книги / Сборник задач и примеров по технологии машиностроения

ЗАДАЧА № 1

Выбрать инструментальный материал для изготовления режущих частей инструмента при заданных условиях обработки (табл. 2). Обосновать выбор материала режущей части.

20Сталь нержавеющая 40Х13, Нарезание резьбы Черновая НВ 200

12

Указания к выполнению задачи № 1

Материалом для режущей части резцов могут быть быстрорежущие стали, твердые сплавы, алмазы, эльбор. В настоящее время наиболее широкое применение находят пластинки из твердых сплавов группы ТК, ВК или ТТК.

Материалом державок являются, как правило, углеродистые качественные конструкционные стали марок 40, 45, 50.

Для решения задачи № 1 можно использовать литературу [1, 2, 9, 12] и прил. 1.

Пример. Выбрать материалы для режущей части и державки резца, предназначенного для предварительного нарезания резьбы на заготовке из стали 40Х.

Решение. Для обработки заготовок из стали рекомендуется выбирать в качестве материала режущей части резца твердые сплавы группы ТК. Для предварительного нарезания резьбы в справочнике [1] и прил. 1 (табл. П.1.1) рекомендуется твердый сплав Т15К6 или Т14К8. Поскольку в данном случае осуществляется резание по предварительно обработанной поверхности без ударных нагрузок, принимаем для режущей части сплав Т15К6. Это титановольфрамовый двухкарбидный твердый сплав. Он содержит 6 % кобальта, 15 % твердого раствора карбида титана и около 79 % карбида вольфрама.

Из экономических соображений для державки резца принимаем качественную конструкционную сталь группы 1 марки 45. Сталь 45 имеет предел прочности при растяжении σв = 610 МН/м2, твердость по Бринеллю в отожженном состоянии НВ 197 (см. справочник [9] или табл. П.1.2), что вполне подходит для условий, указанных в задаче, и выбранного материала режущей части.

13

ЗАДАЧА № 2

Выбрать значения геометрических параметров резца для заданных условий обработки (табл. 3).

14

Окончание табл. 3

15

Указания к выполнению задачи № 2

При выборе значения геометрических параметров резца следует учитывать материал заготовки, вид обработки, материал режущей части инструмента, сечение державки (резца) и жесткость системы станок–приспособление–инструмент–деталь (СПИД).

При решении задачи № 2 следует использовать источники [2, 3, 4, 13, 14] и прил. 2.

Пример. Выбрать геометрические параметры токарного проходного резца с пластинкой из твердого сплава Т30К4, предназначенного для предварительного обтачивания на проход без ударных нагрузок заготовки из стали 45 с пределом прочности σв = 700 МН/м2 (МПа). Система СПИД – жесткая. Размеры поперечного сечения державки резца 16×25 мм.

Решение. Выбор геометрических параметров производим

вследующем порядке:

1.Для заданных условий по справочнику [4] и табл. П.2.5 выбираем радиусную форму передней поверхности резца, криволинейную, с отрицательной фаской, рекомендуемую для обработки корро- зионно-стойкой стали с σ = 850 МПа. Фаску с отрицательным передним углом делают для упрочнения режущей кромки резцов с пластинкой из твердого сплава. Радиусная лунка обеспечивает завивание сходящей стружки.

2.Для обработки коррозионно-стойкой стали с σв = 850 МПа выбираем следующие углы (табл. П.2.7):

– передний угол γ = 15°;

– передний угол фаски γf = –3°;

– главный задний угол на пластине из твердого сплава α = 8°.

3.Выбор главного угла в плане производим по табл. П.2.9. Для

точения при достаточной жесткости СПИД рекомендуется φ = 30…45°. Поскольку точение производится на проход в условиях жесткой системы СПИД, принимаем φ = 45°.

4. Вспомогательный угол в плане определяем по табл. П.2.10. Обработка ведется проходным резцом с пластиной из твердого сплава без врезания, поэтому выбираем вспомогательный угол в плане φ1 = 15°.

16

5.Угол наклона главной режущей кромки λ = 0°, так как осуществляется точение без ударных нагрузок (в прил. 2 величина угла λ не приведена).

6.Поскольку резец проходной с пластиной из твердого сплава

иимеет сечение державки 16×25 мм, то по табл. П.2.6 принимаем радиус закругления вершины резца r = 1 мм.

7.В соответствии с заданным сечением державки резца 16×25 по табл. П.2.8 принимаем ширину фаски f = 8 мм.

