МУ Теория резания металлов

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Российский государственный профессионально-педагогический
университет»
Машиностроительный институт
Кафедра технологии машиностроения
и методики профессионального обучения







Н.В.Бородина



Задания для контрольной работы
и методические указания по ее выполнению
по дисциплине
«ТЕОРИЯ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ»

для студентов всех форм обучения
направления подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям)
профиля подготовки «Машиностроение и материалообработка»
профилизации «Технологии и оборудование машиностроения»















Екатеринбург 2012
Задания для контрольной работы и методические указания по ее выполнению по дисциплине «Теория резания металлов». Для студентов всех форм обучения направления подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям)профиля подготовки «Машиностроение и материалообработка»
профилизации «Технологии и оборудование машиностроения». Екатеринбург, ФГАОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т», 2012. 40с.



Составитель: зав. кафедрой ТО, доцент, канд. пед. наук Н.В. Бородина


Методические рекомендации содержат информацию по содержанию и структуре контрольной работы. Приведены указания к выбору варианта контрольной работы, методические рекомендации к решению задач, требования к оформлению контрольной работы.

Одобрены на заседании кафедры технологии машиностроения и методики профессионального обучения.
Протокол от _____________. № ____


Заведующая кафедрой ТО Н.В. Бородина

Рекомендованы к печати методической комиссией МаИ РГППУ.
Протокол от_________ №____.

Председатель методической
комиссии МаИ РГППУ А.В.Песков


( ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2012
( Бородина Н.В., 2012

ВВЕДЕНИЕ

Рабочей программой дисциплины «Теория резания металлов» предусмотрено выполнение контрольной работы для студентов заочных форм обучения. Выполнение контрольной работы имеет следующие цели:
изучение геометрических параметров режущего клина, принципов и методики расчета и оптимизации режимов резания; зависимости периода стойкости режущего инструмента от скорости резания,
формирование умений рассчитывать и изображать на эскизах геометрические параметры режущего клина, рассчитывать элементы режима резания, выполнять проверочные расчеты и корректировку выбранного режима резания;
формирование умений работать со справочной технической литературой.
СТРУКТУРА КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ И ВЫБОР ИНДИВИДУАЛЬНОГО ШИФРА СТУДЕНТА
Контрольная работа состоит из 5 задач. Вариант исходных данных для каждой задачи выбирается согласно индивидуальному шифру студента. Индивидуальный шифр составляется из двух цифр: первая цифра – выбирается из в соответствии с интервалом, в который попадает первая буква фамилии студента; вторая цифра – соответствует последней цифре номера зачетной книжки студента.

ВЫБОР ПЕРВОЙ ЦИФРЫ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ШИФРА СТУДЕНТА
А – И
К – С
Т – Я

0
1
2


Например, у студента Иванова П.И. номер зачетной книжки 219065, тогда его индивидуальный шифр и соответствующий ему вариант будет 05.
Структура контрольной работы.
Задача 1. Определение главных действительных углов токарного резца.
Задача 2. Определение действительных углов в плане токарного резца.
Задача 3. Расчет периода стойкости токарного резца в соответствии с изменившейся скоростью резания.
Задача 4. Определение рационального режима резания при точении.
Задача 5. Определение рационального режима резания при сверлении.

2. СОДЕРЖАНИЕ И ВЫБОР ЗАДАНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Задача 1. Определить величину главных действительных углов токарного резца ((д и (д), если его вершина установлена выше или ниже оси центров станка на h мм. Статические углы заточки резца – (ст и (ст .
Значения величин h, (ст, (ст, а также конкретная установка резца указаны в таблице 1 в соответствии с номером варианта.
Для всех вариантов принять диаметр обработанной поверхности заготовки 40 мм, диаметр обрабатываемой поверхности – 45 мм.
Вычертить схемы установки резца с указанием главных статических и действительных углов.
Задача 2. Определить величину действительных углов в плане токарного резца, если он установлен на станке так, что его ось составляет с осью центров станка угол ( ( 90о. Величины угла (, а также статических углов в плане ((ст и (1ст) приводятся в таблице 2 в соответствии с номером варианта.
При решении задачи выполните эскиз установки резца с указанием действительных и статических углов в плане.
Задача 3. Как изменится исходная стойкость резца из стали Р18 и резца оснащенного твердым сплавом Т15К6, если скорость резания увеличить на n % при прочих равных условиях. Данные изменения скорости приведены в таблице 3 согласно варианту. Исходная стойкость резца из стали Р18 составляет 30 мин, а исходная стойкость резца, оснащенного твердым сплавом Т15К6 – 60 мин.
Таблица 1
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛАВНЫХ ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ УГЛОВ ТОКАРНОГО РЕЗЦА
№ варианта
Установка резца
относительно оси центров станка
h,
мм
Задний угол
(сто
Передний угол
(сто

