Резание Пр 1-7 Расчет режимов резания. Методические указания к выполнению практических работ по курсу "Резание материалов" для студентов специальности

Название	Методические указания к выполнению практических работ по курсу "Резание материалов" для студентов специальности
Дата	10.02.2023
Размер	1.04 Mb.
Формат файла
Имя файла	Резание Пр 1-7 Расчет режимов резания.doc
Тип	Методические указания #930545
страница	7 из 9

1 2 3 4 5 6 7 8 9

^{Таблица 6}

^{Варианты задания к практической работе №6}

^№	^{Материал заготовки и его свойства}	^{Вид обработки и шероховатость поверхности, мкм}	^{Модуль, мм}	^{Число зубьев,}^z	^{Ширина венца,}^b	^{Угол наклона зубьев,}^b°	^{Число одновременно обрабатываемых зубьев,}^д	^{Модель станка}
¹	²	³	⁴	⁵	⁶	⁷	⁸	⁹
¹	^{Сталь 12ХНЗА, НВ210}	^{Окончательная (по сплошному металлу)}^Ra^=3,2	³	²⁰	³⁰	⁰	⁶	^53А50
²	^{Сталь 30ХГТ, НВ200}	^{Окончательная (по предварительно прорезанному зубу)*}^Ra^=1,6	⁸	²⁵	⁴⁰	⁰	¹	⁵¹²²
³	^{Серый чугун СЧ25, НВ210}	^{Предварительное (под последующее зубодолбление)}	⁶	³⁰	³²	¹⁵	⁵	^53А50
⁴	^{Серый чугун СЧ20, НВ200}	^{Предварительное (под последующее шевингование)}	³	⁶⁰	⁵⁰	⁰	¹	⁵¹²²
⁵	^{Сталь 45, НВ190}	^{Окончательная (по сплошному металлу)}^Ra^=1,6	^2,5	⁸⁰	⁶⁰	⁰	³	⁵¹²²
⁶	^{Сталь 40Х, НВ200}	^{Предварительное (под шевингование)}	⁷	²⁸	⁵⁵	⁰	¹	⁵¹²²
⁷	^{Сталь 35Х, НВ185}	^{Окончательная (по сплошному металлу)}^Ra^=1,6	²	⁵⁴	²⁰	³⁰	¹⁰	^53А50
⁸	^{Сталь 12Х18Н9Т, НВ180}	^{Предварительное (под шевингование)}	⁴	⁴⁵	³²	⁰	¹	⁵¹²²
⁹	^{Бронза Бр АЖН 10-4, НВ170}	^{Предварительное (под последующее зубодолбление)}	^2,5	⁶⁵	³⁵	¹⁵	⁶	^53А50
¹⁰	^{Латунь ЛМцЖ 52-4-1, НВ220}	^{Окончательная (по сплошному металлу)}^Ra^=1,6	^1,5	⁸⁴	²⁵	⁰	¹	⁵¹²²
¹¹	^{Сталь 14Х17Н2, НВ220}	^{Окончательная (по предварительно прорезанному зубу)*}^Ra^=1,6	⁵	³²	⁵⁰	⁰	¹	⁵¹²²
¹²	^{Сталь 20Х, НВ170}	^{Предварительное (под шевингование)}	^5,5	²⁴	²⁴	⁰	¹	⁵¹²²
¹³	^{Серый чугун СЧ10, НВ170}	^{Предварительное (под последующее зубодолбление)}	⁸	⁴⁶	²⁵	¹⁵	⁸	^53А50
¹⁴	^{Серый чугун СЧ15, НВ190}	^{Окончательная (по предварительно прорезанному зубу)*}^Ra^=1,6	⁶	³⁰	³⁸	⁰	¹	⁵¹²²
¹⁵	^{Сталь 38ХА, НВ190}	^{Окончательная (по сплошному металлу)}^Ra^=1,6	^1,5	⁵⁵	²⁴	⁰	¹	⁵¹²²
¹⁶	^{Сталь 35, НВ180}	^{Предварительное (под шевингование)}	⁴	⁴²	⁴⁰	⁰	¹	⁵¹²²
¹⁷	^{Сталь 20, НВ200}	^{Окончательная (по сплошному металлу)}^Ra^=1,6	^1,5	¹²⁰	⁶⁰	⁰	³	^53А50
¹⁸	^{Серый чугун СЧ30, НВ220}	^{Предварительное (под последующее зубодолбление)}	⁵	⁶⁶	¹⁸	¹⁵	¹⁰	^53А50
¹⁹	^{Сталь 20Х, НВ165}	^{Окончательная (по предварительно прорезанному зубу)*}^Ra^=1,6	⁸	²²	³⁰	⁰	¹	⁵¹²²
²⁰	^{Сталь 45, НВ210}	^{Окончательная (по сплошному металлу)}^Ra^=3,2	²	⁸⁵	⁵⁰	⁰	¹	⁵¹²²
²¹	^{Сталь 35Х, НВ185}	^{Предварительное (под шевингование)}	³	⁶⁵	⁴²	⁰	¹	⁵¹²²
²²	^{Сталь 45ХН, НВ220}	^{Окончательная (по предварительно прорезанному зубу)*}^Ra^=1,6	⁶	²⁴	²⁸	⁰	¹	⁵¹²²
²³	^{Серый чугун СЧ30, НВ220}	^{Предварительное (под последующее зубодолбление)}	⁸	⁵⁰	⁴⁵	³⁰	⁴	^53А50
²⁴	^{Серый чугун СЧ10, НВ160}	^{Окончательная (по сплошному металлу)}^Ra^=1,6	^2,5	⁷⁰	⁶⁵	¹⁵	³	^53А50
²⁵	^{Сталь 45, НВ215}	^{Окончательная (по сплошному металлу)}^Ra^=1,6	²	⁸⁰	³⁰	⁰	⁶	^53А50
²⁶	^{Серый чугун СЧ20, НВ240}	^{Окончательная (по сплошному металлу)}^Ra^=1,6	³	²²	⁴⁵	⁰	⁶	^53А50
^{* В вариантах окончательной обработки по предварительно прорезанному зубу принять припуск на зубодолбление по межцентровому расстоянию}^h^{= 1…1,4 мм.}

^{Работа № 7}

^{Расчет режима резания при шлифовании}
^{Цель работы:}

^{Изучить методику расчета режима резания при шлифовании аналитическим способом.}
^{Приобрести навыки работы со справочной литературой.}

^{Основные понятия}
Шлифование – процесс резания материалов с помощью абразивного инструмента, режущими элементами которого являются абразивные зерна. Движение резания при шлифовании – вращение шлифовального круга, движение подачи – возвратно-поступательное движение стола станка с заготовкой и (или) поступательное движение шлифовальной бабки со шлифовальным кругом.

Различают круглое наружное шлифование, внутреннее круглое шлифование, плоское шлифование, бесцентровое шлифование. Круглое наружное шлифование применяется для обработки цилиндрических наружных поверхностей и осуществляется двумя способами: с продольной подачей (метод врезания) – применяется если длина шлифуемой поверхности меньше ширины круга.

^{Разработку режимов резания при шлифовании начинают с выбора характеристики шлифовального круга.}

^{Для этого устанавливают:}

^{тип (форму) шлифовального круга [2] или [3],}
^{материал абразивного зерна}^[2]^или^{[3] , [6]}^,
^{зернистость}^[2]^,
^{индекс зернистости}^[2]^,
^{твердость}^[2]^,^[6]^,
^{структура}^[2]^,^[6]^,
^{класс круга}^[2].
^{(Если выбор характеристики шлифовального круга производится по [3],то ее следует перевести в новое обозначение).}

^{Выбор характеристики шлифовального круга можно провести по приложению 1 к данной инструкции.}

^{После выбора элементов характеристики следует записать полную характеристику, которая содержит такие параметры: форму (тип), марку зерна, зернистость, индекс зернистости, твердость круга, структуру, тип связки, класс круга, допустимую окружную скорость.}

^{Основными элементами режима резания при шлифовании являются:}

^{окружная скорость в м/с (указывается в конце характеристики круга и является максимальной допускаемой прочностью круга);}
^{скорость вращательного или поступательного движения детали в м/мин;}
^{глубина шлифования}^t^{мм – слой металла, снимаемый шлифовальным кругом за один или двойной ход при круглом или плоском шлифовании или же равная всему припуску на сторону при врезном шлифовании;}
^{продольная подача}^S^{– перемещение шлифовального круга вдоль своей оси в мм на оборот заготовки при круглом шлифовании или в мм на каждый ход стола при плоском шлифовании периферией круга;}
^{радиальная подача}^S_p^{– перемещение шлифовального круга в радиальном направлении в мм на один оборот детали при врезном шлифовании.}

^{Эффективная мощность (мощность необходимая для резания) рассчитывается по эмпирической формуле [2], [3] или определяется по таблицам нормативов.}

^{Основное время при круглом шлифовании с продольной подачей}

^{, мин}

^где^h^{– припуск на сторону, мм;}

^V_c^{– скорость продольного хода стола , м/мин;}

^{t – глубина шлифования, мм;}

^{К – коэффициент выхаживания;}

^{К = 1,4 – при чистовом шлифовании;}

^{К = 1,1 – при предварительном шлифовании;}

^L^{– величина хода стола, мм}

^L⁼^l^{- (1 -}^K^×^m⁾^×^B_k^{, мм}

^{где l – длина шлифуемой поверхности;}

^{К – число сторон перебега круга (К = 2 – при сбеге круга в обе стороны, К = 1 – при сбеге круга в одну сторону, К = 0 – без сбега);}

^m^{– перебег в долях ширины круга;}

^B_k^{– ширина шлифовального круга, мм.}

^{При круглом наружном шлифовании методом врезания}

^{, мин,}

^гдеⁿ_з^{– частота вращения заготовки, об/мин;}

^S_p^{– радиальная подача, мм/об.}

^{При круглом шлифовании}

^{, мин}

^где^S^{– продольная подача, мм/об.}

^{При круглом внутреннем шлифовании перебег круга в обе стороны равен 0,5}^×^{В, тогда}

^L⁼^l^{- (1 - 2}^×^0,5)^×^B^{, т.е.}^L⁼^l^мм

^{Плоское шлифование}

^{, мин}

^{где Н – перемещение шлифовального круга в направлении поперечной подачи, мм;}

^L^{– величина хода стола, мм;}

^{h – припуск на сторону;}

^V_c^{– скорость движения стола, м/мин;}

^g^{– число одновременно шлифуемых заготовок.}

^{Н = В}_з^{+ В}_к^{+ 5, мм}

^{где В}_з^{– суммарная ширина заготовок, установленных на столе, мм.}

^В_к^{– величина шлифовального круга, мм.}

^L⁼^l^{+ (10…15), мм}

^где^l^{– суммарная длина заготовок , установленных на столе, мм.}

^{Пример выполненя расчета}
^{На кругло шлифовальном станке 3М131 шлифуется шейка вала диаметром}^D^{= 80}^h^{6 мм длиной}^l^{= 300 мм, длина вала}^l₁^{= 550 мм. Параметр шероховатости обработанной поверхности}^Ra^{= 0,4 мкм. Припуск на сторону 0,2 мм. Материал заготовки – сталь 45 закаленная, твердостью}^HRC45.

^{Необходимо: выбрать шлифовальный круг, назначить режим резания; определить основное время.}

^{Рис.6. Эскиз обработки}
^{Решение:}

^{1. Выбор шлифовального круга.}

^{Для круглого наружного шлифования с продольной подачей (шлифовать с радиальной подачей нельзя из-за большой длины шлифуемой поверхности), параметра шероховатости}^Ra^{= 0,4 мкм, конструкционной закаленной стали до}^HRC^{45 принимаем:}

^{шлифовальный круг формы ПП,}^[2]^,
^{характеристика – 24 А401К,}^[6]^,
^{индекс зернистости – Н,}^[2]^,
^{структура – 5,}^[6],
^{класс – А, [2],}

^{Полная маркировка круга ПП24 А40НС15КА 35 м/с.}

^{Размеры шлифовального круга}^D_k^{= 600 мм; В}_к^{= 63 мм (по паспорту станка).}

^{2. Режим резания}

^{2.1 Скорость шлифовального круга}^V_k^{= 35 м/с [2].}

^{Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки}

^{, мин}^-1

^мин^-1

^{Корректируя по паспортным данным станка, принимаем}

ⁿ_ш^{= 1112 мин}^-1

^{(корректируется только в меньшую сторону).}

^{Режимы резания для окончательного круглого наружного шлифования конструкционных сталей с подачей на каждый ход определяют по [2] или [3].}

^{2.2. Окружная скорость заготовки}^V_з^{=15…55 м/мин; принимаем}^V_з^{= 30 м/мин.}

^{Частота вращения шпинделя передней бабки, соответствующая принятой окружной скорости заготовки,}

^{, мин}^-1

^мин^-1

^{Так как частота вращения заготовки регулируется бесступенчато, принимаем}ⁿ_з^{= 120 мин}^-1^.

^{2.3. Глубина шлифования}

^t^{= 0,005…0,015 мм.}

^{Принимаем, учитывая бесступенчатое регулирование поперечной подачи шлифовального круга на ход стола,}

^t^{= 0,005 мм.}

^{2.4. Продольная подача}

^S^{= (0,2…0,4)}^×^В_к^{, мм/об.}

^{Принимаем}^S^{= 0,25}^×^В_к^{= 0,25}^×^{63 =15,75 мм/об.}

^{2.5 Скорость продольного хода стола}

^м/мин.

^{С учетом паспортных данных (бесступенчатое регулирование скорости продольного хода стола) принимаем}

^V_c^{= 1,9 м/мин.}

^{3. Проверка достаточности мощности станка}

^{3.1 Мощность затрачиваемая на резание}

^N_p⁼^C_N^×^V_з^z^×^t^x^×^S^y^×^d^q^{, кВт [2], [3],}

^где^C_N^{– коэффициент, учитывающий условия шлифования;}

^x^,^y^,^z^,^q^{– показатели степени;}

^{V, t, S – элементы режима резания;}

^{d – диаметр шлифования, мм.}

^{Для круглого наружного шлифования закаленной стали с подачей на каждый ход шлифовальным кругом зернистостью 40, твердостью СМ1}

^C_N^{= 2,65;}^z^{= 0,5; х = 0,5;}^y^{= 0,55;}^q^{= 0,}

^тогда^N_p^{= 2,65}^×³⁰^0,5^×^0,005^0,5^×^15,75^0,55^×^{= 2,65}^×^5,48^×^0,07^×^{4,55 = 4,63 кВт.}

^{3.2 Мощность на шпинделе станка}

^N_ш⁼^N_д^×h^{, кВт}

^где^N_д^{= 7,5 кВт;}^h^{= 0,8 – паспортные данные станка (см. приложение 2 к данным методическим указаниям).}

^N_ш^{= 7,5}^×^{0,8 = 6 кВт.}

^{Так как}^N_ш^{= 6 кВт}^>^N_p^{= 4,63 кВт, то обработка возможна.}

^{4. Основное время}

^{, мин}

^L⁼^l^{- (1 -}^K^×^m⁾^×^В_к^{, мм}

^где^m^{– доля перебега круга , принимаем}^m^{= 0,5 (т.е. половина круга); К = 1 – число сторон перебега круга (см. эскиз обработки),}

^тогда

^L⁼^l^{- (1 - 1}^×^0,5)^×^В_к⁼^l^{- 0,5}^×^В_к^{= 300 - 0,5}^×^{63 = 268,5 мм}

^{К = 1,4 – коэффициент выхаживания}

^мин.

Порядок выполнения работы

Пользуясь методическими указаниями и дополнительной литературой, изучить порядок определения режима резания. Ознакомиться со справочником [7].
Выполнить эскиз обработки.
Выбрать режущий инструмент, выполнить эскиз.
Назначить глубину резания.
Определить подачу.
Определить скорость, силу и мощность затрачиваемую на резание.
Определить частоту вращения шпинделя и скорректировать по паспорту станка.
Определить действительную скорость резания.
Определить основное технологическое время.
Составить отчет по форме.

Содержание и форма отчета
Выполнить расчет режима резания аналитическим способом по заданному варианту. Исходные данные приведены в таблице.
Форма отчета

Наименование работы.
Цель работы.
Задание.
Эскиз обработки.
Эскиз режущего инструмента
Расчет параметров режима резания согласно индивидуальному заданию.

^{Таблица 8}

^{Варианты задания к практической работе № 8}

^№	^{Материал заготовки и его свойства}	^{Вид обработки и параметр шероховатости поверхности, мкм}	^{Размер шлифуемой поверхности, мм}	^{Припуск на сторону , мм}	^{Кол-во одновременно обрабатываемых деталей}	^{Модель станка}
¹	²	³	⁴	⁵	⁶	⁷
¹	^{Сталь 45ХН закаленная, Н}^RC45	^{Окончательная,}^Ra=0,8	^D=60h8 ^l=240	^0,22	¹	^3М131
²	^{Сталь 40Х незакаленная}	^{Окончательная,}^Ra=0,4	^D=55h7 ^l=40	^0,15	¹	^3М131
³	^{Серый чугун СЧ30, НВ220}	^{Предварительная,}^Ra=1,6	^D=120H8 ^l=140	^0,25	¹	^3К228В
⁴	^{Серый чугун СЧ15, НВ190}	^{Окончательная,}^Ra=0,8	^D=80H7 ^l=60	^0,2	¹	^3К228В
⁵	^{Сталь 12Х18Н9Т незакаленная}	^{Предварительная,}^Ra=1,6	^B=250 ^l=300	^0,4	²	^3П722
⁶	^{Сталь 40Х закаленная, Н}^RC52	^{Окончательная,}^Ra=0,4	^D=55H7 ^l=50	^0,18	¹	^3К228В
⁷	^{Сталь 47А закаленная, Н}^RC60	^{Окончательная,}^Ra=0,8	^B=200 ^l=300	^0,25	⁶	^3П722
⁸	^{Серый чугун СЧ20, НВ200}	^{Предварительная,}^Ra=1,6	^B=280 ^l=650	^0,5	¹	^3П722
⁹	^{Бронза Бр АЖН 10-4 НВ170}	^{Окончательная,}^Ra=0,8	^D=45h7 ^l=120	^0,2	¹	^3М131
¹⁰	^{Сталь 40 закаленная, Н}^RC35	^{Окончательная,}^Ra=0,4	^D=84h7 ^l=300	^0,1	¹	^3М131
¹¹	^{Сталь Ст5 незакаленная}	^{Предварительная,}^Ra=1,6	^D=120h8 ^l=48	^0,25	¹	^3М131
¹²	^{Сталь 45Х закаленная, Н}^RC45	^{Окончательная,}^Ra=0,8	^D=85H7 ^l=60	^0,18	¹	^3П722
¹³	^{Сталь 40ХНМА закаленная, Н}^RC55	^{Окончательная,}^Ra=0,8	^B=120 ^l=270	^0,2	⁶	^3П722
¹⁴	^{Латунь ЛМцЖ 52-4-1}	^{Предварительная,}^Ra=1,6	^D=120H8 ^l=80	^0,25	¹	^3К228В
¹⁵	^{Сталь 48А закаленная, Н}^RC60	^{Окончательная,}^Ra=0,4	^D=80H7 ^l=70	^0,15	¹	^3К228В
¹⁶	^{Сталь 35 незакаленная}	^{Предварительная,}^Ra=1,6	^D=75h8 ^l=55	^0,3	¹	^3М131
¹⁷	^{Сталь 45 закаленная, Н}^RC40	^{Окончательная,}^Ra=0,8	^D=38h7 ^l=100	^0,15	¹	^3М131
¹⁸	^{Серый чугун СЧ10, НВ180}	^{Предварительная,}^Ra=1,6	^D=65h7 ^l=90	^0,2	¹	^3М131
¹⁹	^{Серый чугун СЧ30, НВ220}	^{Окончательная,}^Ra=0,8	^B=45 ^l=250	^0,25	¹⁰	^3П722
²⁰	^{Сталь 40 незакаленная}	^{Предварительная,}^Ra=1,6	^D=58H8 ^l=60	^0,3	¹	^3К228В
²¹	^{Сталь 40Х закаленная, Н}^RC50	^{Окончательная,}^Ra=0,4	^D=65H7 ^l=70	^0,25	¹	^3К228В
²²	^{Сталь Ст3 незакаленная}	^{Предварительная,}^Ra=1,6	^B=55 ^l=150	^0,45	²⁰	^3П722
²³	^{Сталь 45Х закаленная, Н}^RC52	^{Предварительная,}^Ra=1,6	^B=80 ^l=250	^0,35	⁸	^3П722
²⁴	^{Серый чугун СЧ20, НВ200}	^{Предварительная,}^Ra=1,6	^D=110h8 ^l=280	^0,2	¹	^3М131
²⁵	^{Сталь 30ХГТС закаленная, Н}^RC55	^{Окончательная,}^Ra=0,4	^D=65h7 ^l=50	^0,25	¹	^3М131
²⁶	^{Сталь 40Х закаленная, Н}^RC40	^{Окончательная,}^Ra=0,8	^D=65h7 ^l=200	^0,3	¹	^3М131

^{Список литературы:}

^{Аршинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. – М.: Машиностроение, 1976.}
Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. – М.: Машиностроение, 1975. – 344 с.
^{Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Т.2. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985.}
^{Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Т.2. Под ред. А.А. Малова . – М.: Машиностроение, 1972.}
^{Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 1. – М.: Машиностроение, 1967.}
^{Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 2. – М.: Машиностроение, 1967.}
^{Справочник по обработке металлов резанием. Абрамов Ф.Н. и др. – К.: Техника, 1983.}
^{Справочник нормировщика-машиностроителя: в 2 т./Под ред. Е.М. Стружестраха. – М.: ГОСИздат, 1961. – Т2. – 892 с.}
Ящерицин П.И. и др. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах: Учеб. для вузов / П.И. Ящерицин, М.Л. Еременко, Е.Э. Фельдман. – Мн.: Выш.шк., 1990. – 512 с.

^{Приложение}^I^.

^{Паспортные данные металлорежущих станков.}

1 2 3 4 5 6 7 8 9