Назначение
Значение припусков влияет на эффективность и качество обработки, так как они компенсируют погрешности предыдущей и текущей рабочих операций. При этом должен быть соблюден баланс между недостаточным и чрезмерным значением. При недостаточном снизится точность и качество работ ввиду неполного удаления дефектного слоя и усложнения выверки заготовки при монтаже на станке, а при избыточном возрастет стоимость производства ввиду повышения расхода материальных и энергетических ресурсов и трудозатрат. Оптимально среднее значение, обеспечивающее достаточное качество при минимальных затратах.
Зная что такое припуск, можно понять, что составляющий его материал уходит в отходы. При превращении заготовок в детали в стружку уходит до 60% массы материала. Лишь на отдельных заводах машиностроения эта величина сокращена до 20-30%. Стружка учитывается как потери из-за низкой стоимости. К тому же на удаление материала затрачиваются энергия и трудовые часы. Ввиду этого важен расчет оптимального значения, для достижения которого меняют технологии производства. Например, используют чугунные отливки вместо штампованных заготовок, не требующие токарной обработки. Таким образом значительно сокращают стоимость изготовления деталей.
Расчет выполнен для Каримовой Ю.Р., группа – ТМ-41
Исходные данные:
Обрабатываемая поверхность – отверстие в заготовке с отверстием Æ216+0,046
Наименование перехода или операции маршрута обработки поверхности | Обозначение точности | Предель-ные отклонения, мм | |||||
шерохо-ватость Rz(i-1) | дефект. слой h(I-1) | простр. отклон. р(i-1) | погрешность | ||||
базир. Еб(i) | закр. Ез(i) | ||||||
Правка ковкой на молотах | ГОСТ 7829-70 | +6.000 -6.000 | – | – | – | – | – |
Точение черновое | квалитет 12 | +0.460 | 300 | 300 | 1500 | 700 | |
Точение чистовое | квалитет 9 | +0.115 | 100 | 100 | 90 | 500 | |
Точение тонкое | квалитет 7 +0.046 0 | +0.046 | 30 | 30 | 60 | 100 |
Результаты расчета:
Расчетные значения | Принятые значения, мм | ||||||||
припуск, мкм | расчет-ный размер, мм | расчет-ный размер | номинальный размер с предельными отклонениями | предельный размер | припуск, мкм | ||||
мини | расч. | мини-мальный | макси-мальный | миним. | расч. | макс. | |||
– | – | 197.089 | 197 | 203 ±6.000 | 197 | 209 | – | – | – |
4511 | 16511 | 213.623 | 213.6 | 213.6±0.460 | 213.6 | 214.06 | 4600 | 16600 | 17060 |
1417 | 1877 | 215.531 | 215.5 | 215.5±0.115 | 215.5 | 215.615 | 1440 | 1900 | 2015 |
354 | 469 | 216 | 216 | 216±0.046 | 216 | 216.046 | 385 | 500 | 546 |
КОНЕЦ РАСЧЕТА
По результатам расчета строится схема расположения полей припусков и допусков на размер Ø216 Н7 (+0,046) (рисунок 2.4).
Рисунок 8.4 Схема расположения полей припусков и допусков
8.4 Расчеты режимов резания
а) Расчет режима резания при точении (операция 045).
1) Исходные данные:
– марка обрабатываемого материала – сталь 40, sв=569 МПа;
– параметры заготовки: Æ440 h12(-0,63), Ra=12,5мкм;
– параметры обработанной детали: Æ420 h12(-0,63), Ra=12,5мкм.
2) Назначения глубины резания.
Глубина резания при получистовом точении принимается равной припуску на обработку t=10 мм.
3) Выбор режущего инструмента.
Обработка ведется токарным проходным резцом с механическим креплением шестигранной пластины из твердого сплава. Материал пластины Т12К6 . Геометрические параметры пластины: главный угол в плане j=45°, вспомогательный угол в плане j1 =15°, радиус при вершине r=2 мм, угол наклона главной режущей кромки l=0, задний угол a=8°, передний угол g=12°. Сечение державки резца – 40х40 мм .
4) Выбор подачи
При получистовом наружном точении резцом из твердого сплава подача принимается S=0,8 мм/об.
5) Определение скорости резания
Скорость резания определяется по формуле :
V=(Cv/Tm*tx*Sy)*Kv,
где Cv=340, х=0,15, у=0,45, m=0,2 – коэффициент и показатели степени в формуле скорости резания;
Т=30 мин – период стойкости инструмента при одноинструментной обработке;
T=10 мм – глубина резания;
S=0,8 мм/об – подача;
Kv– поправочный коэффициент.
