Технологические возможности точения и

Лабораторная работа № 8

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЗЦА И СХЕМЫ УСТАНОВКИ ЗАГОТОВКИ НА ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ ПРИ ТОЧЕНИИ

Цель работы: Освоить методику расчета режимов резания при точении, определить мощность резания и погрешность формы при различных схемах установки.

Задачи работы

1. Ознакомиться с технологическими возможностями точения и способами уменьшения действия отрицательных факторов на точность и производительность процесса.

2. Изучить методику расчета режимов резания, рассчитать скорость, силу и мощность при однократном точении.

3. Рассчитать погрешность профиля продольного сечения вала при различных схемах установки заготовки и разных значениях геометрических параметров резца.

4. Экспериментально определить отклонение от цилиндричности заготовки после обработки и сравнить с расчетной величиной.

Оборудование, инструмент и принадлежности

1. Станок токарно-винторезный повышенной точности модели 1И611П 2. Резец токарный проходной прямой с пластинкой из твёрдого сплава с углом в плане 45° 2100-0405 ГОСТ 18878-73 3. Резец токарный проходной упорный с пластинкой из твердого сплава 2103-0003 ГОСТ 18878-73 4. Микрометр МК-25-1 ГОСТ 6507- 5. Штангенциркуль ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-80 6. Обрабатываемые заготовки

– 1 шт.   – 1 шт.   – 1 шт – 1 шт. – 1 шт. – 3 шт.

Технические характеристики станка токарно-винторезного модели 1И611П

Станок предназначен для обтачивания и растачивания в центрах, цанге или патроне цилиндров, крутых и пологих конусов, обработки торцов, нарезания метрической, дюймовой, многозаходной и точной резьб.

Наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм:
над станиной
над нижней частью суппорта
Наибольшая длина обтачивания, мм
Диаметр отверстия шпинделя, мм
Конус отверстия шпинделя, мм	Морзе №4
Конус отверстия пиноли, мм	Морзе №3
Число ступеней оборотов шпинделя
Число оборотов шпинделя в минуту	20–2000
Число ступеней продольных и поперечных подач
Подача, мм/об:
продольная	0,022–6
поперечная	0,011–3
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт
Габариты станка, мм	1770×970×1309
Масса станка, кг

Теоретическая часть

Технологические возможности точения и

показатели качества обработки

Точение применяется для обработки преимущественно поверхностей вращения (рис.8.1) , а также резьб и червяков (рис. 8.2) с помощью резцов.

Рис.8.1.Классификационная таблица поверхностей вращения

Рис.8.2. Классификационная таблица винтовых поверхностей

Обработка наружных поверхностей вращения называется обтачиванием, обработка внутренних поверхностей – растачиванием, обработка канавок – прорезанием, обработка резьб – нарезанием. В зависимости от типа обрабатываемых поверхностей используют различные типы универсальных или специальных резцов. Главное вращательное движение сообщается заготовке, которая устанавливается в центрах, в самоцентрирующем патроне, в патроне и центре, в патроне и люнете, в специальном или специализированном приспособлении, которое крепится к шпинделю станка. Движение подачи сообщается резцу. Если станок снабжен соответствующей системой управления подачами (ЧПУ или копированием), то продольное точение (обтачивание и растачивание) позволяет обрабатывать любую комбинацию типовых поверхностей, особенно если их размеры изменяются монотонно. Если длина фасонной поверхности не превышает 0,3 диаметра, то ее можно обрабатывать поперечным точением с помощью фасонного резца.

При растачивании на расточных станках главным является вращательное движение оправки с резцом. Движение продольной подачи сообщается оправке с резцом либо заготовке, которая закреплена на столе. При этом можно обрабатывать только цилиндрические поверхности.

Точению присущи следующие недостатки:

1) изгиб обрабатываемой заготовки под действием односторонней силы приводит к искажению формы обрабатываемой поверхности, а в некоторых случаях к потере устойчивости процесса резания (автоколебаниям);

2) при точении стальных заготовок на высоких скоростях резания получается раскалённая сливная стружка, которая наматывается на инструмент, загромождает рабочее пространство и представляет серьезную угрозу для рабочего;

3) режущая часть резца во время точения непрерывно находится в зоне воздействия высокой температуры и больших сил, что существенно снижает его стойкость и ограничивает скорость резания.

