Какие режущие инструменты применяют при обработке деталей на токарных станках

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Бузулукский гуманитарно-технологический институт (филиал)

государственного  образовательного учреждения

высшего профессионального образования 

«Оренбургский государственный университет»

 Факультет заочного обучения

Кафедра общей инженерии 
 

 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Металлорежущие станки и инструменты» 

                             БГТИ (ф) ГОУ ОГУ 190601.65.6011.63 О 
 

                                                                   Руководитель работы

____________Тарасенко  Н.Ф.

«____»_______________2011г.

                                                    Исполнитель

                                                                   студент гр. з09АХХт2

_____________Хлопков М.А.

«_____»______________2011г.

                                                          Нормоконтроль

____________Максимова  С.М.

«_____»______________2011г. 
 
 

                                                  Бузулук  2011г.

                                              Содержание:

1.    Какие режущие инструменты применяют при обработке деталей на токарных станках?

По каким признакам  производится  классификация токарных резцов……3 

2.    Назовите основные абразивные материалы и их свойства.

Какой абразивный материал обладает наибольшей химической стойкостью……………………………………………………………………. 9   

3.    Приведите  формулы для определения скорости резания при главном  вращательном движении.

Как находят  передаточные числа  кинематических  пар  станков? Что такое диапазон регулирования…………………………………………………………………11 

4.    Расскажите об инструментальной оснастке фрезерных станков.

Какие  приспособления для крепления заготовок используют на фрезерных станках?

Какие специальные  приспособления, расширяющие технологические  возможности  фрезерных станков……………………………………………………16 

                         5.    Как производится наблюдение за работой станков?

                        В чем заключается восстановление работоспособности станков…………..19 

6.    Задача………………………………………………………………………20 

Список использованных источников…………………………………………26 

Приложение А………………………………………………………………….27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Вопрос 10   Какие режущие инструменты применяют при обработке деталей на токарных станках. 

    Инструменты, применяемые для выполнения этих процессов, называются режущими. При  работе на токарных станках используются различные режущие инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, резьбонарезные головки и  др.                         

       Процесс резания подобен процессу расклинивания, а рабочая часть режущих инструментов — клину

       При действии усилия Р на резец его режущая кромка врезается в заготовку, а передняя поверхность, непрерывно сжимая лежащий впереди слой металла и преодолевая силы сцепления его частиц, отделяет их от основной массы в виде стружки. Слой металла, срезаемый при обработке, называется припуском.

     Основными инструментами, применяемыми на токарных станках, являются резцы; кроме того, пользуются сверлами, развертками, зенкерами, метчиками и т. д. Токарные резцы и выполняемые ими операции. В группу токарных резцов входят проходные, подрезные, отрезные, расточные и фасонные резцы

    Проходные резцы разделяются на обдирочные и чистовые. Обдирочные прямые правые (а) и левые (б), отогнутые правые (в) и левые (г) используются для предварительной  обработки заготовок. Угол обдирочных резцов и радиус при вершине выбираются такими, чтобы обеспечивались большая  стойкость их и возможно более  легкое резание. Чистовые резцы применяются  для отделочной обработки заготовок. Различают чистовые резцы с большим  закруглением (д, е) и широкие резцы (ж). Подрезные резцы (з) обычно используются для обработки торцевых поверхностей заготовок; работа ими производится при поперечной подаче.

    Отрезные  и прорезные резцы (к) применяются  для отрезки частей заготовок, а  также для протачивания кольцевых  канавок. Расточные резцы для  сквозных отверстий (л) имеют главный  угол в плане меньше 90°; у расточных  резцов для глухих отверстий этот угол равен или несколько больше 90°(м). Фасонные резцы бывают круглые (н) и призматические (о). К группе фасонных резцов относятся также  резьбовые резцы (и, р). Круглые резцы  просты в изготовлении и находят  широкое применение при обработке  наружных и внутренних фасонных профилей. Призматические резцы несколько  прочнее круглых, но они могут  применяться для обработки только наружных поверхностей. Крепление призматического  резца в оправке 2 является надежным. Припереточках (которые производятся только по передней поверхности) рабочий  профиль как дисковых, так и  призматических резцов остается неизменным. Фасонные резцы имеют особенно широкое  распространение в массовом и  крупносерийном производстве. Резьбовые  резцы часто делают также круглыми. Резцы для скоростной обработки  металлов. Оснащение резцов пластинками  из металлокерамических твердых  сплавов обеспечивает возможность  резкого увеличения производительности труда путем повышения скорости резания.

