расчет режимов резания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАРАЧЕВСКИЙ ФИЛИАЛ
В.В. Марков, А.В. Сметанников,
П.И. Кискеев, Л.И. Лебедева, Д.А. Ветчинников
РАСЧЁТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ.
КУРСОВОЕ И ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ПО ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
Рекомендовано редакционно-издательским советом ОрелГТУ
в качестве учебного пособия для студентов
среднего профессионального образования
Орёл 2010
УДК 006.91(075)
ББК 30.10я7
Р 27
Рецензенты:
Заведующий кафедрой
«Технология машиностроения и конструкторско-технологическая информатика»
государственного образовательного учреждения высшего профессионального
образования «Орловский государственный технический университет»,
кандидат технических наук, доцент
С.И. Брусов
Заместитель начальника инструментального цеха Федерального государственного
унитарного предприятия «Карачевский завод «Электродеталь»
А.Ф. Клопов
Р 27 Марков, В.В. Расчёт режимов резания. Курсовое и дипломное проектирование по технологии машиностроения: учебное пособие / В.В. Марков, А.В.
Сметанников, П.И. Кискеев, Л.И. Лебедева, Д.А. Ветчинников. – Орёл: ОрелГТУ, 2010. – 112 с.
Настоящее учебное пособие содержит алгоритм назначения режимов
резания металлических деталей и справочные данные, необходимые для
курсового и дипломного проектирования по технологии машиностроения.
В основу учебного пособия положены результаты многолетних работ отечественных учёных-технологов, прошедшие опытную проверку на производственной базе ФГУП «Карачевский завод «Электродеталь». Приведены
рекомендации по выбору инструмента, назначения подачи, скорости резания, определению сил и мощности резания. Рассмотрены способы корректировки режимов резания, учитывающие реальные производственные условия, а также правила определения основного, вспомогательного, штучного
и штучно-калькуляционного времени на технологическую операцию.
В пособии приведён список литературы, рекомендуемой к использованию студентами при самостоятельной работе над проектами.
Учебное пособие предназначено для студентов среднего профессионального образования очной формы обучения, обучающихся по специальности 151001 «Технология машиностроения». Может быть использовано студентами высших учебных заведений специальности «Технология машиностроения» дистанционной (заочной) формы обучения, преподавателями, инженерно-техническими работниками промышленных предприятий.
УДК 006.91(075)
ББК 30.10я7
Ó ОрелГТУ, 2010
Ó Марков В.В., 2010
2
СОДЕРЖАНИЕ
Нормативные ссылки .............................................................................................. 6
Введение................................................................................................................... 9
1 Элементы процесса обработки металлов резанием .......................................... 10
1.1 Элементы режимов резания .......................................................................... 10
1.2 Назначение режимов резания ....................................................................... 11
1.2.1 Общие положения .................................................................................... 11
1.2.2 Анализ условий производства и исходных данных .............................. 11
1.2.3 Выбор режущего инструмента ................................................................ 14
1.2.4 Назначение подачи и скорости резания ................................................. 14
1.2.5 Определение осевых и окружных сил резания ..................................... 15
1.2.6 Определение мощности резания и крутящего момента ....................... 15
1.2.7 Коррекция выбранных режимов резания ............................................... 16
1.2.8 Основное, вспомогательное и штучное время ...................................... 17
1.2.9 Проверка назначенных режимов резания на практике ......................... 18
2 Обработка резцами ............................................................................................... 19
2.1 Элементы резания .......................................................................................... 19
2.2 Назначение глубины резания ....................................................................... 20
2.3 Выбор подачи ................................................................................................. 20
2.4 Определение стойкости резцов .................................................................... 23
2.5 Вычисление скорости резания ...................................................................... 23
2.6 Вычисление силы резания ............................................................................ 30
2.7 Расчет мощности резания ............................................................................. 33
2.8 Определение основного технологического времени ................................. 33
3 Сверление .............................................................................................................. 35
3.1 Геометрические параметры режущей части сверл ..................................... 35
3.2 Определение глубины резания ..................................................................... 35
3.3 Выбор подачи ................................................................................................. 35
3.4 Назначение стойкости сверл ......................................................................... 36
3.5 Вычисление скорости резания ...................................................................... 37
3.6 Вычисление силы и момента резания .......................................................... 38
3.7 Расчет мощности резания ............................................................................. 40
3.8 Определение основного технологического времени ................................. 40
4 Зенкерование ........................................................................................................ 41
4.1 Геометрические параметры режущей части зенкеров ............................... 41
4.2 Определение глубины резания ..................................................................... 41
3
4.3 Выбор подачи ................................................................................................. 41
4.4 Назначение стойкости зенкеров ................................................................... 42
4.5 Вычисление скорости резания ...................................................................... 42
4.6 Вычисление силы и момента резания .......................................................... 44
4.7 Расчет мощности резания ............................................................................. 44
4.8 Определение основного технологического времени ................................. 44
5 Развертывание ...................................................................................................... 45
5.1 Геометрические параметры режущей части разверток .............................. 45
5.2 Определение глубины резания ..................................................................... 45
5.3 Выбор подачи ................................................................................................. 45
5.4 Назначение стойкости разверток ................................................................. 47
5.5 Вычисление скорости резания ...................................................................... 47
5.6 Вычисление силы и момента резания .......................................................... 49
5.7 Расчет мощности резания ............................................................................. 49
5.8 Определение основного технологического времени ................................. 49
6 Фрезерование ........................................................................................................ 50
6.1 Геометрические параметры режущей части фрез ...................................... 50
6.2 Назначение глубины резания ....................................................................... 50
6.3 Выбор подачи ................................................................................................. 50
6.4 Назначение стойкости фрез .......................................................................... 53
6.5 Вычисление скорости резания ...................................................................... 53
6.6 Вычисление силы и момента резания .......................................................... 56
6.7 Расчет мощности резания ............................................................................. 57
6.8 Определение основного технологического времени ................................. 58
7 Протягивание ........................................................................................................ 60
7.1 Геометрические параметры режущей части протяжек .............................. 60
7.2 Назначение глубины резания ....................................................................... 60
7.3 Определение стойкости протяжек ............................................................... 60
7.4 Вычисление скорости резания ...................................................................... 60
7.5 Вычисление силы и момента резания .......................................................... 61
7.6 Определение основного технологического времени ................................. 62
8 Шлифование ......................................................................................................... 63
8.1 Виды шлифования металлов и его режимы ................................................ 63
8.2 Выбор скорости шлифовального круга ....................................................... 63
8.3 Назначение скорости детали, подачи и глубины шлифования ................. 65
8.4 Расчет мощности резания ............................................................................. 69
8.5 Определение основного технологического времени ................................. 71
4
9 Доводка поверхностей деталей ................................................................................ 74
9.1 Назначение, виды доводки и области ее применения .................................... 74
9.2 Режимы доводки ............................................................................................ 74
10 Притирочное шлифование ................................................................................ 76
10.1 Назначение и области применения притирочного шлифования ............. 76
10.2 Режимы притирочного шлифования .......................................................... 76
11 Отделочное шлифование и полирование ......................................................... 78
11.1 Общие сведения об отделочном шлифовании .......................................... 78
11.2 Режимы отделочного шлифования ............................................................ 78
11.3 Общие сведения о полировании ................................................................. 79
11.4 Режимы полирования .................................................................................. 79
11.5 Шлифование шкуркой ................................................................................. 80
12 Обработка резьбовых поверхностей ................................................................ 81
12.1 Основные типы резьбонарезных инструментов ....................................... 81
12.2 Режимы резания при нарезании резьбы .................................................... 81
12.3 Выбор смазывающе-охлаждающих жидкостей ........................................ 84
12.4 Определение основного технологического времени................................ 84
13 Зубонарезание ..................................................................................................... 86
13.1 Основные типы зуборезных инструментов ............................................... 86
13.2 Назначение глубины резания...................................................................... 87
13.3 Выбор подачи ............................................................................................... 87
13.4 Назначение стойкости инструмента .......................................................... 88
13.5 Расчет скорости резания ............................................................................. 88
13.6 Определение основного технологического времени................................ 89
Заключение .............................................................................................................. 92
Литература ............................................................................................................... 95
Приложение А. Правила оформления пояснительной записки по курсовым и
дипломным проектам .............................................................................................. 101
Приложение Б. Правила оформления графических документов .......................... 110
Приложение В. Правила оформления технологических документов ................ 111
5
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
1 ГОСТ 2.002-72 Единая система конструкторской документации. Требования к моделям, макетам и темплетам, применяемым при проектировании.
2 ГОСТ 2.102-68 Единая система конструкторской документации. Виды и
комплектность конструкторских документов.
3 ГОСТ 2.104-2006 Единая система конструкторской документации. Основные надписи.
4 ГОСТ 2.105-95 Единая система конструкторской документации. Общие
требования к текстовым документам.
5 ГОСТ 2.106-96 Единая система конструкторской документации. Текстовые документы.
6 ГОСТ 2.109-73 Единая система конструкторской документации. Основные требования к чертежам.
7 ГОСТ 2.301-68 Единая система конструкторской документации. Форматы.
8 ГОСТ 2.302-68 Единая система конструкторской документации. Масштабы.
9 ГОСТ 2.303-68 Единая система конструкторской документации. Линии.
10 ГОСТ 2.304-81 Единая система конструкторской документации.
Шрифты чертежные.
11 ГОСТ 2.305-68 Единая система конструкторской документации. Изображения – виды, разрезы, сечения.
