Расчет режимов резания при механической обработке металлов и сплавов - часть 1

Министерство путей сообщения Российской Федерации  

Дальневосточная государственная академия путей сообщения  

     

   

   

    

   

Содержание

 

    

Введение

  

    

1. Выбор металлорежущего станка

  

    

2. Крепежные приспособления

  

    

3. Режущий инструмент

  

    

4. Режимы резания

  

        

4.1. Точение

 

 

        

4.2. Строгание

  

        

4.3. Сверление, рассверливание, зенкерование, развёртывание 

 

        

4.4. Фрезерование

  

        

4.5. Шлифование 

 

        

4.5.1. круглое наружное и внутреннее шлифование 

 

        

4.5.2. Плоское шлифование 

 

    

5. Задание на курсовую работу для студентов заочной формы обучения.

  

        

4.6. Протягивание

  

    

Приложение

  

    

Паспортные данные металлорежущих станков

  

   

Список литературы

  

Введение  

    Обработка резанием является основным технологическим приёмом при 
изготовлении деталей машин и механизмов. Её трудоёмкость в большинстве 
отраслей машиностроения значительно превышает трудоёмкость литейных, 
ковочных и штамповочных процессов, взятых вместе.  
    Обработка резанием имеет достаточно высокую производительность, отличается 
исключительной точностью, универсальностью и гибкостью. В этом заключается её 
преимущество перед другими методами формообразования особенно в 
индивидуальном и мелкосерийном производствах, что характерно для ремонтных 
предприятий железнодорожного транспорта.  

    Расчёт режимов резания и выбор рационального являются ключевыми звеньями 
при разработке технологических процессов формирования заданных конфигураций 
деталей от этого во многом зависит качество ( а соответственно и 
работоспособность) изделия, трудовые и денежные затраты на его изготовление. На 
режимы резания оказывают влияние многие факторы, которые следует учитывать 
при расчётах. К ним, например, относятся микро и макро-% структура материала 
заготовки, его физико-механические свойства; состояние обрабатываемой 
поверхности; материал и геометрические параметры режущего инструмента; 
механические характеристики оборудования и т.д.  
    Настоящая методическая разработка преследует цель оказать помощь студентам 
при расчётах режимов резания, оптимизации этих режимов, определению 
минимальных затрат времени на ту или иную технологическую операцию. Она 
может быть использована в курсовом и дипломном проектировании, а также при 
решении инженерами производственных задач.  
    При расчётах и оптимизщации режимов резания, в общем случае рекомендуется 
придерживаться следующей последовательности:  
    а) выбрать и обосновать тип и модель металлорежущего станка, крепёжного 
приспособления; материал и геометрические параметры режущего инструмента;  
    б) рассчитать режимы резания, определить потребную мощность на обработку, 
сравнить её с мощностью выбранного станка;  
    в) при несоответствии или значительном (более 20%) расхождении таких 
мощностей, выполнить корректировку расчётных режимов;  
    г) определить основное технологическое (машинное) время обработки заданной 
поверхности на рассчитанных и откорректированных режимах.  
     
    В процессе курсового проектирования студент должен соблюдать следующий 
порядок работы:  
    1. Начертить эскиз заданной детали в положении, как она устанавливается на 
станке. Указать размеры и чистоту обработки поверхностей. Утолщённой линией (в 
соответствии с заданием) отметить обрабатываемые поверхности;  
    2. Обосновать и принять тип и модель металлорежущего станка. Привести его 
основные паспортные данные. Рассчитать, для всех ступеней, значения подач и 
частот вращения вала шпинделя;  
    3. Выбрать или спроектировать крепёжное приспособление;  
    4. Выбрать и обосновать тип режущего инструмента, материал и геометрические 
параметры его режущей части. Привести эскиз инструмента с указанием основных 
размеров и углов заточки. Обосновать и принять период стойкости;  
    5. Рассчитать режимы резания, для чего:  
    - определить глубину резания;  
- выбрать подачу и откорректировать её в соответствии с паспортными данными 
выбранного станка;  
    - рассчитать скорость резания, а на её основе частоту вращения вала шпинделя.      
Скорректировать последнюю с паспортными сведениями станка и рассчитать 
фактическую скорость резания;  
    - определить силы резания, крутящий момент, осевую силу (в зависимости от вида 
обработки), сравнить их с паспортными значениями выбранного станка. В случае 