00
выше
0,8
8
15

01
ниже
1,2
10
15

02
выше
2,5
10
15

03
ниже
1,0
10
14

04
выше
0,5
5
20

05
ниже
0,5
6
8

06
выше
2,0
8
12

07
ниже
2,2
12
20

08
выше
0,5
6
15

09
ниже
1,8
10
12

10
выше
1,5
8
16

11
ниже
0,5
6
12

12
выше
0,7
8
12

13
ниже
1,2
6
12

14
выше
1,2
10
20

15
ниже
0,6
8
10

16
выше
1,2
10
10

17
ниже
1,0
8
12

18
выше
0,8
6
10

19
ниже
1,4
8
16

20
выше
1,8
10
12

21
ниже
1,2
10
15

22
выше
1,0
10
14

23
ниже
0,7
5
15

24
выше
1,2
6
12

25
ниже
0,9
8
14

26
выше
1,1
6
10

27
ниже
1,3
12
15

28
выше
1,7
10
15

29
ниже
2,1
8
14


Таблица 2
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ
УГЛОВ В ПЛАНЕ ТОКАРНОГО РЕЗЦА

варианта
Угол сдвига оси резца

Главный угол в плане
(сто
Вспомогательный угол в плане
(1сто
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
· Таблица 3
ДАННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ
№ Варианта
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09

n %
8
12
16
22
26
10
32
36
38
42

№ Варианта
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

n %
5
2
9
21
7
28
50
18
20
14

№ Варианта
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29

n %
30
25
4
45
19
24
52
46
34
15


Задача 4. Определить рациональный режим резания при точении, выбрав исходные данные по таблице 4. Задачу следует решать используя справочник [2] и методические рекомендации. Придерживайтесь следующей последовательности:
А. Выбор типа, конструкции и геометрии резца. Изображение эскиза резца.
Б. Выбор элементов режима резания (t, S0, V).
В. Проверка выбранного режима резания.
Г. Корректировка выбранного режима резания.
Д. Расчет машинного времени и ресурса инструмента.
Задача 5. Определить рациональный режим резания при сверлении, выбрав исходные данные по таблице 5. Задачу следует решать используя справочник [2] и методические рекомендации. Придерживайтесь следующей последовательности:
А. Выбор конструкции и геометрии спирального сверла. Изображение эскиза сверла.
Б. Выбор элементов режима резания (t, S0, V).
В. Проверка выбранного режима резания.
Г. Корректировка выбранного режима резания.
Д. Расчет машинного времени и ресурса инструмента.
Таблица 4
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К РАСЧЕТУ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ ПРИ ТОЧЕНИИ
№ варианта


Характер обработки
Диаметры
Дли-на детали,
l, мм
Обрабатываемый материал


Модель станка



D, мм
d, мм
Шероховатость обработ. поверхности



Марка
Твердость по Бринелю,HB
Предел прочности
(В,
МПа


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

00
Черновое непрерывное точение по корке
36
28


Ra 12,5
140
Ст3кп

410
1К62

01

70
62

160
Сталь 30Х

900
СА562

02

60
50

50
Чугун серый СЧ 35
275

16К20

03

48
38

142
Сталь 45

600
СА600СФ2

04

52
46

255
Сталь 65Г

850
16К20

05

32
28

140
Чугун серый СЧ 25
245

1К62

06

Получистовое точение
66
62


Ra 6,3
100
Ст5пс

500
СА600СФ2

07

53
50

150
Сталь 40Х13

850
1К62

08

42
40

142
Сталь 35

530
250ИТВМ

09

52
46

155
Чугун серый СЧ 35
275

16К20

10

33
28

80
Ст3кп

410
1К62

11

55
50

160
Ст6

620
250ИТВМ

12
Черновое непрерывное точение по корке
52
44


Ra 12,5
250
Сталь 20

410
СА562

13

50
40

150
Сталь 30

490
16К20

14

46
40

120
Сталь ХН60ВТ

750
16К20

15

80
70

140
Чугун серый СЧ 30
260

1К62

16

75
66

255
Ст 3кп

410
СА600СФ2

17

58
50

142
Сталь 35

530
СА562

18
Черновое прерывистое точение по корке
36
33


Ra 12,5
130
Сталь 14Х17Н2

800
1К62

19

46
40

260
Чугун серый СЧ 20
230

16К20

20

80
70

240
Сталь 45

600
СА562

21

82
72

135
Сталь 20

410
СА600СФ2

22

56
50

244
Сталь 35

530
16К20

23

68
58

180
Сталь ХН78Т

780
СА562

24


Чистовое точение
45
44



Ra 2,5
80
Чугун серый СЧ 30
260

250ИТВМ

25

56
55

150
Сталь ХН35ВТ

950
16К20

26

65
64

120
Сталь 45

600
250ИТВМ

27

75
74

260
Ст6

620
1К62

28

49
48

180
Сталь 30

490
250ИТВМ

29

81
80

250
Сталь ХН78Т

780
16К20


ПРИМЕЧАНИЕ: 1. Вид обработки – наружное продольное точение250ИТВМ.
2. Вид заготовок: для стали – прокат; для чугуна – отливка.
3. Жесткость системы СПИД – нормальная.


