Тема 12.1. Агрегатные станки.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Студен должен:

Иметь пре представление:

- об агрегатных станках.

Агрегатирование станков. Агрегатные силовые головки. Преимущества

агрегатных станков перед специальными.

Техника безопасности при работе на агрегатных станках.

Станки с ЧПУ и роботы.

Классификация систем числового программного управления (ЧПУ)

станками.

Кодирование программы работы и программоносители. Основные

блоки

систем ЧПУ. Многооперационные ЧПУ. Станки с адаптированным

управлением. Управление участками станков с ЧПУ от ЭВМ.

Работы, их классификация и особенности конструкции. Системы

управления роботами. Типовые узлы и механизмы роботов.

Автоматические линия (АЛ). Автоматические линии, их классификация и структура. Типовые устройства АЛ. Область применения АЛ в машиностроении. Техника безопасности при эксплуатация АЛ.

3 Перечень лабораторных и практических работ

№ темы	Номер и наименования значения
1.2 4.1 5.1 10.1	1. расчет режима резания при токарной обработке. 2. расчет режима резания при сверлении. 3. расчет режима резания при фрезеровании. 4. расчет режима резания при шлифовании.

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:

К_р = К_м* К_φ* Кγ * К_λ

Где К_м - коэффициент, учитывающий влияние механических

свойств обрабатываемого материала на силу

резания. При обработке сталей по таблице П7

находим:

К_м= (δ _в / 750)^0.75 = (460 / 750)^{0, 75} = 0.61⁰^.75=

=0.69;

К_φ- коэффициент, учитывающий влияние главного угла

в плане на силу резания. При φ = 45 ⁰ К_φ= 1.0

К_γ - коэффициент, учитывающий влияние главного

переднего угла на силу резания. Для γ = 0⁰ К_γ= 1.1

К_λ- коэффициент, учитывающий влияние угла наклона

главной режущей кромки на силу резания

К_λ= 1.0, так как λ = 0⁰

Таким образом, К_р =0.69 * 1.0 * 1.1 * 1.0 = 0.76

Следовательно, р = 300 * 3 * 0.7 ^{0, 75} * 1.38 ^{– 0, 15} * 0.76 = 249.5кгс ~ 2495 Н

Тогда, мощность, затраченная на резание

N_рез = 2495 * 2.3 = 5738.5 Вт ~5.7кВт

2. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка для заданных условий обработки.

N_рез ≤ N_шп

По паспортным данным станка 16 К 20 мощность электродвигателя

N_дв = 10кВТ, а кпд η = 0.75, тогда мощность на шпинделе

N_шп =N_дв * η = 10 * 0.75 =7.5 кВт

Следовательно, условие N_рез ≤ N_шп соблюдается, так как

5.7 кВт < 7.5 кВт

3. Определяем основное технологическое время. При продольном наружном точении:

Т₀ = L * i / n * S

Где I = 1 число проходов;

n = 400 об/мин – действительная частота вращения шпинделя;

S = 0.7 мм/об – подача;

L= l + y + Δ – длина прохода резца,

здесь l = 90 мм – длина обработки;

y = t * Ctg φ = 3 * Ctg 45⁰ = 3 мм – величина врезания резца;

Δ = 1…3 мм – величина перебега резца, принимаем за 2 мм, тогда L = 90 + 3 + 2 = 95 мм

Следовательно,

Т₀ = 95 * 1 / 400 * 0.7 = 0.34 мин.

ЗАДАЧИ 71 – 90

На вертикально - сверлильном станке производят сверление отверстия диаметром D и глубиной L сверлом из быстрорежущей стали Р 18. Необходимо:

1. по таблице нормативов назначить оптимальные элементы режима резания;

2. определить основное технологическое время

Исходные данные для решения принять, согласно своего варианта по таблице 3

Примечание: двойной угол в плане принимается равным 2φ = 116 +120⁰

Таблица 3

№ вари- анта	Материал заготовки	Размеры отверстия в мм	отверстие	обработка	Модель станка
D	L