превышения расчётных величин над паспортными необходимо произвести 
корректировку проведённых ранее расчётов;  
    - определить эффективную и потребную мощность и сравнить последнюю с 
мощностью электродвигателя выбранного станка путём расчёта коэффициента 
использования. В случае несоответствия его значения рациональному 
(рациональным считается К=0,85- 0,9), расчёт режимов осуществить заново, 
предварительно скорректировав назначаемые автором расчётов параметры или 
выбрав другой станок, инструмент и т.д.;  
    - определить основное технологическое время.  
    6. Сделать анализ рассчитанных параметров и дать заключение о рациональности 
разработанной технологии.  
    Пояснительная записка работы должна содержать:  
    - задание;  
    - оглавление;  
    - введение;  
    - основную часть;  
    - заключение с кратким анализом результатов работы;  
    - список использованной литературы.  
    Текст записки пишется чернилами, на одной стороне листа, чётким и разборчивым 
почерком. Формулы должны быть расшифрованы, принимаемым параметрам даются 
обоснования; указывается источник, откуда они взяты; приводится размерность 
параметров.  
    Графическая часть работы (эскизы, рисунки, чертежи) выполняются с 
использованием чертёжного иснтрумента и в соответствии с принятыми ГОСТами.  
   

1. ВЫБОР МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА  

   

    При выборе типа и модели металлорежущего станка в первую очередь обращается 
внимание на возможность закрепления в нём заданной детали (расстояние между 
центрами и наибольший диаметр обрабатываемой детали - у токарных станков, 
размеры станка и наибольший ход долбяка - у строительных и долбёжных, 
наибольший условный диаметр сверления и вертикальное перемещение головки - у 
сверлильных и т. д.). Затем анализируются мощности главных электродвигателей и 
их предполагаемое соответствие для обработки заданной детали. И, наконец, 
исследуются диапазоны и число ступеней подач и частот вращения шпинделя. 
Предпочтение следует отдавать станкам с более широкой разрешающей 
способностью указанных выше параметров.  

    При выборе типа и модели станка можно использовать 

и другую  

справочную литературу. Паспортные данные некоторых станков приведены в 
табл.43-48 приложения данного пособия.          
    После выбора типа станка, его паспортные характеристики заносятся в 
пояснительную записку и рассчитываются все ступени подач и частот вращения, 
которые у большинства станков изменяются в геометрической прогрессии. Расчёт 
начинается с определения знаменателя геометрической прогрессии:  

для ступеней подач 

 

где 

S

max

, S

min

 

- максимальная и минимальная подачи у выбранного станка; 

z 

- 

количество подач;  

для ступеней частот вращения 

 

где 

n

max

, n

min 

- максимальная и минимальная частота вращения шпинделя станка , 

1/мин;  

z

i

 - количество ступеней частоты вращения.  

    После определения 

их необходимо скорректировать и принять ближайшие 

стандартные значения. Стандартными являются: 1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2,0.  
    Ступени подач и частот вращения определяются следующим образом:  

S

1

 = S

min

; 

                         n

1

 = n

min

  

    S

2

 = S

1

                             n

2

 = n

1

  

  S

3 

= S

1

 

                       n

3

 = n

1

  

S

4

 = S

1

                     n

4

 = n

 1

 

 

..............                    ................  

           S

n 

= S

max=

S

1

 

                 n

n

= n

max 

= n

1

 

 

   
    Подобный подход распространяется и при определении шага двойных ходов для 
станков с прямолинейным главным рабочим движением.  
   

2. КРЕПЕЖНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ  

   

    Для механической обработки любой детали, кроме металлорежущих станков 
требуется ещё и технологическая оснастка, т.е. различные инструменты и 
приспособления.          Приспособления необходимы, чтобы установить и закрепить 
деталь, обеспечив при этом требуемое на данной операции взаимное расположение 
станка, детали и режущего инструмента. Для этой цели используются станочные 
приспособления к металлорежущим станкам (универсальные и специализированные) 
такие, как двух-, трёх-, четырёхкулачковые самоцентрирующие патроны; различного 
типа оправки (центровые, шлицевые, зубчатые); станочные тиски с ручным и 
механическим приводами; кондукторы; плиты; станочные центры; различные 
хомутики; гидро и пневмоцилиндры и т.д.  
    От степени оснащённости технологической оснастки во многом зависит 
производительность обработки. Стоимость оснастки высока. Зачастую она 
составляет около 80% всех затрат на подготовку производства. Поэтому следует 
иметь ввиду, что в условиях индивидуального и мелкосерийного производства 
следует выбирать в основном типовые универсальные многоцелевые станоч-ные