Расчет и оптимизация режимов резания

Федеральное агентство по образованию и науке РФ

Сарапульский  политехнический институт (филиал)

ГОУ ВПО  «Ижевский государственный технический университет»

Кафедра «Технология машиностроения, металлорежущие станки и

инструменты» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ 

По  дисциплине: «Резание материалов» 

На  тему: «Расчет и  оптимизация режимов  резания» 

Задача  №      .

Вариант №      . 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Выполнил: студент гр.511-2                                         Капитонов А.И.  

     Проверил:  преподаватель                                             Батинов И.В.  
 
 

                                                
 
 

г. Сарапул, 2009.

СОДЕРЖАНИЕ.

Введение …………………………………..…………………………………….3

Глава 1. Описание операций…………………………………………………....5

          1.1. Принцип обработки на шлифовальном станке...…………………..5

          1.2. Виды и способы шлифования……………………………………….6

          1.3. Оборудование для шлифовальной обработки……………………...8

          1.4. Виды режущего инструмента………………………………………10

          1.5. Приспособление и оснастка………………………………………...15

Глава 2. Расчет режимов резания……………………………………...............16

Заключение……………………………………………………………………...19

Список  используемой литературы…………………………………………….20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Обработка резанием является и на многие годы останется основным технологически приемом изготовления точных деталей машин и механизмов. Обработка резанием имеет достаточно высокую производительность и отличается исключительной точностью. Нужно также учитывать универсальность и гибкость обработки резанием, обеспечивающие ее преимущество перед другими методами формообразования, особенно в индивидуальном и мелкосерийном производствах.

     Основная  трудность, с которой сталкиваются при обработке резанием, это чрезмерно  большие припуски, оставляемые на обработку, вследствие невысокой точности литых, кованных и штампованных заготовок. Это удорожает процесс механической обработки и усложняет дробление, уборку и транспортировку стружки. По мере совершенствования методов обработки без снятия стружки некоторые операции механической обработки отпадут, а трудозатраты на другие сократятся в связи с уменьшением припуска. Изменится и качественный состав операций; уменьшится объем простых высокопроизводительных обдирочных операций и увеличится объем сложных трудоемких финишных операций. Однако значительного сокращения объема обработки конструкционных материалов резанием ожидать нельзя, так как с каждым годом усложняются конструктивные формы деталей и возрастают требования к точности и качеству их изготовления.

     Все большее применение находят труднообрабатываемые конструкционные материалы (высокопрочные, жаростойкие и жаропрочные стали сплавы), имеющие низкую обрабатываемость резанием, что также повышает трудозатраты при обработке. Совершенствование обработки металлов резанием невозможно без использования достижений науки о резании металлов, которая является базой для этой отрасли технологии машиностроения. При проектировании технологического процесса изготовления деталей необходимо оценить эффективность созданного процесса, показателями которой являются качество изготовляемых деталей, надежность функционирования процесса и его производительность и себестоимость.

     Если  не опираться на теоретические основы процесса резания металлов, то невозможно ни спроектировать научно обоснованный технологический процесс, ни дать оценку его эффективности. Производительность и себестоимость технологического процесса определяются временем, которое затрачивается на выполнение отдельных операций, и зависит от установленных на них режимов резания. Сознательное назначение режима резания невозможно без знания основных законов производительного резания, базирующихся на процессах, происходящих в зоне деформации и на контактных поверхностях инструмента. Качество выпускаемых деталей определяется точностью их геометрических форм и шероховатостью обработанной поверхности. При определенной жесткости детали макрогеометрические погрешности формы зависят от величины и направления сил, действующих в процессе обработки.

     Таким образом, при точностных расчетах, базирующихся на жесткости технологической системы СПИД (станок — приспособление — инструмент — деталь), нужно уметь определять силы резания и знать, от чего зависят их величины и направления действия.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Описание операций. 

1.1. Принцип обработки на шлифовальном станке.

Шлифование –  один из прогрессивных методов обработки  металлов резанием. При шлифовании припуск на обработку срезают  абразивными инструментами –  шлифовальными кругами. Шлифовальный круг представляет собой пористое тело, состоящее из большого числа абразивных зерен, скрепленных между собой связкой. Между зернами круга и связкой расположены поры. Материалы высокой твердости, из которых образованы зерна шлифовального круга, называют абразивными.

Шлифование состоит  в том, что шлифовальный круг, вращаясь вокруг своей оси, снимает тонкий слой металла (стружку) вершинами абразивных зерен, расположенных на режущих поверхностях шлифовального круга (периферия круга).

Число абразивных зерен, расположенных на периферии  круга, очень велико; у кругов средних размеров оно достигает десятков и сотен тысяч штук. Таким образом, при шлифовании стружка снимается огромным числом беспорядочно расположенных режущих зерен неправильной формы, что приводит к очень сильному измельчению стружки и большому расходу энергии.

Режущая поверхность  шлифовального круга состоит  из множества абразивных зерен, расположенных  на его поверхности на некотором  расстоянии друг от друга и выступающих  на различную высоту. Этим объясняется  то, что не все абразивные зерна  работают одинаково.

Абразивное зерно, вращаясь с очень большой скоростью (90 м/с и более), срезает металл с поверхности заготовки. Следовательно, шлифование следует рассматривать  как сверхскоростное резание (царапанье) поверхностных слоев заготовки  большим числом мельчайших шлифующих зерен (резцов), сцементированных в круге с помощью связки. Полученная таким образом шлифованная поверхность представляет собой совокупность шлифовочных рисок, оставляемых вершинами абразивных зерен круга. Образование каждой шлифовочной риски происходит в результате последовательного внедрения режущей кромки зерна в обрабатываемую поверхность. 
 
 
 
 

1.2. Виды и способы  шлифования.

В машиностроении наиболее часто применяют следующие  виды шлифования: круглое наружное, круглое внутреннее и плоское.

Круглое наружное шлифование. Заготовку устанавливают  в центрах или закрепляют в  патроне. Различают шлифование с  продольной подачей заготовки и  врезное шлифование. Для осуществления  шлифования необходимо, чтобы шлифуемая  заготовка и абразивный инструмент имели заданные относительные движения, без которых резание металлов невозможно.

При круглом  наружном шлифовании с продольной подачей  необходимо следующие движения: вращение шлифовального круга – главное  движение резания; вращение шлифуемой  заготовки вокруг своей оси – круговая подача заготовки; прямолинейное возвратно- поступательное движение заготовки (или шлифовального круга) вдоль своей оси – продольная подача; поперечное перемещение шлифовального круга на заготовку (или заготовки на шлифовальный круг) – поперечная подача или подача на глубину резания. При шлифовании с продольной подачей поперечная подача осуществляется периодически, в конце каждого двойного или одинарного хода стола. При круглом наружном шлифовании врезанием высота круга должна быть равна длине шлифуемой заготовки или несколько больше ее, поэтому нет необходимости в продольной подаче. Поперечная подача в отличие от продольных рабочих ходов (первый способ) производится непрерывно в течение всего шлифования. Таким образом, для выполнения наружного шлифования врезанием необходимы следующие движения: вращение шлифовального круга, вращение шлифуемой заготовки вокруг своей оси или ее круговая подача и непрерывная подача шлифовального круга.

При бесцентровом шлифовании резание осуществляется шлифовальным кругом так же, как на обычных центровых шлифовальных станках. Особенность этого процесса определяется спецификой закрепления и подачи шлифуемой заготовки. При бесцентровом наружном шлифовании шлифуемую заготовку устанавливают на опорном ноже между кругами – шлифующим

(рабочим), расположенным  слева, и подающим (или ведущим), расположенным справа. Для осуществления  бесцентрового шлифования необходимы  следующие движения: вращение шлифовального  круга, вращение подающего круга,  круговая и продольная подачи.

Вращением подающего  круга шлифуемой заготовке сообщается вращение и продольная подача, для  получения которой ведущий круг устанавливают под небольшим  углом к оси шлифующего круга.

Круглое внутреннее шлифование – шлифование с продольной подачей шлифовального круга или заготовки и шлифование врезанием. Для этого способа шлифования необходимы те же движения, что и при круглом наружном шлифовании с продольной подачей: вращение шлифовального круга, круговая подача заготовки, продольная подача заготовки или круга, поперечная подача шлифовального круга. Возможны так же внутреннее врезное и внутреннее бесцентровое шлифование.

Круглое бесцентровое внутреннее шлифование осуществляют без  закрепления заготовки.

Плоское шлифование делят на две группы: шлифование периферией круга и шлифование торцом круга.

Для осуществления  плоского шлифования необходимы следующие  движения: а) главное движение резание  – вращение шлифовального круга; б) движение подачи шлифуемой заготовки; в) движение поперечной подачи детали или шлифовального круга в направлении, перпендикулярном движению подачи; г) движение шлифовального круга на заготовку или заготовки на шлифовальный круг – подача на глубину шлифования. В том случае, когда высота шлифовального круга больше ширины шлифуемой заготовки, поперечная подача отсутствует. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.3. Оборудование для  шлифовальной обработки.

Классификация шлифовальных станков.

Металлорежущие  станки, предназначенные для обработки  заготовок абразивными инструментами, составляют группу – шлифовальные станки. Шлифовальные станки обеспечивают шестой и седьмой квалитеты ИСО. При обычном шлифовании достигают параметра шероховатости поверхности Ra=1,25[pic]0,32 мкм, при точном шлифовании Ra=0,38[pic]0,08 мкм, а при отдельных операциях Ra=0,08[pic]0,02 мкм.

По классификатору ЭНИМС предусмотренно разделение всех металлорежущих станков на 9 групп. Группы делят на типы, а типы по размерам станков или обрабатываемых заготовок.

Группа станков  с абразивным инструментом обозначена цифрой 3

(первая цифра  в обозначении модели). Вторая цифра указывает тип станка: 1 – круглошлифовальные станки (3161); 2 – внутришлифовальные станки (3228); 3 – обдирочношлифовальные станки (332); 4 – специализированные шлифовальные станки, например, шлицешлифовальные (3451); 5 – не предусмотренно; 6 – заточные (364); 7 – плоскошлифовальные с прямоугольным (371) или круглым (3756) столом; 8 – притирочные и полировальные станки

(3816); 9 – разные  станки, работающие с применением  абразивного инструмента (395). Когда  необходимо указать, что рассматриваемая конструкция станка усовершенствована, то есть принадлежит к новому поколению станков, то в условное обозначение вводят букву