|
|
Главная \ Методичні вказівки \ Основи технології виробництва
Основи технології виробництва« Назад
Основи технології виробництва 30.09.2015 08:13
Міністерство освіти і науки України
ОСНОВИ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА
Методичні вказівки до практичних занять для студентів спеціальності 7.0905020201 - „Автоматизоване управління технологічними процесами” факультету комп’ютерних наук та інформаційних технологій денної та заочної форм навчання
Луцьк 2015 УДК 621.658
До друку ______________ Голова Навчально-методичної ради Луцького НТУ
Електронна копія друкованого видання передана для внесення в репозитарій Луцького НТУ _______________ директор бібліотеки
Затверджено Навчально-методичною радою Луцького НТУ, протокол № ___ від «___» ____________ 2015 року.
Рекомендовано до видання Навчально-методичною радою факультету комп’ютерних наук та інформаційних технологій Луцького НТУ, протокол № ___ від «___» ____________ 2015 року. _____________
Голова навчально-методичної ради факультету комп’ютерних наук та інформаційних технологій
Розглянуто і схвалено на науково-методичному семінарі кафедри АУВП Луцького НТУ, протокол № 10 від «18» квітня 2015 року.
Укладач: __________ Л.О. Гуменюк, кандидат технічних наук, доцент Луцького НТУ
Рецензент: __________ О.Ю. Повстяной, кандидат технічних наук, доцент Луцького НТУ
Відповідальний за випуск: __________ Л.О. Гуменюк, кандидат технічних наук, доцент Луцького НТУ
Основи технології виробництва [Текст] : Методичні вказівки до практичних занять для студентів спеціальності 7.0905020201 - „Автоматизоване управління технологічними процесами” факультету комп’ютерних наук та інформаційних технологій денної та заочної форм навчання / уклад. Л.О. Гуменюк – Луцьк: Луцький НТУ, 2015. – 40 с.
Видання містить практичні роботи, умови завдань, зразки завдань. Призначене для студентів спеціальності 7.0905020201 - „Автоматизоване управління технологічними процесами” факультету комп’ютерних наук та інформаційних технологій денної та заочної форм навчання.
© Л.О. Гуменюк, 2015
Зміст
Робота №1 Розрахунок режимів різання при токарній обробці зовнішніх поверхонь
Зовнішнє поздовжнє точіння є однією з найбільш розповсюджених операцій механічної обробки на верстках з ПУ 1.1.Характеристика операції Характерні особливості операції: - вільне, неперервне різання; - відносно велика жорсткість системи ВПІД \верстат – пристосування – інструмент - деталь\; - тривалі по часу робочі ходи. Критерії ефективності При чорновому точінні за такий критерій прийнято вважати зняття металу за одиницю часу, тому обробку необхідно проводити з максимально допустимими подачею на оберт і глибиною різання, які залежать від потужності верстата і жорсткості системи ВПІД. При чистовому точінні за критерій ефективності прийнята шорсткість обробленої поверхні тобто в цьому випадку обробка проводиться з обмеженою подачею, максимально допустимою швидкістю різання, яка залежить від стійкості інструмента. 1.2.Режим різання V, м·хв-1-швидкість різання, це швидкість обертального руху контактуючої з обертаючим інструментом точки заготовки, що обробляється; S, мм/об – подача на оберт, це прямолінійне переміщення ріжучого леза повздовж осі заготовки за один її оберт t, мм – глибина різання, це віддаль перпендикулярно осі заготовки; Т, хв –період стійкості різання , це час між його переточуваннями. Швидкість різання V /м·хв–1/ залежить від частоти обертання n і діаметра d заготовки, що обробляється. Зв’язок між цими параметрами визначається рівнянням: /1/ Регулювання швидкості різання здійснюється зміною частоти обертання залежно від умов обробки. Частота обертання n /хв–1/ знаходиться з рівняння /1/: /2/ Швидкість різання, яку, звичайно, називають оптимальною, прийнято знаходити або по таблицях з урахуванням поправочних коефіцієнтів, або з експериментальних рівнянь, що мають велику “чутливість” до умов обробки. Рівняння оптимальної швидкості різання V /м·хв-1/ при зовнішньому поздовжньому точінні має такий вигляд: /3/ Де Cv – коефіцієнт, який залежить від властивостей матеріалу, що обробляється; Kv – комплексний коефіцієнт, який залежить від матеріалу інструменту, типу заготовки і стану її поверхні; m, x, y – показники степені для величин T, t і S. Числові значення Сv, Kv, m, x і y, визначаються експериментально. З рівняння /3/ можна вивести рівняння для розрахунку оптимальної частоти обертання n /xв-1 / заготовки при зовнішньому точінні: /4/ Це рівняння досить складне по структурі і, крім того, показники степені m, x, та y майже завжди є нецілими числами В завданнях розглядуються зовнішнє поздовжнє точіння заготовок з вуглецевої конструкційної сталі, ковкового чавуну, мідного і алюмінієвих сплавів різцями з швидкоріжучої сталі, РІ8 з охолодженням /Аквол-1ОМ, -12, -11/ і без нього. Значення коефіцієнта Сv і показників степені m,x і y приведені в таблиці 1. Поправочний коефіцієнт Kv обраховує собою добуток трьох коефіцієнтів: Kv=Kmv Kиv Knv, /5/ Де Kmv, Kиv, Knv – коефіцієнти, які залежать від властивостей матеріалу заготовки, що обробляється, стану поверхні останнього і поєднання обробляємого матеріалу з матеріалом інструмента. Умови обробки в завданнях даної серії підібрані таким чином, що поправочний коефіцієнт Kv=1. Значення коефіцієнтів Kиv і Knv для інших умов обробки вказані в таб.2. Рекомендовані значення поздовжньої подачі при чорновому і чистовому точінні наведені, відповідно, в таб.3.і 4. Вказані значення подач рекомендовано при обробці чавуну і сталі з часовим опором sв=700…900 МПа. У випадку обробки сталі іншими механічними властивостями подачу коректують, домножуючи наведені в таб.3,4, значення на відповідні коефіцієнти Ksв=0,75 /для сталі з sв=500…700 МПа/; Ksв=1,25 / для сталі з sв =900…1100 MПа/. 1.3.Інструмент Інструментом при зовнішньому поздовжньому точінні є прохідні, прямі або відігнуті різці і підрізні різці з напаяними переточуваними або механічно закріпленими багатогранними пластинами з швидкоріжучої сталі або твердого сплаву. Завдання на поздовжнє точіння складені з урахуванням використання прохідних різців з пластинами зі швидкоріжучої сталі РІ8 і титановольфрамового сплаву ТІ516. Основними параметрами геометрії різця є наступні: передній кут a, задній кут b, головний кут в плані j /див.рис.1/; допоміжний кут в плані j1; радіус R при вершині різця. В значній мірі швидкість різання залежить від кутів j і j1, а для різців з швидкоріжучої сталі – ще і від радіусу R. Вплив цих параметрів на швидкість різання враховується за допомогою поправочних коефіцієнтів Kjv, Kj1v і Kjrv, значення котрих наведені в таб.5. Дана серія завдань складена, враховуючи використання різців з j=45, j1=100, R=2 мм, тобто Kjv=Kj1v=KRv=1.