Таблица 5
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К РАСЧЕТУ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ ПРИ СВЕРЛЕНИИ
№ варианта



Вид обработки
Размеры
обрабатывае-
мого отверстия
Сверло
спираль-
ное

Материал заготовки



Модель станка



Диаметры
Дли
на
l, мм


Заточка


Марка
Твер-
дость по Бри-
нелю,HB
Предел проч-
ности, (В,
МПа




До обра-
ботки,
d, мм
После обра-
ботки,
D, мм







1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

00


Сверление в сплошном металле.
0
18Н12
50

Нормальная
Сталь 20
156
410
2Н118

01

0
25Н14
180

Сталь 45
241
600
2Н135

02

0
12Н12
25

Сталь 20
156
410
2Н125

03

0
30Н11
90

Чугун СЧ 30
260
––
2Н118

04

0
22Н13
110

Сталь 30Х
187
900
2Н135

05

0
18Н12
30

Чугун СЧ 25
245
––
2Н150

06

0
9Н11
15

Сталь 35
187
530
2М57

07

0
12Н19
25
Двойная с подточкой
поперечной кромки
Сталь ХН78Т
150
780
2Н150

08

0
15Н10
50

Сталь 50
217
630
2А135

09

0
25Н12
130

Сталь 45
241
600
2Н118

10

0
28Н10
60

Сталь 20Х
179
820
2Н125

11

0
24Н11
70

Чугун СЧ 35
275
––
2Н135

12

0
20Н9
55

Сталь 50Г
229
650
2Н150

13

0
32Н14
75

Сталь 30
160
490
2М57

14

0
30Н12
90

Чугун СЧ 20
230
––
2М57

15

0
28Н9
105

Сталь 40
197
570
2Н150

16

Рассверливание предварительно
полученного отверстия
20
30Н12
80

Нормальная
Сталь 45
241
600
2Н118

17

20
35Н14
130

Чугун СЧ 30
260
––
2Н135

18

16
36Н12
186

Сталь 20
156
410
2Н125

19

25
40Н14
120

Сталь 40
197
570
2М57

20

18
32Н12
50

Сталь 15
143
370
2Н150

21

16
28Н9
15

Сталь 50
217
630
2Н125

22

20
42Н14
150

Сталь 30Х
187
900
2Н118

23

18
28Н9
20

Сталь 35
187
530
2Н135

24

10
25Н10
25

Чугун СЧ 35
275
––
2М57

25

8
16Н9
50

Сталь 20Х
179
820
2А135

26

12
24Н12
80

Сталь 25
170
450
2Н125

27

18
38Н12
130

Сталь 20Г
197
430
2Н150

28

20
44Н14
60

Сталь 45
241
600
2М57

29

6
10Н9
40

Сталь 30
160
490
2Н150

30

10
18Н12
55

Чугун СЧ 25
245
––
2Н135

ПРИМЕЧАНИЕ: 1. Операция, для которой определяется режим резания, является окончательной для отверстия.
2. Жесткость системы СПИД – нормальная.
3. Резание ведется с охлаждением.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