Kv=Kмv* Kпv* Kиv,
Характер заготовки и способ ее изготовления
По характеру и способу получения различают следующие заготовки: отливки, поковки, штамповки, заготовки из прокатанного материала.
Отливка может быть изготовлена посредством машинной или ручной формовки, заливкой в земляную форму, отливкой в металлическую форму, отливкой под давлением.
В зависимости от характера заготовки и способа её изготовления, величины припусков и допуски на размеры заготовки будут различными.
Так, для литой детали припуск в отливке, изготовленной посредством ручной формовки, будет больше, чем в отливке машинной формовки; точно так, же припуск в отливке, полученной в земляной форме, будет больше, чем в отливке, полученной в металлической форме, а припуски в отливках под давлением будут меньше, чем в отливках, выполненных в металлических формах.
Если сравнить припуски поковок и штамповок для одних и тех же деталей, то припуски у поковок всегда будут больше, чем у штамповок.
В заготовках из прокатанного материала припуски меньше, чем в заготовках отливных, кованых или штампованных; в заготовках из проката размер припуска должен обеспечить необходимую точность и чистоту поверхности, получаемой после механической обработки.
В некоторых случаях приходится увеличивать припуски заготовок, вследствие необходимости создать условия для возможности осуществления механической обработки.
Так, например, при обработке тел вращения иногда необходимо давать припуски для установки в центрах, или увеличивать длину заготовки для возможности её зажима в патроне станка.
Расчет выполнен для Каримовой Ю.Р., группа – ТМ-41
Исходные данные:
Обрабатываемая поверхность – отверстие в заготовке с отверстием Æ216+0,046
Наименование перехода или операции маршрута обработки поверхности | Обозначение точности | Предель-ные отклонения, мм | |||||
шерохо-ватость Rz(i-1) | дефект. слой h(I-1) | простр. отклон. р(i-1) | погрешность | ||||
базир. Еб(i) | закр. Ез(i) | ||||||
Правка ковкой на молотах | ГОСТ 7829-70 | +6.000 -6.000 | – | – | – | – | – |
Точение черновое | квалитет 12 | +0.460 | 300 | 300 | 1500 | 700 | |
Точение чистовое | квалитет 9 | +0.115 | 100 | 100 | 90 | 500 | |
Точение тонкое | квалитет 7 +0.046 0 | +0.046 | 30 | 30 | 60 | 100 |
Результаты расчета:
Расчетные значения | Принятые значения, мм | ||||||||
припуск, мкм | расчет-ный размер, мм | расчет-ный размер | номинальный размер с предельными отклонениями | предельный размер | припуск, мкм | ||||
мини | расч. | мини-мальный | макси-мальный | миним. | расч. | макс. | |||
– | – | 197.089 | 197 | 203 ±6.000 | 197 | 209 | – | – | – |
4511 | 16511 | 213.623 | 213.6 | 213.6±0.460 | 213.6 | 214.06 | 4600 | 16600 | 17060 |
1417 | 1877 | 215.531 | 215.5 | 215.5±0.115 | 215.5 | 215.615 | 1440 | 1900 | 2015 |
354 | 469 | 216 | 216 | 216±0.046 | 216 | 216.046 | 385 | 500 | 546 |
КОНЕЦ РАСЧЕТА
По результатам расчета строится схема расположения полей припусков и допусков на размер Ø216 Н7 (+0,046) (рисунок 2.4).
Рисунок 8.4 Схема расположения полей припусков и допусков
8.4 Расчеты режимов резания
а) Расчет режима резания при точении (операция 045).
1) Исходные данные:
– марка обрабатываемого материала – сталь 40, sв=569 МПа;
– параметры заготовки: Æ440 h12(-0,63), Ra=12,5мкм;
– параметры обработанной детали: Æ420 h12(-0,63), Ra=12,5мкм.
2) Назначения глубины резания.
Глубина резания при получистовом точении принимается равной припуску на обработку t=10 мм.
3) Выбор режущего инструмента.
Обработка ведется токарным проходным резцом с механическим креплением шестигранной пластины из твердого сплава. Материал пластины Т12К6 . Геометрические параметры пластины: главный угол в плане j=45°, вспомогательный угол в плане j1 =15°, радиус при вершине r=2 мм, угол наклона главной режущей кромки l=0, задний угол a=8°, передний угол g=12°. Сечение державки резца – 40х40 мм .
