулам:

для державок прямоугольного сечения: ;

для державок круглого сечения: ;

где: В и Н - ширина и высота державки прямоугольного сечения в мм;

d - диаметр круглой державки в мм;

l - вылет резца в мм,

_u - допускаемое напряжение на изгиб в Н/мм².

Для державок из конструкционной стали с пределом прочности _вр=600-700 Н/мм² _u=200 Н/мм².

Проверка выбранной подачи по прочности пластинки производится для резцов с пластинками из твердого сплава по табл. 8 (приложение 1).

По жесткости детали выбранную подачу проверяют, исходя из точности обработки (стрела прогиба обработанной детали не должна превышать 0.25 поля допуска, соответствующего данной обработке).

В этом случае допускаемая точностью обработки радиальная сила P_y в Н определяется по следующим уравнениям:

при закреплении заготовки в центрах ;

при закреплении в патроне ;

при закреплении в патроне и заднем центре , где

f - стрела прогиба в мм;

l - длина детали ( заготовки ) в мм;

E - модуль упругости, равный для стали 210000 Н/мм²;

J - момент инерции поперечного сечения детали (заготовки), , где D - диаметр детали в мм.

Скорость резания (V). Данный параметр зависит от глубины резания, подачи, материала обрабатываемой детали, используемого инструмента. В данной работе скорость резания V в м/мин при наружном продольном точении рассчитывается по эмпирической формуле:

К_v = К_mv К_nv К_v К_1v К_rvК_иv К_qv К_оv,, где

К_mv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на V_рез. ;

К_nv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества заготовки на V_рез;

К_v,К_1v,К_rv- поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на V_рез;

К_иv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние материала режущей части инструмента на V_рез;

К_оv- поправочный коэффициент, учитывающий влияние вида обработки на V_рез;

К_qv- поправочный коэффициент, учитывающий влияние площади поперечного сечения державки резца с режущей частью на V_рез.

При расчете по эмпирической формуле скорости резания для чистовой обработки (малые глубина резания и подача) могут быть получены завышенные значения. При использовании инструмента с твердосплавной режущей частью не следует принимать скорость резания более 250 м/мин.

Частота вращения. Параметр рассчитывается по формуле:

, где

D - наибольший диаметр детали в зоне резания. Затем, для согласования расчетных данных с техническими возможностями оборудования выбирается ближайшее меньшее значение по техническим характеристикам выбранного станка (n_ст), и уточняется скорость резания по формуле:

.

P_z - главная вертикальная (тангенциальная) составляющая силы резания при точении; в общем случае - сила, действующая в направлении скорости главного движения резания. Зависит от параметров режима резания, материала обрабатываемой детали, используемого инструмента. В данной работе рассчитывается по эмпирической формуле [Л2].

(Н)

, где

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на Р_z. ;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества заготовки на Р_z;

- поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на Р_z.

Py, Px рассчитываются по аналогичной методике.

Эффективная мощность резания рассчитывается по формуле:

(Квт.) Мощность главного двигателя станка с учетом КПД должна быть больше N_рез.

N_{рез } N _ст

При отсутствии информации о КПД станка, можно принять  = 0,8

Длина рабочего хода инструмента. Определяется длиной обрабатываемой инструментом поверхности детали с учетом длин ходов медленного подвода, врезания и перебега.

Длина рабочего хода определяется по формуле:

(мм),

где: - длина обрабатываемой поверхности детали (по чертежу);

- длина хода медленного подвода инструмента к обрабатываемой поверхности. Назначается с целью исключения возможности удара инструмента о заготовку на быстром ходу. Величина зависит от габаритов заготовки, состояния ее поверхностей (кривизна торцев, наличие заусенцев, облоя и др. дефектов) и составляет обычно от 2 до 6 мм;

- длина хода инструмента в процессе врезания. Зависит от величины глубины резания t и главного угла в плане φ. L_вр = t · ctg φ;

- длина хода перебега инструмента в конце рабочего движения. Назначается при обработке «на проход» с целью исключения возможности сохранения на обработанной поверхности дефектов (облоя) образующихся вследствие пластического выдавливания обрабатываемого материала из зоны стружкообразования. Величина зависит от габаритов заготовки, свойств обрабатываемого материала, геометрических параметров инструмента и составляет обычно от 1 до 4 мм;

Основное время выполнения технологических переходов t₀ рассчитывается по формуле:

(мин), где

L_черн - длина соответствующего рабочего хода инструмента;

i- число проходов с одинаковым режимом резания;

n – соответствующая частота вращения детали, согласованная с техническими характеристиками станка;

S – соответствующее значение подачи, согласованное с техническими характеристиками станка.