Контрольная работа по "Материаловедение"

Получистовое  
 t = 0,5-3 мм; 
 S = 0,15-0,7 мм/об;  
 V = от 5-10 до 100-150 м/мин  
 Точность обработки: 11-12 квалитет (4-3 класс);  
 Шероховатость поверхности: 4-6 класс (Ra = 10-2,5 мкм); 
 Область применения: предварительная и окончательная обработка поверхности. Часто предшествует шлифованию.

Чистовое 
 t = 0,1-1,0 мм; 
 S = 0,1-0,5 мм/об; 
 V = от 2-5 до 100-200 м/мин и более; 
 Точность обработки: 11-7 квалитет (4-2а класс); 
 Шероховатость поверхности: 7-8 класс (Ra = 1,25-0,63 мкм); 
 Область применения: окончательная обработка поверхности, а также для подготовки её для окончательной обработки другими методами (суперфиниш, хонингование, притирка).

Тонкое 
 t = от 0,002-0,006 до 0,3 мм; 
 S = 0,02-0,12 мм/об; 
 V = от 100 до 1000-6000 м/мин; 
 Точность обработки: 9-5 квалитет (3-1 класс); 
 Шероховатость поверхности: 8-10 класс (Ra = 0,63-0,16 мкм); 
 Область применения: окончательная обработка поверхности. 

Основными инструментами для  обработки на токарном станке являются токарные резцы, сверла, развертки, зенкеры, зенковки и  метчики.  

Резцы  

Токарный  резец состоит  из головки, являющейся рабочей частью, и тела, или стержня (рис. 6.7). Стержень предназначен для закрепления резца в резцедержателе. Головка резца образуется тремя поверхностями: передней и двумя задними. Передняя поверхность – это поверхность резца, по которой сходит стружка. Задние поверхности – это поверхности, обращенные к обрабатываемой заготовке. Различаются главная и вспомогательная задние поверхности. Главная задняя поверхность – это поверхность, обращенная к плоскости резания. Вспомогательная задняя поверхность – это поверхность, обращенная к уже обработанной поверхности заготовки.

Пересекаясь, поверхности резца  образуют режущие  кромки. Основную работу резания выполняет  главная режущая  кромка, образованная пересечением передней и главной задней поверхностей. На пересечении  главной и вспомогательной  режущих кромок образуется вершина резца.

Основными геометрическими  характеристиками резца  являются главные и вспомогательные углы, углы в плане и угол наклона главной режущей кромки (рис. 5.8). Определение углов резца осуществляется в системе координатных плоскостей: плоскость резания, основная плоскость, главная и вспомогательная секущие плоскости.

Плоскость резания проходит через главную  режущую кромку резца  касательно к поверхности  резания. Основная плоскость  параллельна направлениям продольной и поперечной подачи. Для токарных резцов она совпадает  с плоскостью их основания. Главная секущая  плоскость перпендикулярна  проекции главной  режущей кромки на основную плоскость. Вспомогательная  секущая плоскость  перпендикулярна  проекции вспомогательной  реющей кромки на основную плоскость.

Главный задний угол а измеряется в главной секущей плоскости между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Угол заострения 3 – это угол между передней и главной задней поверхностью. Главный передний угол у – это угол между передней поверхностью резца и плоскостью, проходящей перпендикулярно плоскости резания через главную режущую кромку. Сумма эти: углов составляет 90°. Угол резания С находится между передней поверхностью резца и плоскостью резания. Главный угол в плане ф расположен методу проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Вспомогательный угол в плане ф! – это угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Угол при вершине в плане е образуется между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок не основную плоскость. Вспомогательный задний угол а измеряется во вспомогательной секущей плоскости между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную заднюю кромку перпендикулярно основной плоскости. Угол наклона главной режущей кромки X – это угол между главной режущей кромкой и линией, проведенной через вершину угла параллельно основной плоскости.