4) Выбор подачи
При получистовом наружном точении резцом из твердого сплава подача принимается S=0,8 мм/об.
5) Определение скорости резания
Скорость резания определяется по формуле :
V=(Cv/Tm*tx*Sy)*Kv,
где Cv=340, х=0,15, у=0,45, m=0,2 – коэффициент и показатели степени в формуле скорости резания;
Т=30 мин – период стойкости инструмента при одноинструментной обработке;
T=10 мм – глубина резания;
S=0,8 мм/об – подача;
Kv– поправочный коэффициент.
Kv=Kмv* Kпv* Kиv,
Прокат. Методы обработки валов
- Главная /
- Справочник /
- Прокат
| Класс точности вала | Методы обработки |
| 5-й | Одно черновое обтачивание |
| 4-й | Черновое и чистовое обтачивание длинных деталей или одно обтачивание коротких деталей |
| 3-й, 3а | Чистовое обтачивание с повышенной точностью после чернового обтачивания или шлифование после чернового обтачивания |
| 2-й, 2а | Шлифование после чернового и чистового обтачивания |
| 1-й | Завершающими операциями при обработке валов 1-го класса должны быть тонкое (алмазное) обтачивание или шлифование повышенной точности (отделочное шлифование) |
Припуски на получистовое обтачивание валов после чернового обтачивания
| Диаметр вала d | Длина обрабатываемой детали L | |||||
| До 100 | Св. 100 до 250 | Св. 250 до 500 | Св. 500 до 800 | Св. 800 до 1200 | Св. 1200 до 2000 | |
| Припуск 2а на диаметр | ||||||
| До 10 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | — | — |
| Св. 10 до 18 | 0,9 | |||||
| Св. 18 до 30 | 1,0 | 1,1 | 1,3 | 1,4 | ||
| » 30 » 50 | 1,0 | 1,5 | 1,7 | |||
| » 50 » 80 | 1,1 | 1,1 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 |
| » 80 » 120 | 1,2 | 1,9 | ||||
| » 120 » 180 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 1,7 | 2,0 | |
| » 180 » 260> | 1,3 | 1,3 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | |
| » 260 » 360 | 1,4 | 1,5 | 1,7 | 1,9 | 2,1 | |
| » 360 » 500 | 1,4 | 1,5 | 2,2 |
Для условий мелкосерийного или индивидуального производства припуск на черновое обтачивание определяется умножением табличной величины на коэффициент k =
1,3 с округлением до десятых в сторону увеличения, например: 1,1 Х 1,3 = 1,43 — принимаем 1,5.
Припуски на чистовое (тонкое, алмазное) обтачиваине валов
| Обрабатываемый материал | Диаметр обрабатываемого вала d | Припуск 2а на диаметр |
| Легкие сплавы | До 100 Св. 100 | 0,3 — 0,5 |
| Бронза и чугун | До 100 Св. 100 | 0,3 — 0,4 |
| Сталь | До 100 Св. 100 | 0,2 — 0,3 |
В случае применения двух резцов, чернового и чистового, на чистовой резец оставляется припуск 0,1 мм .
Припуски на чистовое подрезание и шлифование торцов
| Размеры, мм | ||||||
| Диаметр обрабатываемой детали d | Общая длина обрабатываемой детали L | |||||
| До 18 | Св. 18 до 50 | Св. 50 до 120 | Св. 120 до 260 | Св. 260 до 500 | Св. 600 | |
| Припуск а х 2 | ||||||
| До 30 | 0,5/0,2 | 0,6/0,3 | 0,7/0,3 | 0,8/0,4 | 1,0/0,5 | 1,2/0,6 |
| Св. 30 до 50 | 0,5/0,3 | 0,6/0,3 | 0,7/0,4 | 0,8/0,4 | 1,0/0,5 | 1,2/0,6 |
| » 60 » 120 | 0,7/0,3 | 0,7/0,3 | 0,8/0,4 | 1,0/0,5 | 1,2/0,6 | 1,2/0,6 |
| » 120 » 260 | 0,8/0,4 | 0,8/0,4 | 1,0/0,5 | 1,0/0,5 | 1,2/0,6 | 1,4/0,7 |
| » 260 » 500 | 1,0/0,5 | 1,0/0,5 | 1,2/0,5 | 1,2/0,6 | 1,4/0,7 | 1,5/0,7 |
| » 600 | 1,2/0,6 | 1,2/0,6 | 1,4/0,6 | 1,4/0,7 | 1,5/0,3 | 1,7/0,8 |
| Допуск в мм на длину | 0,2/0,12 | 0,3/0,17 | 0,4/0,23 | 0,5/0,3 | 0,6/0,4 | 0,8/0,5 |
При обработке валов с уступами припуск брать на каждый уступ отдельно, исходя из его диаметра d и общей длины вала L;
Числитель — подрезание, знаменатель — шлифование.