3.1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ 1.
1. В ы п и ш и т е и с х о д н ы е д а н н ы е и з т а б л и ц ы 1.
2. И з о б р а з и т е с х е м у д е й с т в и т е л ь н о й у с т а н о в к и р е з ц а, располагая его выше или ниже оси центров на указанную величину h.
Изобразите поперечное сечение обрабатываемой детали, которое будет представлять собой круг, диаметром D.
Изобразите действительное положение резца – выше или ниже горизонтальной оси на величину h. Вершина резца должна лежать на окружности изображенного сечения.
Обозначьте положение следа действительной плоскости резания – он будет перпендикулярен радиусу, проведенному из центра сечения обрабатываемой детали в точку действительного положения вершины резца.
Изобразите положение следа статической плоскости резания – это вертикаль, проведенная через точку действительного положения вершины резца.
Обозначьте действительные и статические передние и задние углы, пользуясь соответственными обозначениями:
(д – действительный передний угол, находящийся между передней поверхностью резца и перпендикуляром к следу действительной плоскости резания;
(д – действительный задний угол, находящийся между задней поверхностью резца и следом действительной плоскости резания;
(ст – статический передний угол, находящийся между задней поверхностью резца и следом статической плоскости резания;
(ст – статический задний угол, находящийся между задней поверхностью резца и следом статической плоскости резания.
Углы, представляющие собой разницу между (д и (ст; (д и (ст обозначьте буквой ( (тау).
Этой же буквой ( обозначьте и равный им угол заключенный между горизонтальной осью поперечного сечения обрабатываемой детали и радиусом его окружности, проведенном в точку действительного положения вершины резца.
3. В ы п о л н и т е р а с ч е т ы величины действительных углов резца, используя формулы:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
3.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ 2.
1. В ы п и ш и т е и с х о д н ы е д а н н ы е и з т а б л и ц ы 2.
2. П о с т р о й т е р а с ч е т н у ю с х е м у действительной установки резца следующим образом:
Изобразите обрабатываемую деталь в момент обработки, т.е. изобразив обрабатываемую, обработанную и поверхность резания. Нанесите горизонтальную ось симметрии детали.
Изобразите действительное положение резца в плане, при котором его ось составляет с горизонтальной осью симметрии детали угол (.
Зеленым или синим цветом изобразите на схеме статическое положение резца, при котором его ось составляет с горизонтальной осью симметрии детали угол 90(.
Обозначьте действительные и статические углы в плане, пользуясь следующими обозначениями:
(1д – главный действительный угол в плане, расположенный между направлением подачи и действительным положением главной режущей кромки резца;
(ст – главный статический угол в плане, расположенный между направлением подачи и статическим положением главной режущей кромки резца;
(1ст – вспомогательный статический угол в плане, расположенный между направлением подачи и статическим положением вспомогательной режущей кромки резца.
Углы, представляющие собой разницу между (д и (ст; (1д и (1ст обозначьте буквой ( (тетта). Этой же буквой обозначьте и равный им угол, расположенный между осями резца в действительном и статическом положениях.
3. В ы п о л н и т е р а с ч е т ы величин действительных углов в плане у резца, используя формулы:
((( 90( – ( (если ( ( 90()
((( ( – 90( (если ( ( 90()
(д ( (ст ( (
(1д ( (1ст13 EMBED Equation.3 1415(.
3.3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ 3.
1. В ы п и ш и т е и с х о д н ы е д а н н ы е и з т а б л и ц ы 3.
2. Р е ш а й т е з а д а ч у, используя следствия из формулы 13 EMBED Equation.3 1415 которые имеют следующий вид:
13 EMBED Equation.3 1415( 13 EMBED Equation.3 1415,
где V1 – первоначальная скорость резания (принимаем за 100%);
V2 – изменившаяся скорость резания на n%, т.е. V2= (100+ n)V1;
T1 – период стойкости резца, соответствующий первоначальной скорости резания;
T2 – искомый период стойкости резца, соответствующий изменившейся скорости резания V2;
m – показатель относительной стойкости, который для резцов из быстрорежущей стали равен 0,125, а для резцов, оснащенных твердосплавными пластинами равен 0,2.
3.4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ 4.
1. В ы п и ш и т е и с х о д н ы е д а н н ы е и з т а б л и ц ы 4.
2. З а р и с у й т е с х е м у обтачивания или растачивания (в соответствии с Вашими исходными данными), указав диаметры обрабатываемой и обработанной поверхностей; направления главного движения и движения подачи.
3. В ы п о л н и т е в ы б о р р е з ц а.
Выберите тип резца.
Для обтачивания следует выбирать резцы проходные с отогнутой головкой или резцы проходные упорные.
Для растачивания следует выбирать резцы расточные проходные или резцы расточные упорные.
Выберите материал режущей части резца. Учитывая высокие скорости резания, целесообразно выбирать для оснащения режущей части резцов твердые сплавы, принимая во внимание следующие рекомендации:
При обработке конструкционной стали ((В ( 1000 МПа):
при черновом точении рекомендуется использовать твердый сплав Т5К10;
при получистовом точении рекомендуется использовать твердый сплав Т15К6;
при чистовом точении рекомендуется использовать твердый сплав Т30К4.