12 ГОСТ 2.306-68 Единая система конструкторской документации. Обозначения графические материалов и правила их нанесения на чертежах.
13 ГОСТ 2.307-68 Единая система конструкторской документации. Нанесение размеров и предельных отклонений.
14 ГОСТ 2.308-79 Единая система конструкторской документации. Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей.
15 ГОСТ 2.309-73 Единая система конструкторской документации. Обозначения шероховатости поверхностей.
16 ГОСТ 2.310-68 Единая система конструкторской документации. Нанесение на чертежах обозначений покрытий, термической и других видов обработки.
17 ГОСТ 2.311-68 Единая система конструкторской документации. Изображение резьбы.
18 ГОСТ 2.312-72 Единая система конструкторской документации. Условные изображения и обозначения швов сварных соединений.
6
19 ГОСТ 2.313-82 Единая система конструкторской документации. Условные изображения и обозначения неразъемных соединений.
20 ГОСТ 2.316-68 Единая система конструкторской документации. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц.
21 ГОСТ 2.605-68 Единая система конструкторской документации. Плакаты учебно-технические. Общие технические требования.
22 ГОСТ 2.701-84 Единая система конструкторской документации. Схемы.
Виды и типы. Общие требования к выполнению.
23 ГОСТ 2.702-75 Единая система конструкторской документации. Правила выполнения электрических схем.
24 ГОСТ 2.703-68 Единая система конструкторской документации. Правила выполнения кинематических схем.
25 ГОСТ 2.704-76 Единая система конструкторской документации. Правила выполнения гидравлических и пневматических схем.
26 ГОСТ 2.710-81 Единая система конструкторской документации. Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах.
27 ГОСТ 2.721-74 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения.
28 ГОСТ 2.747-68 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Размеры условных графических обозначений.
29 ГОСТ 3.1105-84 Единая система технологической документации.
Формы и правила оформления документов общего назначения.
30 ГОСТ 3.1118-82 Единая система технологической документации.
Формы и правила оформления маршрутных карт.
31 ГОСТ 3.1403-85 Единая система технологической документации.
Формы и правила оформления документов на технологические процессы и операции ковки и штамповки
32 ГОСТ 3.1404-86 Единая система технологической документации.
Формы и правила оформления документов на технологические процессы и операции обработки резанием.
33 ГОСТ 3.1407-86 Единая система технологической документации.
Формы и требования к заполнению и оформлению документов на технологические процессы (операции), специализированные по методам сборки.
34 ГОСТ 3.1502-85 Единая система технологической документации.
Формы и правила оформления документов на технический контроль.
35 ГОСТ 7.1-2003 Система стандартов по информации, библиотечному и
издательскому делу. Библиографическая запись. Библиографическое описание.
Общие требования и правила составления.
7
36 ГОСТ 7.9-95 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Реферат и аннотация. Общие требования.
37 ГОСТ 7.32-2001 Система стандартов по информации, библиотечному и
издательскому делу. Отчёт о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления.
38 ГОСТ 8.417 Государственная система обеспечения единства измерений.
Единицы величин.
39 ГОСТ 19.401-78 Единая система программной документации. Текст
программы. Требования к содержанию и оформлению.
40 ГОСТ 19.402-78 Единая система программной документации. Описание
программы.
41 ГОСТ 19.502-78 Единая система программной документации. Описание
применения. Требования к содержанию и оформлению.
42 ГОСТ 19.701-90 Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Обозначения условные и правила выполнения.
43 ГОСТ 9327-60 Бумага и изделия из бумаги. Потребительские форматы.
44 ГОСТ 25346-89 Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система
допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений.
45 ГОСТ 25347-82 Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система
допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки.
46 СТО ОрелГТУ 72-04-12-2008 Система менеджмента качества. Выпускная квалификационная работа дипломированного специалиста. Требования к
структуре, содержанию, оформлению, организации выполнения и представления
к защите.
47 ГОСТ 2320-43.
48 ГОСТ 2322-43.
8
ВВЕДЕНИЕ
Режимы резания являются основой любого технологического процесса, и
их назначение служит одним из главных условий создания эффективных и ресурсосберегающих технологий машиностроительного и приборостроительного
производства. Именно поэтому в курсовом и дипломном проектировании по специальности «Технология машиностроения» расчёт и выбор режимов резания деталей занимает значительное место по объёму и трудоёмкости.
Как известно, к элементам режимов резания относят глубину резания, подачу, скорость и силу резания, необходимые для выполнения рабочего перехода
технологической операции механической обработки детали.
Назначение режимов резания может быть выполнено двумя способами:
– расчётно-аналитическим, при котором режимы резания подсчитывают
по эмпирическим (полученным опытным путём) формулам теории резания;
– статистическим, при котором режимы резания назначают по справочным таблицам общемашиностроительных нормативов режимов резания.
Независимо от выбранного способа, параметры режимов резания назначают таким образом, чтобы достичь наибольшей производительности труда при
наименьшей себестоимости данной технологической операции. Эти условия удаётся выполнить при работе инструментом рациональной конструкции, с экономически целесообразной геометрией его режущей части, с максимальным использованием всех эксплуатационных возможностей станка.
В курсовых или дипломных проектах аналитический расчёт режимов резания по эмпирическим формулам производят по указанию руководителя проекта,
и только для двух-трёх технологических операций, например, для точения, сверления, фрезерования и т.п. Для остальных операций технологического процесса
режимы резания устанавливают по таблицам общемашиностроительных нормативов режимов резания с учётом всех поправочных коэффициентов на особые
условия механической обработки. При выборе режимов резания из нормативных
таблиц надо сделать ссылку на справочник, таблицу и страницу.
Расчёты режимов резания целесообразно сравнить с нормативными данными, что позволит сделать заключение о соответствии результатов назначения
режимов резания обоими методами. Если расчёты режимы резания проводятся в
период практики, полезно поинтересоваться у технологов предприятия о методиках назначения режимов резания, применяемых в условиях реального производства. Такой подход к назначению режимов резания позволит не только правильно их задать, но и понять принципы формообразования поверхностей деталей при их механической обработке на металлорежущих станках.
Приведённые в тексте учебного пособия формулы режимов резания получены для универсального режущего инструмента с режущей частью из быстрорежущей стали или твёрдого сплава, припаянной к несущей части инструмента.
Если процесс резания осуществляется посредством современного специального
режущего инструмента или посредством инструмента с быстросменной режущей частью, то после расчёта режимов резания надо выполнить их экспериментальную проверку и, при необходимости, сделать корректировку.
9
1 ЭЛЕМЕНТЫ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ
1.1 Элементы режимов резания
Основными элементами режимов резания металлов являются глубина резания t, подача s и скорость резания v.
Глубина резания определяется расстоянием между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренным по перпендикуляру к последней.
Подачей называют перемещение инструмента (заготовки) за один оборот
(рабочий ход) заготовки (инструмента).
Скорость резания – отношение перемещения режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности к времени обработки.
При расчёте или выборе режимов резания учитывают также расчётные размеры (длину L обработки, диаметр D или ширину B обрабатываемой поверхности), приводят частоту вращения n шпинделя станка (или заготовки), определяют
основное технологическое время T0. Важным элементом является припуск Z на
механическую обработку, по которому по принятой глубине резания t рассчитывается число рабочих ходов i. При необходимости определяют составляющие
усилия резания, мощность резания и другие параметры [5].
Режимы резания могут быть определены расчётным путём или взяты из
нормативных документов. В зависимости от вида обработки, заготовки, материала выбирают режущий инструмент с требуемой характеристикой, глубину резания t и подачу s. По заданному периоду стойкости T инструмента, по значениям
t и s определяют скорость резания v, а следовательно, частоту вращения n обрабатываемой заготовки или режущего инструмента.
Для различных схем обработки деталей на различных металлорежущих
станках приняты некоторые условные обозначения:
D(d) – диаметр обрабатываемой (обработанной) поверхности или режущего инструмента, мм;
l – длина обрабатываемой поверхности, мм;
l1(l2) – длина врезания (перебега) режущего инструмента, мм;
L – расчётная длина обработки, мм;
i – число рабочих ходов инструмента;
Z – односторонний припуск на обработку, мм;
z – число зубьев фрезы;
t – глубина резания за один рабочий ход, мм;
v – скорость резания, м/мин;
n – частота вращения шпинделя, об/мин;
nдв. ход – число двойных ходов в минуту, дв. ход/мин;
s – подача (продольная) за оборот шпинделя (заготовки), мм/об;
sв – вертикальная подача;
sп – поперечная подача;
sм – минутная подача, мм/мин;
sz – подача на зуб, мм/зуб;
10
a – толщина среза, мм;
b – ширина среза, мм;
j – главный угол в плане режущей части инструмента, …0;
T – период стойкости режущего инструмента, мин;
T0 – основное (технологическое) время на операцию, мин.
При назначении режимов обработки материал режущей части инструмента
выбирают в зависимости от особенностей механической обработки, обрабатываемого материала и вида заготовки. Достижимые точность и шероховатость, получаемые на различных операциях, позволяют оценивать их возможности.
1.2 Назначение режимов резания
1.2.1 Общие положения
Расчёт (выбор) режимов резания производят по таблицам или расчётом в
соответствии с существующими нормативами режимов резания или отраслевыми (фирменными) нормативными документами. При назначении режимов резания расчётным путём необходимо помнить, что применяемые формулы, как
правило, являются эмпирическими, то есть, получены экспериментальным путём. Эмпирические формулы справедливы только для тех условий, в которых
проводился эксперимент, поэтому точные результаты по ним можно получить
лишь при соблюдении заданных границ значений параметров. При назначении
режимов резания придерживаются алгоритма, показанного на рисунке 1.1.