    Обтачивание деталей на токарном станке производится ручным режущим инструментом. Различают  вытачивание черновое и чистовое. Отсюда — и выбор режущего инструмента (полукруглые стамески — рейеры, плоские стамески — мейсели, штихели  и крючки). Полукруглыми стамесками (рейерами, рис. 4, А) производят предварительную  обработку поверхности детали.

    После полукруглой стамески в ход идет плоская отделочная стамеска — косяк (рис. 4, Б). Это нож с лезвием, заточенным с двух сторон под углом 20—25°. Такая  заточка дает возможность работать серединой лезвия — в том случае, когда обточке подлежат выпуклые или прямые поверхности. Острым углом  подрезают торцы, а тупым обтачивают закругления токарных изделий.

    Плоскую стамеску можно изготовить из обычной, из плоского напильника (со снятой насечкой) и т.п. Для чистовой обработки  канавок с прямолинейным дном применяют узкие стамески — штихели  — наподобие узкого столярного долота (рис. 4, В). Для прочности режущего инструмента его толщину делают в 2—3 раза больше, чем ширину. У него заточка односторонняя, с углом  заострения до 25°. Для получения  глубоких канавок ширина стержня  от лезвия к рукоятке инструмента  должна уменьшаться. Чтобы боковые  стенки канавок сделать гладкими, применяют форму заточки, представленную на рис. 4, Г. На рис. 4, Д показан токарный инструмент, два лезвия которого пересекаются на оси стержня под углом 60—70°. Он снимает сравнительно узкую стружку, что наиболее подходит для предварительной  обточки. Таким резцом можно делать канавки с треугольным профилем, снимать фаски. Фасонные, или галтельные стамески имеют округленное лезвие и предназначены для вытачивания внутренних криволинейных поверхностей (рис. 4, Е). Вместо плоских фасонных режущих инструментов иногда применяют стамески с согнутым лезвием — крючки (рис. 4, Ж).

    Вытачивание внутренних цилиндрических и конических поверхностей осуществляется с помощью  скошенной угловой стамески, внутренний угол у которой приближается к 80° (рис. 4, 3).

    Фасонные  и угловые стамески бывают левые  и правые. Стамески для вытачивания  шариков представлены на рис. 4, К. Для  изготовления деталей повышенной сложности  применяют ригели. Несколько отдельных  резцов заправляют в специальный  металлический корпус, на который  одевают (для зажима инструмента) несколько  хомутиков и зажимают их винтами. При обточке большого количества одинаковых фигур для разметки применяют  гребенки, а фигурные резцы с лезвиями — для обточки сложных профилей.

    Для сверления отверстий служат ложечные винтовые сверла, а для сглаживания  гребней микронеровностей — напильники (что и для работ по металлу) с крупной насечкой. При обработке  дерева вытачиванием, кроме режущего инструмента, необходим столярный  и слесарный инструмент — рулетка, угольники, складной метр, столярный  циркуль, кронциркуль и т. д. Проверяют  сложные профили шаблонами. 

По  каким признакам  производится  классификация  токарных резцов?