  

В зависимости от характера  выполняемых работ  различаются виды резцов: проходные  – для обработки  гладких цилиндрических поверхностей (рис. 6.9, а, б); проходные упорные  – для обработки  ступенчатых цилиндрических поверхностей (рис. 6.9, в); отрезные и прорезные  – для отрезания  заготовок или  прорезания канавок (рис. 6.9, г) и фасонные – для обтачивания галтелей (рис. 6.9, д).

Режимы  резания при точении

Режимы  резания при точении характеризуются скоростью резания, подачей и глубиной резания.

Скорость  резания (главного движения) – это скорость рассматриваемой  точки заготовки  в главном движении резания, т. е. во вращательном движении заготовки. Скорость резания  обозначается Vvl измеряется в метрах в минуту (м/мин).

Подача  – это величина перемещения резца  за один оборот обрабатываемой заготовки; она обозначается буквой S и выражается в миллиметрах  за один оборот (мм/об) заготовки (шпинделя). Различаются два типа подачи: продольная (Snp), параллельная оси обрабатываемой заготовки, и поперечная {Snon), перпендикулярная оси обрабатываемой заготовки.

Глубина резания – это  толщина снимаемого за один рабочий ход (проход) слоя металла, измеряемая перпендикулярно  к поверхности  обрабатываемой заготовки. Глубина резания  обозначается буквой t, измеряется в миллиметрах (мм) и рассчитывается по формуле t = (D-d)l2, где D – диаметр заготовки до обработки; d – диаметр заготовки после снятия резцом одного слоя материала.

Рациональный  выбор режимов  резания заключается  в определении  значений скорости резания, подачи и глубины  резания, позволяющих  максимально использовать технологические  возможности станка и режущего инструмента  для получения  поверхности с  высокой точностью  геометрических размеров и формы и малой  шероховатостью.

Режимы  резания обычно выбираются в следующем порядке:

1. Вначале устанавливается  такая глубина  резания в соответствии  с припуском на  обработку, которая  может быть за  наименьшее число  рабочих ходов.

2.  Затем определяется подача с учетом прочности механизма подач и жесткости заготовки (для черновой обработки), а та! же требуемой шероховатости поверхности, геометрии инструмента и материала заготовки (для чистовой обработки).

3.  Далее устанавливается допустимая скорость резания с учетом выбранных глубины резания и подачи, а также мощности станка, материала заготовки, геометрии и стойкости инструмента.

4.  Наконец, рассчитывается частота вращения шпинделя по формуле и – 1 ООО Vl(nD) и устанавливается на коробке скорости» станка. Причем если ее величина не совпадает с паспортными данными станка, то выбирается ближайшее, но меньшее по величине значений частоты вращения.

При определении режимов  обработки следует использовать специальные справочные таблицы для определения глубины резания, подачи и скорости резания. 

Разновидности резцов. Наиболее часто употребляемые  при токарных работах стержневые резцы (см. рис 9) состоят из головки, принимающей непосредственное участие в резании, и стержня прямоугольного сечения, с помощью которого резец закрепляется в резцедержателе суппорта. По форме головки такие резцы делятся на прямые, отогнутые и оттянутые (рис 7); по направлению подачи - на правые и левые (рис 8);по назначению - на проходные, подрезные, отрезные и др.

Приспособления  для токарной обработки  

Наибольшее применение для закрепления заготовок при  обработке на токарных станках получили трехкулачковые самоцентрирующиеся патроны с ручным приводом и центры. Основным инструментом для обработки на токарном станке является резец, который закрепляется непосредственно в резцедержателе станка с помощью прокладок, позволяющих установить резец так, чтобы его вершина находилась точно на линии центров.