Рис.1. Схема зовнішнього поздовжнього точіння1.4.Завдання № 1…5 Постановка задачі: Написати програму для знаходження оптимальної частоти обертання n заготовки при заданих умовах обробки. Мета завдання: виявити залежність частоти обертання заготовки від матеріалу, що обробляється. Змінні величини: матеріал, що обробляється /для одного завдання/; діаметр заготовки, яка обробляється, подача і глибина різання /від завдання до завдання/. Постійні величини: матеріал інструмента; відсутність охолодження; період стійкості інструмента. В кожному завданню находять частоту обертання заготовки /змінна величина - матеріал, що обробляється/ при відповідних значеннях її діаметра, подачі і глибини різання, які є постійними величинами конкретного завдання, але змінюються / всі три або два з трьох / від завдання до завдання. Умови завдань № 1…5 наведені в таб.5, де також вказані значення коефіцієнта Cv і показників степені x, y і m рівняння /4/. Часовий опір sв або твердість HB матеріалу, що обробляється, вказані в таб.6, стан його поверхні /без коринки/ і матеріал інструменту / швидкоріжуча сталь Р18 / дозволяє приймати поправочний коефіцієнт Kv=1. Значення подачі S в таб.6 взяті із таб.4 для різця з радіусом R при вершині, рівній 1,2 мм. Зразок завданняЗавдання № 1. Написати програму для знаходження оптимальної частоти обертання заготовок діаметром d=50мм з вуглецевої конструкційної сталі з тимчасовим опором sв=750МПа і ковкового чавуну твердістю HB 190 при поздовжньому точінні з охолодженням Акволоном-10м. Обробка ведеться різцем, який оснащений пластиною зі швидкоріжучої сталі Р18 і має період стійкості Т=60 хв., з подачею S=0,12 мм/об і глибиною різання t=0,4мм. 1.5. Завдання № 6…10 Постановка задачі: Написати програму для знаходження періоду Т стійкості різця при зовнішньому поздовжньому точінні заготовки з мідного, алюмінієвого сплавів. Мета завдання: виявити залежність стійкості ріжучого інструменту від матеріалу, що обробляється. Змінні величини: матеріал, що обробляється / для одного завдання /, діаметр оброблювальної заготовки, її частота обертання, подача і глибина різання / від завдання до завдання /. Постійні величини: матеріал інструмента, відсутність охолодження. В кожному завданні знаходять період Т стійкості різця при обробці заготовки / змінна величина - матеріал, що обробляється/ при відповідних значеннях діаметру заготовки, її частоти обертання подачі і глибини різання, які є постійними величинами конкретного завдання, але змінюються / всі чотири або три із чотирьох/ від завдання до завдання. Умови завдань наведені в таб.7, де також вказані значення коефіцієнта Сv і показників степені рівняння /6/. Обробка проводиться різцями з сталі Р18 без охолодження. Інші умови підібрані таким чином, що коефіцієнт Kv=1. Рекомендовані значення повздовжньої подачі при чистовому точінні заготовок з мідних і алюмінієвих сплавів вказані в таб.8, що дозволяє використовувати при складанні допоміжних завдань. На основі рівняння /4/ отримуємо рівняння для знаходження періода стійкості різця: /6/ Щоб знайти рішення рівняння /6/, яке по структурі близьке до рівняння /4/, необхідно знайти корінь m-ої степені. Як відомо, це рівносильно піднесенню підкореневого виразу в степінь 1 /m. Зразок завдання Завдання № 6 Написати програму для знаходження періоду Т стійкості різця при поздовжньому точінні без охолодження заготовок діаметром d=90 мм із мідного сплаву твердістю HB100…140 і алюмінієвого сплаву твердістю до HB65. Обробка ведеться різцем зі швидкоріжуючої сталі РІ8 з подачею S=0,12 мм/об, глибиною різання t=0,5 мм при частоті обертання n=700 хв-1.
Робота №2 Розрахунок режимів різання при ВІДРІЗЦІ
2. Відрізка Цей вид обробки часто завершує токарні операції. 2.1.Характеристика операції Характерні особливості операції: - змінна швидкість різання внаслідок неперервної зміни діаметру заготовки, що обробляється; - невільне різання і затруднене виведення стружки; - несприятливі умови охолодження і відведення теплоти з зони різання; - недостатня жорсткість інструмента; - залежність умов різання від розміщення вершини різця відносно осі заготовки. Критерії ефективності Час відрізки визначається максимально допустимими швидкістю різання v і подачею s, які, в свою чергу, залежать від матеріалу інструмента і умов охолодження (типу, витрат і тиску мастильно–охолоджуючої рідини - МОР). Oб’єм металу, який перетворюється в стружку, визначається при роботі з оптимальною шириною інструмента. 2.2.Режими різання S, мм\об – поперечна подача на оберт - це переміщення різця перпендикулярно осі заготовки за її один оберт; T, мм – глибина різання, що відповідає радіусу відрізуємої заготовки; v - швидкість різання (м·хв-1) і Т- період стійкості різця (хв), визначається аналогічно, як в п.1.2. Рівняння оптимальної швидкості різання (м·хв–1) при відрізці має наступний вигляд: / 7/ де величини Cv, Kv, m і у несуть таке ж змістове навантаження, як і в рівнянні (3). Звідси можна отримати рівняння для знаходження оптимальної частоти обертання заготовки при відрізці, хв-1:/ 8 / Це рівняння можна застосувати або без неперервної зміни діаметру обробки в процесі відрізки (найбільш поширений на практиці метод) або з його врахуванням. Другий метод використовується рідко через складність неперервного або дискретного зміщення частоти обертання заготовки, а також погіршення умов охолодження і відвід теплоти з зони зрізання в міру охолодження діаметру обробкою. Зміна частоти обертання при ручному управлінні верстатом потребує великих затрат допоміжного часу і тому економічно не вигідно. На верстатах з ПУ регулювання частоти обертання не потребує уваги оператора. В завданнях розглядається відрізка заготовок з сірого і ковкого чавуну різцями з швидкоріжучої сталі РІ8 і твердого сплаву ВК6.Обробка проводиться без використання МОР. Значення коефіцієнта Сv, а також показників степені у і m для конкретних умов обробки приведені в таблиці 9, рекомендовані значення поперечної подачі в таблиці 10. Відмітимо, що ширина В різця і подача S взаємно зв’язані: чим більша ширина різця, тим кращі умови тепловідводу, тому можна назначати велику подачу.
Рис.2. Схема відрізки на токарному верстаті.. 2.3.Інструмент Інструментом при відрізці є відрізні різці з напаяними пластинами, як правило, з швидкоріжучої сталі або твердого сплаву, використовують також відрізні різці з вуглецевої інструментальної сталі і невеликі цільні різці з швидкоріжучої сталі. 2.4.Завдання №11…15 Постановка задачі: Написати програму для знаходження оптимальної частоти обертання заготовки при заданих умовах відрізки. Мета завдання: виявити залежність частоти обертання від матеріалу ріжучої частини різця. Змінні величини: матеріал інструменту (для одного завдання), діаметр заготовки, що обробляється, подача і період стійкості різця (від завдання до завдання). Постійні величини: матеріал, що обробляється, відсутність охолодження. В кожному завданні знаходять частоту обертання заготовки при обробці різцями з ріжучою частиною з різних матеріалів (змінна величина) при відповідних значеннях діаметру заготовки, що обробляється, подачі і періоду стійкості різця, які є постійними величинами конкретного завдання, але змінюються від завдання до завдання. Умови завдання приведені в таблиці 11, де також задані значення коефіцієнта Сv і показників степені у і m. Інші умови обробки підібрані так, що Кv= 1. Зразок завдання Завдання №11. Написати програму для знаходження оптимальної частоти обертання заготовки діаметром d=40 мм з сірого чавуну твердістю НВІ 90 при її відрізці без охолодження різцем з пластиною з швидкоріжучої сталі РІ8 і різцем з пластиною з твердого сплаву ВК6. Обробка проводиться з подачею S=0,16 мм\об ,період стійкості різців Т=70 хв. 2.5.