     Резцы классифицируются: по направлению подачи - на правые и левые, правые резцы на токарном стане работают при подаче справа налево, т. е. перемещаются к передней бабке станка, левые, наоборот, от передней бабки к задней. Так же различают по конструкции головки, на прямые, отогнутые и оттянутые (приложение 2 рисунок 4). Основные размеры и технические требования быстрорежущих проходных отогнутых правых и левых резцов регламентирует ГОСТ 18868-73, прямых резцов – ГОСТ 18869-73, подрезных торцовых – ГОСТ 18871-73. По роду материала различают резцы из быстрорежущей стали, твердого сплава и т.д.; по способу изготовления - на цельные и составные (при использовании дорогостоящих режущих материалов резцы изготовляют составными: головка - из инструментального материала, а стержень из конструкционной углеродистой стали, по сечению стержня - на прямоугольные, круглые и квадратные; по виду обработки - на проходные, подрезные, отрезные, прорезные, расточные, фасонные, резьбонарезные и др. Наибольшее распространение получили составные резцы с пластинами из твердого сплава, которые припаиваются или крепятся механически. (приложение 2 рисунок 5). По типу резцы делятся на проходные, проходные упорные, подрезные и проточные. 
     Проходные резцы изготавливаются прямыми и отогнутыми, правыми и левыми ГОСТ 18877-73 предназначены для обработки цилиндрических поверхностей. Отогнутые резцы более универсальны, они позволяют обрабатывать также торцовые поверхности с поперечной подачей. Углы режущей кромки равны j = 45о, 60о,75о Проходные упорные резцы твердосплавные, напайные резцы ГОСТ 18879-73 изготавливаются как  правые так  и левые, эти резцы предназначены для обтачивания ступенчатых деталей, подрезки торцов, буртиков угол режущей кромки j = 90о. Подрезные резцы так же изготавливаются твердосплавными, напайными согласно ГОСТ 18880-73 предназначены для обтачивания ступенчатых деталей, в том числе с большим отношением длины к диаметру, подрезки торцов, буртиков; углы режущей кромки j = 100о , 10о Расточные резцы предназначены для увеличения диаметра предварительно подготовленных отверстий. Для обработки сквозных отверстий используются резцы с углами 45о…75о. 
       Недостатком таких резцов является более высокая радиальная сила Py, стремящаяся отжать резец от обрабатываемой поверхности. Для обработки глухих отверстий используются резцы, угол которых обычно выбирается в пределах 90о... 95о, такой угол уменьшает радиальную силу резания до нуля (при j = 90о) или даже обращает ее в сторону обрабатываемой поверхности (при j = 95о), что может компенсировать потерю размера при износе резца. Однако прочность таких резцов меньше, чем резцов, используемых для обработки сквозных отверстий. Поэтому они рекомендуются для расточки отверстия до упора или в условиях повышенного износа, например, для расточки отверстий по литейной корке. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Вопрос 17. Назовите основные абразивные материалы и их свойства.                      Какой абразивный материал обладает наибольшей химической стойкостью.

    Абразивные  материалы делятся по твердости (сверхтвёрдые, твёрдые, мягкие), и химическому составу, и по величине шлифовального зерна (крупные или грубые, средние, тонкие, особо тонкие), величина зерна измеряется в микрометрах или мешах.

    Зерном  абразива называют отдельный кристалл, сростки кристаллов или их осколки  при отношении их наибольшего  размера к наименьшему не более 3:1.

    Пригодность абразивных материалов зависит от физических и кристаллографических свойств; особенно важное значение имеет их способность при истирании разламываться на остроугольные частицы. У алмаза это свойство максимальное. Выбор абразивного материала зависит от физических свойств обрабатываемого и обрабатывающего материала, а также от стадии обработки (грубая обдирка, шлифовка и полировка), причём твёрдость абразивного материала должна быть выше твёрдости обрабатываемого (за исключением алмаза, который обрабатывается алмазом).

    Абразивные  материалы характеризуются твёрдостью, хрупкостью, абразивной способностью, механической и химической стойкостью.

    Твёрдость — способность материала сопротивляться вдавливанию в него другого материала. Твёрдость абразивных материалов характеризуется  по минерологической шкале твёрдости Мооса 10 классами, вклющающей в качестве эталонов: 1 — тальк, 2 — гипс, 3 — кальцит, 4 — флюорит, 5 — апатит, 6 — полевой шпат, 7 — кварц, 8 — топаз, 9 — корунд, 10 — алмаз.