	Чугун серый НВ 160			Сквозное	Без охлаждения	2 Н 125
	Сталь Ст. 3 460 МПа			Сквозное	С охлаждением	2 Н 125
	Латунь ЛМуЖ 52-4-7 НВ 100			Сквозное	Без охлаждения	2 Н 125
	Чугун серый НВ 190			Глухое	Без охлаждения	2 Н 125
	Сталь 40 600 МПа			Сквозное	С охлаждением	2 Н 125
	Бронза Бр. АЖН 11-6-6 Сталь НВ 200			Глухое	Без охлаждения	2 Н 125
	Сталь 40 Х 700МПа			Сквозное	С охлаждением	2 Н 135
	Чугун серый НВ 210			Глухое	Без охлаждения	2 Н 135
	Сталь 45 ХН 750 МПа			Сквозное	С охлаждением	2 Н 135
	Бронза Бр. АЖ 9-4 НВ 120			Глухое	Без охлаждения	2 Н 135
	Сталь 40 650 МПа			Глухое	С охлаждением	2 Н 135
	Чугун серый НВ 180			Глухое	Без охлаждения	2 Н 135
	Сталь 45 ХН 780 МПа			Глухое	С охлаждением	2 Н 135
	Латунь ЛКВО-3 НВ 110			Сквозное	Без охлаждения	2 Н 125
	Сталь 20 500 МПа			Глухое	С охлаждением	2 Н 135
	Чугун серый НВ 150			Сквозное	Без охлаждения	2 Н 125
	Бронза Бр. АМц 9-2 НВ 100			Глухое	Без охлаждения	2 Н 125
	Сталь 65 Г 850 МПа			Глухое	С охлаждением	2 Н 125
	Чугун серый НВ 230			Сквозное	Без охлаждения	2 Н 125
	Сталь ХГ 1000 МПа			Глухое	С охлаждением	2 Н 135

ПРИМЕР 2. (задачи 71 - 90)

1. по таблице нормативов назначить оптимальные элементы режима резания;

2. определить основное технологическое время

Исходные данные (выбираются по таблице 3)

D = 25 мм - диаметр отверстия;

L = 95 мм - глубина отверстия

Материал заготовки - чугун серый, НВ 220;

Отверстие сквозное;

Обработка - без охлаждения;

Модель станка - 2 Н 125;

2 φ = 118⁰– двойной угол в плане.

Решение:

( но таблицам приложения настоящих методических указаний)

1. По таблице 119 при обработке чугуна с НВ > 200 сверлом диаметром D=25 мм рекомендуется подача S_табл. = 0.47+0.57 мм /об. Учитываем поправочный коэффициент на подачу. Так как l/ D = 95/25 = 3.8, т.е. l=3.8 D> 3 D, то К_l = 0.9 и тогда подача

S =S_табл.* К_l = (0.47+0.57)*0.9=0.423 ÷ 0.513 мм / об.

Корректируем подачу по паспорту станка и принимаем

S =0.4 мм/об

Проверяем принятую подачу по осевой силе, допускаемой мощности механизма подачи станка. Должно быть:

Р_о ≤ Р _max

Осевая сила

P_o = C _p * D ^q* t ^x * S ^yp * K _p

Из таблицы П 15 выписываем значения коэффициента С_р = 42.7; q = 1.04 x =0; yp = 0.8

Поправочный коэффициент на осевую силу при обработке серого чугуна сверлом из быстрорежущей стали

K _p = K _m = (HB / 190) ^0.6= (220 / 190) ^0.6 1.16 ^0.6~ 1.09

Глубина резания при сверлении t = D/2 = 25/2 = 12.5мм

Тогда P_o = 42.7 * 25 ¹ * 12.5 ⁰ * 0.4 ^0.8 * 1.09 = 559 кгс ~ 5590 H

Для станка 2 Н 125 максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом станка P_max = 900 кгс ~ 9000 Н.

Таким образом, P_o 5590 Н < P_max 9000 Н, следовательно, назначаемая подача

S =0.4 мм/об в полнее допустима.

2. Назначаем период скорости сверла. При обработке чугуна сверлом из быстрорежущей стали диаметром D = 25 мм, рекомендуемый период стойкости сверла Т = 40-50 мин, принимаем Т = 45 мин.

3. Определяем скорость резания, допускаемою режущими свойствами сверла. По таблице П. 11 находим v _табл. = 29 м/мин, при D =25 мм и S=0.4 мм/об.

Определяем поправочные коэффициенты на скорость резания: коэффициент К_l, учитывающий влияние глубины сверления на скорость резания, при l/D = 3.8 по таблице П 13 находим К_l = 0.9; коэффициент K _m_,учитыва

⇐ Предыдущая 1 23