Завдання № 16…20 Постановка завдання: Написати програму для знаходження періоду стійкості Т відрізного різця при заданих умовах відрізки. Мета завдання: виявити залежність періоду стійкості різця від матеріалу, що обробляється. Змінні величини: матеріал, що обробляється (для одного завдання); діаметр заготовки, що обробляється, подача і частота обертання заготовки (від завдання до завдання). Постійні величини: матеріал ріжучої частини різця, відсутність охолодження. В кожному завданні знаходять період стійкості відрізного різця при обробці сірого і ковкого чавуну (зміна величина) при відповідних значеннях діаметру і частоти обертання заготовки, що відрізують, а також подачі, які є постійними величинами конкретного завдання, але змінюються від завдання до завдання. Умови завдань наведені в таблиці 12, де також подані значення коефіцієнта Cv і показників степені у і m. Інші умови обробки підібрані так, що Кv=1. Перетворивши рівняння \8\, отримуємо вираз для знаходження періоду стійкості Т \хв.\ відрізного різця /9/ За структурою рівняння \9\ близьке до рівняння /6/. Тут також при находженні періоду Т знаходять корінь m-ї степені, що рівносильно піднесенню підкореневого виразу в степінь 1/m. Зразок завдання Завдання №16. Написати програму для знаходження періоду стійкості різця при відрізці заготовок діаметром d=42 мм з сірого чавуну твердістю НВ 190 і ковкого чавуну НВ 150 .Обробка ведеться різцем, що означений пластиною з твердого сплаву ВК 6, без охолодження, з подачею S=0,16 мм\об, при частоті обертання заготовки n=500хв-1. 2.6.Відрізка зі зміннимирежимами різання В завданнях № 11…20 процес відрізки розглядається спрощено, тобто при постійних для конкретного завдання значення частоти обертання n і поперечній подачі S. Хоча в міру наближення різця до осі заготовки діаметр обробки зменшується, тому для підтримки швидкості різання на початковому рівні слід збільшити частоту обертання заготовки. Практика відрізки показала доцільність зниження поперечної подачі в міру наближення різця до осі заготовки в наслідок ряду причин (погіршення умов охолодження і тепловідводу, зниження жорсткості шийки оброблюваної поверхні та інше). Рекомендовано зменшення подачі на 40…50%. 2.7. Завдання№ 21…25 Постановка завдання: Написати програму для знаходження ряду оптимальних частот обертання nі заготовки при заданих умовах відрізки. Мета завдання: виявити залежність частоти обертання заготовки від змінних діаметра d обробки і подачі S різця. Змінні величини: діаметр обробки і подача різця (для одного завдання), початковий діаметр заготовки, що обробляється, період стійкості різця і приріст (негативний) діаметру обробки і подачі (від завдання до завдання). Постійні величини: матеріал, що обробляється, матеріал ріжучої частини різця, відсутність охолодження. В кожному завданні потрібно знайти ряд оптимальних частот обертання заготовки при ступінчастому зменшенні діаметра d обробки і подачі різця (змінні величини) і відповідних значень періоду стійкості різця і діаметра заготовки, які постійні в даному завданні, але змінюється від завдання до завдання. Умови завдань наведені в таблиці 13, де також задані значення коефіцієнта CV і показників степені у і m .Інші умови підібрані таким чином, що Kv=1 Зразок завдання Завдання №21. Написати програму для знаходження ряду оптимальних частот обертання ni заготовки діаметром d=40 мм з сірого чавуну твердістю HB 190 при відрізці без охолодження різцем, оснащеним пластиною з твердого сплаву ВК6. Частота обертання заготовки повинна змінюватись після зміни діаметру обробки на 10 мм. Подача різця S=0,19 мм/об спочатку і зменшується на 0,1 мм/об одночасно зі зміною частоти обертання. Період стійкості різця Т=120 хв. 2.8. Програма для завдання № 21...25 Рівняння для знаходження частоти обертання n заготовки при відрізці зі змінними значеннями діаметру d обробки і подачі s дозволяє знаходити значення частоти обертання при будь-яких значеннях d і s. Якщо припустити, що кінематичний ланцюг токарного верстату з ПУ здійснює дискретну зміну частоти обертання n, тоді рівняння для її знаходження матиме наступний вигляд: /10/ де n1..i – дискретне значення частоти обертання, причому n1 – початкова частота обертання, яка має мінімальне значення, ni – кінцева частота обертання, яка має найбільше значення, d1..i – дискретні значення діаметру відрізки, причому d1 – початковий /максимальний/ діаметр, d2=d1-Δd, /Δd – зменшення діаметру, при якому здійснюється зміна частоти обертання/, d3=d2-Δd і т.д., S1..i – дискретне значення подачі різця, причому S1 – початкове /максимальне/ значення подачі, S2=S1-ΔS, /ΔS – зменшення подачі при зменшенні діаметру обробки на Δd/, S3=S2-ΔS і т.д. Приймаємо, що кількість розрахункових дискретних значень d і S однакова, хоча в загальному випадку вона може бути різною. Рівняння /10/ дозволяє отримувати числовий ряд значень частоти обертання заготовки в процесі відрізки. За структурою рівняння /10/ близьке до рівняння /8/. Відмінність в тому, що значення d і S дискретно зменшуються, а значення n1 дискретно збільшуються, причому кожній парі значень di і Si відповідає своє значення n. За максимальну частоту обертання для даного завдання приймають частоту обертання, яка відповідає парі значень di і Si, що передує нульовим значенням цих параметрів. Якщо один з них стане рівним нулю, то число обертів має бути нескінченно великим, що неможливо.
Робота №3 РОЗРАХУНОК РЕЖИМІВ РІЗАННЯ ПРИ РОЗТОЧУВАННІ
Розточування – це один з основних способів обробки отворів, особливо високоточних по розміру, формі або розміщенню, а також фасонних отворів, виточок, канавок. Розточування здійснюється: - на токарних верстатах при обертанні заготовки і повздовжньому переміщенні різця, встановленого на супорті верстату; - на розточних і алмазно-розточних верстатах, де різець встановлюється в оправу розточної головки і при обробці різець обертається, а повздовжня подача здійснюється в більшості випадках переміщенням заготовки. 3.1.Характеристика операції Характерні особливості операції: - низька жорсткість розточувального різця, особливо важливо це для довгих отворів , які мають ( Lд / d) > 5, де Lд – довжина отвору , і отворів малих розмірів при d< 10 … 15мм; - трудність вводу стружки при обробці довгих отворів і обмежена можливість спостереження за зоною різання; - трудність подачі МОР в зону різання; - необхідність обмежувати в вузьких рамках натиск зажиму тонкостінних заготовок \ наприклад, кілець підшипників кочення , а також рівномірно розподіляти натиск по периметру зажиму \кола\, щоб уникнути значного відхилення форми обробленого отвору від номінальної геометричної форми; - потреба в високообертових розточувальних головках \високочастотні або інші приводи \з частотою обертання n> 5000…10000хв-1 при обробці малих отворів. Критерії ефективності. При чорновому розточуванні за критерій ефективності приймають зняття металу за одиницю часу, тобто обробка ведеться з максимально допустимими значеннями, залежними, як правило, від жорсткості розточувального різця. При чистовому розточуванні критеріями ефективності слід вважати обробки і похибка макрогеометрії отвору в поперечному і повздовжньому напрямках, так як обробка ведеться з обмеженими значеннями S і t при максимально допустимій швидкості різання, що зв’язана стійкістю розточувального різця. 3.2. Режими різання Швидкість різання V, подача на оберт S, глибина різання t і період Т стійкості різця аналогічні відповідним параметрам, які розглянуті в розділі 1. Рекомендований зв’язок між подачею S, глибиною різання t, діаметром D січення різця і вилітом Lp різця при чорновому розточуванні . На практиці для розрахунку процесу розточування отворів застосовують різні формули, які зв’язують між собою параметри режиму розточування. При виконанні завдань 26…35 для знаходження швидкості різання /м хв.-1/ використовується рівняння /3/ , яке відносно розточування має наступний вигляд : /11/ Значення коефіцієнта Сv і показників степені m, х і у приведені в таблиці 15. Частота обертання знаходиться з рівняння /2/.