При обработке чугунов (НВ ( 200):
при черновом точении рекомендуется использовать твердый сплав ВК8;
при получистовом точении рекомендуется использовать твердый сплав ВК6;
при чистовом точении рекомендуется использовать твердый сплав ВК3, ВК6М.
Выберите конструктивные и геометрические параметры резца.
Конструкция резцов. Рекомендуется использовать резцы с напаянными пластинками из твердого сплава или с пластинами с механическими креплениями.
Выбор конструктивных параметров выполняйте по справочнику (2, с 119-133(.
Геометрические параметры. Для токарных резцов с напаянными пластинками из твердого сплава следует выбрать: форму передней поверхности; передний угол (; задний угол (; углы в плане ( и (1; радиус при вершине r.
Форма поверхности выбирается:
плоской, если обрабатывают твердые материалы, дающие сыпучую стружку (стружка элементная);
криволинейной, если обрабатывают пластичные материалы, дающие лентовидную стружку (сливная стружка).
Величину переднего угла (() по пластине рекомендуется выбирать в зависимости от обрабатываемого материала:
для обработки конструкционной стали ( ( 10((–15();
для обработки чугунов ( ( 5((–7();
Величину заднего угла (() рекомендуется выбирать в зависимости от вида обработки:
для чернового точения ( ( 6(–8(;
для чистового точения ( ( 10(–12(;
Величину главного угла в плане (() рекомендуется выбирать в зависимости от жесткости системы СПИД:
при низкой жесткости системы СПИД ( ( 90(;
при нормальной жесткости системы СПИД ( ( 45( – 90(;
при высокой жесткости системы СПИД ( ( 30( – 45(.
Величину вспомогательного угла в плане ((1) рекомендуется принимать в пределах от 7( до 10(.
Величина радиуса при вершине резца (r) выбирается в зависимости от требований к шероховатости поверхности в пределах от 0,2 мм до 1 мм. Чем выше класс шероховатости, тем больше величина r.
В заключение выбора изобразите эскиз резца с указанием конструктивных параметров и геометрических параметров.
4. О п р е д е л и т е э л е м е н т ы р е ж и м а р е з а н и я.
Определите глубину резания (t).
Глубину резания при точении определяют по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, мм,
где D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм;
d – диаметр обработанной поверхности, мм;
для растачивания: D – диаметр обработанной поверхности, мм;
d – диаметр обрабатываемой поверхности, мм.
Рекомендуется окончательно назначать глубину резания максимально возможной с учетом технических требований и вида обработки:
при черновом точении t 13 EMBED Equation.3 1415 7мм;
при получистовом точении t = (0,5 ( 5) мм;
при чистовом точении t ( 0,5мм;
Выберите величину п
·одачи на оборот (Sо).
При выборе подачи пользуйтесь справочником (2, с.265 – 268(.
Выбранную по справочнику подачу нужно откорректировать по паспорту станка (прил. 1 – 5). Принимать следует величину, ближайшую к справочной. Если станок с бесступенчатым регулированием , выбранная подача должна входить в интервал подач станка.
Рассчитайте скорость резания (V).
Расчет скорости резания следует выполнять по справочнику (2, с.265, 268 – 271(, используя эмпирическую формулу:
13 EMBED Equation.3 1415, м/мин.
Значения постоянной Cv, периода стойкости Т, показателей степеней m, x, y и системы коэффициентов Kv выбираются по справочнику (2, с.265, 268 – 271(.
Рассчитав скорость резания, определите соответствующее число оборотов шпинделя станка (n) по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, об/мин,
где V – рассчитанная скорость резания, м/мин;D – диаметр обрабатываемой (или обработанной при растачивании) поверхности, мм.
Полученное число оборотов (n) соотнесите с паспортными данными станка (прил. 1 – 5). Если станок с бесступенчатым регулированием, рассчитанная частота вращения шпинделя должна входить в указанный интервал. Если станок со ступенчатым регулированием, выберите ближайшее к рассчитанному – nст. При несовпадении n и nст, необходимо рассчитать скорость резания, соответствующую nст:
13 EMBED Equation.3 1415, м/мин.
Изменение скорости резания по сравнению с рассчитанной требует корректировки принятого периода стойкости (Т). Рассчитайте действительный период Тд, соответствующей Vст:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415, мин.
5. В ы п о л н и т е п р о в е р к у в ы б р а н н о г о р е ж и м а
р е з а н и я .
Рассчитайте составляющие силы резания (Px, Py, Pz), пользуясь справочником (2, с.271–275(, по формулам:
13 EMBED Equation.3 1415, Н.
Проверьте величину выбранной подачи по прочности детали.
Условием сохранения прочности обрабатываемой детали является выполнение неравенства:
13 EMBED Equation.3 1415, (1)
где Рпр.д. – сила, допускаемая прочностью детали, которая определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, Н,
где С – коэффициент, учитывающий способ крепления детали в приспособлении;
W – момент сопротивления детали, мм3;
(в – предел прочности обрабатываемого материала, МПа;
l – длина детали, мм.
Коэффициент С может принимать следующие значения:
– при установке детали в патроне, С = 3;
– при установке детали в центрах, С = 48;
– при установке детали в патроне с поджатым задним центром, С = 110.
Момент сопротивления детали (W) определяется по формуле для тел вращения:
13 EMBED Equation.3 1415, мм3,
где D – диаметр детали, мм.
Предел прочности обрабатываемого материала ((В) приведен в числе исходных данных в таблице 4.