Припуски на разрезку пруткового материала
Назначение
Значение припусков влияет на эффективность и качество обработки, так как они компенсируют погрешности предыдущей и текущей рабочих операций. При этом должен быть соблюден баланс между недостаточным и чрезмерным значением. При недостаточном снизится точность и качество работ ввиду неполного удаления дефектного слоя и усложнения выверки заготовки при монтаже на станке, а при избыточном возрастет стоимость производства ввиду повышения расхода материальных и энергетических ресурсов и трудозатрат. Оптимально среднее значение, обеспечивающее достаточное качество при минимальных затратах.
Зная что такое припуск, можно понять, что составляющий его материал уходит в отходы. При превращении заготовок в детали в стружку уходит до 60% массы материала. Лишь на отдельных заводах машиностроения эта величина сокращена до 20-30%. Стружка учитывается как потери из-за низкой стоимости. К тому же на удаление материала затрачиваются энергия и трудовые часы. Ввиду этого важен расчет оптимального значения, для достижения которого меняют технологии производства. Например, используют чугунные отливки вместо штампованных заготовок, не требующие токарной обработки. Таким образом значительно сокращают стоимость изготовления деталей.
Виды припусков и допусков
В зависимости от способа обработки детали различают два основных вида припусков:
- промежуточный или межоперационный;
- общий.
Промежуточные припуски представляют собой слой металла, снимаемый на отдельном переходе обработки. Общий припуск – это слой, снимаемый на всех технологических этапах. Данная величина рассчитывается путём сложения промежуточных припусков.
Припуск на обработку – величина непостоянная, и связано это с тем, что размеры заготовки до и после выполнения технологического перехода могут колебаться в пределах установленного допуска. Припуск на обработку может быть минимальным, номинальным или максимальным. При минимальном припуске снимаемый слой является разностью между наименьшим размером после выполнения операции. Номинальный припуск – это разность между номинальными размерами до и после осуществления технологического перехода. Максимальный припуск представляет собой разность между наименьшими размерами поверхности после выполнения предыдущего перехода и наибольшим размером после завершения текущей операции.
Технология машиностроения неразрывно связана с метрологией – наукой об измерениях, средствах и методах обеспечения их единства для достижения необходимой точности обработки. Две детали, соединяемые между собой, называются сопрягаемыми. Величину, по которой осуществляется соединение, называют сопрягаемым размером. В качестве примера сопрягаемых деталей можно рассмотреть диаметр отверстия в шкиве и соответствующий ему диаметр вала. Величину, по которой соединение не происходит, называют свободным размером (наружный диаметр вала).
В целях обеспечения взаимозаменяемости деталей сопрягаемые величины должны всегда иметь точные значения. Однако обеспечить такую точность в процессе механической обработки не всегда удаётся, а иногда это просто нецелесообразно. Поэтому в машиностроении используется способ получения взаимозаменяемых деталей с так называемой приближённой точностью. Суть данного способа заключается в том, что для различных условий эксплуатации деталям и узлам задаются допустимые отклонения от установленных размеров. Данные отклонения никак не влияют на безупречность работы элементов и рассчитываются для различных условий эксплуатации. Выстраиваются они в определённой схеме, которая называется «Система допусков и посадок».
Допуски и посадки являются разностью между наименьшими и наибольшими предельными значениями параметров (массовой доли, массы и размеров). Устанавливаются эти параметры с учётом технологических требований к детали. Расчётные данные детали называются номинальным размером. Выражаются они в целых миллиметрах. Фактические размеры детали, получаемые после обработки, называются предельными. На чертежах эти величины обозначаются числовыми значениями и указываются при номинальном размере (верхнее значение отмечается в верхней части записи размера, нижнее – в нижней).
Припуски и допуски на механическую обработку напрямую влияют на производительность и себестоимость технологического процесса. Чем больше эти величины, тем выше трудоёмкость механической обработки. Это приводит к увеличению энергозатрат, быстрому износу инструмента и большому расходу металла.
Одним из способов уменьшения припусков является повышение точности изготовления заготовки и выполнение предварительных механических операций. Но это, в свою очередь, требует более точной и тщательной установки деталей в приспособлениях и на станках.