    Абразивная  способность характеризуется количеством  материала, сошлифованного за единицу  времени.

    Механическая  стойкость — способность абразивного  материала выдерживать механические нагрузки, не разрушаясь при резке, шлифовке и полировке. Она характеризуется  пределлом прочности при сжатии, который определяяют, раздавливая  зерно абразивного материала, фиксируя нагрузку в момент его разрушения. Предел прочности абразивных материалов при повышении температуры снижается.

    Химическая  стойкость — способность абразивных материалов не изменять своих механических свойств, будучи во взаимодействии с  растворами щелочей, кислот, а также в воде и органических растворителях.

    Абразивные  материалы, применяемые для механической шлифовки и полировки полупроводниковых  материалов, отличаются между собой  размером (крупностью) зёрен, имеющих  номера 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25,20, 16, 10, 8, 6, 5, 4, 3, М40, М28, М20, М14, М10, М7 и М5 и  подразделяются на четыре группы:

• шлифзерно (от №200 до 15),
• шлифпорошки (от №12 до 3),
• микропорошки (от М63 до М14) и
• тонкие микропорошки (от М10 до М5).

    Классификацию абразивных материалов по номерам зернистости  проводят рассеиванием на специальных  ситах, номер которого характеризует  размер зерна. Номер заернистости абразивных материалов характеризуется фракцией: предельной, крупной, основной, комплексной  и мелкой. Процентное содержание основной фракции обозначают индексами В, П, Н и Д. 

Какой абразивный материал обладает наибольшей химической стойкостью.

      Если принять абразивную способность  алмаза за единицу, абразивная  способность карбида бора –  0,6, карбида кремния – 0,5. По  абразивной способности абразивные  материалы располагаются в следующем  порядке: алмаз, кубический нитрид  бора (боразон), карбид кремния, монокорунд, электрокорунд, наждак, кремень.  Абразивная способность зависит  от вида шлифуемых материалов, режима работы, вязкости и прочности  зерен. Чем меньше в абразивном  материале примесей, тем выше  его абразивная способность. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Вопрос 22   Приведите формулы для определения скорости резания при главном  вращательном движении.

Скорость  резания при вращательном движении определяется по формуле

где D -диаметр  обрабатываемой детали, мм; п - число  оборотов в минуту.

При поступательном движении скорость резаиия определяется по формуле

\m-ty.

м/мин,

где /-длина  хода, лгл(;

/х - время одного хода, мин.

       Выбранный режим резания корректируется по паспортным данным станка, а также проверяется по мощности электродвигателя.

      Чтобы на станке можно было осуществлять процесс резания, необходимо, чтобы мощность электродвигателя Лст была больше или в крайнем случае равна мощности, затрачиваемой на резание

       Допускается при кратковременном процессе резания перегрузка электродвигателя станка до 20% его номинальной мощности, при кратковременности до 1 мин перегрузка электродвигателя допускается до 50%.

Мощность, затрачиваемая иа резание, определяется по формуле

-=«""

где - тангенциальная сила резания, кГ, V - скорость резания, м/мин.

       При выборе режимов резания следует иметь в виду, что нормативные материалы предусматривают только средние значения глубин резания, подач и скоростей резания. Эти элементы зависят от качества обрабатываемого материала, его физико-механических свойств, числа оборотов шпинделя станка в минуту, жесткости системы станок - приспособление - инструмент - деталь. Поэтому в практике эти средние значения могут быть увеличены или уменьшены. 

Как находят передаточные числа  кинематических  пар  станков.

       По ГОСТ 16530-83 передаточным числом зубчатой передачи называется отношение числа зубьев колеса к числу зубьев шестерни:

.

       В расчетных зависимостях курса «Детали машин» используется величина передаточного числа, поэтому в настоящем пособии кинематический расчет коробок скоростей и подач произведен по передаточным числам в отличие от кинематического расчета коробок скоростей и подач, выполняемого в курсе «Металлорежущие станки», где используется понятие передаточного отношения, имеющее в виду отношение угловой скорости ведомого зубчатого колеса к угловой скорости ведущего зубчатого колеса.

      Для определения передаточных чисел механических приводов применяют два метода расчета: аналитический и графоаналитический, в основе которых лежат одни и те же положения и закономерности.

      Для несложных коробок скоростей расчет проще производить аналитическим методом, сущность которого рассмотрим на примере коробки скоростей, изображенной на рисуноке.1.

      Число оборотов шпинделя (вала III) при различных положениях, блоков z₄ —z₂ —z₆ и z₇— z₉ будет

     (12)                           (13)

     (14)                              (15)

     (16)                                (17)

Рисунок.1 - Кинематическая схема шестискоростной коробки скоростей  

Число оборотов n входного вала I принимается  равным

n = n_mах φ^x,

где n_max - верхний предел регулирования;

φ - знаменатель  ряда;

х - целое  число, может быть положительным, отрицательным  и равным нулю.

Примем  для простоты х=0, тогда для нашего случая

n = n₆.

Учитывая  это, из зависимости (17) имеем  . На этом основании можем принять

   и   .

Из зависимости (16) следует

.

Имея  в виду, что  , получим .

Таким же образом при решении зависимости (15) определим  , и, наконец, из зависимости (14) следует .

В итоге  передаточные числа зубчатых колес  для рассмотренном схемы будут  иметь следующие значения:

;   ;   ;   ;   .

В общем  случае, когда х не равно нулю (х ≠ 0),  

       Здесь а и b показатели степени, причем а + b = х. Анализ полученных зависимостей показывает, что для получения геометрического ряда чисел оборотов при одновременной стандартизации числа зубьев в различных коробках с одним и тем же φ желательно, чтобы передаточные числа отдельных пар зубчатых колес были выражены через знаменатель ряда φ.

Что такое диапазон регулирования

      Диапазон   регулирования  привода обозначается Д=10 или Д=10000. Это означает, что частота вращения двигателя, при заданной точности изменяется в 10 или 10000 раз при сохранении требуемого момента или мощности, обычно номинального момента.

      Д = n max / n min – отношение максимальной частоты вращения к минимальной. Различают  диапазон   регулирования  привода в первой зоне от n min до n nom, при постоянсте момента Д1. И  диапазон   регулирования  привода во второй зоне от n nom до n max, при постоянсте мощности Д2.

      Для привода переменного тока (с асинхронным двигателем) при законе управления U/f  диапазон   регулирования  обычно равен Д1=10. Для привода переменного тока (с асинхронным двигателем) при векторном законе управления  диапазон   регулирования  обычно равен Д1=50 - 100.

      Работа во второй зоне для общепромышленных двигателей не рекомендуется, т.к. производители общепромышленных двигателей не дают разрешения работы в этой области, за исключением специальных двигателей, предназначенных для работы с преобразователями частоты. Обычно этот диапазон составляет Д2=1,5. В этом случае мощность двигателя остается постоянной, а момент падает в 1,5 раза.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.  Вопрос 35 Расскажите об инструментальной оснастке фрезерных станков.

Какие  приспособления для крепления заготовок используют на фрезерных станках? 
 
 
 

    Приспособления  для установки и закрепления заготовок на  фрезерных   станках  — это различные прихваты, подставки, угловые плиты, призмы, машинные тиски, столы и вспомогательные инструменты, механизирующие и автоматизирующие закрепление заготовок и тем самым сокращающие вспомогательное время. Механизированный привод тисков (пневматический, гидравлический или пневмогидравлический) обеспечивает их быстродействие, сокращая время на закрепление и открепление заготовок. Универсальные тиски позволяют с помощью простых недорогих наладок устанавливать и закреплять заготовки широкой номенклатуры.  
       Тиски представляют собой корпус с неподвижной и подвижной Рубками. Заготовки можно устанавливать как на плоскость направляющих планок, так и в сменные установочно-зажимные наладки и 6, которые закрепляются на губках тисков с помощью двух штырей - цилиндрического и ромбического.