Рис.3. Схема розточування отвору. 3.3.Інструмент В якості інструментів при розточуванні використовуються розточувальні різці з круглими / 6…25 мм / або квадратними / розмірами від 12 х 12 до 40х40 мм/ корпусами, з напаяними / переточу вальними / або механічно закріпленими / непереточувальними / багатогранними пластинами. В останній час поряд з пластинами з швидкоріжучоі сталі, наприклад Р6М5, все більше находять застосування пластини з твердих сплавів: ВК8 /чорнове і чистове розточування чавуну при переривчастому різанні /, ВК6 /чорнове і чистове розточування чавуну при невеликому січенні зрізу /, ВКЗ, ельбор і мінералокераміка / чистове розточування чавуну /, Т5К10 /чистове розточування сталі/. Розточувальні різці діляться на прохідні з головним кутом в плані, рівним 90, 60 і 45о , підрізні і канавочні. Геометрія ріжучої частини : передній кут – 8… 16о /швидкоріжуча сталь/ і до 12о /твердий сплав/; задній кут – 8о; кут нахилу ріжучої кромки – 0о/швидкоріжуча сталь/ і 4о/твердий сплав/. 3.4.Сили різання і потужність, яка використовується при розточуванні При чорновому розточуванні одним з факторів, що обмежують продуктивність процесу, може бути потужність, яка залежить від сил і швидкості різання. Головною складовою сили різання є тангенційна складова Рz /окружна сила/, порівняно з якою радіальна Ру і осьова Рх cкладові невеликі і без великої шкоди для точності розрахунку потужності ними можна нехтувати. Значення сили Рz /н/ знаходиться з рівняння /12/: /12/ Значення деяких величин, що входять в рівняння /12/, наведені в табл.16. Оскільки в наведених випадках показник степені Zp=0, то тоді рівняння спрощується: /13/ Тоді потужність, яка використовується при розточуванні, має наступний вигляд, (кВт) /14/ 3.5. Завдання 26…35 Постановка задачі : Написати програму для знаходження потужності, що використовується при розточуванні. Мета завдання: виявити залежність потужності, що використовується, від матеріалу, який обробляється. Змінні величини: матеріал, що обробляється / для одного завдання/ і діаметр отвору, що розточується, діаметр січення різання, виліт різця, подача, глибина різання і період стійкості різця / від завдання до завдання/. Постійні величини: матеріал інструменту, відсутність охолодження. В кожному завданні знаходять потужність, що використовується при розточуванні заготовок з різних металів /змінна величина/ при відповідних значеннях діаметру обробленої заготовки, діаметру і вильоту різця, які є постійні величини конкретного завдання, але змінюються від завдання до завдання. Умови завдань 26…35 наведені в таблиці 17, де також задані значення коефіцієнтів Cv, Cp і показників степені Yv , Xv, m, Xp, Yp рівнянь /11/ і /13/. Умови обробки в завданнях даної серії підібрані таким чином, що поправочний коефіцієнт Кv=1. Зразок завдання Завдання 26. Написати програму для знаходження потужності, яка використовується при розточуванні отвору діаметром d=18 мм в заготовках з мідного сплаву твердістю НВ 100…140 і дюралюмінію твердістю НВ < 110, виходячи з оптимальної швидкості різання V і окружної сили Рz. Обробка ведеться різцем зі швидкоріжучої сталі Р5М5, який має діаметр D=12 мм, виліт lp=60мм і період стійкості Т=31хв. при S=0,15 мм/об і t=2мм. Оформити результати у вигляді фрагменту технологічної карти, знайшовши для цього також частоту обертання заготовки, використовуючи для цього рівняння /2/. 3.6. Завдання 36…45 Постановка задачі: Написати програму для знаходження оптимальної подачі і швидкості різання при розточуванні отвору з заданими умовами обробки . Мета завдання: виявити залежність подачі і швидкість різання від матеріалу, що обробляється. Змінні величини: матеріал, що обробляється і відповідний йому матеріал інструменту /для цього завдання/; розміри січення /В і Н/, виліт /lp/ розточувального різця /рис.4/, глибина різання /від завдання до завдання/. Постійні величини: період стійкості різання , відсутність охолодження. В кожному завданні треба знайти подачу і швидкість різання при розточуванні отвору в заготовці з різних матеріалів /змінна величина/ при відповідних розмірах розточувального різця і відповідній подачі, які є постійними величинами конкретного завдання, але змінюються від завдання до завдання. Повздовжня подача S /мм/об/ залежно від глибини t різання розмірів розточувального різця / ширина В, висота Н / і його вильоту lp знаходиться з рівняння /15/ Значення коефіцієнта Cs і показників степені цього рівняння наведені в табл.18. Швидкість різання V /м хв-1 / знаходиться з рівняння /16/ Значення коефіцієнта Сv і показників степені уv залежать від подачі S /мм/об/ і приведені нижче. Показник степені Хv рівний 0.1 і не залежить від подачі.
Наведені нижче значення показників степені і коефіцієнтів рівнянь /15/ і /16/ відповідають прийнятому в завданнях даної серії періоду стійкості інструменту, рівному 45 хв. Умови завдань № 35…45 наведені в табл.19, де також задані значення коефіцієнтів Cs, Cv1, Cv2 і показників степені Xs,Ys,Yv1,Yv2,Xv рівнянь /15/ і /16/. Зразок завдання Завдання 36. Написати програму для знаходження оптимальної подачі S і швидкості різання V при чорновому розточуванні /без охолодження/ отвору в заготовці з конструкційної сталі різцем з пластиною з твердого сплаву ВК8. Корпус різця – прямокутного січення шириною В=25мм, висотою Н=30мм, виліт різця lp=65мм, глибина різання t =1.5мм.
Рис.4. Розточувальний різець.
Робота №4 РОЗРАХУНОК РЕЖИМІВ РІЗАННЯ ПРИ ФРЕЗЕРУВАННІ ПЛОСКИХ ПОВЕРХОНЬ
Обробка плоских поверхонь за допомогою циліндричних фрез – одна з найбільш поширених операцій механічної обробки, яка об‘єднує високу продуктивність, середні рівні точності обробки, шорсткість обробленої поверхні, помірне спрацювання фрез, сприятливі умови охолодження і відводу стружки. 4.1. Характеристика операції Характерні особливості операції:- знання великого припуску і можливість працювати при значній глибині різання;- можливість зустрічного чи попутного фрезерування; при зустрічному фрезеруванні товщина стружки поступово збільшується в процесі різання, при попутному – зменшується;- ефективність обробки поверхні з коринкою при зустрічному фрезеруванні;- поперечне січення стружки, що знімається кожним зубом фрези має вигляд коми;- чистове фрезерування забезпечує точність по 7 … 8 квалітетах і шорсткість Rz = 1,6 … 6,2 мкм, чорнове фрезерування – по 11 …14 квалітетах і шорсткість Rz = 20 … 160 мкм.Критеріїї ефективності . При чорновому фрезеруванні критерієм є зняття металу за одиницю часу, тому обробка ведеться при максимальних значеннях Sz i t, які звичайно обмежені жорсткістю системи ВПІД. При чистовому фрезеруванні критеріями слідує вважати шорсткість і похибку макрогеометрії обробленої поверхні / відхилення від прямолінійності на площині і на площинності /, тому обробка ведеться з обмеженими значеннями S i t при максимально допустимій швидкості різання, яка зв‘язана з стійкістю фрези. 4.2. Режим різання Фрезерування плоских площин циліндричною фрезою виконується на горизонтально- і універсально-фрезерних верстатах, де фреза обертається, а подача здійснюється столом верстата. Розрізняють три види подач: подача на зуб Sz, мм/зуб., подача на оберт S мм/об подача в хвилину /хвилинну подачу/ Sm , ммхв-1. Між ними є наступний зв‘язок: /17/ При чорновому фрезеруванні в якості початкової величини вибирають подачу на зуб Sz , при чистовому – хвилинну подачу Sm . Глибина фрезерування t визначає тривалість контакту зуба з заготовкою, а ширина фрезерування в – робочу довжину ріжучої кромки зубів. Рекомендовані значення подачі на зуб Sz при циліндричному чорновому фрезеруванні наведені в табл. 20. Зв‘язок між режимами різання визначається наступним рівнянням, за допомогою якого розраховується швидкість різання V , м хв-1: /18/ Використовуючи рівняння /2/ після перетворення рівняння /18/ отримуємо вираз для надходження частоти обертання n /хв-1/ фрези: /19/ Значення коефіцієнта Cv і показників степені цього рівняння приведені табл. 21. При фрезеруванні заготовки довжиною L3 /див. рис. 5/ сумарне переміщення /мм/ заготовки /робочий хід/ має такий вигляд: /20/ Час обробки /хв/ знаходиться з рівняння /21/