Размер припуска зависит от целого ряда факторов:
- требований к точности;
- заданной шероховатости детали;
- конфигурации и размеров готового изделия.
Влияют на величину тип производственной операции и погрешность установки детали в приспособлении.
Расчёт припусков и допусков
Определение припусков на обработку может выполняться двумя способами: статистическим (табличным) или аналитическим (расчётным). В первом случае величина припусков зависит от типа заготовки и особенностей технологического процесса. Определяется она по нормативам, установленным в ГОСТах. Для того чтобы правильно определить размер припусков табличным способом, необходимо разработать маршрутную карту и определиться с технологическими допусками для всех переходов. Затем на основании данных, приведённых в таблицах, назначаются элементы припуска Rz и h
При расчётах важно учесть величину пространственных погрешностей. Расчёты технологического припуска табличным методом нужно начинать с последнего перехода
Аналитический метод расчётов припусков предполагает использование формул для цилиндрических деталей или для плоских поверхностей. При расчётах учитываются величина микронеровностей, глубина дефектного слоя, величина суммарных пространственных отклонений, погрешность установки заготовки.
Промежуточный припуск на обработку определяется с высокой точностью – до микрометра, округление полученных величин производится в сторону увеличения
Важно, чтобы величина припусков превышала минимальную толщину стружки, снимаемой режущим инструментом
Определение допусков на механическую обработку выполняется по установленным стандартам. Точные величины зависят от типа технологической операции, особенностей заготовки, размеров и класса точности готовой детали. Необходимые данные берутся из таблиц. Чтобы обеспечить соответствие указанным параметрам, в процессе обработки постоянно используются измерительные инструменты. Для грубых замеров и проверки соответствия размеров применяются линейки, нутромеры и кронциркули. Штангенциркули, микрометры, калибры позволяют обеспечить более высокую точность измерений.
Величина припусков на швы
Для массового производства или стандартной фигуры, или проверенной выкройки, которую вы уже знаете, что она вам подходит, ширина шва при стачивании или припуск на швы при раскрое следующий:
Таблица припусков на швы для массового пошива.
Почему я даю вам припуски при массовом пошиве? Я работала с коллегой в школе, которая начала шить, работая на фабрике массового пошива. Это была ее школа шитья. И она категорически отвергает все ручные работы и припуски на швы с «запасом». Так она обучает и учащихся девочек на уроках труда в школе. Я же училась в учебном заведении, ориентированном на индивидуальный пошив, и поэтому все работы у нас выполняются только с примеркой и с ручными временными строчками. Более того, я начала шить самоучкой, как писала о себе на сайте, и конечно, у меня свой опыт и шитья, и обучения, который я считаю правильным и наиболее качественным. Поэтому вы, столкнувшись с разным опытом работы, разными советами, должны понимать, откуда это, почему и выбрать свои предпочтения.
При индивидуальном пошиве припуски на швы распределяются согласно таблице.
Таблица припусков на швы для индивидуального пошива.
таблица припусков на швы в индивидуальном пошиве
После примерки припуски по шву на спинке и по плечевому срезу можно подрезать до 1,0 см.
В этой статье говорилось о припусках для плечевого изделия. Обычно, при изготовлении конкретного изделия указываются технологические условия: вид ткани, способы обработки швов согласно модели, и, конечно же, величина припусков на швы, например, припуски на швы для платья, припуски на швы ночной сорочки или юбки.
Некоторые опытные закройщики кроят мужские брюки сразу, включая припуски на швы, и выкраивают детали по линиям кроя. Можно так делать, потому что мужские брюки шьют без примерки в силу стройности «мужских ножек». А вообще припуски при построении выкройки не учитываются, их прибавляют при раскрое.
Каждый мастер делится своим опытом, поэтому вы можете столкнуться с самыми разными советами по размеру припусков на швы. Руководствуйтесь своим опытом: если вы еще работаете не уверенно, криво режете и шьете, то давайте припуски побольше, чтобы потом было что бесконечно выравнивать. Если рука держит ножницы более уверенно и машинка вас слушается, то лишние припуски только усложнят вам работу.
Совет.