Внимание! Рассчитывая Рпр.д. обратите внимание на единицы измерения величин (в, W и l, учитывая, что МПа = Н/мм2, а W и l выражены в мм3 и мм.
Если неравенство (1) не выполняется, выбранную подачу следует уменьшить.
Проверьте величину выбранной подачи по жесткости детали.
Условием сохранения жесткости и связанной с ней точности изготовления детали является соблюдение неравенства:
13 EMBED Equation.3 1415, (2)
где Рж.дет. – сила, допустимая жесткостью детали, которая определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, Н,
где С – коэффициент, учитывающий способ крепления детали;
f – стрела прогиба, мм;
Е – модуль упругости, Н/мм2;
( – момент инерции, мм4;
l – длина детали, мм.
Стрела прогиба (f ) определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, мм.
Модуль упругости принимается для стали 13 EMBED Equation.3 1415, Н/мм2, а для чугуна 13 EMBED Equation.3 1415, Н/мм2.
Момент инерции (() для тел вращения определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, мм4.
Если неравенство (2) не выполняется, выбранную подачу следует уменьшить.
Проверьте величину выбранной подачи по прочности резца.
Условием сохранения прочности резца служит соблюдение неравенства:
13 EMBED Equation.3 1415, (3)
где Мизг – момент от силы Pz, изгибающий резец;
Мдоп– момент, допускаемый по прочности державки резца.
Момент от силы Pz определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, Н(мм,
где L – длина вылета резца, определяемая по формуле:
L = 1,5(Н, мм,
где Н– высота сечения державки резца, мм.
Момент, допускаемый по прочности державки резца, определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, Н(мм ,
где (изг– допускаемое напряжение на изгиб материала державки резца, МПа. Для стали 45 (изг= 200 МПа (Н/мм2);
W – момент сопротивления прямоугольного сечения державки резца, определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, мм3,
где В – ширина сечения державки резца, мм;
Н – высота сечения державки резца, мм.
Внимание! При расчёте моментов Мизг и Мдоп использованы единицы измерения –Н(мм.
Если неравенство (3) не выполняется, выбранную подачу следует уменьшить.
Проверьте выбранную подачу по прочности механизма подачи токарного станка.
Условием сохранения прочности механизма подачи станка служит выполнение следующего неравенства:
13 EMBED Equation.3 1415, (4)
где Рдоп – сила, допускаемая прочностью механизма подачи станка, Н.
Величину Рдоп, нужно взять по паспортным данным станка (прил.1 – 5) и сравнить ее с величиной силы Px.
Если неравенство (4) не выполняется, величину подачи следует снизить.
Проверьте величину скорости резания по мощности станка.
Обработка детали на станке с определенной скоростью резания может выполняться, если эффективная мощность резания (Ne) не будет превышать расчетную мощность станка (Nр), т.е. будет выполняться неравенство:
13 EMBED Equation.3 1415 (5)
Расчетная мощность станка (Np) определяется по формуле:
Np = Nст((, кВт,
где Nст – мощность электродвигателя станка, кВт. Указывается в паспортных данных станка (прил. 1– 5);
( – к.п.д. механизма главного движения станка. Указывается в паспортных данных станка (прил. 1– 5);
Эффективная мощность резания определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, кВт,
где Pz – тангенциальная составляющая силы резания, Н;
Vст – скорость резания, откорректированная по nст, м/мин.
Если неравенство (5) не выдерживается необходимо либо выбрать более мощный станок, либо уменьшить скорость резания (только для черновых операций). В последнем случае откорректированная скорость резания (Vкор) может быть определена из неравенства:
13 EMBED Equation.3 1415, м/мин.
При снижении скорости резания (Vкор) следует рассчитать соответствующий ей период стойкости (Ткор).
13 EMBED Equation.3 1415, мин.
6. Р а с с ч и т а й т е о с н о в н о е м а ш и н н о е в р е м я и
р е с у р с р е ж у щ е г о и н с т р у м е н т а.
Основное машинное время ((о) определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, мин,
где l – длина обрабатываемой поверхности детали, мм;
n – число оборотов станка, (об/мин), соответствующее либо Vст, либо Vкор (если скорость резания корректировалась в ходе проверки);
Sо – откорректированная подача, мм/об.
Ресурс резца (Р) определяется количеством заготовок, обработанных за период его стойкости, и рассчитывается по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, заг,
где Т – период стойкости резца, мин. В расчете используется Тд или Ткор (если скорость резания и период стойкости корректировались в ходе проверки); (о – основное машинное время, мин.
7. С ф о р м у л и р у й т е в ы в о д о возможности обработки заданной детали на заданном станке в рассчитанном режиме резания и запишите окончательные значения t; So; V; T; n; to; P.
3.5. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ 5.
1. В ы п и ш и т е и с х о д н ы е д а н н ы е и з т а б л и ц ы 5.
2. З а р и с у й т е с х е м у сверления или рассверливания (в соответствии с Вашими исходными данными). Укажите диаметр обработанной поверхности, при рассверливании и обрабатываемой поверхности, направления главного движения и движения подачи.
3. В ы п о л н и т е в ы б о р с п и р а л ь н о г о с в е р л а.
Выберите материал режущей части сверла.
Рекомендуется для обработки конструкционной стали выбирать сверла из быстрорежущей стали (Р6М5, Р9), а для обработки чугуна – сверла, оснащенные твердым сплавом (ВК4, ВК6, ВК8).