Рис. 5. Схема фрезерування плоскої поверхні циліндричною фрезою. 4.3. Інструмент Промисловістю випускається циліндричні фрези з дрібними /тип 1/ і великими /тип 2/ зубами, а також оснащені гвинтовими пластинами. Для виготовлення цільних фрез використовують швидкоріжучу або леговану /марки 9ХС/ сталь. Гвинтові пластини виготовляються з твердих сплавів Т5К10, Т14К8, Е15К6, ВК6, ВК8, а корпуси – з сталі 40, 45, 40Х. З‘єднання пластин з корпусом здійснюється методом спайки. Головні параметри циліндричних фрез приведені в таблиці 22. 4.4. Завдання № 46 … 55 Постановка задачі: з двох фрез /відповідно з дрібними та великими зубами/ вибрати ту, що забезпечує найменший час фрезерування заготовки заданих розмірів, для чого необхідно знайти час обробки кожною фрезою і частоту обертання фрези. Написати програму для знаходження часу обробки і частоти обертання фрез. Мета завдання: виявити залежність часу фрезерування від типу фрези і допустимих режимів різання. Змінні величини: діаметр і число зубів фрези, подача на зуб /для одного завдання/ ; довжина і ширина заготовки, що обробляється, глибина різання /від завдання до завдання/. Постійні величини: матеріал фрези, наявність охолодження. В кожному завданні находять час фрезерування плоскої поверхні і частоти обертання інструмента для двох фрез з різним діаметром і числом зубів і різною подачею на зуб /змінні величини/ при відповідних значеннях довжини і ширини заготовки, що обробляється, а також глибина різання, які є постійними величинами конкретного завдання, але змінюються від завдання до завдання. Умови завдань № 46 …35 приведені в табл. 23, де також задані значення коефіцієнта Сv і показників степені рівнянь /18/ і /19/. Умови вибрані таким чином, що поправочний коефіцієнт Кv = 1. Зразок завдання Завдання № 46. Знайти, яка із двох циліндричних фрез - /№1 чи №2/ забезпечує менший час фрезерування плоских заготовок шириною b =70 мм і довжиною Lд =100 мм /робочий хід L = 120 мм/, якщо періоди Т стійкості фрез повинні бути однакові /Т = 180 хв./. Крім того, потрібно знайти частоту обертання кожної фрези. Написати програму для знаходження часу обробки і частоти обертання фрез. Фреза №1 з дрібними зубами має діаметр Д1 = 80 мм, число зубів Z1 =16, Sz1 = 0,11 мм/зуб. Фреза №2 з крупними зубами має діаметр Д2 = 63 мм, число зубів Z2 = 8, Sz2 = 0,2 мм/зуб. Матеріал фрез – швидкоріжуча сталь Р6М5. Обробка ведеться з охолодженням при глибині фрезерування t =2,5 мм. 4.5. Завдання № 56…65 Постановка задачі: Написати програму для знаходження подачі на зуб Sz , яка впливає на час обробки t обр., тобто на продуктивність при чорновому фрезеруванні плоскої поверхні фрези, що обладнана пластинами з твердого сплаву. Мета завдання: виявити залежність подачі на зуб від параметрів фрези /діаметр Д, число Z зубів/, глибина різання t і розмірів поверхні, що обробляється /ширина b, довжина L3/. Змінні величини: параметри фрези, розміри поверхні, яка обробляється визначають робочий хід L; глибина різання; матеріал інструмента; час обробки. Постійні величини: метод фрезерування, відсутність охолодження, період стійкості фрези. В кожному завданні находять подачу на зуб при фрезеруванні поверхні заданих розмірів циліндричною фрезою, яка обладнана твердосплавними пластинами з певними параметрами при заданих значеннях часу обробки і глибини різання /змінні величини/ від завдання до завдання. Період Т стійкості фрези у всіх завданнях постійний і має значення 180 хв. Умови завдань № 56…65 приведені в табл. 24, де також задані значення коефіцієнта Сv і показників степені рівняння /23/. Зразок завдання Завдання № 56. Написати програму для знаходження подачі на зуб Sz фрези діаметром Д =100 мм з числом зубів Z = 10, яка обладнана пластинами з твердого сплаву Т15К6, при чорновій обробці заготовки шириною b = 85 мм, довжиною L3 =320 мм /робочий хід L =370 мм/, якщо глибина фрезерування t =3,5 мм, час обробки tобр. = 0,5 хв., період стійкості фрези Т =180 хв. 4.5. Програма для завдань № 56…65 Рівняння для надходження подачі на зуб отримують, прирівнюючи перетворене рівняння /21/ і рівняння /19/. Перетворене рівняння /2/ має такий вигляд: /22/ Таким чином отримуємо рівність
Приймаючи Kv = 1, отримуємо наступне рівняння для розрахунку подачі на зуб, мм/зуб: /23/
Робота № 5 РОЗРАХУНОК РЕЖИМІВ РІЗАННЯ ПРИ ТОРЦЕВОМУ ФРЕЗЕРУВАННІ ПЛОСКИХ ПОВЕРХОНЬ
В більшості випадків торцевими фрезами обробляють плоскі поверхні великих розмірів. Крім того, цей вид обробки застосовують також для забезпечення високої продуктивності процесу. 5.1. Характеристика операції Характерні особливості операцій: - застосовування крутих фрез з змінними зубами із зносостійких матеріалів, що дозволяє змінити великі припуски при високій продуктивності і великому періодові стійкості інструмента; - висока швидкість різання при невеликих і середніх частотах обертання шпінделя за рахунок застосування фрези великого діаметру; - ефективне охолодження інструменту в зоні різання, включаючи іноді подачу МОР під тиском; - надійний відвід стружки; - консольне закріплення інструменту,що потребує високої жорсткості шпінделя і станини верстата; - застосування збірних фрез з точною установкою і регулюванням змінних ріжучих елементів з високопродуктивних, ефективних матеріалів безпосередньо в інструментальному цеху; - можливість установки і закріплення нової заготовки без припинення фрезерування попередньої, наприклад, на верстаті з круглим столом; - забезпечення шорсткості Rа=1,25…20 мкм при чистовій обробці і Rа=20…160 мкм при чорновій. Критерії ефективності: аналогічні критеріям ефективності циліндричного фрезерування. 5.2 Режими різання Для торцевого фрезерування часто використовуються вертикально-фрезерні верстати з прямокутнім або круглим столом. В процесі обробки фреза обертаються а подача здійснюється столом, на якому встановлена і закріплена заготовка. Так як і при циліндричному фрезеруванні, розрізняють 3 види подач: на зуб \Sz \, на оберт \S\ і в хвилину \Sm\; аналогічний і зв’язок між цими подачами \Sm=Sn- Szּzּn, м=хв-1\.. На відміну від циліндричного фрезерування глибінь різання t не визначає тривалість контакту зуба з заготівкою. При чистовому фрезеруванні подача на зуб назначається в залежності від потрібної жорсткості обробленої поверхні і матеріалу, що обробляється \таб.26\. Швидкість різання торцевими регулюємими фрезами з механічно закріпленими круглими пластинами залежать від матеріалу ,що обробляється, глибини різання і подачі на зуб \таб.26\.
Рис. 6 Схема фрзерування плоскої поверхні торцевою фрезою 5.3 Інструмент Торцеві фрези, які обладнані ріжучими вставками композиту – надтвердого синтетичного матеріалу на основі нітриту бору, застосовують разом з торцевими фрезами з швидко ріжучої сталі і фрезами з пластинами з твердого сплаву. Композит ефективний при напівчистовій і чистовій обробці. Фрези з ріжучими вставками з композиту являють собою інструмент нового покоління, який забезпечує інтенсивність зняття процесу фрезерування, в поєднанні з швидкістю різання і шорсткістю оброблення поверхні, які характерні для шліфування. Це дозволяє вдосконалювати технологію обробки. Наприклад, при обробці заготовок корпусних чавунних деталей можна уникнути кінцевого шліфування яке часто необхідне, якщо фрезерування виконується інструментами, які оснащені пластинами з твердого сплаву. При вибору конструкції фрез зі вставками з композиту перевагу слід віддати регульованим фрезам з механічним кріпленням пластин. Регулювати ці фрези необхідно так,щоб торцеве биття ріжучих пластин не перевищувало 5 мкм. Для чистового фрезерування сталей \незагартованих і загартованих \з глибиною різання t=0,2 мм,а також сірого чавуну рекомендується застосовувати фрези з ріжучими вставками з композитами. Взаємозв’язок діаметру і кількості зубів фрез з круглими пластинами із композиту 10 показано нижче. D, мм …100 125 160 200 250 Z … 8 10 12 16 20
5.4 Завдання № 66…75 Постановка задачі: Написати програму для знаходження сумарного часу обробки при торцевому фрезеруванні декількох груп заготовок, коли кількість останніх в групах однакова, а їх довжина однакова в одній групі але змінюється \зменшується\ від групи до групи. Мета завдання: знайти залежність часу обробки від кількості і розмірів заготовок, що обробляються \число груп заготовок і кількість заготовок в групах\, параметрів фрези \діаметрі число зубів\ і режимів різання \швидкість різання подача на зуб і глибина різання\. Змінні величини: довжина заготовок, що обробляються в різних групах \для одного завдання\; довжина заготовок I-й групи, приріст \негативне\ довжини –DL3, ширина заготовки, відстань між сусідніми заготовками групи, кількість заготовок в групі, число груп заготовок ,параметри фрези, режими різання, матеріал, що обробляється і шорсткість обробленої поверхні \ від завдання до завдання \ . Постійні величини: матеріал ріжучих пластин, період стійкості інструменту. В кожному завданні знаходять сумарний час фрезерування декількох груп заготовок з різними довжинами останніх в групах \змінна величина завдання\ торцевими фрезами з різними параметрами і з різними режимами різання при заданих ширині заготовок, відстані між ними і приріст \негативний\ довжини заготовок між групами \ці величини постійні для конкретного завдання, але змінюються від завдання до завдання\. Умови завдання №66…75 наведені в табл.27. Зразок завданняЗразок № 66. Написати програму для знаходження сумарного часу фрезерування поверхні заготовок, які розділені на 6 груп \ k=6 \ по 5 заготовок в кожній групі \ m =5 \ і встановлених у відповідності з рис.7 . Довжина заготовок групи I L31 = 300 мм, довжина заготовок кожної послідуючої групи зменшується на 50 мм \ L3=50 мм \ і ширина заготовок b = 70 mm, відстань між сусідніми заготовками групи c=5 mm, загальна довжина врізання і перебігу фрези Lвп= 115 мм . Матеріал заготовок – загартована сталь \ HRCз 50 \ ; шорсткість обробленої поверхні Ra=0,16 мкм. Обробка здійснюється торцевою фрезою з ріжучими пластинами з композиту 10; діаметр фрези d=100mm, число зубців Z=8. Режим різання : швидкість різання V=210м\хв-1, подача Sz= 0,02 мм\зуб, глибина різання T=0,05mm. 5.5 Програма для завдання №66…75 Машинний час для фрезування однієї групи заготовок знаходити з рівняння /24/ Якщо виразити частоту обертання фрези через швидкість різання, то тоді рівняння /24/ буде мати такий вигляд /25/ Сумарний час обробки /хв./ всіх заготовок 6 груп /при їх послідовній обробці/ знаходити з рівняння
/26/
Рішення рівняння /26/ потребує послідовного сумування часу фрезерування заготовок всіх груп Від групи до групи змінюється довжина заготовок L31, тобто L32 = L31 - L3, L33 = L32 - L3, …, L3i = L3i-1 - L3, тому програма розрахунку повинна включати в себе фрагменти, які виконують ці дії.
Рис. 7 Заготовки, що піддаються торцевому фрезеруванню. 5.6 Завдання № 76… 85 Постановка задачі: Написати програму для знаходження сумарного часу обробки при торцевому фрезеруванні заготовок декількох груп, коли кількість заготовок в групах різна, а довжина заготовок однакова в одній групі, але змінюється \ збільшується \ від групи до групи . Мета завдання: знайти залежність часу обробки від кількості і розмірів заготовок, що обробляються \число груп заготовок і число заготовок в групах\ параметрів фрези \діаметр і число зубців\ і режимів різання \швидкість і глибина різання, подача на зуб\. Змінні величини: довжина заготовок, що обробляються, в різних групах і число заготовок в групах, причому довжина збільшується, а число зменшується \для одного завдання/ ; довжина заготовок першої групи, приріст довжини, ширина заготовок, відстань між сусідніми заготовками групи, число груп заготовок, параметри фрези, режими різання, матеріал що обробляється, шорсткість обробленої поверхні \від завдання до завдання\. Постійні величини: матеріал ріжучих пластин, період стійкості інструменту. В кожному завданні знаходять сумарний час фрезерування заготовок декількох груп з різною кількістю і довжиною заготовок в групах \змінні величини завдання\ торцевими фрезами з різними параметрами і з різними режимами різання при заданій ширині заготовок, відстань між ними і нарощення довжини заготовок між групами \ці фактори постійні для конкретного завдання, але змінюються від завдання до завдання\. Умови завдання № 76…85 наведені в таблиці 28 Зразок завданняЗавдання № Написати програму для знаходження сумарного часу фрезерування поверхні заготовок, розділених на сім груп \ k=7 \ зі зменшуючою кількістю заготовок в групах: від максимальної і рівної k в першій групі \ m1= 7 \ і рівної першій в останній групі, заготовки встановлюються відповідно з рисунка 8. Довжина і кількість заготовок в групах вказані нижче. Група……..1 2 3 4 5 6 7 L3…………300 350 400 450 500 550 600 m…………..7 6 5 4 3 2 1 Ширина заготовок b= 70 мм, відстань між сусідніми заготовками групи с=7 мм, загальна довжина врізання і перебігу фрези Lвп=115 мм. Матеріал заготовок – загартована сталь \ HRCє 50 \; шорсткість обробленої поверхні Ra=0,16 мкм.. Обробка здійснюється торцевою фрезою з ріжучими пластинами з композиту 20 , діаметр фрези d= 100 мм ,число зубів Z =0,02 мм\зуб., глибина різання t= 0,05мм. Приріст довжини заготовка від групи до групи постійний і становить Lз=50 мм , а число заготовок в групі зменшується на одиницю, т. я. Число груп заготовок рівне числу груп заготовок в першій групі. 5.7. Програма для завдання № 76… 85 Сумарний час обробки \ хв.\ при послідовному фрезеруванні заготовок всіх груп находиться з рівняння \ 27 \ : \27\ де Lзі= довжина заготовок в групі, mі= кількість заготовок в групі, причому і=1..к. Інші параметри рівняння \27 \ аналогічні параметрам рівняння \ 26\ . Рішення рівняння \26 \ потребує послідовного додавання часу фрезерування всіх груп заготовок : Від групи до групи змінюється довжина Lзі і кількість заготовок mi; тобто одночасно два аргументи, тому програма повинна вміщувати фрагменти, які забезпечують зміну Lзі і mі після розрахунку часу tобрі, обробки заготовок однієї групи і переходу до обчислення часу обробки заготовок наступної групи. Крім того, всі числові значення tобрі повинні постійно додаватись так, щоб в кінці розрахунку можна було отримати сумарний час обробки tобрі.
Рис. 8. Заготовки, що піддаються торцевому фрезеруванню фрезами з ріжучими пластинами з композиту. Лабораторна робота №6 РОЗРАХУНОК РЕЖИМІВ РІЗАННЯ ПРИ СВЕРДЛІННІ
Свердління - спосіб утворення отворів методом механічної обробки – має багато різновидів. Виконують свердління на різних металоріжучих верстатах: свердлильних, токарних, координатно – розточувальних, агрегатних, верстатах для глибокого свердління. При свердлінні виконуються два робочих рухи – обертання і осьова подача. На свердлильних, агрегатних, координатно- розточувальних верстатах обертається свердло, на токарних - заготовка. Осьова подача може здійснюватись за рахунок переміщення свердла або заготовки. 6.1. Характеристика операції При свердлінні глибина різання t=0,50,мм, хвилинна подача Sм=Sn. ммּ хв.-1 Характерні особливості операції: - зрізання значного об’єму матеріалу /порівняно з розмірами інструмента ; - важкі умови роботи сведрла, включаючи несприятливі умови тепловідводу і часто затруднений відвід стружки; - низька міцність інструменту для свердління дрібних отворів; - затруднена подача охолоджуючої рідини в зону різання. Суттєвою характеристикою процесу являється відношення свердла. При L3/D >5...8 процес відносять до глибокого свердління. В цьому випадку одним з основних параметрів якості є відхилення від прямолінійності осі обробленого отвору. Свердління забезпечує отримання отвору з допуском на діаметр по 11- му чи 12-му квалітету і шорсткості поверхні RZ=20...80 мкм. Критерій ефективності. При свердлінні за такий критерій прийнятий об’єм металу, який знімається за одиницю часу при забезпеченні певних параметрів точності і шорсткості. 6.2. Режим різання Режим свердління визначається швидкістю різання V і подачею S. Швидкість різання, діаметр свердла і частота обертання зв’язані між собою відомою залежністю v= ПDn/103,мּхв.-1 Осьову подачу /мм/об/ залежно від впливаючих на неї параметрів можна знайти за допомогою рівняння /28/: \ 28 \ Де Сs- постійна, яка залежить від розміру отвору, D- діаметр свердла на подачу, L3-довжина отвору, що обробляється, мм as- показник степені, який характеризує вплив відношення D/L3 на подачу, яка характеризує номінальну твердість матеріалу, що обробляється, НВ –твердість матеріалу заготовки, який характеризує вплив відношення номінальної і фактичної твердості матеріалу заготовки, що обробляється, Ks1- поправочний коефіцієнт, який залежить від “групи подачі”, Ks2 - поправочний коефіцієнт, який залежить від матеріалу свердла. “Група подачі” визначається умовами обробки і точністю обробленого отвору. При свердлінні з точністю не вище ІІ-го квалітету Ks1=1. При свердлінні чавуну свердлами з швидкоріжучої сталі Ks2=1. Дві ці умови прийняті для наведених нижче завдань. Чавунні заготовки, які підлягають свердлінню, мають твердість НВ225. Стосовно до свердління чавуну значення постійної Cs і показників степенів рівняння /28/ наведені в табл.29. Перетворимо рівняння /28/ стосовно до отвору діаметром D>12мм /в подальшому називається “великими отворами”/ і діаметром D<12мм /в подальшому називається “малими отворами ”/. Після перетворення рівняння для знаходження подачі /мм/об/ при обробці великих отворів приймає такий вигляд : /29/ де Cs1- постійна для великих отворів. При свердлінні малих отворів подача /мм/об/ знаходиться за допомогою рівняння
/30/ Де Cs2- постійна для малих отворів.
Рис. 9. Схема свердління отвору. 6.3 Інструмент Термін “свердло” використовується для позначення різних по конструкції інструментів /свердла спіральні, перові, для глибокого кільцевого свердління і інші /, загальною ознакою яких є можливість утворювати отвори в процесі механічної обробки . До цього часу головним інструментом свердління отворів являлись спіральні свердла з швидкоріжучої сталі, які мають багато конструктивних модифікацій і регламентовані великою кількістю ГОСТів. Свердла розрізняються діаметром, геометрією, загальною довжиною і довжиною ріжучої частини /нормальна або збільшена/, формою хвостовика /циліндричний чи конусний/ й іншими параметрами. Розміри свердл, які використовують в наведених нижче завданнях, відповідають ГОСТу 10903-77 “свердла спіральні з конусним хвостовиком”. Для виготовлення свердл використовується швидкоріжуча сталь Р6М5. 6.4. Завдання №86...105 Постановка задачі: Написати програму для знаходження подачі свердла зі швидкоріжучої сталі при обробці отворів в чавунних заготовках. Мета завдання: знайти залежність подачі свердла від діаметра отвору що обробляється. Змінні величини: діаметр і довжина отвору, що обробляється. Постійні величини: матеріали заготовки, яка обробляється і інструмент, а також відповідно коефіцієнти і показники степенів рівнянь /29/ і /30/. В кожному завданні знаходять значення основної подачі свердла при обробці отвору заданих діаметра і довжини, які є постійними величинами конкретного завдання, але змінюються від завдання до завдання. Умови завдань № 86...106 наведені в табл.30, де також задані значення коефіцієнтів і показників степенів рівнянь /29/ і /30/. Зразок завдання Завдання №86. Написати програму для знаходження осьової подачі S свердла /мм/об/ при обробці отвору діаметром D=5мм і довжиною L3=12 мм в чавунній заготовці твердістю НВ225, інструмент - спіральне свердло з швидкоріжучої сталі Р6М5, точність обробленого отвору - не нижче ІІ-го квалітету.
Лабораторна робота №7 РОЗРАХУНОК РЕЖИМІВ РІЗАННЯ ПРИ ЗЕНКЕРУВАННІ
Зенкерування – це обробка за допомогою зенкера циліндричних або корпусних отворів, які попередньо були просвердлені, відлиті або оброблені методами пластичної деформації, наприклад, прошитих. Зенкеруванням також отримують різні поглиблення: циліндричні і конусні під головки болтів або конусні для центрових отворів. Інструменти, за допомогою яких виконуються ці операції, називають зенковками. Для обробки невеликих торцевих поверхонь, наприклад, бобишек, використовуються інструменти, які називаються цековками. Кінематика зенкерування аналогічна кінематиці свердління: при обробці здійснюється два робочих рухи – обертання і осьова подача. 7.1. Характеристика операції Характерні особливості операції: - більш сприятливі, ніж при свердлінні, умови різання; - порівняно невелика глибина різання і практично постійна швидкість різання повздовж ріжучих країв зенкера; - значне тертя на циліндричних шліфованих стрічках зенкера; - несприятливі умови розміщення стружки в канавках зенкера, її відводу і подачі МОР. При обробці циліндричних поверхонь зенкерування забезпечує точність в рамках 10…12-го квалітетів і шорсткість Ка обробленої поверхні до 2 мкм. Критерій ефективності: досягнуті точність і шорсткість поверхні, при максимальному об’ємі металу, який знімається за одиницю часу. 7.2. Режими різання До режиму різання відносять швидкість різання v, подачу S і глибину різання t, причому на відміну від свердління в суцільному матеріалі при зенкеруванні глибина різання t = (D-dотв )/2 (див. рис.10). Продуктивність зенкерування характеризується зрізаним за одиницю часу при заданому періоді стійкості інструменту об’ємом стружки, який в свою чергу, залежить від діаметру і довжини отвору, який обробляється, а також глибини різання. Маса стружки, яка зрізана при обробці декількох отворів, знаходиться з рівняння: /31/ де і – номер типорозміру отвору,Gi – маса стружки, яка зрізана при зенкеруванні отворів і – го типорозміру, г; - густина матеріалу заготовки, г см; Vi – об’єм стружки, які зрізані при зенкеруванні отворів і – го типорозміру, см;Di – діаметр отвору і – го типорозміру після зенкерування, мм; L - довжина отвору і – го типорозміру, мм; t-припуск на сторону (глибина різання) отвору і – го типорозміру, мм; п - кількість отворів і – го типорозміру.
Рис.10. Схема зенкерування отвору 7.3. Інструмент Зараз для обробки отворів застосовують зенкери таких типів: хвостові – з гвинтовими зубами зі швидкоріжучої сталі або з пластинами з твердого сплаву і циліндричними або конусним хвостиком; насадні (з центральним отвором) – цільні з швидкоріжучої сталі або з ріжучими пластинами з швидкоріжучої сталі або твердого сплаву, які закріплені в корпусі з сталі 40Х. Для обробки поглиблень застосовують хвостові або насадні зенкові – цільні або з ріжучими пластинами з швидкоріжучої сталі або твердого сплаву. Геометрія ріжучої частини: передній кут у зенкерів з швидкоріжучої сталі складає 15…20 при обробці м’якої сталі, 8…12 - при обробці сталі середньої твердості, 0…5 - при обробці твердих сталі і чавуну; у зенкерів з твердого сплаву передній кут складає 6…8, задній кут – 5…8, кут підйому гвинтових зубів – 10…20. 7.4. Завдання № 106…113 Постановка завдання: Написати програму для знаходження маси стружки, яка зрізана при зенкеруванні декількох отворів в заготовках з різних матеріалів. Мета завдання: знайти залежність маси зрізаної стружки від розмірів і кількості отворів, що обробляються, а також від глибини різання. Змінні величини: довжина і діаметр отворів, які обробляються, глибина різання, число типорозмірів отворів, що обробляються і кількість отворів кожного типорозміру, матеріал заготовки , яка обробляється. Постійні величини: знаменники арифметичних прогресій (на приріст позитивний чи негативний) у відповідності з якими змінюється діаметр отворів (=1 мм), їх довжина (=5 мм), глибина різання (=0,15 мм) і кількість отворів даного типорозміру (=1). В кожному завданні знаходять сумарну масу стружки при обробці декількох отворів різних типорозмірів, які характеризуються певними діаметром, довжиною і глибиною різання, які є постійними величинами конкретного завдання, але змінюються від завдання до завдання. Умови завдань № 106…113 наведені в табл.31, де також вказані значення густини матеріалів, що обробляються. Зразок завдання Завдання № 106. Написати програму для знаходження маси стружки, яка зрізана при зенкеруванні 10 отворів в заготовках з вуглецевої сталі густиною 7,7 г см. Розміри отворів, їх кількість і глибина різання (припуск на сторону) наведені нижче. і ……… 1 2 3 4 n ……… 4 3 2 1 D мм ………16 17 18 19 L мм ………25 30 35 40 t мм ………0,9 1,05 1,2 1,35 7.5. Програма для завдань № 106…113 Для обчислення маси всієї стружки, які зрізуються при зенкеруванні отворів, необхідно розв’язати рівняння /31/, яке представляє суму чотирьох змінних параметрів – D, L ,t i n. Числові значення параметрів підібрані таким чином, що кожне з них змінюється за законом арифметичної прогресії: n= n– 1, D=D+1мм ; L= L+5 мм ; t = t +0,15мм. Це дозволяє зменшити об’єм програми розрахунку маси стружки. Число n отворів і діаметр D отвору змінюється на одиницю, а довжина L отвору і глибина різання t - на величину, яка не рівна одиниці. Тому в програмі закладені такі принципи: зміна величини n і D (на одиницю) здійснюється за рахунок використання модифікації числа при непрямій адресації; зміни величини L і t здійснюється при додаванні до них деякої постійної величини (приріст) відповідно L і t . 7.6. Завдання № 114…120 Ці завдання аналогічні завданням № 106…113 по постановці задачі, меті завдання, змінних і постійних величинах. Відмінність заключається в тому, що діаметр D і довжина Lотворів, що обробляються, а також глибина різання t (припуск на сторону) зменшується при переході від одного типорозміру отворів до іншого. Відрізняються також значення приросту довжина ( L3) і припуску (t). В кожному завданні знаходять сумарну масу стружки при обробці декількох отворів різних типорозмірів, що характеризуються заданими значеннями діаметра, довжини і глибини різання (припуск на сторону), які є постійними величинами конкретного завдання, але змінюються від завдання до завдання. Умови завдань № 114 – 120 наведені в табл.32, де також вказані значення густини матеріалів, що обробляються. Зразок завдання Завдання№114. Написати програму для знаходження маси стружки, яка зрізується при зенкеруванні15 отворів в заготовці з вуглецевої сталі густиною 7,7 г/см . Розміри отворів, їх кількість і глибина різання (припуск на сторону) наведені нижче.
i ………1 2 3 4 5 n ………5 4 3 2 1 D, мм ………33 32 31 30 29 L,мм ………47 44 41 38 35 t, мм ………1,5 1,4 1,3 1,2 1,1
ДОДАТКИ
Таблиця 1. Значення коефіцієнта Cv і показників степені рівняння (4)
Таблиця 2. Значення коефіцієнтів (поправочних) рівняння (5)
Таблиця 3. Рекомендовані значення повздовжньої подачі S (мм/об) при чорновому точінні
Таблиця 4. Значеня повздовжньої подачі S (мм/об) при чистовому точінні
Таблиця 5.Значення поправочних коефіцієнтів на швидкість різання
Таблиця 6. Умови завдань № 1…5
Таблиця 7. Умови завдань № 6…10
Таблиця 8. Рекомендовані значення подачі при чистовому точінні заготовок з мідних і алюмінієвого сплавів
Таблиця 9. Значення коефіцієнта Cv і показників степені рівняння (8)
Таблиця 10. Рекомендовані значення поперечної подачі при відрізці
Таблиця 11. Умови завдань № 11..15
Таблиця 12. Умови завдань № 16..20
Таблиця 13. Умови завдань № 21..25
Таблиця 14. Умови чорнового розточування.
Таблиця 15. Значення коефіцієнта Cv і показників степені рівняння (11)
Таблиця 16. Значення коефіцієнта Cv і показників степені рівняння (12)
Таблиця 17. Умови завдань 26…35
Примітка. I-мідний сплав твердістю НВ 100…140, II- дюралюміній твердістю НВ£110.
Таблиця 18. Значення коефіцієнта Cs і показників степені рівняння (15).
Таблиця 19. Умови завдань 36……45.
Таблиця 20. Рекомендовані значення Sz при циліндричному чорновому фрезеруванні.
Таблиця 21. Значення коефіцієнта Сv і показників степені рівняння /19/
Таблиця 22. Основні параметри циліндричних фрез
Таблиця. 23. Умови завдань № 46…55
Таблиця 25. Рекомендовані значення подачі на зуб Sz (мм\зуб ) при торцевому фрезеруванні.
Таблиця 26. Рекомендовані значення швидкості різання при торцевому фрезеруванні.
Примітка. Наведені значення відповідають періодові стійкості інструмента Т=90 хв при обробці загартованих сталей і Т=300 хв – при обробці сірих чавунів. Таблиця 27. Умови для завдання № 66…75
Примітка. Ст – загартована сталь (HRC 40…50 ); СЧ – сірий чавун (HRC 150..300 ); Lзі – довжина заготовок першої групи. Таблиця 28. Умови завдання № 76…85.
Примітка. Ст – загартована сталь (НRС – 40…50); СЧ – сірий чавун (HB 150..300) ; Lзі і m – відповідно довжина і кількість заготовок в першій групі.
Таблиця. 29. Значення постійної Cs і показників степені рівняння(28) при обробці сірого чавуну
Таблиця 30 Умови завдань №86...105
Таблиця 31. Умови завдань №106…113
Таблиця 32 Умови завдань №114…120
Основи технології виробництва [Текст] : Методичні вказівки до практичних занять для студентів спеціальності 7.0905020201 - „Автоматизоване управління технологічними процесами” факультету комп’ютерних наук та інформаційних технологій денної та заочної форм навчання / уклад. Л.О. Гуменюк, – Луцьк: Луцький НТУ, 2015. – 31 с.
Комп’ютерний набір Л.О. Гуменюк
Редактор: Л.О. Гуменюк
Підп. до друку 2015. Формат 60х84/16. Папір офс. Гарн.Таймс.Ум.друк.арк.5,0. Обл.-вид. арк. 4,5 Тираж прим. Зам.204.
Редакційно-видавничий відділ Луцького національного технічного університету 43018, м. Луцьк, вул. Львівська, 75 Друк – РВВ Луцького НТУ
КомментарииКомментариев пока нет Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||