Хочу обратить ваше внимание на работу с журналами мод. Есть журналы, в которых выкройки даны с припусками на швы. Это плохо
Плохо, потому что все припуски на всех участках даны одинаковые. Как правило, они по 1,5 см. Этого припуска по боковому срезу и низу изделия мало, а по линии горловины, бортам, пройме – много и очень много. Поэтому, мой совет: сразу срежьте на выкройке параллельно краю все припуски. В изделии осноравливать срезы будет куда сложнее
Это плохо. Плохо, потому что все припуски на всех участках даны одинаковые. Как правило, они по 1,5 см. Этого припуска по боковому срезу и низу изделия мало, а по линии горловины, бортам, пройме – много и очень много. Поэтому, мой совет: сразу срежьте на выкройке параллельно краю все припуски. В изделии осноравливать срезы будет куда сложнее.
Кроят симметричные детали, сложив ткань вдвое, лицевыми сторонами друг к другу, чтобы они были абсолютно одинаковыми. Ассиметричные детали и в массовом производстве, и в индивидуальном пошиве располагают в полный разворот на ткань лицевой стороной вниз.
И еще: как-то видела на форуме самодельное приспособление: два карандаша скреплены скотчем, чтобы один карандаш обводил контуры выкройки, а второй сразу очерчивал припуски. Много восторженных отзывов, но это тех женщин, которые только начинают шить. Как вы теперь поняли, это приспособление бесполезное.
В этой статье мы узнали, какие припуски ткани на швы нужно давать на разных конструктивных участках изделия и отчего это зависит.
Задавайте вопросы. Если статья была полезной, делитесь ею с друзьями в соцсетях, буду признательна за лайки. Подписавшись на новости, вы не пропустите новые уроки, а также получите полезную книгу в подарок «Швейная машинка домашнего использования».
С любовью, Ольга Злобина
Понятие о процессе резания при точении на токарном станке
Обработка резанием представляет совокупность действий, направленных на изменение формы заготовки путем снятия припуска режущим инструментом на металлорежущих станках с целью получения детали требуемой формы и размеров. Припуском на обработку называется слой металла, который срезается с заготовки в процессе изготовления детали. Величина припуска определяется разностью размеров заготовки и обработанной детали.
Кроме общего припуска различают промежуточный припуск. Промежуточный припуск — это слой металла, необходимый для осуществления определенной технологической операции. На величину припуска оказывают влияние такие факторы, как вид заготовки (отливка, штамповка, поковка, прокат и др.), материал заготовки, технологический процесс обработки, сложность конфигурации детали, требуемые точность и чистота обрабатываемых поверхностей и т. д.
При резании снятием стружки усилие резания воспринимается только одной (передней) поверхностью резца, благодаря чему отгибается и отводится в сторону слой снимаемого материала, т. е. образуется стружка. Вторая поверхность (задняя) оказывает давление на деталь и скользит по уже обработанной поверхности.
Пластической деформации подвергается весь отделяемый слой металла, превращающийся в стружку, а также те слои, которые непосредственно примыкают к острию клина инструмента, т. е. впереди стружки и на подрезцовой поверхности.
В зоне соприкосновения рабочих поверхностей инструмента и срезаемого слоя заготовки происходят упруго-пластические деформации, развивающиеся вплоть до отделения частиц металла и образования элементов стружки.
Токарные станки служат вот именно для такой обработки, при воздействии резца передней поверхностью на элемент срезаемого слоя вначале происходят упругие, а затем пластические деформации в ограниченной области вплоть до отделения стружки. В связи с относительной малостью упругой деформации в сравнении с пластической первой обычно пренебрегают и считают, что резание представляет процесс пластической деформации, доведенной до разрушения срезаемого слоя металла.
В процессе обработки резанием под влиянием внешней силы станка, приложенной к инструменту, на передней и задних поверхностях инструмента возникают нормальные силы и силы трения, которые вызывают деформацию срезаемого слоя и образование стружки, трение по передней и задней поверхностям инструмента, деформацию поверхностного слоя заготовки.
Процесс резания сопровождается выделением большого количества тепла, образуемого в результате деформации и трения по контактирующим поверхностям инструмента.
Деформации и тепловые явления определяют силы резания, расходуемую мощность, влияют на износ и стойкость инструмента, на характер температурного поля в зоне резания, что приводит к изменению механических свойств обрабатываемого слоя металла около режущего инструмента.
Процесс стружкообразования сопровождается большим трением, завиванием и усадкой стружки, наростообразованием и износом режущего инструмента, упрочнением поверхностного слоя и детали.
Для увеличения стойкости режущих инструментов, повышения класса чистоты обработанных поверхностей, уменьшения сил резания, облегчения процесса пластического деформирования и удаления стружки при обработке резанием применяются смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ).
