Міністерство освіти і науки України
Маріупольське вище металургійне училище
Лабораторно-практична робота по предмету основи обробки матеріалів різанням
Тема: Розрахунок і конструювання токарного відрізного різця
Маріуполь 2010
Мета: Ознайомитися з класифікацією, призначенням і застосуванням токарних різців. Ознайомитися з послідовністю розрахунку і конструювання відрізного різця.
Хід роботи:
Описати класифікацію токарних різців.
Охарактеризувати призначення і застосування.
Описати, зобразити відрізний різець і його геометрію.
Розрахувати відрізний різець на міцність і жорсткість.
Описати процес конструювання відрізного різця.
Правила користування різцем (установка, заточка, знос.)
Класифікація токарних різців.
Різці класифікуються за видом обробки, у напрямку подачі, по конструкції головки, за родом матеріалу робочої частини, по перетину тіла різця і інші.
По виду обробки розрізняють різці:
Прохідний - для точіння плоских торцевих поверхонь;
Розточувальні - для точіння наскрізних і глухих отворів;
Відрізні - для розрізування заготовок на частини і для протачіванія кільцевих канавок;
Різьбові зовнішні і внутрішні - для нарізування різьб;
Галтельние - для точіння заокруглень;
Фасонні - для обточування фасонних поверхонь.
По напрямку подачі різці діляться на праві, що працюють з подачею права на ліво, і ліві, що працюють з подачі зліва направо. За конструкцією головки: прямі, відігнуті, відтягнуті і зігнуті.
За родом матеріалу робочої частини: з швидкорізальної сталі, з пластинами з твердого сплаву, з пластинами з мінералокераміки, з кристалами з алмазів і ельбога. По перетину тіла різця розрізняють прямокутні, квадратні і круглі. Такі різці можуть бути цільні (головка і тіла зроблені з одного матеріалу), з привареною встик голівки.
Призначення та застосування відрізного різця.
Відрізні різці призначені для відрізання матеріалу від прутків невеликого діаметру. Як правило, для цих цілей застосовуються інструмент з відтягнутою голівкою. У зв'язку з тим, що робота ведеться з великим зусиллям, а відведення стружки із зони різання утруднений, нерідко відбуваються викришування або відколи ріжучої частини інструменту, а іноді і відрив платівки від державки.
Різці відрізні використовують для прорізання вузьких канавок. Даний вид різців застосовується так само і з метою відрізання матеріалу під прямим кутом до осі обертання. У процесі відрізання необхідно забезпечити найменшу втрату матеріалу. З цією метою відрізні різці мають вузьку форму з маленькою протяжністю ріжучої кромки. Він цей факт робить їх неміцними, ламкими, а робота з відрізними різцями вимагає обережності і високого ступеня вміння.
Описати, зобразити відрізний різець і його геометрію
Головка відрізного різця поліпшеної конструкції показана на рис. У цьому випадку твердосплавна платівка завдяки призматичної формі опорної поверхні розташовується на площі приблизно в 1,5 рази більшою, ніж у звичайного різця. Крім того, призматична форма опорної поверхні перешкоджає зсуву пластинки під дією бічних сил, що виникають у процесі роботи різця. Слід відзначити також, що в той час як у звичайного відрізного різця, довжина робочої частини l зазвичай не перевищує 40 мм, у різця, зображеного на рис. ця довжина робиться до 75 мм. Допоміжні кути в плані у відрізних різців робляться 1-2 °. Задній кут відрізних різців робиться 12 °; допоміжні задні кути приймаються близько 2 °.
Вибір відрізного різця. Чим більше діаметр відрізуваної деталі, тим більше повинна бути довжина головки відрізного різця. Необхідна міцність різця з довгою головкою можлива лише при до тнього ширині різця. Вибір ширини різця в залежності від оброблюваної деталі можна робити користуючись приводяться нижче даними:
Діаметр деталі в мм - 30; 30-40; 40-60; 60-100.
Ширина різця в мм - 3; 3-4; 4-5; 5-8.
Правила користування різцем (установка, заточка, знос.)
Заточення різців
Заточення токарних різців проводиться як при їх виготовленні, так і при зносі. Процес заточування проходить на точильно-шліфувальних верстатах з безперервним охолодженням. Спочатку заточується головна поверхню, потім задня і допоміжна. Після цього обробляють передню поверхню різця до отримання рівної ріжучої кромки.
На кожному верстаті для заточування різців є два шліфувальних кола: з електрокорунду і з зеленого карбіду кремнію. Перший застосовується для обробки різців з швидкорізальної сталі, другий використовується для заточування твердосплавних різців. Для перевірки правильності заточування різця існують спеціальні шаблони.