1.2.2 Анализ условий производства и исходных данных
По чертежу детали устанавливают её форму, точность размеров и шероховатость её отдельных поверхностей, жёсткость, материал, а также твёрдость и
другие свойства обрабатываемого материала. По технологической документации
определяют характер поверхностей, размеры и способ получения заготовки, припуски на механическую обработку. В ряде случаев выясняют назначение и особенности детали, особые требования к её обработке, как правило, отражённые в
технических требованиях рабочего чертежа. Важным фактором является информация об объёме производства (общее количество деталей). На данную операцию технологического процесса выполняют (уточняют) операционный эскиз и
оборудование. По техническому описанию (паспорту) уточняют параметры
станка и, если известно, на каком конкретном станке будет проводиться обработка, оценивают его фактическое состояние и жёсткость технологической системы СПИД – станок-приспособление-инструмент-деталь [5].
Выбор инструмента и режимов резания по нормативам выполняют в соответствии с основным размерным параметром станка Dc (наибольшим возможным
диаметром обрабатываемой заготовки), который является усреднённым ком11
плексным показателем жёсткости и виброустойчивости технологической системы. На токарных станках жёсткость определяют диаметром заготовки Dз или
отношением Dз/Dc, а на карусельных станках – вылетом ползуна lп. От параметров Dc и lп зависит группа жёсткости технологической системы.
Рисунок 1.1 – Алгоритм назначения режимов резания
Карты общемашиностроительных нормативов и эмпирические формулы
режимов резания рассчитаны на среднюю жёсткость технологической системы
универсальных станков с ручным управлением. Если известно, что выбранный
станок по своим конструктивным параметрам или по своему состоянию имеет
пониженную жёсткость, то выбирают станок с меньшим значением Dc. При повышенной жёсткости станка выбирают станок с большим значением Dc.
После общего анализа детали на технологичность основой для назначения
режимов резания является анализ операционного эскиза на данную операцию и
12
прилагаемой к нему технологической карты. По операционному эскизу и техническим требованиям устанавливают необходимую точность размеров отдельных
поверхностей детали и значения параметров шероховатости. В зависимости от
квалитета точности заготовки и детали устанавливают технологический маршрут – стадии обработки, определяемые как отдельные переходы.
Затем выбирают минимально необходимую глубину резания tmin, учитывая
при этом шероховатость поверхности и толщину дефектного слоя на предшествующем технологическом переходе или рабочем ходе, а также допуск на предшествующем и выполняемом рабочих ходах. Обычно это делается на отделочной, чистовой или получистовой обработке. Далее определяют часть припуска,
оставшуюся на черновую механическую обработку детали.
После этого проверяют, не превышает ли часть припуска на черновую обработку глубину резания tmax, максимально допустимую по виброустойчивости
технологической системы. Если указанная часть припуска больше, её делят в соотношении примерно 0,7 и 0,3 (0,7 – на первый рабочий ход, чтобы вершина инструмента по возможности оставалась в металле). В некоторых случаях (чаще
всего у перетачиваемых пластин) проверяют глубину резания, чтобы она не была
больше глубины, обусловленной длиной главной режущей кромки.
Особые требования по производительности могут быть в том случае, если
операция является лимитирующей по производительности, особые требования к
расходу инструмента – при нехватке инструмента данного типоразмера.
Уточняют требования к периоду стойкости – важному показателю надёжности режущего инструмента. Использование средних периодов стойкости в
нормативах в качестве основных является экономически выгодным (соответствует наименьшим затратам) при работе на средних станках и эргономически
нецелесообразным (обусловливается психофизиологическими возможностями
рабочего) при работе на тяжёлых станках. При последующих расчётах найденные значения стойкости могут измениться в связи с внесением поправочных коэффициентов на подачу и скорость резания, учитывающих особые требования
производства к производительности или расходу режущего инструмента, а также
в связи с учётом различных ограничений, связанных, например, с кинематическими или динамическими свойствами металлорежущего станка.
При обработке больших металлических поверхностей, если для этого требуется незначительное изменение рекомендованной стойкости инструмента (до
20-30 %), принимают стойкость, равную основному времени данного технологического перехода или равную половине (трети) основного времени.
Анализируют необходимость учёта требований к уровню надёжности инструмента, показателем которого является «Гамма-процентная вероятность безотказной работы» (g%). Это вероятность безотказной работы инструмента в течение периода Tg, умноженная на 100 %. Если нужно обеспечить среднюю стойкость инструмента, то g% = 40…50 %. Это значит, что лишь в 40…50 % случаев
стойкость инструмента будет не ниже заданной средней стойкости. Если этого
недостаточно, задаются определённым значением g% по картам нормативов. При
высоких требованиях к надёжности используют не средний, а g%-ный период
13
стойкости Tg (за этот период не отказывает более g% инструмента). В завершении
действий первого этапа (рисунок 1.1) выбирают СОЖ [5].
1.2.3 Выбор режущего инструмента
Выбор материала режущего инструмента осуществляется по различным
таблицам, рекомендующим данный материал, в первую очередь, в зависимости
от материала обрабатываемой детали и его состояния. Далее учитывают выполняемую операцию, характер припуска и поверхности заготовки, глубину резания. При высокой жёсткости технологической системы или необходимости
уменьшения подачи и, соответственно, роста скорости резания, целесообразно
использовать для режущей части инструмента материалы повышенной износостойкости. При пониженной жёсткости технологической системы, необходимости повышения подачи и надёжности инструмента целесообразно выбирать инструментальные материалы повышенной прочности [5].
В зависимости от решаемых технологических задач выбирают вид резца в
плане, форму пластины в плане, учитывают необходимые углы j и j1. Если целесообразно использование одного и того же инструмента на нескольких переходах, то его выбирают по наиболее трудоёмкому технологическому переходу,
но следят, чтобы он был допустимым по остальным переходам.
Режущий инструмент с механическим креплением пластин обычно имеет
производительность, в среднем на 15 % большую, чем инструмент с напаянными
пластинами. Инструмент с механическим креплением пластин может быть использован при меньшей подаче, но во всех случаях при большей скорости резания, что обеспечивает рост производительности труда. При высоком качестве изготовления сборный режущий инструмент обеспечивает меньшее рассеяние
стойкости, поэтому его применение предпочтительно при работе на автоматизированных станках. Если необходимо обеспечить высокую надёжность режущего
инструмента (g% = 90 %), рост производительности процесса резания для инструмента с механическим креплением пластин достигает 25 %.
При разработке технологического процесса выбор режущего инструмента
определяется, прежде всего, экономической эффективностью принятого решения. В общем случае надо стремиться выбирать стандартный режущий инструмент. Использование специального, комбинированного, фасонного инструмента,
позволяющего совмещать обработку нескольких поверхностей и этим сокращать
основное время, должно быть экономически обосновано.
1.2.4 Назначение подачи и скорости резания
Назначение (выбор и расчёт) этих величин начинается с уточнения глубины резания, определяемой припуском на механическую обработку [5].
Определение подачи при черновой обработке. Подачу при черновой обработке, экономически целесообразной по прочности режущей части инструмента,
выбирают в зависимости от факторов, влияющих на такие параметры, как:
14
– прочность режущей части (материал инструмента, форма и размеры режущей пластины, тип конструкции инструмента и т.п.);
– прочность технологической системы (размеры станка и инструмента);
– средняя нагрузка (сила резания и напряжения в инструменте, зависящие
от свойств обрабатываемого материала, глубины резания и других причин).
Определение подачи при чистовой обработке. Подачу при чистовой обработке выбирают в зависимости от требуемой точности размеров и шероховатости поверхностей детали. Из двух возможных подач выбирают наименьшую. Для
режущих инструментов, оснащённых пластинами из твёрдого сплава, проводят
проверку условий, при которых выбранное значение не превышает подачу, рекомендованную по прочности режущей части. Назначенные подачи (найденные по
таблицам общемашиностроительных нормативов или подсчитанные по формулам) корректируют с помощью поправочных коэффициентов на подачу, связанных с обрабатываемым материалом и видом обработки.
Назначение скорости резания. Скорость резания определяют (для принятого материала инструмента и заданного материала детали) в зависимости от
глубины резания и подачи с учётом поправочных коэффициентов. При этом
должна быть принята во внимание заданная стойкость режущего инструмента.
При чистовой обработке, а также обработке цветных сплавов, необходимо установить, что скорость резания не превышает скорость, допустимую с учётом требований эргономики (психофизиологических возможностей рабочего). Назначенное значение скорости резания должно уточняться применительно к конкретным условиям работы на основании изучения фактических режимов утомляемости рабочего. В некоторых случаях возможности рабочего накладывают ограничение и на основное технологическое время – оно должно быть больше некоторого рекомендуемого значения. В этих случаях стойкость режущей части инструмента будет больше значения, рекомендованного нормативами.
1.2.5 Определение осевых и окружных сил резания
После выбора или расчёта скорости резания определяют осевую и окружную (тангенциальную) составляющие силы резания. По известной глубине резания, подаче и скорости при обработке деталей с большими сечениями среза проверяют соблюдение следующего условия: суммарные значения осевых Px и
окружных Pz составляющих силы резания не должны превышать предельные
значения этих составляющих, допустимых для станка. Значения сил резания могут быть подсчитаны по эмпирическим формулам, а максимально допустимые
силы для станка определяют по его паспорту. Если расчётные значения сил превышают паспортные данные, то уменьшают подачу, или изменяют скорость резания, или изменяют и то, и другое. После внесения всех поправок уточняют подачу и скорость резания (частоту вращения шпинделя) по паспорту станка.
