Министерствообразования и науки Украины
Мариупольскоевысшее металлургическое училище
Лабораторно-практическаяработа по предмету основы обработки материалов резанием
Тема: Расчет иконструирование токарного отрезного резца
Мариуполь 2010
Цель: Ознакомится склассификацией, назначением и применением токарных резцов. Ознакомится споследовательностью расчета и конструирования отрезного резца.
Ход работы:
Описатьклассификацию токарных резцов.
Охарактеризоватьназначение и применение.
Описать,изобразить отрезной резец и его геометрию.
Рассчитатьотрезной резец на прочность и жесткость.
Описатьпроцесс конструирования отрезного резца.
Правилапользования резцом (установка, заточка, износ.)
1.Классификация токарныхрезцов.
Резцыклассифицируются по виду обработки, по направлениюподачи, по конструкции головки, по роду материала рабочей части, по сечениютела резца и другие.
По видуобработки различают резцы:
Проходной – для точения плоских торцовых поверхностей;
Расточные – для точения сквозных и глухих отверстий;
Отрезные – для разрезания заготовок на части и для протачивания кольцевыхканавок;
Резьбовыенаружные и внутренние – для нарезания резьб;
Галтельные – для точения закруглений;
Фасонные – для обтачивания фасонных поверхностей.
Понаправлению подачи резцы делятся на правые, работающие с подачей справа налево, и левые, работающие с подачи слева направо. По конструкции головки:прямые, отогнутые, оттянутые и изогнутые.
По родуматериала рабочей части: из быстрорежущей стали, с пластинами из твердогосплава, с пластинами из минералокерамики, с кристаллами из алмазов и эльбога.По сечению тела резца различают прямоугольные, квадратные и круглые. Такиерезцы могут быть цельные (головка и тела сделаны из одного материала), сприваренной встык головки.
2.Назначение и применениеотрезного резца.
Отрезные резцы предназначены для отрезания материала от прутковнебольшого диаметра. Как правило, для этих целей применяются инструмент соттянутой головкой. В связи с тем, что работа ведется с большим усилием, аотвод стружки из зоны резания затруднен, нередко происходят выкрашивание илисколы режущей части инструмента, а иногда и отрыв пластинки от державки.
Резцы отрезныеиспользуют для прорезания узких канавок. Данный вид резцов применяется так же ив целях отрезания материала под прямым углом к оси вращения. В процессеотрезания необходимо обеспечить наименьшую потерю материала. С этой целью отрезныерезцыимеют узкую форму с маленькой протяженностью режущейкромки. Он этот факт делает их непрочными, ломкими, а работа с отрезнымирезцами требует осторожности и высокой степени умения.
3.Описать, изобразить отрезной резец и егогеометрию
Головкаотрезного резца улучшенной конструкции показана на рис. В этом случаетвердосплавная пластинка благодаря призматической форме опорной поверхностирасполагается на площади примерно в 1,5 раза большей, чем у обыкновенногорезца. Кроме того, призматическая форма опорной поверхности препятствуетсмещению пластинки под действием боковых сил, возникающих в процессе работырезца. Следует отметить также, что в то время как у обыкновенного отрезногорезца, длина рабочей части l обычно не превышает 40 мм, у резца, изображенногона рис. эта длина делается до 75 мм. Вспомогательные углы в плане у отрезныхрезцов делаются 1—2°. Задний угол отрезных резцов делается 12°; вспомогательныезадние углы принимаются около 2°.
Выбор отрезного резца. Чем больше диаметр отрезаемой детали, тем больше должна бытьдлина головки отрезного резца. Необходимая прочность резца с длинной головкойвозможна лишь при до статочной ширине резца. Выбор ширины резца в зависимостиот обрабатываемой детали можно производить пользуясь приводимыми ниже данными:
Диаметрдетали в мм – 30; 30—40; 40—60; 60—100.
Ширинарезца в мм — 3; 3—4; 4—5; 5—8.
4.Правилапользования резцом (установка, заточка, износ.)
Заточка резцов
Заточка токарных резцовпроизводится как при их изготовлении, так и при износе. Процесс заточкипроходит на точильно-шлифовальных станках с непрерывным охлаждением. Сначалазатачивается главная поверхность, затем задняя и вспомогательная. После этогообрабатывают переднюю поверхность резца до получения ровной режущей кромки.
На каждом станке длязаточки резцов имеется два шлифовальных круга: из электрокорунда и из зеленогокарбида кремния. Первый применяется для обработки резцов из быстрорежущейстали, второй используется для заточки твердосплавных резцов. Для проверкиправильности заточки резца существуют специальные шаблоны.