Виды движений при токарной обработке. Для осуществления процесса резания при токарной обработке необходимо иметь два одновременно действующих рабочих движения, одно из которых вращательное, а второе — поступательное. Вращение обрабатываемой заготовки называется главным движением, а скорость ее вращения — скоростью резания.
Поверхности на обрабатываемых деталях. В процессе резания на детали различают три поверхности:
- обрабатываемая поверхность, т. е. поверхность детали, которая подлежит обработке;
- поверхность резания, которая образуется на детали непосредственно режущей кромкой резца;
- обработанная поверхность, полученная после снятия стружки.
Расчет выполнен для Каримовой Ю.Р., группа – ТМ-41
Исходные данные:
Обрабатываемая поверхность – отверстие в заготовке с отверстием Æ216+0,046
Наименование перехода или операции маршрута обработки поверхности | Обозначение точности | Предель-ные отклонения, мм | |||||
шерохо-ватость Rz(i-1) | дефект. слой h(I-1) | простр. отклон. р(i-1) | погрешность | ||||
базир. Еб(i) | закр. Ез(i) | ||||||
Правка ковкой на молотах | ГОСТ 7829-70 | +6.000 -6.000 | – | – | – | – | – |
Точение черновое | квалитет 12 | +0.460 | 300 | 300 | 1500 | 700 | |
Точение чистовое | квалитет 9 | +0.115 | 100 | 100 | 90 | 500 | |
Точение тонкое | квалитет 7 +0.046 0 | +0.046 | 30 | 30 | 60 | 100 |
Результаты расчета:
Расчетные значения | Принятые значения, мм | ||||||||
припуск, мкм | расчет-ный размер, мм | расчет-ный размер | номинальный размер с предельными отклонениями | предельный размер | припуск, мкм | ||||
мини | расч. | мини-мальный | макси-мальный | миним. | расч. | макс. | |||
– | – | 197.089 | 197 | 203 ±6.000 | 197 | 209 | – | – | – |
4511 | 16511 | 213.623 | 213.6 | 213.6±0.460 | 213.6 | 214.06 | 4600 | 16600 | 17060 |
1417 | 1877 | 215.531 | 215.5 | 215.5±0.115 | 215.5 | 215.615 | 1440 | 1900 | 2015 |
354 | 469 | 216 | 216 | 216±0.046 | 216 | 216.046 | 385 | 500 | 546 |
КОНЕЦ РАСЧЕТА
По результатам расчета строится схема расположения полей припусков и допусков на размер Ø216 Н7 (+0,046) (рисунок 2.4).
Рисунок 8.4 Схема расположения полей припусков и допусков
8.4 Расчеты режимов резания
а) Расчет режима резания при точении (операция 045).
1) Исходные данные:
– марка обрабатываемого материала – сталь 40, sв=569 МПа;
– параметры заготовки: Æ440 h12(-0,63), Ra=12,5мкм;
– параметры обработанной детали: Æ420 h12(-0,63), Ra=12,5мкм.
2) Назначения глубины резания.
Глубина резания при получистовом точении принимается равной припуску на обработку t=10 мм.
3) Выбор режущего инструмента.
Обработка ведется токарным проходным резцом с механическим креплением шестигранной пластины из твердого сплава. Материал пластины Т12К6 . Геометрические параметры пластины: главный угол в плане j=45°, вспомогательный угол в плане j1 =15°, радиус при вершине r=2 мм, угол наклона главной режущей кромки l=0, задний угол a=8°, передний угол g=12°. Сечение державки резца – 40х40 мм .
4) Выбор подачи
При получистовом наружном точении резцом из твердого сплава подача принимается S=0,8 мм/об.
5) Определение скорости резания
Скорость резания определяется по формуле :
V=(Cv/Tm*tx*Sy)*Kv,
где Cv=340, х=0,15, у=0,45, m=0,2 – коэффициент и показатели степени в формуле скорости резания;
Т=30 мин – период стойкости инструмента при одноинструментной обработке;
T=10 мм – глубина резания;
S=0,8 мм/об – подача;
Kv– поправочный коэффициент.
Kv=Kмv* Kпv* Kиv,
ТАБЛИЧНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА РЕЖИМА РЕЗАНИЯ
ПРИ ТОЧЕНИИ
Выбор марки инструментального материала, сечения державки резца и геометрических параметров режущей части инструмента
1. Выбирают и обосновывают в зависимости от марки обрабатываемого материала марку инструментального материала. Для токарных резцов рекомендуется применять твердые сплавы или минералокерамику, так как они обеспечивают значительно большую производительность обработки по сравнению с быстрорежущими сталями. Статистика показывает, что в металлообрабатывающей промышленности на долю твердосплавного инструмента приходится 70 %объема снятой стружки (табл. П. 1.3, П. 1.4 или ).