При точении длинных цилиндрических поверхностей первый недостаток компенсируется многорезцовым точением (рис. 8.3), когда радиальные силы резания и уравновешиваются. Настроить резцы для многорезцового точения с делением подачи значительно труднее, чем для точения с делением глубины резания, так как в первом случае режущие кромки должны располагаться на одном конусе, соосном обрабатываемой поверхности, а вершины обоих резцов должны находиться на одинаковом расстоянии от оси вращения. Во втором случае требования к точности расположения резца, удаляющего верхнюю часть припуска, невысоки.

а) б)

Рис.8.3. Схемы многорезцового точения с делением подачи (а)
и глубины резания (б)

Второй недостаток точения компенсируется использованием различных способов стружколомания. Их можно разбить на две группы. В первом случае дробление стружки достигается путем создания определенных условий стружкообразования, а именно: выбора сочетаний значений параметров режима резания и заточки инструмента; установления на пути сбегающей стружки преград в виде лунок, стружколомательных порожков и накладных стружколомателей. Во втором случае (кинематические способы) дробление стружки происходит за счет периодического прерывания процесса резания путем наложения на движение подачи колебательного движения, параллельного направляющей обрабатываемой поверхности. Способы данной группы более универсальны, так как позволяют дробить стружку в широком диапазоне условий. Амплитуда колебаний должна превышать (0,7…0,8) и слабо зависит от глубины резания и угла в плане. Частота колебаний f зависит от требуемой длины элементов стружки
(обычно 60…100 мм) и частоты вращения шпинделя n:

где – диаметр обработанной поверхности.

В общем случае при увеличении амплитуды колебаний возрастает шероховатость обработанной поверхности. Эксперименты показали, что при использовании кинематического способа дробления стружки стойкость резцов повышается в среднем на 40%. К недостаткам кинематического способа дробления стружки следует отнести значительное колебание значений неуравновешенных сил резания и необходимость специального привода колебательного движения подачи.

Третий недостаток точения компенсируется применением ротационного способа, т.е. точения вращающимся резцом с круговой режущей кромкой. В данном случае активный участок режущего лезвия непрерывно обновляется и резко снижается скорость скольжения стружки и поверхности резания по поверхностям режущего клина инструмента. Ротационные резцы могут вращаться принудительно или от силы трения между стружкой и инструментом (самовращение). Однако таким способом можно обработать только поверхности с плавно изменяющейся образующей.

Показатели качества обработки точением приведены в табл. 8.1, а типовые параметры режима точения – в табл. 8.2

Таблица 8.1. Показатели качества при точении

Вид обработки	Параметры режима	Способ обработки
Продольное обтачивание	Продольное растачивание	Фасонное поперечное точение
Предварительная и однократная	t, мм s, мм/об v, м/мин	2…8 0,5…1,2	2…6 0,2…0,8	– 0,03…0,99
Чистовая: =12,5     =6,3	t s   t s   t	1…2 0,4…0,6   0,4…1 0,25…0,4   0,1…0,3	0,8…1,6 0,25…0,4   0,3…0,8 0,15…0,25   0,1…0,25	– –   – –   –
=2,5	s v	0,1…0,2	0,1…0,2	– –
Тонкая	t s v1 v2	0,03…0,1 0,08…0,12 150…250 300…500	0,03…0,05 0,08…0,12 120…200 300…400	– – – –

Таблица 8.2. Типовые режимы точения

Вид обработки	Параметры режима	Способ обработки
Продольное обтачивание	Продольное растачивание	Фасонное поперечное точение
Предварительная и однократная	t, мм s, мм/об v, м/мин	2…8 0,5…1,2	2…6 0,2…0,8	– 0,03…0,99
Чистовая: =12,5     =6,3     =2,5	t s   t s   t s v	1…2 0,4…0,6   0,4…1 0,25…0,4   0,1…0,3 0,1…0,2	0,8…1,6 0,25…0,4   0,3…0,8 0,15…0,25   0,1…0,25 0,08…0,15	– –   – –   – – –
Тонкая	t s v1	0,03…0,1 0,08…0,12 150…250	0,03…0,05 0,08…0,12 120…200	– – –

При обработке конических и торцевых поверхностей приведенные в табл. 8.2 данные относятся к максимальному диаметру. Обработка этих поверхностей с постоянной частотой вращения заготовки ведет к недоиспользованию возможностей материала инструмента и, следовательно, к снижению производительности. Точение конических и торцевых поверхностей с большой разницей между максимальным и минимальным диаметрами экономически целесообразно проводить с постоянной скоростью резания, т.е. при уменьшении диаметра частота вращения заготовки должна увеличиваться.