Установка отрезных резцов относительнолинии центров станка. Отрезные резцы следует устанавливать точно на линии центров.Известно, что при установке резца ниже центровой линии передний угол егоуменьшается, давление стружки на резец увеличивается и непрочный отрезной резецломается. Устанавливая резец выше линии центров, мы уменьшаем его задний угол,вследствие чего возрастает трение задней поверхности об обработаннуюповерхность детали. Это, в свою очередь, часто служит причиной поломкинепрочного отрезного резца.
Приемы отрезных работ. Деталь, часть которой должна быть отрезана, или прутокматериала, от которого отрезается заготовка, следует закреплять в патроне и повозможности поджимать задним центром. Производить отрезание при закреплениидетали в центрах нельзя. При закреплении отрезного резца необходимо особеннотщательно следить за тем, чтобы вся подошва его плотно прилегала к опорнойплощадке резцедержателя. В противном случае резец вибрирует и легко ломается.При некруглом сечении детали резец в начале работы снимает стружку лишь вкаком-нибудь одном, наиболее «высоком» месте. После того как резец выйдет изметалла, он несколько подвинется вперед (ввиду мертвого хода суппорта,некоторого прогиба отрезаемой детали и т. д.). Если, кроме этого движения, емубудет сообщена подача, толщина следующей стружки, которую резец будет снимать с«высокого» места, может получиться настолько большой, что резец сломается. Воизбежание этого подачу резца, пока он не начнет снимать сплошную стружку,следует брать возможно меньшей. Дальнейшая подача резца должна быть непрерывнойи равномерной. Необходимо избегать прекращения подачи до окончания работырезца, так как он вследствие скольжения по обработанной поверхностизатупляется. Если почему-либо необходимо прекратить подачу, следует медленноотвести резец немного назад. При отрезании тяжелых деталей нельзя подаватьрезец до самого центра. Как только между частями детали, закрепленной в патронеи отрезаемой, останется перемычка, которая может быть легко переломлена,необходимо вывести резец, остановить станок и отломить отрезаемую часть. Послеэтого можно пустить станок и зачистить торец части, закрепленной в патроне.
Режимы резания и охлаждение при отрезании. Подача при отрезании должна быть небольшой. Примернаявеличина автоматической подачи при отрезании стальных деталей диаметром до 100мм колеблется в пределах 0,10—0,25 мм/об. Меньшая из этих подач относится крезцу шириной 3 мм, большая — к резцу шириной 8 мм. При отрезании чугунныхдеталей подача может быть примерно на 0,05 мм больше, чем при отрезаниистальных деталей. Если отрезание производится с ручной подачей, величина еедолжна быть примерно в два раза меньше автоматической (для резца данной ширины)и производиться возможно равномернее. Скорость резания при отрезании можнонаходить по таблицам скоростей резания при наружном точении, приведенным выше.Ширина резца определяет в данном случае глубину резания. При отрезании стальныхдеталей надо применять смазочно-охлаждающие жидкости с высокими смазывающимикачествами (сульфофрезол, растительное масло). Отрезание деталей из чугунапроизводится всухую.
Измерения при отрезании. При отрезании болванки или детали заданной длины резецследует устанавливать с минимальным вылетом. После того как резец снимет первуюстружку, надо остановить станок и проверить соответствие получаемой длиныотрезаемой детали заданной.
5.Рассчитать отрезной резец на прочность и жесткость.
Pz(x,y)=10CptxSyVnKp, H
где Cp — коэффициент, учитывающий условия обработки;
x,y,n — показатели степени;
t — глубина резания, мм;
S — подача, мм/об;
V — скорость резания, м/мин;
Кр — обобщенный поправочный коэффициент, учитывающий изменение
условий по отношению к табличным.
/>
де /> - поправочный коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала;
/> -
коэффициенты, учитывающие соответствующие геометрические параметры резца .
Мощность резания рассчитывают по формуле
/>
где Pz — сила резания, Н;
V — скорость резания, м/мин.
Определим силы, действующие при продольном точении заготовки из стали 40Х с пределом прочности />, отрезным резцом с пластиной из твердого сплава Т5К10. Определить мощность резания.
Глубина резания t=3 мм, подача S=0,8 мм\об, скорость резания V=67 м/мин.
Силы резания при отрезании Pz(x,y)=10CptxSyVnKp
Определяем значения поправочных коэффициентов
/>
/>/>
/> />
/>
/>
/>
/> — учитывается только для резцов из быстрорежущей стали
Pz=10×300×31×0,80,75×67-0,15×0,95×0,94×1,25=4050 H
Px=10×339×31×0,80,5×67-0,4×0,93×1,11×2=1685,5 H
Py=10×243×30,9×0,80,6×67-0,3×0,91×0,77×2=1611 H
Мощность резания
/>