2. Выбирают форму заточки передней поверхности резца в зависимости от марки обрабатываемого материала и его прочностных свойств, жесткости технологической системы, характера выполняемой операции и необходимости завивания и дробления стружки.
3. Выбирают размеры поперечного сечения державки резца, исходя из паспортных данных станка. Выбранные размеры округляют до ближайших меньших стандартных размеров, приведенных в справочной литературе или в табл. П. 2.1–П. 2.11.
4. Выбирают геометрические параметры режущей части инструмента (табл. П. 2.1–П. 2.11 или ).
При токарной обработке используются как резцы общего назначения (табл. П. 2.1–П. 2.8), так и резцы с МНП (табл. П. 2.9–П. 2.12).
2.2. Выбор глубины резания и числа проходов
При выборе глубины резания необходимо стремиться снять весь припуск за один проход и лишь при чистовой и отделочной обработке припуск снимается за два и более проходов.
Например, при черновой обработке с шероховатостью поверхности до мкм весь припуск следует снимать за один проход, т.е. . При получистовой обработке от 10 до 40 мкм припуск мм следует снимать за один проход, т.е. . Если же припуск более 2 мм, то обработку производят за два прохода.
При проектировании технологических процессов рекомендуется выбирать значения параметров шероховатости из числа предпочтительных значений, принятых ГОСТ 2789-73 и приведенных в табл. 2.1 или прил. 10.
Таблица 2.1
Предпочтительные значения шероховатости
| Область применения | Значение Rz , мкм | Значение Rа , мкм |
| Отделочная и доводоч- ная обработка | 0,025 | — |
| 0,05 | 0,012 | |
| 0,1 | 0,025 | |
| 0,2 | 0,05 | |
| 0,4 | 0,1 | |
| 0,8 | 0,2 | |
| Чистовая и получистовая обработка | 1,6 | 0,4 |
| 3,2 6,3 12,5 | 0,8 1,6 3,2 | |
| 25,0 | 6,3 | |
| Предварительная (черновая) обработка | 50 | 12,5 |
| 100 | 25 | |
| 200 | 50 | |
| 400 | 100 |
2.3. Выбор подачи
Подача назначается с учетом требований к шероховатости обработанной поверхности, радиуса при вершине резца r
, марки обрабатываемого материала, жесткости технологической системы (табл. П. 3.1–П. 3.11 или ).
Величина подачи уточняется по станку; берется ближайшая меньшая подача.
Выбранная величина подачи проверяется по прочности пластинки твердого сплава или минералокерамики, для чего находится тангенциальная составляющая силы резания Рz
при выбранном режиме резания и сопоставляется с силой резания, допустимой прочностью пластинки для заданных условий обработки. Если фактическая силаРz не превышает допустимой, то подача выбрана правильно, в противном случае выбранную подачу необходимо уменьшить.
2.4. Расчет скорости резания
Скорость резания (м/мин): при наружном продольном и поперечном точении и растачивании рассчитывают по эмпирической формуле
, (2.1)
а при отрезании, прорезании и фасонном точении – по формуле
. (2.2)
Среднее значение стойкости Т
при одноинструментальной обработке 30–60 мин. Значения коэффициентаСV показателей степених ,у иm приведены в справочной литературе , табл. П. 3.12.
Коэффициент КV
является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовкиК МV , состояния поверхностиК ПV , материала инструментаК ИV , СОТСКV СОТС (табл. П. 3.12–П. 3.20, П. 9.1–9.7).
При многоинструментальной обработке и многостаночном обслуживании период стойкости увеличивают, вводя соответственно коэффициенты К
ТИ иК ТС, угол в плане резцовК φ и радиуса при вершине резцаКr , табл. П. 3.19.
Оптимальную скорость резания V
0 при точении выбирают из или подсчитывают по формулам (1.1–1.7).
После окончательного выбора или расчета скорости резания, с учетом всех поправок, произвести сравнительный анализ их величин и в дальнейших расчетах использовать наибольшую из них.
Определяют число оборотов шпинделя
, об./мин, (2.3)
где D
– диаметр обрабатываемой поверхности, мм.
Число оборотов шпинделя уточняется по станку (для универсального оборудования) и рассчитывается уточненная скорость резания.
