WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
ББК 34.63 УДК 621.96 М61 Рецензент Кандидат технических наук Г.А. Барышев Минаев, А.М.

М61 Обработка металлов резанием : учебно-методическое пособие / А.М. Минаев. – 2-е изд., стер. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн.

ун-та, 2008. – 96 с. – 100 экз.

Дана краткая теория основных видов обработки металлов резанием, представлены лабораторные работы и индивидуальные задания по разработке технологического процесса обработки деталей резанием.

Предназначено для студентов изучающих общеинженерные курсы:

"Технологические процессы в машиностроении", "Материаловедение и технология материалов", "Основы отраслевых технологий", "Технология деталей РЭС".

ББК 34.63 УДК 621.96 © ГОУ ВПО "Тамбовский государственный технический университет" (ТГТУ), 2008 Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО "Тамбовский государственный технический университет" А.М. Минаев ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ Учебно-методическое пособие Издание второе, стереотипное Тамбов Издательство ТГТУ 2008 Учебное издание МИНАЕВ Александр Михайлович ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ Учебно-методическое пособие Издание второе, стереотипное Редактор Е.С. Мордасова Инженер по компьютерному макетированию М.Н. Рыжкова Подписано в печать17.11.2008 Формат 60 84/16. 12,09 усл. печ. л. Тираж 100 экз. С. 517 Издательско-полиграфический центр Тамбовского государственного технического университета 392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14 ВВЕДЕНИЕ Заготовки деталей машин, полученные ковкой, литьем, прокаткой в подавляющем большинстве не имеют точности размеров и качества поверхности, необходимых при установке их в различные механизмы.

Завершающей операцией в превращении заготовки в деталь машины является обработка металлов резанием.

Обработка металлов резанием – технологический процесс производства деталей машин, который заключается в срезании режущим инструментом с поверхности заготовки слоя материала в виде стружки для получения заданной геометрической формы, точности и шероховатости поверхности детали. В качестве заготовок будущих деталей машин используют прокат различного профиля, литье, поковки и сварные конструкции.

Чтобы с заготовки снять нужный слой металла ей и режущему инструменту необходимо сообщить определенные движения:

• движения резания;

• установочные движения;

• вспомогательные движения.

К движениям резания относится главное движение (v), которое определяет скорость отделения стружки и движение подачи (s), обеспечивающее врезание инструмента в последующие слои металла.

Установочными называют движения, которые устанавливают заготовку и инструмент в определенное положение перед началом резания.

К вспомогательным движениям относят: закрепление заготовки и ее снятие, холостые движения инструмента, переключение скоростей и т.д.

В настоящем пособии представлены лабораторные работы и задачи, а также изложена краткая теория по основным видам обработки металлов резанием: точению, фрезерованию и профилированию зубчатых колес, обработке отверстий, шлифованию.

Раздел ТОЧЕНИЕ. ВИДЫ РАБОТ ПРИ ТОЧЕНИИ И ПРИМЕНЯЕМЫЙ ИНСТРУМЕНТ Точение осуществляется на металлорежущих станках токарной группы. Схемы точения показана на рис. 1.

Здесь главным движением (v) является вращение заготовки, а движением подачи (s) – перемещение инструмента. Угол – главный угол в плане резца: это угол между горизонтальной проекцией главного режущего лезвия резца и направлением подачи (s).

Основные виды работ, выполняемые на станках токарной группы показаны на рис. 2, а основные узлы (и их назначение) наиболее распространенного токарно-винторезного станка 1К62 – на рис. 3.

Рис. 1 Схема обработки точением а) Точение прямым б) Точение и снятие в) Точение проходным проходным резцом фаски проходным резцом упорным резцом с отогнутой головкой г) Подрезание торца д) Отрезание заготовки е) Нарезание резьбы подрезным резцом отрезным резцом резьбовым резцом Рис. 2 Точение: виды работ и инструмент ж) Растачивание сквозного отверстия з) Растачивание глухого расточным проходным резцом отверстия расточным упорным с оттянутой головкой резцом с оттянутой головкой и) Точение конусной поверхности при к) Обработка конуса подачей смещенном поддерживающем центре резца по образующей конуса л) Сверление глухих (сквозных) м) обработка фасонной поверхности отверстий сверлом фасонным резцом Рис. 2 Продолжение Рис. 3 Общий вид токарно-винторезного станка:

1 – передняя тумба (с электродвигателем главного привода станка); 2 – станина;

3 – коробка подач; 4 – коробка сменных зубчатых колес (дпя наладки станка на нарезание резьбы); 5 – панель управления коробкой скоростей; 6 – передняя бабка (в ней смонтирована коробка скоростей и шпиндель); 7 – патрон для закрепления заготовки; 8 – поворотный четырехпозиционный резцедержатель; 9 – продольный суппорт (обеспечивает продольную подачу); 10 – поперечная каретка (обеспечивает поперечную подачу и подачу под углом к оси вращения заготовки); 11 – фартук (в нем смонтированы механизмы, преобразующие вращательное движение ходового валика и ходового винта в поступательные движения суппортов;

12 – задняя бабка; 13 – задняя тумба с насосной станцией Выбор режимов резания К основным элементам режимов резания относят: скорость резания – v, м/мин; подачу – s, мм/об; глубину резания t, мм.

Скорость резания – путь в единицу времени точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении главного движения. Экономическую скорость резания вычисляют по экспериментальной формуле (1) или исходя из накопленного производственного опыта выбирают из справочных таблиц (табл. 1, 2, 3, 4) C v = kобщ, (1) m x y T t s где С – коэффициент, зависящий от вида обработки, обрабатываемого материала и угла в плане ; т – показатель относительной стойкости инструмента; х и у – дробные показатели, kобщ – общий поправочный коэффициент (выбираются из справочных таблиц); t – глубина резания, мм; s – величина подачи, мм/об.



1 Среднее значения экономической скорости резания для разных инструментов (пример) Обрабатываемы Скорость резания, Инструмент й м/мин материал Быстрорежущий резец Сталь 15…Р9КТвердосплавный резец Сталь 100…Алмазный резец Сталь 500…2 Скорости резания (м/мин) при черновом обтачивании заготовок из углеродистой, хромистой, хромоникелевой сталей и стальных отливок резцами из твердого сплава Т15К(при пределе прочности в = 700…800 МПа и > 0) Глубина Подача, мм/об резания, 0,3 0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,мм 3 198 166 157 140 127 – – 4 190 160 150 134 122 117 – 6 178 150 141 126 113 112 8 – 144 131 121 110 105 Примечания: 1 При в = 400…500 МПа, полученные значения необходимо умножить на k1 = 1,65, а при в = 900…МПа – k1 = 0,75.

2 При главном угле в плане < 45°, полученные значения необходимо умножить на k4 = 1,13, при = 90° k4 = 0,81.

3 Скорости резания при черновом обтачивании заготовок из серого чугуна резцами из твердого сплава ВК(при НВ 180…200, = 45°) Глубина Подача, мм/об резания, 0,3 0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,мм 3 138 121 111 100 91 – – 4 132 115 107 95 87 80 – 6 124 109 100 89 82 76 8 – 104 96 86 78 73 Примечания: 1 При НВ = 120…140, полученные значения необходимо умножить на k1 = 1,6, а при НВ = 220…250 МПа – k1 = 0,77.

2 При главном угле в плане < 45°, полученные значения необходимо умножить на k4 = 1,2, при = 90° на k4 = 0,79.

4 Скорости резания при обтачивании заготовок из медных сплавов резцами из быстрорежущей стали при твердости материалов НВ = 100…Глубина Подача, мм/об резания, 0,3 0,5 0,6 0,8 1,0 1,мм 1 114 89 80 70 63 – 2 105 82 75 65 58 – 3 100 78 71 61 55 – 4 97 75 69 58 53 6 – – 65 57 50 5 Подача в зависимости от требуемой шероховатости (резцы с пластинками из твердого сплава и быстрорежущей стали) Диапазон Подача (мм/об) при радиусе r Шероховатос Обрабаты- скоросте при вершине ть ваемый й поверхности, материал резания, 0,5 1,0 2,мкм м/мин Rz = 40…20 Углеродиста до 50 0,3...0,5 0,45...0,6 0,55...0,(черновое я и св. 50 0,55...0,6 0,65...0,точение) легированна 0,4...0,55 я стали. Весь 0,5...0,Чугун, диапазон 0,25...0,4 0,4...0,бронза и скоросте алюминиев й ые сплавы Rz = 20…10 Углеродиста до 50 0,18...0,2 0,25...0,3 0,3...0,я и св. 50 5 0,3...0,35 0,35...0,легированна 0,25...0,я стали. Весь 0,25...0,4 0,4...0,Чугун, диапазон 0,15...0,бронза и скоросте алюминиев й ые сплавы Rz = Углеродиста до 50 0,1 0,11...0,1 0,15...0,2,5…1,25 я и 50…100 0,11...0,1 5 легированна св. 100 6 0,16...0,2 0,25...0,я стали. Весь 0,16...0,2 5 Чугун, диапазон 0,1...0,15 0,2...0,25 0,25...0,бронза и скоросте 0,15...0,2 алюминиев й 0,2...0,ые сплавы Выбрав экономическую скорость резания, по формуле (2) определяют частоту вращения (n) заготовки.