Самоцентрирующийся  трехкулачковый патрон  

Самоцентрирующийся  трехкулачковый патрон (рис. 6.2) состоит из корпуса 6 с пазами, в которых перемещаются кулачки 1,2, 3. Перемещение кулачков от периферии к центру патрона происходит при помощи спиральной нарезки, выполненной на диске 4. Диск приводится во вращательное движение при помощи специального ключа, устанавливаемого в квадратное отверстие конического зубчатого колеса 5. Зубчатое коническое колесо J находится в зацеплении с диском 4, на котором нарезаны зубья. Кулачки изготовляют трехступенчатыми, что позволяет закреплять заготовки с базированием по внутреннему диаметру различного размера. Для повышения износостойкости кулачков они подвергаются закалке.

Центры (рис. 6.3) в зависимости от формы и размеров обрабатываемых заготовок имеют  различную форму и размеры. Угол при вершине рабочей части 1 центра, как правило, составляет 60°. Хвостовая  часть 2 центра выполнена с конусом  Морзе. Для удаления центра из отверстия  шпинделя станка или пиноли задней бабки служит опорная часть 3, диаметр  которой меньше диаметра хвостовой  части конуса, что позволяет удалять  центр без повреждения его  конической части.

Конструкция центра выбирается в зависимости от конструкции  заготовки и характера выполняемой  обработки.

При обработке  заготовок небольшого диаметра (до 4 мм) сложно выполнить в них центровое  отверстие, поэтому торцевая часть  такой заготовки обрабатывается под углом 60°, а ее закрепление  выполняется при помощи центра с  обратным конусом (рис. 6.3, б). Если в  процессе обработки необходимо подрезать  торец у закрепляемой в центрах  заготовки, то используется центр со срезанным конусом (рис. 6.3, в), который  устанавливается только в пиноли задней бабки. Когда ось обрабатываемой заготовки не совпадает с осью шпинделя, для ее закрепления применяется сферический центр (рис. 6.3, г). Центр с рифленой рабочей поверхностью (рис. 6.3, д) используется при обработке без поводкового патрона заготовок с большим размером центрового отверстия. В связи с тем что при обработке в центрах возникают большие силы трения, для повышения долговечности центров для их рабочей части употребляют твердый сплав (рис. 6.3, е); такие центры устанавливаются в пи- ноль задней бабки. Наряду с цельными центрами широкое применение находят вращающиеся центры (рис. 6.4). Такой центр состоит из корпуса 4 с коническим хвостовиком, в котором установлены два шариковых 3 и 5 и один роликовый 2 подшипники. На подшипниках устанавливается вращающийся центр 1.

Для передачи вращательного  движения от шпинделя к обрабатываемой заготовке служат также поводковые патроны и хомутики.

  

Поводковые патроны   

Поводковые  патроны (рис. 6.5) применяются при обработке заготовок 5 в центрах 4 и 6. Передача движения осуществляется поводковым патроном 7 через палец-поводок 2 и хомутик 3, закрепленный на заготовке винтом.

Хомутик (рис. 6.6) надевается на обрабатываемую в центрах заготовку и закрепляется винтом 1. Хвостовиком 2 хомутик упирается в палец поводкового патрона.

Прокладки предназначены  для установки вершины резца по линии центров; они представляют собой металлические пластины различной толщины с размерами, соответствующими размерам опорной поверхности резца. Пластины устанавливаются в резцедержатель под резец, при этом толщина комплекта подбирается такой, чтобы вершина резца оказалась на линии центров. Положение вершины резца контролируется по вершине центра, установленного в пиноли задней бабки. После выверки положения вершины резца он закрепляется в резцедержателе станка вместе с комплектом подобранных пластин. В комплекте не должно быть больше трех пластин. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  используемой литературы. 

1. Бернштейн  М.Л., Займовский В.А. Механические свойства металлов. М.,  1979 

2. Уайэтт О.Г., Дью-Хьюз Д. Металлы, керамики, полимеры. М., 1979

3. Павлов П.А.  Механические состояния и прочность  материалов. Л., 1980

4. Соболев Н.Д., Богданович К.П. Механические  свойства материалов  и  основы

  физики прочности.  М., 1985

5. Жуковец И.И. Механические испытания металлов. М., 1986

6. Бобылев А.В. Механические и технологические свойства металлов. М., 1987