Установка відрізних різців відносно лінії центрів верстата. Відрізні різці слід встановлювати точно на лінії центрів. Відомо, що при встановленні різця нижче центровий лінії передній кут його зменшується, тиск стружки на різець збільшується і неміцний відрізний різець ламається. Встановлюючи різець вище лінії центрів, ми зменшуємо його задній кут, внаслідок чого зростає тертя задньої поверхні про оброблену поверхню деталі. Це, у свою чергу, часто служить причиною поломки нетривкого відрізного різця.
Прийоми відрізних робіт. Деталь, частина якої повинна бути відрізана, або пруток матеріалу, від якого відрізається заготівля, слід закріплювати в патроні і по можливості підтискати заднім центром. Виробляти відрізання при закріпленні деталі в центрах можна. При закріпленні відрізного різця необхідно особливо ретельно стежити за тим, щоб вся підошва його щільно прилягала до опорної майданчику резцедержателя. В іншому випадку різець вібрує і легко ламається. При некруглим перерізі деталі різець на початку роботи знімає стружку лише в якому-небудь одному, найбільш «високому» місці. Після того як різець вийде з металу, він кілька посунеться вперед (через мертвого ходу супорта, деякого прогину відрізуваної деталі і т. д.). Якщо, крім цього руху, йому буде повідомлена подача, товщина наступної стружки, яку різець зніматиме з «високого» місця, може вийти настільки великий, що різець зламається. Щоб уникнути цього подачу різця, поки він не почне знімати суцільну стружку, слід брати можливо меншою. Подальша подача різця повинна бути безперервною і рівномірною. Необхідно уникати припинення подачі до закінчення роботи різця, так як він внаслідок ковзання по обробленої поверхні затуплюється. Якщо чого-небудь необхідно припинити подачу, слід повільно відвести різець трохи назад. При відрізанні важких деталей не можна подавати різець до самого центру. Як тільки між частинами деталі, закріпленої в патроні і відрізуваної, залишиться перемичка, яка може бути легко зламану, необхідно вивести різець, зупинити верстат і відламати відрізану частину. Після цього можна пустити верстат і зачистити торець частини, закріпленої в патроні.
Режими різання та охолодження при відрізанні. Подача при відрізанні повинна бути невеликою. Орієнтовна величина автоматичної подачі при відрізанні сталевих деталей діаметром до 100 мм коливається в межах 0,10-0,25 мм / об. Менша з цих подач відноситься до різцю шириною 3 мм, велика - до різцю шириною 8 мм. При відрізанні чавунних деталей подача може бути приблизно на 0,05 мм більше, ніж при відрізанні сталевих деталей. Якщо відрізання проводиться з ручною подачею, величина її повинна бути приблизно в два рази менше автоматичної (для різця даної ширини) і проводитися якомога рівномірніше. Швидкість різання при відрізанні можна знаходити за таблицями швидкостей різання при зовнішньому точінні, наведеними вище. Ширина різця визначає в даному випадку глибину різання. При відрізанні сталевих деталей треба застосовувати мастильно-охолоджуючі рідини з високими мастильними якостями (сульфофрезол, рослинне масло). Відрізання деталей з чавуна виробляється всуху.
Вимірювання при відрізанні. При відрізанні болванки або деталі заданої довжини різець слід встановлювати з мінімальним вильотом. Після того як різець зніме першу стружку, треба зупинити верстат і перевірити відповідність одержуваної довжини відрізуваної деталі заданої.
Розрахувати відрізний різець на міцність і жорсткість.
P z (x, y) = 10C p t x S y V n K p, H
де C p - коефіцієнт, що враховує умови обробки;
x, y, n - показники ступеня;
t - глибина різання, мм;
S - подача, мм / об;
V - швидкість різання, м / хв;
К р - узагальнений поправочний коефіцієнт, що враховує зміну
умов по відношенню до табличним.
де - Поправочний коефіцієнт, що враховує властивості оброблюваного матеріалу;
-
коефіцієнти, що враховують відповідні геометричні параметри різця.
Потужність різання розраховують за формулою
де P z - сила різання, Н;
V - швидкість різання, м / хв.
Визначимо сили, що діють при поздовжньому точінні заготовки із сталі 40Х з межею міцності , Відрізним різцем з пластиною з твердого сплаву Т5К10. Визначити потужність різання.
Глибина різання t = 3 мм, подача S = 0,8 мм \ про, швидкість різання V = 67 м / хв.
Сили різання при відрізанні P z (x, y) = 10C p t x S y V n K p
Визначаємо значення поправочних коефіцієнтів
- Враховується тільки для різців з швидкорізальної сталі
P z = 10 × 300 × 3 1 × 0,8 0,75 × 67 × -0,15 0,95 × 0,94 × 1,25 = 4050 H
P x = 10 × 339 × 3 1 × 0,8 0,5 × 67 × -0,4 0,93 × 1,11 × 2 = 1685,5 H
P y = 10 × 243 × 3 0,9 × 0,8 0,6 × 67 × -0,3 0,91 × 0,77 × 2 = 1611 H
Потужність різання