1.2.6 Определение мощности резания и крутящего момента
15
Мощность резания N не должна превышать эффективную мощность Nэ
главного привода станка, а крутящий момент – обеспечиваемого станком крутящего момента. Если N >> Nэ, уменьшают скорость резания. После расчёта частоты вращения шпинделя n по данным детали и скорости резания находят ближайшие значения частоты вращения по паспорту станка, причём для тяжёлых
станков n не должно превышать максимального значения, допускаемого конструкцией станка для соответствующей массы детали и выбранного способа её
закрепления на станке. Когда подсчитанное значение частоты вращения больше
паспортных данных станка, частоту и скорость резания уменьшают [5].
При обработке поверхностей достаточно большого диаметра и при больших сечениях среза проверяют, не превышает ли крутящий момент максимально
допустимого значения, соответствующего паспортным данным станка. Если крутящий момент больше максимально допустимого значения, то уменьшают скорость резания и, соответственно, частоту вращения шпинделя (детали).
1.2.7 Коррекция выбранных режимов резания
Режимы резания корректируют в ходе изменения условий обработки, используя частные поправочные коэффициенты. Эти коэффициенты подправляют
имеющиеся основные справочные таблицы и эмпирические формулы, полученные путём усреднения результатов исследования группы однотипных деталей.
Частные поправочные коэффициенты к режимам резания учитывают [5]:
– свойства обрабатываемого материала и вид обработки;
– свойства инструмента, его стойкость, виброустойчивость и надёжность;
– материал режущей части инструмента и его геометрические параметры;
– жёсткость технологической системы, наличие перерывов в процессе резания, жёсткость обрабатываемой детали и способ её закрепления;
– критерии затупления и изнашивания режущего инструмента.
Если частные коэффициенты действуют на групповой коэффициент в одном направлении (все коэффициенты увеличивают режимы резания или все
уменьшают их), то групповой коэффициент приравнивают к наибольшему или
наименьшему частному коэффициенту. Если действие частных коэффициентов
различно, то групповой коэффициент принимают равным единице.
Приведённый полный алгоритм выбора инструмента и режимов резания
используют лишь в некоторых случаях – в начале работы с нормативами, при
низкой квалификации технологов, при составлении собственных справочных
данных на предприятии. Частные поправочные коэффициенты важны при отладке технологического процесса, так как с их помощью можно учесть влияние
многих факторов на режимы резания. Они необходимы также в особых случаях,
резко отличающихся от типовых технологических процессов.
При расчёте режимов резания большое внимание уделяется использованию эмпирических формул. Формулы не только позволяют получить значения
режимов резания для самых разнообразных вариантов обработки, но и дают
16
представление о характере влияния на них различных компонентов технологического процесса. Именно поэтому назначение режимов резания расчётным путём широко используется в курсовом и дипломном проектировании.
В условиях промышленного производства в большинстве случаев технолог-нормировщик, техник-технолог или непосредственно рабочий пользуется
имеющимися таблицами режимов резания, состоящими из нескольких основных
листов карт, которые расположены друг за другом. Примером таких таблиц являются общемашиностроительные нормативы режимов резания. В основных
таблицах данных нормативов приводятся марки материалов и типы конструкций
режущего инструмента, а также основные поправочные коэффициенты. Скорости резания даны в зависимости от вида обрабатываемого материала, его химического состава и твёрдости. При наличии на предприятии таких нормативов
пользоваться частными поправочными коэффициентами необязательно.
1.2.8 Основное, вспомогательное и штучное время
После назначения режимов резания находят длину рабочего хода, несколько дополнительных размеров (длину подвода инструмента, врезания и перебега) и основное технологическое время T0. По отдельным общемашиностроительным нормативам определяется вспомогательное время Tв [7, 8]. Затем определяется штучное время на механическую обработку. Норма штучного времени
Tшт на операцию подсчитывается по следующей формуле [9]:
Tшт = T0 + Tв + Tт.об + Tо.об + Tе.н ,
(1.1)
где T0 – основное технологическое время, мин;
Tв – вспомогательное время, мин;
Tт.об – время на техническое обслуживание рабочего места, мин;
Tо.об – время на организационное обслуживание рабочего места, мин;
Tе.н – время на отдых и естественные надобности рабочего, мин.
Для упрощения подсчёта нормы штучного времени, время на обслуживание рабочего места и отдых рабочего берут в процентах от оперативного времени, то есть от суммы основного и вспомогательного времени на технологическую операцию (T0 + Tв). В этом случае упрощённая формула для расчёта нормы
штучного времени будет иметь следующий вид [9]:
æ α +β + γö
T = (T + T ) × 1 +
,
(1.2)
шт
0
в ç
è
÷ø
100
где a – время на техническое обслуживание рабочего места, выраженное в процентах от оперативного времени (находится в пределах 1,0…3,5 %);
b – время на организационное обслуживание рабочего места, выраженное в
процентах от оперативного времени (в крупносерийном и массовом производстве, в зависимости от габаритных размеров и массы станков, лежит в
пределах 0,8…2,5 %, а для шлифовальных станков – в пределах 3,5…7,0 %);
17
g – время на отдых и естественные надобности рабочего, выраженное в процентах от оперативного времени (в серийном производства находится в пределах 4,0…6,0 %, а в массовом производстве – в пределах 5,0…8,0 %).
Значения a, b, g выбирают из нормативов вспомогательного времени, в зависимости от видов металлорежущих станков и типа производства [7, 8].
Вспомогательное время Tв включает в себя: время на установку и снятие
детали, вспомогательное время на переход, время на изменение режима работы
станка и смену инструмента, время на контроль обрабатываемой поверхности.
В серийном производстве необходимо ещё учитывать подготовительно-заключительное время Tп-з, подсчитываемое на партию деталей объёмом n. Норму
времени на технологическую операцию при серийном производстве называют
штучно-калькуляционным временем Tшк и находят по формуле:
Tп-з
,
(1.3)
Tшк = Tшт +
n
Вспомогательное время Tв и подготовительно-заключительное время Tп-з
также выбирают по нормативам [7, 8]. При необходимости определяют расход
режущего инструмента R на заданную технологическую операцию.
1.2.9 Проверка назначенных режимов резания на практике
Проверка режимов резания, найденных расчётным путём или выбранным
из справочных таблиц нормативов, на реальном рабочем месте всегда обязательна. Это определяется несколькими причинами [5]:
– приближённым характером расчётных формул, общих и частных поправочных коэффициентов к режимам резания;
– разбросом характеристик обрабатываемого материала и материала режущего инструмента;
– приближённым значением технических характеристик оборудования и
технологической оснастки (в частности, жёсткости системы СПИД);
– особенностями и характеристиками используемой СОЖ.
Чаще всего в начале проверки назначенных режимов резания просматривают жёсткость и уровень вибраций технологической системы СПИД (станокприспособление-инструмент-деталь), работоспособность режущего инструмента по характеру начального износа и характер образования стружки [6].
Как известно, металлическая стружка может быть сливной (в виде длинных «завитушек») и дроблёной (в виде мелких «кусочков»). Сливная стружка недопустима при работе на токарных автоматах, при глубоком сверлении и растачивании. Отработку режимов резания, обеспечивающих образование дроблёной
стружки, ведут обычно совместно с отработкой геометрических параметров режущей части инструмента (углов заточки). Например, в токарных резцах пробуют использовать разные передние углы и размеры стружкоотделительной канавки. Часто, например, при резании вязких сталей, для получения оптимального
18
сочетания подачи, скорости резания и геометрии заточки инструмента, обеспечивающего удовлетворительное стружкообразование, требуется проведение экспериментальных исследований или обработка производственного опыта.
19
2 ОБРАБОТКА РЕЗЦАМИ
2.1 Элементы резания
Основными элементами резания, определяющими его режимы, являются
глубина резания, подача, площадь номинального сечения срезаемого слоя и скорость резания (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 – Элементы резания
Глубина резания t, мм – расстояние между обрабатываемой и обработанной
поверхностями (рисунок 2.1).
Подача s, мм/об – перемещение режущего инструмента (заготовки) за один
оборот заготовки (инструмента). Единицами измерения подачи могут быть:
мм/об (подача на один оборот s); мм/мин (минутная подача sм); мм/зуб (подача
на один зуб инструмента sz).
Площадь номинального сечения срезаемого слоя f, мм2 – площадь, численно равная произведению:
f=s×t.
(2.1)
Площадь номинального сечения срезаемого слоя измеряется в плоскости,
перпендикулярной рабочему ходу резца.
Высота остаточного сечения H, мм – параметр обработанной поверхности, определяющий ее шероховатость (рисунок 2.1). С увеличением радиуса закругления вершины режущей части инструмента высота H уменьшается.
Скорость резания u, м/мин – скорость снятия материала с обрабатываемой
поверхности. Скорость резания измеряется по наибольшему диаметру обрабатываемой поверхности или принимается равной средней скорости в случае неравномерного движения. Как правило, скорость резания измеряется в м/мин. Исключение составляет скорость резания при шлифовании, измеряемая в м/с.
Главный угол в плане j – угол меду проекцией режущего лезвия на основную плоскость резца и направлением подачи (рисунок 2.1).