Выберите конструкцию и геометрию сверла.
Выбор спирального сверла из быстрорежущей стали или с пластинками из твердого сплава с цилиндрическими или коническими хвостовиками нормальной или средней серии выполняйте по справочнику (2, с. 137 – 150(. Форма заточки сверла приведена в исходных данных (см. таблицу 5).
Закончив выбор сверла, следует изобразить его эскиз, указав диаметр, геометрические параметры, форму хвостовика, ГОСТ на изготовление и материал режущей части.
4. О п р е д е л и т е э л е м е н т ы р е ж и м а р е з а н и я.
Определите глубину резания (t).
Глубина резания при сверлении определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, мм, где
D – диаметр сверла, мм.
При рассверливании глубина резания определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, мм, где
D – диаметр сверла, мм,
d – диаметр ранее подготовленного отверстия, мм.
Выберите величину подачи (Sо).
Величину подачи следует выбирать по справочнику (2, с. 276 – 278(.
Выбранную величину подачу корректируют по паспортным данным станка (прил. 6 – 11), принимая ближайшее значение к выбранному по справочнику.
Рассчитайте скорость резания (V).
Расчет скорости резания выполняется по эмпирическим формулам (2, с. 276, 278 – 280(:
Для сверления:
13 EMBED Equation.3 1415, м/мин
Для рассверливания:
13 EMBED Equation.3 1415, м/мин
Значение постоянной Cv, периода стойкости Т, показателей степени x, y, q, m и коэффициентов Kv выбираются по справочнику (2, с. 276, 278 – 280(.
Рассчитав скорость резания, определите соответствующее ей число оборотов шпинделя станка (n) по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, об/мин, где
V – скорость резания, м/мин;
D – диаметр сверла, мм.
Полученное число оборотов (n) сравните с паспортными данными станка (прил.6 – 10). Выберите ближайшее к рассчитанному (nст).
Если рассчитанное n не совпадает с принятым nст, необходимо рассчитать скорость резания, соответствующую nст:
13 EMBED Equation.3 1415, м/мин.
Изменение скорости резания по сравнению с рассчитанной требует корректировки принятого периода стойкости, соответствующего скорости Vст (Тд):
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415, мин.
5. В ы п о л н и т е п р о в е р к у в ы б р а н н о г о р е ж и м а
р е з а н и я.
Рассчитайте крутящий момент (Мкр) и осевую силу (Ро) (2, с.277(.
Для сверления:
13 EMBED Equation.3 1415, Н(м;
13 EMBED Equation.3 1415, Н.
Для рассверливания:
13 EMBED Equation.3 1415, Н(м;
13 EMBED Equation.3 1415, Н.
Величины постоянных См и Ср, показателей степени q, x, y и коэффициентов Кр выберите по справочнику (2, с. 280 – 281(.
Рассчитайте эффективную мощность резания (Nе) (2, с. 280(:
13 EMBED Equation.3 1415, кВт.
Проверьте величину подачи по прочности механизма подачи станка.
Сила, допускаемая прочностью механизма подачи (Рдоп), берется из паспортных данных станка (прил. 6 – 10) и сравнивается с величиной Ро.
Ро13 EMBED Equation.3 1415Р(доп (6).
Если неравенство (6) не выполняется, следует снизить величину подачи или принять другой станок, с большей величиной Рдоп.
Проверьте величину принятой скорости резания по мощности станка.
Сверление или рассверливание детали на станке может выполняться, если эффективная мощность резания (Nе) не будет превышать расчетную мощность станка (Nр):
Nе13 EMBED Equation.3 1415 Nр (7)
Расчетная мощность станка определяется по формуле:
Nр = Nст((, кВт, где
Nст – мощность электродвигателя станка, кВт. Выбирается по паспорту станка (прил. 6 – 10).
Если неравенство (7) не выполняется, необходимо либо выбрать более мощный станок, либо уменьшить скорость резания. В последнем случае откорректированная скорость резания (Vкор) может быть определена из неравенства:
13 EMBED Equation.3 1415
При снижении скорости увеличится период стойкости (Ткор), который следует определить по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, мин
6. Р а с с ч и т а й т е о с н о в н о е м а ш и н н о е в р е м я
о б р а б о т к и и р е с у р с с в е р л а.
Основное машинное время ((о) рассчитайте по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, мин, где
L – длина просверленного отверстия, мм;
n – число оборотов, соответствующее окончательно принятой скорости резания, об/мин;
Sо – окончательно принятая подача, мм/об.
Ресурс сверла (Р) рассчитайте по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, заг, где
Т – окончательно принятый период стойкости сверла, мин, В формулу следует подставить Тд или Ткор, в зависимости от того корректировался или нет первоначально принятый период стойкости;
(о– основное машинное время, мин.
7. С ф о р м у л и р у й т е вы в о д о возможности обработки заданной детали на заданном станке в рассчитанном режиме резания и запишите окончательно принятые значения t, So, V, T, n, (о, P.
4. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Контрольная работа оформляется на листах формата А4 (210(197). Лист заполняется с одной стороны, выдерживаются поля 20(5(5(5. Желателен компьютерный вариант оформления.
Титульный лист заполняется так, как показано в прил. 12
При оформлении решения задач, используемые формулы сначала приводятся в общем виде, затем подставляются числовые значения величин, записывается полученный результат и в скобках приводятся единицы измерения.
При оформлении решения задач обязательны ссылки на используемую литературу.
ЛИТЕРАТУРА

