Методические рекомендации к практической работе №1 Выбор режимов резании при точении по ПМ04 «Выполнение работ по профессии токарь»

МДК 04.01: Выполнение токарных работ и наладка оборудования
Раздел 1. Выполнение работ на металлорежущих станках

ПР № 1 Расчет режима резания при обработке наружной цилиндрической поверхности при точении

Цель: научиться выбирать и назначать по справочным данным параметры режима резания при точении
Задание: Выбрать режимы резания для обтачивания вала на токарно-винторезном станке 16К20.
Исходные данные:
Диаметр обрабатываемой поверхности D =
Диаметр обработанной поверхности d =
Длина обрабатываемой поверхности 1 = мм, длина вала L = мм . Материал заготовки __________________________________________
Способ крепления заготовки ___________________________________
Параметр шероховатости ______________________________________
Характер обработки __________________________________________

Теоретический материал
Элементами режима резания являются: глубина резания, подача и скорость резания.
Глубина резания t (мм) – толщина срезаемого слоя за один проход резца. При обтачивании:
t = HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15мм,
где D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм; d – диаметр обработанной поверхности, мм.
Глубина резания оказывает большое влияние на силы резания, поэтому иногда возникает необходимость разделить припуск на несколько проходов.


Суммарный припуск разделяется следующим образом: 60%на черновую обработку, 2030% на получистовую и 1020%на чистовую. Для черновой обработки глубину резания принимают t = 3 5 мм, получистовой 23 мм и чистовой 0,51,0 мм.
Подача (мм/об) – величина перемещения инструмента за один оборот заготовки. Различают продольную, поперечную и наклонную подачи в зависимости от направления перемещения резца.
Рекомендуется для данных условий обработки выбирать максимально возможную величину подачи. При одинаковой площади поперечного сечения среза нагрузка на резец меньше при работе с меньшей подачей и большей глубиной резания; нагрузка на станок (по мощности), наоборот, меньше при работе с большей подачей и меньшей глубиной резания, так как на силу резания глубина оказывает большее влияние, чем подача.
Скорость резания V (м/мин) – путь, который проходит наиболее удаленная от оси вращения точка поверхности резания относительно режущей кромки в направлении главного движения в единицу времени.
HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15 м/мин
где D – диаметр обрабатываемой заготовки, мм;
n – частота вращения заготовки или инструмента, об/мин.

       Режим резания, который обеспечивает наиболее полное использование режущих свойств инструмента и возможностей станка при условии получения необходимого качества обработки, называется рациональным.
Для повышения производительности труда рекомендуется работать с возможно большим режимом резания. Однако его увеличение ограничивается стойкостью инструмента, жесткостью и прочностью обрабатываемой детали, узлов станка и его мощностью.
Высокая производительность может быть достигнута, если в первую очередь будут приняты наибольшие возможные значения глубины резания и подачи и в зависимости от них – допустимая скорость резания, обеспечивающая принятую стойкость инструмента.
Выбор режима резания выполняют на основании исходных данных: чертежа обрабатываемой детали, размеров заготовки, типа, материала и геометрии инструмента, паспортных данных станка в следующем порядке.

1. Глубина резания принимается в зависимости от величины припуска. Рекомендуется вести обработку за один проход. Минимальное число проходов определяется мощностью станка, жесткостью детали и заданной точностью обработки. При черновой обработке (если условия позволяют) глубину резания назначают максимальной – равной всему припуску. Точные поверхности обрабатывают вначале предварительно, затем окончательно. При чистовой обработке глубину резания назначают в зависимости от требуемых степени точности и шероховатости поверхности в следующих пределах: для шероховатости поверхности до Rz от 10 до 20 включительно глубина резания 0,5 – 2,0 мм, для Rz от 2,5 до 0,063 – 0,1 – 0,4 мм.
2. Подачу выбирают из нормативных таблиц в зависимости от марки обрабатываемого материала, размеров заготовки и выбранной глубины резания. Рекомендуется для данных условий обработки выбирать максимально возможную величину подачи. При черновой обработке ее значение ограничивается жесткостью детали, инструмента и допустимым усилием предохранительного механизма подачи станка. Подача для чистовой обработки определяется главным образом шероховатостью обрабатываемой поверхности. Для уменьшения шероховатости подачу следует принимать меньшей. Окончательно подачу корректируют исходя из данных станка и принимают ближайшую из имеющихся на станке.
3. Скорость резания, допускаемая инструментом, определяется заданной стойкостью резца, глубиной резания, подачей, твердостью обрабатываемого материала и рядом других факторов. Средняя стойкость резца обычно принимается равной 30–90 мин.
Скорость резания назначают по соответствующим нормативным таблицам в зависимости от свойств обрабатываемого материала, принятых значений глубины резания и подачи. Такие таблицы составлены для определенных условий работы. Поэтому если действительные условия резания отличаются от нормативных, выбранную скорость надо умножить на поправочные коэффициенты, прилагаемые к таблицам.
4. Зная скорость резания, определяют частоту вращения n (об/мин) из формулы
HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15 об/мин
Так как станок точно такой частоты вращения шпинделя может не иметь, вследствие ее ступенчатого регулирования, то назначают ближайшую меньшую величину. В результате этого незначительно снижается скорость резания, но зато стойкость режущего инструмента повышается.
5. По принятой частоте вращения подсчитывается действительная скорость резания (м/мин).
HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15 м/мин
6. Проверку режима резания по мощности при черновом точении можно выполнить, пользуясь формулой
Nрез = Pz V / 60 * 1020,
где V – скорость резания, м/мин.; 1020 – коэффициент перевода Н x м/с в кВт; Pz – вертикальная составляющая силы резания, Н.
Вертикальная составляющая силы резания Pz (Н) – сила сопротивления резанию, действующая в вертикальном направлении касательно к поверхности резания. Для приближенных расчетов ее можно определить из формулы
Pz = K*t*S,
где K – коэффициент резания, равный силе резания, приходящейся на 1  мм2 площади поперечного сечения срезаемой стружки, МПа (табл. 1);
 t – глубина резания, мм; S – подача, мм/об.
После подсчета мощности резания должно соблюдаться условие
N рез * Nшп ,
где N рез – мощность, необходимая на резание; Nшп – мощность на шпинделе.
Учебная литература:
1. Вереина Л.И. Справочник станочника: учеб. Пособие для НПО – М: Издательский центр «Академия», 2006. – 560 с.
2. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач по резанию металлов и режущему инструменту. - М.: Машиностроение, 1990, с.421.


Методические рекомендации при выполнении ПР №1
I. Выбираем резец:
Принимаем резец токарный – проходной _____________ с пластинкой из
твердого сплава Т15К6 для стали, (ВК8 для чугуна)
Материал корпуса резца – сталь 45.
Выбираем размеры поперечного сечения корпуса резца по Таблице 8.5
[1, с. 207]
Н = мм,
В = мм,
L = мм

Выбираем форму заточки передней поверхности резца по Таблице 8.7
[1, с. 208]
Геометрические элементы резца выбираем по Таблицам 1.1-1.4 [1, с.10-12]

· =

· =

· =

· =

·1 =
Радиус при вершине резца принимаем r = 0,5 мм

II
·. Назначаем режим резания
1. Определяем глубину резания
HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15 мм
Учитывая высокую точность и малую шероховатость поверхности детали, обтачивание следует выполнять за два прохода.
Глубину резания принимают:
1) Для черновой обработки Ra =50-12,5 t = 3 5 мм,
2) для получистовой Ra= 6,3 t = 23 мм
3) для чистовой Ra= 3,2 – 1,6 t = 0,51,0 мм.
tчер. = мм
tчис. = мм

2. Назначаем режим резания для чернового перехода
1) Глубина резания tчер. = мм
2) Выбираем подачу по Таблице 8.14 [1, с.213]
Sчер = мм/об.
3) Выбираем скорость резания по Таблице 8.26 для стали, 8.31 для чугуна [1, с.222, 225]
Vчер = м/мин.
Устанавливаем поправочные коэффициенты для заданных условий работы по Таблице 8.28:
К1 =
К2 =
К3 =
К4 =


Умножаем табличную скорость на поправочные коэффициенты:
Vчер = Vтабл *К1*К2*К3*К4 м/мин.
4) Определяем необходимую частоту вращения заготовки
n = HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15 об/мин
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка 16К20 (Приложение 2)
nст = об/мин
5) Уточняем действительную скорость резания
HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15 м/мин
6) Проверяем режим резания по мощности на шпинделе станка.
Вычисляем усилие резания: 
Pz  = K*t* S , Н
Где,
t – глубина резания, мм
S – подача, мм/об
К - коэффициент резания принимаем по Таблице 1 (Приложение 1)

К = Мпа
Pz   = Н
Мощность, необходимая на резание,
Nрез. = HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15
где Р z. - сила резания при точении, Н.;
Nшп. - мощность шпинделя станка, Квт.;
Nшп = Nэл.дв..
· HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15
Где, Nэл. дв. - мощность электродвигателя станка; кВт выбираем по паспорту станка (Приложение 2)
HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15 - КПД коробки скоростей станка (Приложение 2)
Проверяем условие резания
Nрез. < Nшп.

3. Назначаем режим резания для чистового перехода
1) Глубина резания
tчис. = мм
2) Выбираем подачу по Таблице 8.15 [1, с.214]
Sчис = мм/об.
3) Выбираем скорость резания по Таблице 8.27 для стали, 8.32 для чугуна [1, с.222, 225]
Vчис = м/мин.

Устанавливаем поправочные коэффициенты для заданных условий работы по Таблице 8.28:
К1 =
К2 =
К3 =
К4 =

Умножаем табличную скорость на поправочные коэффициенты:
Vчис = Vтабл *К1*К2*К3*К4 м/мин.
4) Определяем необходимую частоту вращения заготовки
n = HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15 об/мин
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка 16К20 (Приложение 2)
nст = об/мин
5) Уточняем действительную скорость резания
HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15 м/мин
7) Рассчитываем машинное время обработки:
Tмаш = HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15*i мин.
Tчер = мин
Tчис. = мин
Tмаш = Tчер+ Tчис
 где L - путь пройденный инструментом, мм;

L = l + l1

где
l - обрабатываемый размер по чертежу, мм.,
l1 - величина врезания и перебега, мм, (Приложение 3)
i - количество проходов
Вывод:

Приложение 1

Таблица 1 Среднее значение коэффициента резания К при точении

Приложение 2
Токарно-винторезный станок 16К20
Высота центров, мм - 215
Расстояние между центрами, мм - до 2000.
Мощность двигателя, Nд=10 кВт
КПД станка
·=0,75.
Частота вращения шпинделя, об/мин: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.
Продольные подачи, мм/об: 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,36; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8.
Поперечные подачи, мм/об: 0,025; 0,03; 0,0375; 0,045; 0,05; 0,0625; 0,075; 0,0875; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4.
Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи.
Рх=600 кгс»6000 Н.
Приложение 3




Индивидуальные варианты заданий к ПР №1

вари
анта
Материал заготовки
Вид заготовки
Способ крепления заготовки
Обтачивание в упор окончательное Rа = 3,2
Система
СПИД
D
мм
d
мм
L
мм
l1
мм

1
Сталь Ст5
· = 600 Мпа (
·60 кгс/мм2 )
Прокат
В центрах
Обтачивание в упор окончательное Rа = 1,6
Средняя
90
83
290
450

2
Сталь 65Г

· = 750 Мпа (
·75 кгс/мм2 )
Прокат
В патроне
Обтачивание в упор окончательное Rа = 3,2
Жесткая
140
124
90
85

3
Сталь 65Г

· = 750 Мпа
(
·75 кгс/мм2 )
Прокат
В патроне с поджатием центром задней бабки
Обтачивание в упор окончательное Rа = 3,2
Средняя
84
72
400
370

4
Серый чугун СЧ 10 НВ160
Отливка
В патроне
Обтачивание в упор окончательное Rа = 1,6
Жесткая
100
92
70
65

5
Сталь 45
· = 680 Мпа (
·68 кгс/мм2 )
Прокат
В центрах
Обтачивание в упор окончательное Rа = 3,2
Не
жесткая
52,5
50
550
540

6
Серый чугун СЧ 20 НВ200
Отливка
В патроне с поджатием центром задней бабки
Обтачивание в упор окончательное Rа = 1,6
Средняя
90
82
340
320

7
Сталь 45Х

· = 750 Мпа (
·75 кгс/мм2 )
Прокат
В патроне
Обтачивание в упор окончательное Rа = 3,2
Средняя
122,5
120
95
70

8
Серый чугун СЧ 10 НВ120
Отливка
В патроне с поджатием центром задней бабки
Обтачивание в упор окончательное Rа = 1,6
Средняя
110
102
440
400

9
Серый чугун СЧ 30 НВ220
Отливка
В патроне
Обтачивание в упор окончательное Rа = 3,2
Жесткая
152
150
100
80

10
Сталь 40ХН

· =750Мпа
(
·75 кгс/мм2 )
Прокат
В центрах
Обтачивание в упор окончательное Rа = 1,6
Не
жесткая
64
57
400
320

11
Серый чугун СЧ 15 НВ150
Отливка
В патроне
Обтачивание в упор окончательное Rа = 3,2
Жесткая
160
156
120
105

12
Сталь 20

· =500Мпа
(
·50 кгс/мм2 )
Прокат
В центрах
Обтачивание в упор окончательное Rа = 1,6
Средняя
72
67
425
390

13
Сталь 15

· =450Мпа
(
·45 кгс/мм2 )
Прокат
В патроне
Обтачивание в упор окончательное Rа = 3,2
Жесткая
85
76
124
110

14
Сталь 45
· = 700 Мпа (
·68 кгс/мм2 )
Прокат
В патроне с поджатием центром задней бабки
Обтачивание в упор окончательное Rа = 3,2
Средняя
132
126
305
225

15
Сталь 40Х
· =700Мпа
(
·70 кгс/мм2 )

Прокат
В патроне
Обтачивание в упор окончательное Rа = 1,6
Жесткая
120
110
86
70


ГАПОУ «ОМК»


Листов

Лит.

Определение режима резания при точении

Утверд.

Н. Контр.

Реценз.

Провер.

Гаевская Н.А.

Разраб.

Практическая работа № 1


1

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Практическая работа №1


2

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Практическая работа №1


4

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Практическая работа №1


3

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

Практическая работа №1


Практическая работа №1


8

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

Практическая работа №1










Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

Практическая работа №1




Root Entry

Приложенные файлы

  • doc file3
    gaevskaya1962
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 7