8.По ГОСТ 18877–73 рекомендуются следующие размеры радиусной стружкоотводящей лунки: ширина лунки 2–2,5 мм, радиус лунки 4–6 мм, глубина лунки 0,1–0,15 мм.

Поскольку при черновой обработке снимается стружка большего сечения, чем при чистовой обработке, принимаем наибольшие значения размеров лунки: ширина 2,5 мм, радиус 6 мм, глубина

0,15 мм.

17

ЗАДАЧА № 3

Описать влияние указанных факторов на скорость резания, допускаемую режущими свойствами режущего инструмента (табл. 4).

Таблица 4

1Величина главного угла сверла в плане φ, …°

2Смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС)

3Стойкость резца Т, мин.

4Физико-механические свойства обрабатываемого материала

5Материал режущей части сверла

6Глубина резания при точении t, мм

7Величина радиуса закругления вершины резца r, мм

8Величина подачи при сверлении S, мм/об

9Величина переднего угла резца γ, …°

10Величина вспомогательного угла резца в плане φ1, …°

11Величина заднего угла резца α, …°

12Величина главного угла наклона главной кромки сверла λ, …°

13Величина угла заострения сверла β, …°

14Величина угла при вершине резца ε, …°

15Вид обработки

16Величина коэффициента трения

17Величина перемычки (поперечной кромки) сверла

18Величина угла наклона поперечной кромки сверла ψ, …°

19Величина угла наклона винтовой канавки сверла ω, …°

20Толщина сердцевины сверла

21Ширина ленточки сверла

22Форма хвостовика осевого инструмента

23Величина главного угла фрезы φ, …°

24Величина главного угла резца в плане φ, …°

25Стойкость резца Т, мин.

26Величинаглавногоугланаклонаглавнойрежущейкромки резцаλ, …°

27Материал режущей части резца

28Материал режущей части метчика

29Материал режущей части фрезы

30Материал режущей части развертки

31Число зубьев фрезы

32Число режущих кромок сверл

18

Указания к выполнению задачи № 3

Скорость резания существенно влияет на производительность обработки металлов резанием. Чем больше будет скорость резания, тем меньше машинное время Тм, мин. Однако скорость резания нельзя назначать без учета конкретных условий обработки, так как при ее увеличении резко возрастает температура в зоне резания [5] и резко повышается интенсивность износа резца, т.е. снижается его стойкость Т.

На скорость резания, допускаемую режущими свойствами инструмента, влияют следующие факторы:

–стойкость инструмента;

–физико-механические свойства обрабатываемого материала;

–подача;

–глубина резания;

–материал режущей части инструмента;

–геометрические параметры резца;

–смазочно-охлаждающая жидкость;

–максимально допустимая величина износа резца.

При решении задачи № 3 следует руководствоваться справочником [4] и источником [5], а также материалами из прил. 2.

Пример. Описать влияние формы передней поверхности резца на скорость резания, допускаемую режущими свойствами инструмента.

Решение. Форма передней поверхности резца в значительной степени влияет на скорость резания. Наиболее часто применяются следующие формы передней поверхности резцов [4]:

–плоская форма без фаски с положительным передним углом (I);

–плоская форма с фаской (II);

–радиусная форма с фаской (III);

–плоскаяформабезфаскисотрицательнымпереднимуглом(IV). Форма передней поверхности пластины выбирается в зависи-

мости от материала заготовки и его механических свойств, от вида резца и условий обработки, а они, в свою очередь, влияют на скорость резания. На величину скорости резания большое влияние ока-

19

зывают механические свойства материала, глубина резания и подача. Чем прочнее материал и больше глубина резания, тем меньше скорость резания, и наоборот.

Например, для обработки заготовок из чугуна справочниками рекомендуется плоская форма передней поверхности с положительным передним углом.

Если для резца, оснащенного пластинкой из твердого сплава,

сплоской формой передней поверхности [5] скорость резания принять равной единице, то для резца с передней поверхностью плоской

сфаской или радиусной с фаской формы (формы II и III) поправочный коэффициент на скорость резания будет 1,15, а для резца с пло-

ской передней поверхностью с отрицательным передним углом γ = –10° (форма IV) этот коэффициент равен 1,2. Это говорит о том, что режущий инструмент, имеющий пластину с плоской передней поверхностью, может использоваться при меньших скоростях резания, чем инструмент, имеющий пластины с криволинейной передней поверхностью.

20