Основная
Бородина Н.В. Теория резания металлов: Учеб. пособ .для проф. пед. специальностей / Н.В.Бородина.– Екатеринбург, Изд-во ФГАОУ ВПО «РГППУ». 2010. –130с
Дополнительная
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение. 1986. – 496с.
Рыжкин А.А. Обработка материалов резанием: Учеб. пособ. для вузов / А.А.Рыжкин, К.Г.Шучев, М.М.Климов.– Ростов н/Д: Феникс. 2008. –411с.
Ящерицин П.И. Теория резания:учеб./ П.И.Ящерицин, Е.Э.Фельдштейн, М.А.Корниевич.– Мн.: Новое знание.2005.–512с.















Приложение 1
ОСНОВНЫЕ ПАСПОРТНЫЕ ДАННЫЕ
ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА 16К20

Наибольший диаметр точения, мм
над станиной 400
над суппортом 220
Наибольшая длина обрабатываемой
заготовки, мм 1000
Наибольшее сечение резца, мм 32(25
Мощность электродвигателя, кВт 11
Наибольшее усилие, допускаемое
механизмом продольной подачи Рдоп, Н 4000
Коэффициент полезного действия станка 0,9

Подача продольная
S, мм/об
Число оборотов шпинделя
n, об/мин


0,05
0,06
0,07
0,084
0,1
0,119
0,14
0,17
0,2
0,24
0,28
0,34
0,4
0,48
0,57
0,68
0,8
0,96
1,14
1,36
1,62
1,92

12,5
15,5
20
25
31,5
40
50
63
79
100
126
159
200
252
317
400
504
635
800
1000
1270
1600

Приложение 2
ОСНОВНЫЕ ПАСПОРТНЫЕ ДАННЫЕ
ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА 1К62
Наибольший диаметр точения, мм
над станиной – 400
над суппортом – 220
Расстояние между центрами, мм – 710, 1000, 1400
Наибольшее сечение резца, мм – 25(25
Мощность электродвигателя, кВТ – 10
Наибольшее усилие, допускаемое
механизмом продольной подачи Рдоп, Н – 3600

Подача продольная
S, мм/об
Число оборотов шпинделя
n, об/мин
КПД


0,07
0,074
0,084
0,097
0,11
0,12
0,13
0,14
0,15
0,17
0,195
0,21
0,23
0,26
0,28
0,3
0,34
0,39
0,43
0,47
0,52

0,58
0,61
0,7
0,78
0,87
0,95
1,04
1,14
1,21
1,4
1,56
1,74
1,9
2,08
2,28
2,42
2,8
3,12
3,48
3,8
4,15

12,5
16
20
25
31,5
40
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000









0,8







0,79
0,77
0,76
0,72
0,7
0,69
0,62


Приложение 3
ОСНОВНЫЕ ПАСПОРТНЫЕ ДАННЫЕ
ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА СА562
Наибольший диаметр точения, мм
над станиной 500
над суппортом 290
Наибольшая длина обрабатываемой
заготовки, мм 1500
Наибольшее сечение резца, мм 25(25
Мощность электродвигателя, кВт 7,5
Наибольшее усилие, допускаемое
механизмом продольной подачи Рдоп, Н 10000
Коэффициент полезного действия 0,86

Подача продольная
S, мм/об
Число оборотов шпинделя
n, об/мин


0,05
0,06
0,07
0,084
0,1
0,12
0,14
0,17
0,2
0,24
0,28
0,34
0,4
0,48
0,57
0,68
0,8
0,96
1,14
1,36
1,62
1,92
2,3
2,8

16
20
25
32
40
50
64
80
100
128
160
200
256
322
406
512
645
814
1025
1290
1600
2000



13 EMBED Word.Document.8 \s 1415










13 EMBED Word.Document.8 \s 1415









13 EMBED Word.Document.8 \s 1415



13 EMBED Word.Document.8 \s 141513 EMBED Word.Document.8 \s 1415
13 EMBED Word.Document.8 \s 1415
13 EMBED Word.Document.8 \s 1415

13 EMBED Word.Document.8 \s 1415









Н.В.Бородина


Задания для контрольной работы
и методические указания по ее выполнению
по дисциплине
«Теория резания металлов»

для студентов всех форм обучения
направления подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям)
профиля подготовки «Машиностроение и материалообработка»
профилизации «Технологии и оборудование машиностроения»












Подписано в печать Формат 60(84/ 16. Бумага для множ. аппаратов. Усл. печ. л. ____ . Уч.-изд. л. ____. Тираж 100 экз. Заказ №
ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет». Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11.

Ризограф ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет». Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11.








13PAGE 14515


13PAGE 144015



13 EMBED Word.Document.8 \s 1415

Министерство образования и науки

ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет»

2012

ПРИЛОЖЕНИЕ 12




Приложенные файлы

  • doc 16857739
    Размер файла: 445 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий