В учебном процессе приобретённые знания и умения используются

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Содержание

1. Ведение 4стр.

2. Программа учебной дисциплины 5 стр.

3. Перечень практических работ 15 стр.

4. Задания для контрольных работ 16 стр.

5. Литература 51 стр.

Введение

Целью изучения дисциплины Процессы формообразования и инструменты является

усвоение и изучение студентами необходимых для изучения Машино

строительного производства, обработки металлов давлением,

инструментальных материалов, закономерностей процесса резанья физических

явлений сопровождающих процесс стружкообразования; сил возникающих в

процессе резания; скорости резания допускаемой режущими свойствами

инструмента; режущего инструмента и типовых конструкций металлорежущих станков.

В учебном процессе приобретённые знания и умения используются

при изучении специальных дисциплин.

В результате изучения дисциплины студент должен:

иметь представление:

-о роли и месте обозначенных в программе знаний, при освоении основной

профессиональной образовательной программы по конкретной

Специальности и в сфере профессиональной деятельности автомеханика.

Знать:

-обработку металлов резанием;

- металлорежущие станки;

Уметь:

- выбирать рациональный способ получения и изготовления деталей.

Программа дисциплины определяет общий объём знаний, подлежащий

обязательному усвоению студентами.

Перед изучением каждого раздела программы необходимо проводить

Обзорные занятия, дающие представление о практическом применении

Изучаемого теоретического материала данного раздела.

Программа учебной дисциплины

Тематический план

Наименование разделов и тем	Количество часов при очной форме
Введение.
Раздел 1. Основные сведения о резании металла.
Тема 1.1 Материалы для изготовления режущего инструмента
Тема 1.2 Геометрия токарных резцов.
Раздел 2 Общие сведения о металлорежущих станках.
Тема 2.1 Основные сведения о металлорежущих станках.
Тема 2.2 Типовые узлы и механизмы.
Раздел 3 Обработка на станках токарной группы.
Тема 3.1 Токарные станки.
Раздел 4 Обработка на сверлильных и расточных станках.
Тема 4.1 Обработка отверстий резанием.
Тема 4.2 Сверлильные станки.
Тема 4.3 Расточные станки.
Раздел 5 Обработка на фрезерных станках.
Тема 5.1 Процесс фрезерования и основные типы фрез.
Тема 5.2 Фрезерные станки и приспособления.
Раздел 6 Обработка на строгальных и долбежных станках.
Тема 6.1Обработка на строгальных и долбежных станках
Раздел 7 Обработка на протяжных станках.
Тема 7.1 Обработка на протяжных станках.
Раздел 8 Резьбонарезание.
Тема 8.1 Нарезание резьб и резьбонарезной инструмент.
Раздел 9 Зубонарезание.
Тема 9.1 Зубообрабатывающие станки.
Раздел 10 Обработка на шлифовальных станках.
Тема 10.1 Процесс шлифования и абразивный инструмент.
Тема 10.2 Шлифовальные станки.
Раздел 11 Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов.
Тема 11.1 Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов.
Раздел 12 Обработка заготовок на оборудовании с автоматизированным циклом
Тема 12.1 Агрегатные станки. Станки с ЧПУ. Автоматические линии.
Итого по учебной дисциплине

Содержание учебной дисциплины

и методические указания

Введение

Значение и задачи курса Процессы формообразования и инструменты. Структура

особенности.

Современные достижения отечественной и зарубежной науки и техники.

Обработки металлов резанием/

Производства станкостроения. Зависимость прогресса в машиностроении от

правильного выбора и разработки технологических процессов изготовления

деталей машин и механизмов от уровня развития инструментального и

станкостроительного производства.

Студент должен:

Иметь представление:

- о содержании дисциплин;

- о связи с другими дисциплинами;

- о новых достижениях и перспективах развития в области обработки металлов резанием.

Раздел 1

Основные сведения о резании металлов

Тема 1.1. Материалы для изготовления режущи инструментов

Студент должен:

Иметь представление:

- сущность процесса резания; материалы, применяемые для изготовления

режущего

инструмента.

Резание, как технологический способ обработки металлов Требования,

предъявляемые к материалам режущих инструментов: инструментальные стали

(углеродистые, легированные и быстрорежущие).

Твёрдые сплавы и минералокерамические материалы, свойства и область

применения. ГОСТ на инструментальные материалы. Обзор основных видов

механической обработки металлов: точение, строгание. сверление, фрезерование,

шлифование.

Поверхности обрабатываемой детали. Главное движение и движение подачи.

Скорость резания, глубина резания. Ширина, толщина и площадь поперечного

сечения среза. Влияние различных факторов на шероховатость обрабатываемой

поверхности. Штучное и основное технологическое время. Производительность

работы.

Решение задач на определение элементов резания.

Темя 1.2. Геометрия токарных резцов

Студент должен:

3нать:

- конструктивные элементы токарного резца:

уметь:

- определять углы токарного резца.

Основные части и инструментальные элементы токарного резца.

плоскости для определения улов режущей части резца (плоскость резания.

основная и секущая плоскости).

Углы токарного резца. Изменение углов резца при установке его на

станок. Влияние углов резания на процесс резания.

Схема стружкообразования. Типы стружек. Силы, действующие при

резании.

Физические явления, сопровождающие процесс резания. Наклёп

обработанной поверхности. Нарост на режущем инструменте и его влияние

на качество обработанной поверхности. Способы борьбы с наростом.

Тепловые явления при резании металла. Источники образования тепла при

резании. Тепловой баланс при резании. Влияние тепловых процессов на

точность обработки и режущую способность инструмента. Трение, износ и

стойкость инструмента. Причины износа инструмента. Влияние износа на

точность обработки и шероховатость поверхности.

Стойкость режущего инструмента и его связь с производительностью

процесса резания. Смазывающе-охлаждающие среды (СОС). Влияние СОС

на процесс резания. Требования, предъявляемые к СОС.

Вибрации при резании металлов. Источники вибрации. Влияние вибрации

на процесс резания. Способы борьбы с вибрациями.

Практическая работа 1.

Расчет режима резания при токарной обработке.

Раздел 2

Общие сведения о металлорежущих станках

Тема 2.1. Основные сведения о металлорежущих станках

Студент должен:

Знать:

- классификацию станков.

Уметь:

- составлять принципиальные кинематические схемы станков.

Классификация и обозначение станков. Движение рабочих органов станка.

Кинематические цепи и кинематические схемы станков. Передаточное отношение в кинематических цепях. Условные обозначения на кинематических схемах. Принцип построения рядов частот вращения шпинделя и величин подач в станках. Решение задач на составление принципиально кинематических схем коробок скоростей

Назначение и взаимодействие основных узлов и механизмов станка.

Корпусные детали металлорежущих станков. Столбы, планшайбы, суппорты. Шпиндельные узлы. Зубчатые передаточные механизмы в привода станков. Механизмы, преобразующие вращательные движения привода в поступательное перемещение исполнительных механизмов. Использование механических вариаторов в станках. Механизм реверса в приводах станков. Использование суммирующих механизмов в приводах подач станков. Механизмы периодического движения. Механизмы управления станками. Системы смазки, охлаждения и удаления стружки в станках.

Раздел З

Обработка на станках токарной группы

Тема 3.1. Токарные станки

Студент должен:

Знать:

- классификацию токарных резцов;

- методы присоединения режущих пластин.

Уметь:

- рассчитывать режимы резания.

Классификация токарных резцов. Конструкция резцов. Стандартные

режущие элементы резца. Методы присоединения режущих пластинок

державкам резцов. Форма передней и задней поверхности резцов.

Фасонные резцы, область их применения. ГОСТы на резцы.

Токарно-винторезные станки.

Основные узлы токарно-винторезного станка, принцип работы.

Кинематическая

схема станка. Операции, выполняемые на станке. Настройка станка на

выполнение токарных работ. Приспособления для закрепления заготовок на

станке.

Техника безопасности при работе на токарно-винторезном станке.

Токарно-револьверные станки.

Назначение, классификация и область применения токарно-револьверных

станков. Основные узлы и рабочие движения станка. Приспособления для

закрепления заготовок на станке. Режущий и вспомогательный инструмент.

Техника безопасности при работе на токарно-револьверных станках.

Карусельные станки.Назначение, классификация и область применения

карусельных станков.

Основные узлы и рабочие движения станка. Работы, выполняемые на станке.

Приспособления для установки заготовок и инструмента.

Техника безопасности при работе на карусельных станках.

Токарные автоматы и полуавтоматы.

Назначение, классификация и область применения токарных автоматов и

полуавтоматов.

Многорезцовый токарный одношпиндеольный полуавтомат. Назначение,

основные узлы, рабочие движения.

Токарно-револьверный одношпиндеольный автомат. Назначение, основные

узлы и рабочие движения.

Техника безопасности при работе на автоматах и полуавтоматах.

Раздел 4

Практическая работа 2

Расчет режима резания при сверлении.

Раздел 5

Практическая работа №З

Расчет режима резания при фрезеровании.

Раздел 6

Раздел 7

Раздел 8

Резьбонарезания

Раздел 9

Зубонарезание

Раздел 10

Практическая работа №4

Расчет режима резания при шлифовании.

Раздел 11

Раздел 12

Задания для контрольных работ

1.1 Контрольная работа – это отчет студента заочника о проделанной работе

1.2. по изучению программы дисциплины Процессы формообразования и инструменты

Учебный материал состоит из двенадцати разделов. Студенту необходимо

выполнять одну контрольную работу в срок, установленный учебным планом.

Распределение разделов (тем) на учебные занятия

Контрольная работа 1.

Раздел 1: темы 1.1; 2.1 Раздел 2: темы 2.1; 2.2 Раздел 3: темы 3.1; Раздел 4: темы 4.1; 4.2; 4.3; 4.4. Раздел 5: темы 5.1; 5.2 Раздел 6: темы 6.1 Раздел 7: темы 7.1 Раздел 8: темы 8.1 Раздел 9: темы 9.1

Общие требования выполнения заданий для контрольных работ.

1 Контрольную работу нужно выполнять строго в соответствии со своим

вариантом в тетради школьного образца в клетку.

2 Писать в тетради чернилами одного цвета. На каждой странице оставляются

поля пометок преподавателя, а в конец работы оставлять чистый лист для рецензии.

3 В конец работы указать перечень используемой литературы, поставить дату и

подпись. Литература записывается по образцу: Чернов Н.Н. металлорежущие

станки. М. Машиностроение. 1979.

4 Каждый вопрос, задачу и литературу начинать писать с новой страницы. Текст

вопроса или условия задачи переписывать полностью.

5 На все вопросы контрольных заданий необходимо давать четкие, исчерпывающие

и конкретные задания, сопровождая необходимыми поясняющими рисунками и

схемами.

6 Графический материал должен выполняться четко по линейки чертёжной бумаги

формата А4, соблюдая требования ГОСТов ЕСКД и иметь пояснение в

тексте ответа.

7 Все величины, входящие в формулы должны быть объяснены и для них

указаны единицы измерения СИ.

8 На обложки тетради указывать фамилию, имя, отчество, наименования предмета, группу и шифр учащегося.

№ вари- анта	Номера вопросов и задач

		6 не делать	10-неделать

ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ К КОНРТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ № 1

1. Сущность процесса обработки металлов резанием. Возникновение и развитие учения о резание металлов. Роль русских и советских ученых в области металлообработки и станкостроения.

2. Современное состояние теории обработки резанием. Задачи, поставленные в станкостроительной и инструментальной промышленности.

3. Опишите, что собой представляет абразивный материал.

4. Характеристика, состав и область применения легированных и быстрорежущих инструментальных сталей.

5. Характеристика, состав и область применения основных представителей металлокерамических твердых сплавов.

6. Характеристика и область применения минералокерамических инструментальных материалов. Сверхтвердые инструментальные материалы (композит, эльбор, естественные и синтетические алмазы и др.)

7. Виды, состав, характеристика и область применения абразивных (шлифующих) материалов.

8. Основные части резца и их назначение. Элементы режущей части резца. Классификация резцов (по направлению подачи, по форме и расположению головки).

9. Опишите явления нароста.

10. Поверхности на обрабатываемой детали. Движение, обеспечивающие процесс резания. Элементы режима резания (подача, глубина и скорость резания).

11. Элементы и геометрия срезаемого слоя (ширена, толщина и площадь поперечного сечения среза). Факторы, влияющие на шероховатость обработанной поверхности.

12. Штучное и основное технологическое время и путь его сокращения.

13. Сущность процесса стружкообразования. Характеристика различных типов стружек.

14. Нарост на режущем инструменте и его влияние на качество обработанной поверхности. Способы борьбы с наростом.

15. Усадка стружки. Факторы, влияющие на это явление.

16. Источники образования тепла при резании, и его распределение. Тепловой баланс процесса резания. Методы измерения температуры.

17. Причины износа инструмента и его виды. Факторы, влияющие на характер и величину износа. Критерии износа инструмента.

18. Смазывающе-охлаждающие среды (СОС) и их влияние на процесс резания. Способы подвода СОС в зону обработки.

19. Влияние различных факторов на скорость резания, допускаемую режущими свойствами инструмента.

20. Единая система классификации и условного обозначения металлорежущих станков. Движения в станках. Кинематические схемы и кинематические цепи станков.

21. Укажите, температуры холодной и горячей обработки давлением опишите процессы, протекающие в металле при этих видах обработки.

22. Принципы построения рядов частот вращения шпинделя величин подач в станках. Определение крутящего момента на шпинделе в электродвигателе привода.

23. Назначение и взаимодействие основных частей и механизмов станка. Приводы главного движения станка (ступенчатые и бесступенчатые). Характеристика приводов с шестеренной коробкой скоростей.

24. Характеристика гидропривода станков, область применения, достоинства и недостатки. Основные элементы гидропривода и его типовые схем.

25. Кинематические схемы и характеристика основных механизмов коробок передач металлорежущих станков.

26. Силы сопротивления резанию и их действие на резец, заготовку и станок.

27. Мощность, затрачиваемая на резание.

28. Влияние различных факторов на силы резания (обрабатываемого материала, элементов режима резания, геометрии резца и величины его износа).

29. Основные узлы токарно-винторезных станков и их назначение. Приспособления токарных и токарно-винторезных станков.

30. Назначение, классификация и область применения токарно-револьверных станков, их основные узлы, приспособления, режущий и вспомогательный инструмент.

31. Назначение, классификация, область применения и основные узлы карусельных и лобовых станков. Работы, выполняемые на них и применяемые приспособления.

32. Назначение, классификация и область применения автоматов и полуавтоматов. Правила техники безопасности при работе на станках токарной группы.

33. Назначения, виды, основные узлы и рабочие движения токарных одношпиндеольных полуавтоматов. Работы, выполняемые на них.

34. Последовательность расчета и выбора оптимальных элементов режима резания при токарной обработке.

35. Основные схемы обработки отверстий. Элементы режима резания и срезаемого слоя при обработке отверстий осевым инструментом. Силы сопротивления резанию и мощность, потребляемая при сверлении.

36. Назначение и основные типы инструмента для обработки отверстий (сверла, зенкера, развертки).

37. Основные части, элементы и геометрия режущей части сверл, зенкеров и разверток.

38. Назначение, классификация и область применения сверлильных станков их основные узлы рабочие движения. Инструмент и приспособления к сверлильным станкам.

39. Назначение, классификация и область применения расточных станков. Техника безопасности при работе на сверлильных и расточных станках.

40. Комбинированные инструменты для обработки отверстий, особенности их конструкции и область применения.

41. Системы смазывания, охлаждения, отвода стружки и управления в станках.

42. Конструкции, виды и назначения муфт, применяемых в металлорежущих станках.

43. Конструкции механизмов, осуществляющих прямолинейные и прерывистые движения в станках. Реверсивные механизмы.

ЗАДАЧИ 51-70

На токарно-винторезном станке модели 16. К 20 производят наружное продольное обтачивание заготовки от диаметра d до диаметра D на длине L.

Необходимо определить:

1. Мощность, затрачиваемую на резание (скорость резания, допускаемую режущими свойствами резца, силу резания и мощность, затрачиваемую на резание, подсчитать по эмпирическим формулам теории резания).

2. Достаточна ли мощность привода станка для заданных условий обработки.

3. Основное технологическое время.

Исходные данные для решения задачи принять согласно своего варианта по таблице 2.

Примечание: угол наклона главной режущей кромки принять за 0.

Таблица 2

№ задачи	Материал заготовки	Состояние поверхности заготовки	Марка тв. сплава	Подача S в мм/об	Размеры заготовки в мм	Параметры резца в градусах
d	D	L	φ	γ

	Сталь 20 500 МПа	Прокат без корки	Т 14 К 8	0, 8			+10
	Чугун серый НВ 160	Отливка с коркой	ВК 8	0, 6			+8
	Бронза Бр.Аж 9-4, НВ 120	Отливка без корки	ВК 4	0, 3			+5
	Силумин АЛ-2 НВ 50	Отливка без корки	ВК 4	0, 5			-5
	Сталь 45 ХН 750 МПа	Штампованная без корки	Т 5 К 10	0, 25
	Сталь 65Г 850 МПа	Прокат с коркой	Т 15 К 6	0, 4
	Чугун серый НВ 190	Отливка с коркой	ВК 4	0, 7			+5
	Латунь ЛЮ80-3 НВ 110	Отливка без корки	ВК 4	0, 4			-10
	Сталь ХГ 1000 МПа	Штампованная без корки	Т 30 К 4	0, 25			+15
	Чугун серый НВ 210	Отливка без корки	ВК 6	0, 5			+8
	Бронза Бр. Оц. 4-3 НВ70	Отливка с коркой	ВК 4	0, 2			-15
	Силумин АЛ-3 НВ 70	Отливка с коркой	ВК 6	0, 3
	Чугун серый НВ 220	Отливка с коркой	ВК 3	0, 6			+10
	Сталь Ст.5 600 МПа	Прокат с коркой	Т5 К10	0, 8			+10
	Чугун серый НВ 170	Отливка без корки	ВК 8	0, 4
	Сталь 40 Х 700 МПа	Поковка с коркой	Т 14 К 8	0, 7			+10
	Бронза Бр. Аж.11-6-6 НВ 180	Отливка с коркой	ВК 4	0, 6			+5
	Чугун серый НВ 230	Отливка без корки	ВК 8	0, 6
	Сталь 40 630 МПа	Поковка с коркой	Т 15 К 6	0, 4
	Сталь 20 ХН 600 МПа	Поковка без корки	Т 5 К 10	0, 5			+10

Пример № 1(задачи 51-70)

На токарно-винторезном станке модели 16К20 производят наружное продольное обтачивание заготовки от диаметра d до диаметра D на длине L.

Необходимо определить:

2. Достаточна ли мощность привода станка для заданных условий обработки.

3. Основное технологическое время.

Исходные данные (выбираются по таблице 2):

d = 110 мм - диаметр заготовки;

D = 104 мм - диаметр обработанной поверхности;

L = 90 мм - длина обработки;

Φ = 45⁰ - главный угол в плане;

γ = 0⁰ - главный передний угол;

λ = 0⁰ - угол наклона главной режущей кромки;

S = 0.7 мм/об - подача;

Материал заготовки - сталь Ст.3, σ 460 МПа; состояние поверхности заготовки - прокат без корки; материал режущей части резца - твердый сплав Т 5 К 10.

Решение:

( но таблицам приложения настоящих методических указаний)

1. Мощность, затрачиваемую на резание определим по формуле:

N_рез P_z*V; Вт

Где P_z- сила резания, Н

V- Действительная скорость резания, м/с;

Для определения действительной скорости резания находим скорость резания, допускаемую режущими свойствами материала резца по формуле:

V_u= (C_{v /} T^m* t^x* S^y) * K_v

Из таблицы П 1 выписываем значение коэффициента С_v, и показателей степени: С_v= 300; X_V₌0, 15; Y_с, = 0, 35; m =0, 2.

Учитываем общий поправочный коэффициент на скорость резания для заданных условий отличных от табличных:

K_v=K_m*K_n* K_{u *}K_φ*K_o;

Где К_m – коэффициент, учитывающий влияние механических свойств

обрабатываемого материала на скорость резания.

По таблице П 2 при обработке стали:

К_м= 750/δ = 750/460

К_n - Коэффициент учитывающий состояние

поверхности заготовки на скорость резания.

В нашем случае К_п= 1.0 (табл. П. 3);

K_u - Коэффициент учитывающий влияние

материала режущей части резца на скорость

резания. При обработки сталей резцами с

пластинкой из твердого сплава

Т 5 К 10 К _u=0.65.

К_φ - Коэффициент учитывающий влияние главного

угла в плане на скорость резания.

При φ =45⁰ К_u= 1.0

K_o - Коэффициент учитывающий влияние_вида

обработки на скорость резания.

При наружном продольном точении K_o= 1.0

Таким образом,

K_u= 1.63 * 1.0 * 0.65 * 1.0 * 1.0 = 1.06

Назначаем период стойкости резца. При одноинструмеотной обработки рекомендуется период стойкости резца Т =60ммн. Глубина резания в предположении, что припуск на обработку снимается за один проход

(L = 1), равна:

t = d – D/2 = 110- 102 / 2 = 3 мм

Подставляя полученные значения в формулу скорости получим:

Vu= (350 / 60^0.2* 3^0.15 * 0.7^0.35)*1.06= 350 *1.06 / (2.268 * 1.18 * 0.883) =157 м/мин (~2.6 м/с)

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания:

n_u = 1000 * V_u / π *d = 1000 *157 / 3.14 * 110 = 454.5 об/мин

Корректируем частоту вращения по паспортным данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения n = 400 об /мин, тогда действительная скорость резания:

n = π * d * n / 1000 = 3.14 * 110 * 400 / 1000 = 138 м/мин (= 2.3 м/с)

Силу резания определяем по формуле:

P_z = C_p * t^x * S^y * Vⁿ *K_p

Из таблицы 116выписываем значения коэффициента С_р = 300; Х_р= 1.0;

Y_p = 0.75; n_p = -0.15.

Общий поправочный коэффициент на силу резания для заданных условий, отличных от табличных, при обработке резцом с пластинкой из твердого сплава равен:

12 3 Следующая ⇒