Вспомогательный угол в плане j1 – угол между проекцией вспомогательного лезвия на основную плоскость и направлением подачи.
20
2.2 Назначение глубины резания
Глубина резания определяется припуском на обработку. Когда подача более чем в два раза превышает глубину резания, для резцов с пластинками из твердого сплава можно руководствоваться следующим.
Для обработки стали резцами с пластинками из твердого сплава марки
Т30К4 глубина резания t = 0,2…0,5 мм; с пластинками из твердого сплава марки
Т15К6 и Т14К8 t = 0,5…2,0 мм; с пластинками из твердого сплава марки Т5К10
глубина резания t до 3,0 мм.
Для обработки чугуна с пластинками из твердого сплава марки ВК2 и ВК3
глубина резания t £ 2,0 мм; с пластинками из твердого сплава марки ВК6 и ВК8
глубина резания t до 5,0 мм.
2.3 Выбор подачи
Средние значения подач приведены в таблицах 2.1 – 2.8.
Таблица 2.1 – Подачи при наружной черновой обработке резцами заготовок из
незакаленных сталей, стального и чугунного литья
Глубина резания t, мм
Диаметр
до 5
до 8
до 12
до 30
детали,
Подача s, мм/об
мм
18
30
50
80
120
180
260
360
свыше 360
до 0,25
0,2 – 0,5
0,4 – 0,8
0,6 – 1,2
1,0 – 1,6
1,4 – 2,0
1,8 – 2,6
2,0 – 3,0
–
–
–
0,3 – 0,6
0,5 – 1,0
0,7 – 1,3
1,1 – 1,8
1,5 – 2,0
1,8 – 2,8
2,5 – 3,0
–
–
–
–
0,5 – 1,0
0,8 – 1,5
1,1 – 2,0
1,5 – 2,5
2,0 – 3,0
–
–
–
–
–
–
1,0 – 1,5
1,3 – 2,0
1,5 – 2,5
Таблица 2.2 – Подачи при наружной черновой обработке резцами заготовок из
закаленных сталей
Предел прочности при
Твердость, HRC
Подача s, мм/об
2
растяжении sвр, кГ/мм
160
180
200 и выше
49
54
58 и выше
0,1 – 0,3
0,07 – 0,2
0,05 – 0,15
Примечания:
1 Бóльшие подачи следует брать при обработке мягких сталей при работе в центрах с соотношением размеров детали L/D < 6 или в патроне с L/D < 2, а мéньшие
– при обработке твердых сталей и чугунов.
2 Подачи даны для односторонних резцов. При обработке двусторонними пластинчатыми резцами подачи следует увеличить на 40 – 60 %.
21
Таблица 2.3 – Подачи при черновом растачивании резцами при работе
на токарных станках
Диаметр сечения резца d, мм (вылет резца l = 5d)
Глу10
12
16
20
25
30
бина реПодача s, мм/об
зания t,
мм
Сталь и стальное литье
2
3
5
< 0,08
–
–
< 0,1
< 0,08
–
0,08-0,20
£ 0,12
£ 0,08
0,15-0,40
0,10-0,25
£ 0,10
0,25-0,70
0,15-0,40
0,08-0,20
40
0,50-1,0
0,20-0,50
0,12-0,30
–
0,25-0,60
0,13-0,40
–
0,90-1,20
0,50-0,70
–
–
0,60-1,0
Чугун и медные сплавы
2
3
5
0,08-0,12
£ 0,08
–
0,12-0,20
0,08-0,12
£ 0,08
0,25-0,40
0,15-0,25
0,08-0,12
0,50-0,80
0,30-0,50
0,15-0,25
0,90-1,50
0,50-0,80
0,25-0,50
Таблица 2.4 – Подачи при черновом растачивании резцами при работе
на горизонтально-расточных станках
Диаметр отверстия, мм
Глубина
до 50
до 150
св. 150
резания
t, мм
Длина борштанги L в диаметрах
L < 10d
L = (10…20)d
L < 10d
L = (10…20)d
L = (10…20)d
Подача s, мм/об
Сталь и стальное литье
2
3
5
8
10
0,30 – 0,50
0,25 – 0,40
0,20 – 0,30
–
–
0,30 – 0,50
0,25 – 0,40
0,15 – 0,25
–
–
2
3
5
8
10
0,40 – 0,60
0,40 – 0,60
0,35 – 0,50
–
–
0,40 – 0,60
0,40 – 0,50
0,30 – 0,40
–
–
0,40 – 0,60
0,40 – 0,55
0,35 – 0,50
0,30 – 0,50
0,25 – 0,45
0,40 – 0,60
0,35 – 0,50
0,30 – 0,40
0,25 – 0,40
0,20 – 0,30
–
0,40 – 0,60
0,35 – 0,55
0,30 – 0,50
0,20 – 0,30
0,50 – 0,80
0,45 – 0,70
0,40 – 0,60
0,30 – 0,60
0,30 – 0,50
–
0,60 – 1,0
0,50 – 0,80
0,40 – 0,80
0,40 – 0,70
Чугун
0,60 – 1,0
0,60 – 1,0
0,50 – 0,80
0,40 – 0,80
0,40 – 0,70
Таблица 2.5 – Подачи при получистовой обработке стали (точение и строгание)
Класс шерохоПараПара- Радиус при Скорость резания n, м/мин
ватости по
метр Ra, метр Rz,
вершине
30 – 70
80 и выше
ГОСТ 2789-73
мкм
мкм
резца r, мм
Подача s, мм/об
4
6,3…12,5
20…50
5
3,2…6,3
15…20
6
1,6…3,2
8…15
0,5
1,0
2,0
0,5
1,0
2,0
0,5
1,0
22
0,30 – 0,52
0,44 – 0,63
0,57 – 0,69
0,17 – 0,26
0,22 – 0,37
0,30 – 0,52
0,11 – 0,14
0,14 – 0,19
0,46 – 0,55
0,57 – 0,65
0,67 – 0,69
0,23 – 0,39
0,30 – 0,46
0,44 – 0,54
0,11 – 0,22
0,16 – 0,30
2,0
0,16 – 0,25
0,21 – 0,38
Примечание. Подачи, указанные в таблице 2.5, рассчитаны на обработку стали с
пределом прочности при растяжении sвр = 70…90 кГ/мм2. При назначении подачи
для обработки стали с другими значениями sвр, табличные подачи необходимо
умножить на поправочный коэффициент ks (таблица 2.6).
Таблица 2.6 – Значения поправочного коэффициента ks
кГ/мм2
до 50
до 70
sвр,
ks
–
0,7
0,75
до 90
1,0
до 120
1,25
Таблица 2.7 – Подачи при работе отрезными и прорезными резцами
Сталь и стальное литье
Чугун
Диаметр
Шиsвр < 50 sвр = 50…80 sвр > 80
загорина
НВ £ 180 НВ > 180
2
2
2
кГ/мм
кГ/мм
кГ/мм
товки, мм резца,
Подача s, мм/об
мм
До 18
До 30
До 50
До 80
До 120
До 180
До 260
До 360
Свыше 360
2
3
3–4
4–5
5–7
7–8
8 – 10
10 – 12
12 – 15
0,07 – 0,09
0,09 – 0,11
0,11 – 0,13
0,13 – 0,16
0,16 – 0,18
0,18 – 0,22
0,22 – 0,25
0,25 – 0,30
0,30 – 0,35
0,05 – 0,07
0,07 – 0,09
0,09 – 0,11
0,11 – 0,13
0,13 – 0,15
0,15 – 0,18
0,18 – 0,20
0,20 – 0,25
0,25 – 0,28
0,04 – 0,06
0,06 – 0,07
0,07 – 0,09
0,09 – 0,11
0,11 – 0,13
0,13 – 0,15
0,15 – 0,17
0,17 – 0,20
0,20 – 0,22
0,09 – 0,12
0,12 – 0,15
0,15 – 0,18
0,18 – 0,22
0,22 – 0,25
0,25 – 0,30
0,30 – 0,35
0,35 – 0,40
0,40 – 0,45
0,07 – 0,10
0,10 – 0,12
0,12 – 0,15
0,15 – 0,18
0,18 – 0,20
0,20 – 0,25
0,25 – 0,28
0,28 – 0,32
0,32 – 0,38
Примечания:
1 Бóльшие подачи следует брать для бóльших диаметров и мягких металлов,
мéньшие – для мéньших диаметров и твёрдых металлов.
2 В условиях нежесткого крепления заготовки и резца при требовании шероховатости поверхности классов 4 – 6 и при работе с ручной подачей табличные
подачи следует уменьшать на 30…40 %.
3 Для получения чистой поверхности и предотвращения отжима по мере углубления резца к центру на половину радиуса заготовки подачу следует уменьшать
вдвое по сравнению с первоначальной.