Dn v =, (2) где D – диаметр заготовки, мм; n – частота вращения, об/мин; v – скорость резания, м/мин.

По паспорту станка выбирают ближайшую к расчетному значению частоту вращения.

Подача (s) – путь точки режущего лезвия в направлении подачи за один оборот заготовки, мм/об.

Величина подачи определяет величину шероховатостей обрабатываемой поверхности. При заданной частоте вращения заготовки величина шероховатостей тем меньше, чем меньше s и больше главный угол в плане (табл.

5).

Глубина резания t, мм – расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями, измеренное в плоскости, перпендикулярной оси вращения заготовки. При точении t = (D3 – d)/2, где t – глубина резания, мм;

D3 – диаметр заготовки, мм; d – диаметр обработанной поверхности, мм.

Глубина резания в основном зависит от мощности станка.

Для экономических расчетов (зарплата, себестоимость и пр.) и определения производительности необходимо знать технологическое (Т0) и штучное (Тшт.) время, затрачиваемые на обработку заготовки L T0 = i, sпр n где Т0 – технологическое время, мин; sпр – продольная подача, мм/об; п – частота вращения заготовки; i – число проходов; L – расчетная (приведенная) длина пути режущего инструмента относительно заготовки в направление подачи.

L = l0 + (l1 + l2), где l0 – длина обрабатываемой поверхности, мм; l1 = t сtg – путь врезания резца, мм; l2 = t сtg 1 – путь выхода резца (перебег), мм.

Штучное время (Tшт), мин – это полное время, расходуемое на изготовление одной детали Тшт = Т0 + (Твсп + Тобс + Тотд), где Твсп – вспомогательное время; Тобс – время обслуживания оборудования и пр.; Тотд – время на отдых и личные надобности.

Часовую производительность (шт./ч) станка можно определить как A =.

Tшт Для выбора станка с необходимой мощностью требуется определить мощность, затрачиваемую на процесс срезания стружки, Nэф – эффективная мощность, кВт Pzv Nэф =, 60 где Рz – сила резания, Н; v – скорость резания, м/мин.

Силу Рz можно определить по эмпирической формуле (для упрощенных расчетов) Pz = Cp t s0,75, где Ср – коэффициент (табл. 6); t – глубина резания, мм; s – подача, мм/об.

6 Коэффициент Ср для определения силы резания Рz Обрабатывае Материал Главный угол в плане, ° мый режущего 30 45 60 материал инструмента Стали Р6М5 194 180 176 углеродистые и легированные Т15К6 308 285 268 в = 650 МПа (65 кГс /мм2) Необходимая мощность электродвигателя станка (Nэ.д), кВт Nэф Nэ.д =, где – КПД станка (он составляет в современных станках 0,7...0,85).





Геометрические параметры токарных резцов При изучении геометрических параметров резцов приняты следующие условные плоскости (рис. 4).

Рис. 4 Условные проектирующие плоскости (а) и поверхности головки резца (б) Основная плоскость (ОП) – плоскость, в которой осуществляются движения подач резца.

Плоскость резания (ПР) – плоскость, касательная к поверхности резания и проходящая через режущую кромку.

Главная секущая плоскость (ГСП) – плоскость, перпендикулярная проекции главной режущей кромки.

Рис. 5 Углы резца:

– главный угол в плане; 1 – вспомогательный угол в плане;

– угол при вершине; – передний угол; – главный задний угол;

– угол заострения; – угол резания Главный угол в плане () – угол между проекцией главной режущей кромки на ОП и направлением подачи.

При обработке нежесткой детали На рис. 5 показаны углы резца в плане и в главной секущей плоскости.

Вспомогательный угол в плане (1) – угол между проекцией вспомогательной режущей кромки и направлением подачи. Угол 1 = 10…30°. При меньших значениях 1, вспомогательная режущая кромка будет врезаться в обработанную поверхность и портить ее. Сумма углов + 1 + = 180°, где – угол при вершине.

Главный задний угол () – угол между главной задней поверхностью и плоскостью резания: = 6…12°. При малом возможно трение поверхности резания о заднюю поверхность.

Передний угол () – угол между передней поверхностью и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания.

Угол резания () – угол между передней поверхностью и плоскостью резания.

Угол заострения () – угол между передней и задней поверхностями, измеренный в главной секущей плоскости.

При малых значениях стружка круто загибается вверх, что увеличивает сопротивление резанию. При больших значениях облегчается сход стружки, но ослабляется режущая кромка, поэтому такие величины допускаются только при обработке мягких материалов. Передний угол выбирают в зависимости от свойств обрабатываемого материала.

Угол наклона режущей кромки определяет величину подъема вершины по отношению к главной режущей кромке. От знака угла ("+" или "–") зависит направление схода стружки.

Углы резца измеряются различными приборами. Наиболее распространенным является прибор ВНИИ для контроля геометрии резцов (рис. 6).

Рис. 6 Измерение углов резца прибором ВНИИ:

а – переднего угла (); б – заднего угла (); в – наклона режущей кромки (); г – главного угла в плане () Элементы технологического процесса Последовательность выполнения различных видов обработки, направленная на превращение заготовки в готовую деталь, составляет технологический процесс.

Завершенную часть технологического процесса называют операцией. Часть технологической операции, которая выполняется при неизменном закреплении заготовки называется установкой.

Выполняемые виды работ (подрезание торца, наружное точение, растачивание отверстия и т.д.) называют технологическими переходами.

В единичном производстве чаще всего обрабатывают в одну операцию, т.е. на одном рабочем месте.

В серийном и массовом производстве экономически выгоднее техпроцесс разбивать на несколько операций.

Технологический процесс изготовления детали оформляется документами, предусмотренными единой системой технологической документации (ЕСКД). Основными видами технологической документации является:

1 Маршрутная карта. Документ, содержащий описание технологического процесса по всем операциям в технологической последовательности с указанием оборудования, оснастки, материальных и трудовых нормативов.

2 Операционная карта. Документ, содержащий описание операции (операций) с расчленением ее по переходам, с указанием режимов работы, расчетных норм и трудовых нормативов.

3 Карта эскизов и схем. Документ, содержащий графическую иллюстрацию технологического процесса изготовления изделия и отдельных его элементов.

Пример разработки техпроцесса (схема) изготовления детали типа «Палец» показан на рис. 7.

Рис. 7 Схема технологического процесса изготовления детали "Палец" в условиях единичного производства (за одну операцию) Установка А Переход 4 Выточить канавку Установить заготовку шириной 4 мм, глубиной 1 мм с вылетом 76 мм канавочным резцом, Т15КПереход 1 Обработать торец как чисто проходным резцом с отогнутой головкой, Т15КПереход 2 Точить 32 в Переход 5 Снять фаску 245° размер 71 проходным упорным проходным резцом, Т15Крезцом, Т15КПереход 6 Отрезать заготовку Переход 3 Точить 25–0,в размер 66 отрезным резцом, в размер 50 проходным упорным резцом, Т15КТ15КРис. 7 Продолжение Установка Б Перевернуть заготовку, Переход 8 Снять фаску 2 45° установить, закрепить.

проходным резцом с отогнутой головкой, Т15КПереход 7 Обработать торец проходным резцом с отогнутой головкой, Т15КСхема наладки резцедержателя Рис. 7 Продолжение Способы закрепления и базирования заготовок показаны на рис. 8, 9, 10, 11.

а) б) Рис. 8 Применение хомутика (а), схема обозначения (б):

1 – план-шайба; 2 – передний центр; 3 – хомутик; 4 – задний центр;

5 – пиноль задней бабки Рис. 9 Закрепление заготовки при помощи поводкового центра – "ерша" (а), схема обозначения (б):

1 – центр – "ерш"; 2 – задний центр Рис. 10 Закрепление заготовки втулки на конической оправке (а), схема обозначения (б) а) б) Рис. 11 Закрепление заготовок втулок при помощи поводков трения:

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.