Таблица 2.8 – Подачи для резцов с пластинками из твердого сплава с дополнительными режущими кромками при точении заготовок из стали и чугуна
Мощность станка N, кВт
Диаметр Длина задо 5
до 8
до 12
св. 12
заготовки, готовки
мм
L, мм
Глубина резания t, мм
1,0-2,0
2,1-4,0
2,1-5,0
1,0-2,0
Подача s, мм/об
5
6
7
1
2
3
4
До 40
До 300
До 400
До 500
До 600
1,8-2,5
1,2-2,0
1,8-3,0
1,8-2,5
1,1-2,0
0,8-1,4
1,1-2,0
1,1-2,0
До 60
1,0-2,0
23
2,2-3,0
1,2-2,0
2,5-3,2
1,8-2,5
1,3-2,2
0,8-1,4
1,6-2,5
1,2-2,2
–
–
2,5-3,2
1,8-2,5
2,1-5,0
св. 5,0
8
9
–
–
1,6-2,5
1,2-2,2
–
–
–
–
Продолжение таблицы 2.8
1
2
3
До 75
Свыше 75
До 600
До 750
–
1,8-3,0
1,8-2,5
1,8-3,0
4
5
6
7
8
9
1,1-2,0
1,1-2,0
1,1-2,0
2,5-3,2
2,0-2,5
2,5-3,6
1,6-2,5
1,3-2,2
1,6-2,5
2,5-3,5
2,2-3,0
3,0-4,0
1,8-2,5
1,5-2,3
2,0-3,5
2,0-5,0
1,8-4,5
2,5-5,0
Примечания:
1 Подачи даны для резцов с главным углом в плане j = 45о.
2 Для резцов с j = 90о рекомендуемые подачи лежат в пределах 1,0 – 1,5 мм/об.
3 Бóльшие подачи следует брать для мéньших глубин резания, при обработке
менее прочных сталей, при обработке чугуна, а также при более жесткой системе
станок – приспособление – инструмент – деталь.
2.4 Определение стойкости резцов
Под стойкостью Т режущих инструментов понимается продолжительность непосредственного резания от переточки до переточки, измеряемая в минутах. Исключение составляют фрезы, для которых стойкость определяется продолжительностью работы не отдельного зуба, а всей фрезы в целом.
Определение средней стойкости инструментов может быть выполнено с
помощью справочника [1].
Обычно стойкость резцов находится в пределах 30…90 мин. Средние значения стойкости резцов, соответствующие данным справочника [1], указаны в
таблице 2.9.
Таблица 1.9 – Средние значения стойкости резцов
Средние стойкости Т, мм
Тип резцов
Размеры
резцов,
Для резцов из быстДля резцов с тверрорежущей стали
дыми сплавами
мм
по стали по чугуну по стали и по чугуну
10 х 16
30 – 50
40 – 60
25 – 40
Проходные (пря16 х 25
мые и отогнутые)
20 х 30
и подрезные
Отрезные и прорезные
25 х 40
40 х 40
10 х 16
16 х 25
20 х 30
25 х 40
30 х 40
35 – 60
50 – 75
40 – 75
15 – 25
25 – 45
25 – 50
2.5 Вычисление скорости резания
24
Скорость резания u для работы резцами вычисляется по формулам, указанным в таблице 2.10.
Таблица 2.10 – Формулы для вычисления скорости резания
Назначение формулы Формула для n, м/мин
Примечание
C
1
Для наружного про- u =
При обработке заготовок из
n
дольного
точения,
легированных сталей и стальm
x
y æ HB ö
растачивания и строного литья резцами из быстT ×t × s ×ç
÷
200
è
ø
гания на продольнорорежущей стали с охлаждестрогальных станках
нием полученные результаты
необходимо уменьшать на 10
%.
C2
Для отрезки и
u=
n
прорезки канавок
m
y æ HB ö
T × s ×ç
÷
è 200 ø
C3
Для строгания на по- u =
Формула дана для резцов из
n
перечно-строгальных
быстрорежущей стали. При
m
x
y æ HB ö
станках и долбления
работе резцами с пластинками
T ×t × s ×ç
÷
200
è
ø
на долбежных станиз твердых сплавов следует
ках
брать формулы для точения с
последующим умножением
на коэффициент 0,85.
Обозначения: T – стойкость, мин (см. таблицу 2.9); m – показатель относительной стойкости (таблица 1.11); t – глубина резания, мм; s – подача, мм/об (или мм
на один или двойной ход); HB – твердость по Бринеллю, кГ/мм2; С1, С2, С3 –
коэффициенты (таблицы 1.12 – 1.14); x и y – показатели степени (таблицы 1.12 –
1.14); n – показатель степени (для углеродистой стали с HB £ 130, n = 1,0; с HB
> 130, n = 1,75; для легированной стали, чугуна и медных сплавов n = 1,5).
Таблица 2.11 – Показатели относительной стойкости m для резцов
Обрабатываемый
материал
Тип резца
Условия
обработки
Сталь, стальное литье, ковкий чугун
Проходные, подрезные и расточные
Прорезные и отрезные
Проходные, подрезные и расточные
С охлаждением
Без охлаждения
С охлаждением
Без охлаждения
Без охлаждения
Чугун серый
25
Материал режущей части
резца
Твердый сплав
БыстрореВольТитаножуфрамовольщая
вой
фрамосталь группы
вой
группы
Показатель стойкости m
0,125
0,15
0,125
0,1
0,15
0,125
0,25
0,15
–
0,20
0,15
–
0,1
0,2
–
Медные сплавы
Прорезные и отрезные
Резцы всех типов
26
Без охлаждения
0,15
0,2
–
С охлаждением,
без охлаждения
0,15
0,2
–
Алюминиевые
и То же
магниевые сплавы
С охлаждением,
без охлаждения
0,3
0,3
–
Таблица 2.12 – Значения коэффициента C1 и показателей степени x, y
Условия работы
Материал Обрабатываемый Характер
С охлаждением Без охлаждения
режущей
материал
работы
части резца
C1
x
y
C1
x
y
Быстрорежущая сталь
Твердый
сплав Т15К6
Твердый
сплав ВК8
Сталь, стальное литье, алюминиевые и
магниевые сплавы
Чугун ковкий
s £ 0,25
s > 0,25
s £ 0,25
s > 0,25
Чугун серый и мед- Получистовая,
d = 2 мм
ные сплавы
Черновая,
d = 4 мм
Сталь, стальное лиs £ 0,30
тье, алюминиевые и s = 0,3…0,75
магниевые сплавы
s > 0,75
Чугун и медные
s £ 0,30
сплавы
s > 0,30
s £ 0,40
s > 0,40
96,2
60,8
0,25
0,25
0,33 52,5 0,25
0,66 42,0 0,25
0,50
0,66
55,4
47,4
–
0,20
0,20
–
0,25 42,6 0,20
0,50 24,5 0,20
– 34,2 0,15
0,40
0,40
0,30
–
–
–
257
294
285
133
123
–
–
0,18
0,18
0,18
0,22
0,22
–
–
0,20
0,35
0,45
0,40
0,50
–
–
32,6 0,15
0,40
242
267
259
126
112
166
147
0,20
0,35
0,45
0,40
0,50
0,20
0,40
0,18
0,18
0,18
0,22
0,22
0,13
0,20
Примечание
Значение коэффициента C1 в таблице дано для обработки металлов без корки
твердостью НВ = 190…210, резцами с сечением 20 х 30 мм и плоской передней
гранью, с углами a, g, l по ГОСТ 2320, при j = 45о, j1 = 10о (быстрорежущие) и
j1 = 15о (твердосплавные), радиусе r = 2 мм, допустимом износе d инструмента,
соответствующем таблице 1 справочника [2].
Таблица 2.13 – Значения коэффициента C2 и показателя степени y
Условия работы
Материал
Обрабатываемый
С охлаждением Без охлаждения
режущей части
материал
резца
C2
y
C2
y
Быстрорежущая
сталь Р18
Твердый
Т15К6
Твердый
ВК8
Сталь, стальное литье, алюминиевые и магниевые
сплавы
Чугун ковкий
Чугун серый и медные
сплавы
сплав Сталь, стальное литье, алюминиевые и магниевые
сплавы
сплав Алюминиевые и магниевые
сплавы
Чугун и медные сплавы
Примечание
27
21,8
0,66
–
–
22,5
–
0,50
–
–
20,3
–
0,40
72,8
0,35
54,2
0,35
66,0
0,50
59,8
0,50
–
–
36,9
0,40
Значения C2 даны для обработки металлов твердостью НВ = 190…210 резцами с
плоской передней гранью, углами a, g, l по ГОСТ 2320 при допустимом износе
инструмента, соответствующем таблице 1 справочника [2].
Таблица 2.14 – Значения коэффициента C3 и показателей степени x, y
Обрабатываемый
C3
x
y
материал
Сталь, стальное литье, алюминиевые и магниевые сплавы
Чугун ковкий
Чугун серый и медные сплавы
43,2
34,8
31,7
0,25
0,20
0,15
0,50
0,40
0,40
Примечание
Значение коэффициента C3 в таблице дано для обработки металлов твердостью
НВ = 190…210, работа не по корке резцами из стали Р18 с плоской передней
гранью, сечением 20 х 30 мм, с углами a, g, l по ГОСТ 2320, при углах j = 45о,
j 1 = 10о (строгальные), j = 45о (долбежные), радиусе r = 2 мм, допустимом износе инструмента, соответствующем таблице 1 справочника [2]. Работа без охлаждения, перебег резца 60 мм, длина хода резца 200 мм.
Реальные условия резания могут не соответствовать условиям, указанным
в таблицах 1.12 – 1.14. С изменением условий резания по отношению к условиям,
приведенным в этих таблицах, значения коэффициентов С1, С2, С3 должны быть
умножены на поправочные коэффициенты:
1) С1 – на коэффициенты К1, К2, К3, К4, К5, К6, К7, К8, К9;
2) С2 – на коэффициенты К1, К5, К6, К7, К10, К11, К12;
3) С3 – на коэффициенты К1, К2, К3, К4, К5, К6, К7, К8, К9, К13, К14.
Коэффициент К1 учитывает влияние поперечных размеров резца.
При обработке сталей и стального литья:
К1 = ç æ q ÷ö0,08
20 × 30
,
è
ø
где q – площадь поперечного сечения стержня резца, мм2.
(2.2)
При обработке чугунов:
К1 = ç æ q ÷ö0,04
20 × 30
.
è
ø
(2.3)
Коэффициент К2 учитывает влияние главного угла в плане j.
При обработке стали, стального литья, алюминиевых и магниевых сплавов
резцами из быстрорежущей стали:
0,6
æ 45 ö
(2.4)
К2 = ç ÷ ,
j
è ø
где j – главный угол в плане, выраженный в градусах.
При обработке стали, стального литья, алюминиевых и магниевых сплавов
резцами с пластинками из титановольфрамовых твердых сплавов:
28
0,3
æ 45 ö
(2.5)
К2 = ç ÷ .
j
è ø
При обработке чугуна резцами из быстрорежущей стали и всех металлов
резцами с пластинками из вольфрамовых твердых сплавов:
æ 45 ö
К2 = ç ÷
èj ø
0,45
.
(2.6)
Коэффициент К3 учитывает влияние вспомогательного угла в плане j 1 .
Для резцов из быстрорежущей стали:
æ
ö
К 3 = ç 10 ÷
è j1 ø
0,09
,
(2.7)
где j1 – вспомогательный угол в плане, выраженный в градусах.
Для резцов с пластинками из твердого сплава:
0,09
æ ö
К 3 = ç 15 ÷
è j1 ø
.
(2.8)
Коэффициент К4 учитывает влияние радиуса r при вершине резца.
Для черновой обработки стали, стального литья, алюминиевых и магниевых сплавов:
0,1
К 4 = æç r ö÷
è 2ø
,
(2.9)
где r – радиус при вершине резца, мм.
Для получистовой обработки стали, стального литья, алюминиевых и магниевых сплавов:
0,2
К 4 = æç r ÷ö
è 2ø
.
(2.10)
Для получистовой обработки чугуна и медных сплавов:
0,08
ærö
К 4 = ç 2÷
è ø
.
(2.11)
Коэффициент К5 учитывает влияние материала режущей части инструмента. Значения коэффициента К5 приведены в таблице 2.15.
Таблица 2.15 – Значения коэффициента К5
Материал режущей части
Обрабатываемый
инструмента
материал
29
Значение коэффициента К5
1
2
Быстрорежущая сталь Р18 или Р9
все металлы
Твердый сплав Т5К10
сталь и стальное литье
Продолжение таблицы 2.15
1
2
Твердый сплав Т14К8
сталь и стальное литье
Твердый сплав Т15К6
сталь и стальное литье
Твердый сплав Т15К6Т
сталь и стальное литье
Твердый сплав Т30К4
сталь и стальное литье
Твердый сплав Т60К6
сталь и стальное литье
Твердый сплав ВК8
чугуны и твердые металлы
Твердый сплав ВК6
чугуны и твердые металлы
Твердый сплав ВК3
чугуны и твердые металлы
Твердый сплав ВК2
чугуны и твердые металлы
3
1,0
0,7
3
0,85
1,0
1,1
1,5
1,6
1,0
1,1
1,26
1,32
Коэффициент К6 учитывает влияние обрабатываемого материала. Значения коэффициента К6 приведены в таблице 2.16.
Таблица 2.16 – Значения коэффициента К6
Обрабатываемый материал
Значение коэффициента К6
Автоматная сталь
1,20
1,00
Углеродистая сталь (С £ 0,6 %)
Углеродистая сталь (С > 0,6 %)
0,85
1,10
Хромистая, хромоникелевая, хромованадиевая, хромоникельванадиевая, никелевая, никельмолибденовая, хромоникельмолибденовая, хромомолибденованадиевая, молибденовая,
хромомолибденовая, хромоникелемолибденовая сталь
0,90
Марганцовистая, хромомарганцовистая, хромомарганцевомолибденовая, хромомарганцевотитановая, хромокремнистая, хромокремнемарганцевая, кремнемарганцевая, хромокремнемолибденовая, хромоникелевольфрамовая, хромомолибденоалюминиевая, хромоалюминиевая сталь
Хромистая и вольфрамовая инструментальная сталь
0,75
Мало- и высоколегированная быстрорежущая сталь,
0,65
нержавеющая и клапанная сталь
Чугун серый, чугун ковкий, медные сплавы
1,00
Алюминий и силумин
5,00
6,00
Дуралюмин (пред. прочности при растяжении sвр = 25 кГ/мм2)
2
5,00
Дуралюмин (sвр = 35 кГ/мм )
2
4,00
Дуралюмин (sвр > 35 кГ/мм )
2
Электрон (sвр = 16 кГ/мм )
6,50
Коэффициент К7 учитывает влияние способа изготовления металла.
30
Для холоднокатаного металла К7 = 1,1; для горячекатаного, нормализованного и термически обработанного (закалка с высоким отпуском) металла К7 =
1,0; для отожженного металла К7 = 0,9.
Коэффициент К8 учитывает состояние поверхности обрабатываемого
металла.
Для стали и стального литья без окалины К8 = 1,0; с окалиной К8 = 0,9. Для
чугуна без корки К8 = 1,0; с коркой твердостью НВ < 160 К8 = 0,7; твердостью
НВ = 160…200 К8 = 0,8; твердостью НВ > 200 К8 = 0,9.
Коэффициент К9 учитывает влияние формы передней грани резца.
Для плоской формы К9 = 1,0; для радиусной формы К9 = 1,05; для формы с
фаской К9 = 1,15; для плоской формы с отрицательным передним углом g = -5…10о, l = 5…12о К9 = 1,20.
Коэффициент К10 учитывает влияние соотношения наружного диаметра
D заготовки и диаметра d, до которого производится прорезка.
При работе на станках с возвратно-поступательным движением К10 = 1,0.
При работе на станках с вращательным движением заготовки:
D -d
1) для соотношения
= 1,0 коэффициент К10 = 1,0;
D
D -d
2) для соотношения
= 0,25...0,5 коэффициент К10 = 0,93…0,97;
D
D -d
3) для соотношения
= 0,05...0,1 коэффициент К10 = 0,86…0,89.
D
Коэффициент К11 учитывает влияние глубины h паза.
Коэффициент К11 определяется по формуле:
æ10 ö
К11 = ç ÷
èhø
0,2
,
(2.12)
где h – глубина паза, мм.
Коэффициент К12 учитывает влияние принципа действия станка.
Для станков с вращательным главным движением К12 = 1,0; с возвратнопоступательным главным движением при откидной головке резцедержателя К12
= 0,6; для тех же станков при неоткидной головке К12 = 0,5.
Коэффициент К13 учитывает влияние длины хода и перебег резца.
Значение коэффициента изменяется от К13 = 1,18 при длине хода резца 50
мм и перебеге 35 мм, до К13 = 0,87 при длине хода резца 500 мм и перебеге 75
мм. При длине хода резца 250 мм и перебеге 55 мм К13 = 1,0.
Коэффициент К14 учитывает влияние типа станка.
31
Для поперечно-строгальных станков К14 = 1,0; для долбежных станков с
откидной головкой резцедержателя К14 = 0,75; для долбежных станков с неоткидной головкой К14 = 0,6.
В таблице 2.17 даны средние режимы резания при тонком точении.
Таблица 2.17 – Средние режимы резания при тонком точении
Обрабатываемый металл
Баббит, белый металл
Алюминий, латунь
Бронза
Сталь конструкционная
Чугун серый
Инструмент с алмазом
t, мм
s, мм/об n, м/мин
0,05-0,25 0,04-0,10 400-800
0,05-0,35 0,02-0,08 400-600
0,05-0,35 0,02-0,08 400-600
–
–
–
–
–
–
Инструмент с твердым сплавом
t, мм
s, мм/об n, м/мин
0,05-0,45 0,03-0,10 400-800
0,05-0,45 0,03-0,10 200-600
0,05-0,45 0,03-0,10 150-500
0,08-0,35 0,04-0,12 150-300
0,05-0,55 0,04-0,12 100-200
Примечания:
1 Когда быстроходность станка позволяет, тонкое точение баббита, белого металла, алюминия, латуни и бронзы можно производить инструментом с твердым
сплавом на скорости резания до 1500-3000 м/мин.
2 Для получения более высокого класса шероховатости при обработке чугуна
твердостью НВ = 160 надо точить на скорости резания более 150-180 м/мин.
2.6 Вычисление силы резания
Сила резания измеряется и подсчитывается по трем взаимно перпендикулярным направлениям (x, y, z), как показано на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Схема расположения составляющих сил резания
Сила резания P имеет три составляющих: Px, Py, Pz. Составляющая Pz определяет нагрузку механизма коробки скоростей станка, крутящий момент и эффективную мощность резания Nэ. Составляющая Py определяет силу отжима
резца от детали и величину прогиба обрабатываемой детали. Составляющая Px
32
направлена вдоль оси и определяет нагрузку в цепи механизма подачи. Для расчета составляющих силы резания используют эмпирические формулы, которые
позволяют вычислить составляющие Px, Py, Pz в кГ:
Pz = C4 × t x1 × s y1 × HBn1 ; Py = C5 × t x2 × s y2 × HBn2 ; Px = C6 × t x3 × s y3 × HBn3 . (2.13)
В формулах (2.13) использованы следующие условные обозначения: С4, С5,
С6 – коэффициенты (таблица 2.18); t – глубина резания, мм; s – подача, мм/об (или
мм на один или двойной ход); HB – твердость по Бринеллю, кГ/мм2; x1, x2, x3, y1,
y2, y3 – показатели степени (таблица 2.19); n1, n2, n3 – показатели степени.
Для отрезных и прорезных резцов глубина резания t равна ширине прорезаемого паза B, мм.
Показатели степени n1, n2, n3 для всех типов резцов при обработке стали и
стального литья: n1 = 0,35 при твердости НВ £ 170 и n1 = 0,75 при НВ > 170; n2 =
2,0; n3 = 1,5. При обработке чугуна n1 = 0,55; n2 = 1,3; n3 = 1,1.
Таблица 2.18 – Значения коэффициентов С4, С5, С6
Обрабатываемый материал
Тип
Материал режу- Твердость
резцов
щей части резца заготовки Сталь, стальное
Чугун и медНВ,
литье, алюминиеные сплавы
2
кГ/мм
вые и магниевые
сплавы
С4
С5
С6
С4 С5 С6
Проходные Быстрорежущая сталь
и твердые сплавы
Отрезные и Быстрорежущая сталь
прорезные и твердые сплавы
£ 170
> 170
£ 170
> 170
27,90
3,57
34,42
4,42
0,0027 0,021
0,0027 0,021
0,0031
–
0,0031
–
6,35 0,13 0,16
5,14 0,045 0,051
8,82 0,12
–
8,82 0,12
–
Примечание
Значения коэффициентов даны для работы резцами с углами a, g, l и j 1 по ГОСТ
2320, j = 45о, радиусе r = 2 мм (проходные), при допустимом износе d = 2 мм для
быстрорежущей стали и d = 0 мм для твердосплавных резцов.
Таблица 2.19 – Значения показателей степени x1, x2, x3, y1, y2, y3 для резцов
Обрабатываемый материал
Тип
резцов
Сталь, стальное литье, алюмиЧугун и медные сплавы
ниевые и магниевые сплавы
x1
y1
x2
y2
x3
y3
x1
y1
x2
y2
x3
y3
Проходные 1,00
Отрезные и 1,00
прорезные
0,75
1,00
0,90
1,20
0,75
0,75
1,20
–
0,65
–
1,00
1,00
0,75
1,00
0,90
1,20
0,75
0,75
1,20
–
0,65
–
Коэффициенты С4, С5 и С6 изменяются при изменении условий резания.
Эти изменения учитываются умножением табличных значений С4, С5 и С6 (таблица 2.18) на поправочные коэффициенты К15, К16, К17, К18 и К19.
Коэффициент К15 учитывает свойства обрабатываемого металла.
33
Для стали горячекатаной, отожженной, нормализованной и термически обработанной (закалка с высоким отпуском) К15 = 1,0. Для алюминия и силумина
К15 = 0,20. Для дуралюмина с sвр = 16…35 кГ/мм2 (предел прочности при растяжении) К15 = 0,15…0,40; с sвр > 35 кГ/мм2 коэффициент К15 = 0,55.
Коэффициент К16 учитывает влияние главного угла в плане j. Значения
коэффициента К16 приведены в таблице 2.20.
Таблица 2.20 – Значения коэффициента К16
Угол в
Сталь, стальное литье, алюминиевые и магниевые сплавы
плане j,
град
Pz
Py
Px
30
1,08
1,63
0,70
45
1,00
1,00
1,00
60
0,98
0,71
1,27
75
1,03
0,54
1,51
90
1,08
0,44
1,80
Чугун и медные сплавы
Pz
1,05
1,00
0,96
0,91
0,92
Py
1,23
1,00
0,87
0,77
0,70
Px
0,63
1,00
1,11
1,20
1,28
Коэффициент К17 учитывает влияние радиуса r при вершине резца.
При обработке стали, стального литья, алюминиевых и магниевых сплавов
для составляющей Pz коэффициент К17 определяется по формуле:
0,1
К17 = æç r ÷ö
2
è ø
где r – радиус при вершине резца, мм.
,
(2.14)
Для составляющей Py коэффициент К17 определяется по формуле:
0,3
К17 = çæ r ÷ö .
(2.15)
2
è ø
При обработке чугуна и медных сплавов для составляющей Pz коэффициент К17 определяется по формуле:
0,07
К17 = æç r ö÷
è 2ø
.
(2.16)
Для составляющей Py коэффициент К17 определяется по формуле:
0,2
К17 = çæ r ÷ö .
2
è ø
(2.17)
Коэффициент К18 учитывает влияние переднего угла g. Значения коэффициента К18 приведены в таблице 2.21.
Таблица 2.21 – Значения коэффициента К18
Отклонение угла g от рекомендуемого ГОСТ 2320, град
34
Составляю–8
–6
–4
–2
0
+2
+4
+6
+8
щая силы резания
Pz
1,10 1,075 1,05 1,025 1,0 0,975 0,95 0,925 0,90
Py
1,40 1,30 1,20 1,10
1,0
0,93 0,85 0,78 0,72
Px
1,50 1,35 1,12 1,12
1,0
0,90 0,82 0,75 0,69
Коэффициент К19 учитывает влияние допустимого износа d резцов. Значения коэффициента К19 приведены в таблице 2.22.
Таблица 2.22 – Значения коэффициента К19
Сталь, стальное литье и ковСерый чугун
Составляюкий чугун
щая силы резания
Значение допустимого износа d задней грани резца, мм
0
0,5 1,0 1,5 2,0
0
1,0 2,0 3,0 4,0
Pz
1,0 0,93 0,96 0,98 1,0 0,81 0,82 0,83 0,90 1,0
Py
0,7 0,52 0,65 0,82 1,0 0,33 0,38 0,58 0,80 1,0
Px
0,62 0,56 0,69 0,83 1,0 0,43 0,54 0,65 0,80 1,0
2.7 Расчет мощности резания
Мощность эффективная, потребная на резание, вычисляется по формуле:
Nэ =
Pz ×u
,
60 ×102
(2.18)
где Pz – тангенциальная составляющая силы резания, кГ;
u – скорость резания, м/мин;
Nэ – эффективная мощность резания, кВт.
Мощность на приводе станка Nм определяется по формуле:
Nэ
,
Nм =
h
(2.19)
где h – КПД станка.
2.8 Определение основного технологического времени
Основное технологическое время T0 (мин) на токарную обработку определяется по формуле:
L D
T0 =
× ,
(2.20)
n×s t
где L – длина прохода резца или детали в направлении подачи s, мм;
n – число оборотов (или двойных ходов) в минуту, об/мин;
35
t – глубина резания, мм;
D – припуск на обработку, мм.
Длина L на токарных и расточных станках определяется по формуле:
L = l + l1 + l2 ;
(2.21)
на строгальных и долбежных станках:
L = B + l1 + l2 ,
(2.22)
где l – длина обрабатываемой части детали, мм;
B – ширина обрабатываемой поверхности, мм;
l1 – величина врезания, мм;
l2 – величина подхода и выхода резца (перебег резца), мм.
Величина врезания l1 резца определяется по формуле:
l1 =
t
,
tgj
(2.23)
где t – глубина резания, мм;
j – главный угол в плане, град.
Величина подхода и выхода резца l2 выбирается по рекомендациям:
1) l2 £ 3 мм – при продольной обточке и расточке;
2) l2 = 2…5 мм – при подрезке, прорезке и отрезке;
3) значения l2 для строгальных и долбежных станков даны в таблице 2.23.
Таблица 2.23 – Величина l2 на строгальных и долбежных станках
Станки
Длина обрабатываемой Величина подхода и вычасти детали, мм
хода резца l2, мм
До 100
35
Поперечно-строгальные
101 – 200
50
и долбежные
201 – 300
60
Свыше 300
75
До 2000
200
Продольно-строгальные
2001 – 4000
250 – 300
4001 – 6000
300 – 400
6001 – 10000
400 – 500
Примечание
При работе на продольно-строгальных станках, имеющих торможение при переключении, подход и выход резца следует уменьшать на 25 %.
Число оборотов n шпинделя станка в минуту зависит от скорости резания,
диаметра заготовки и определяется по формуле:
1000 ×u
n=
,
(2.18)
p×D
36
где u – скорость резания, м/мин;
D – диаметр заготовки, мм.
После вычисления числа оборотов n необходимо округлить его до ближайшего меньшего значения числа оборотов выбранного станка, соответствующего
его паспортным данным.
3 СВЕРЛЕНИЕ
3.1 Геометрические параметры режущей части сверл
Геометрические параметры режущей части сверл установлены ГОСТ 2322
и рекомендуются для сверл диаметром от 0,25 до 80 мм при обработке стали и
чугуна. К ним относятся:
1) угол наклона винтовой канавки w;
2) передний угол g0;
3) задний угол заточки a;
4) угол при вершине 2j (в плане);
5) дополнительный угол при вершине 2j0 при двойной заточке;
6) угол наклона поперечной кромки y.
Подробное описание геометрических параметров сверл приведено в справочнике [2] и работах [3, 4].
3.2 Определение глубины резания
Глубина резания t при сверлении отверстия в сплошном материале определяется по формуле:
D
t= ;
(3.1)
2
при рассверливании отверстия:
D-d
t=
,
(3.2)
2
где t – глубина резания, мм;
D – диаметр сверла, мм;
d – диаметр рассверливаемого отверстия, мм.
3.3 Выбор подачи
Значение оборотной подачи s при сверлении отверстия в сплошном материале вычисляется по формуле:
s = C × D0,6 ,
37
(3.3)
где s – оборотная подача, мм/об;
C – коэффициент;
D – диаметр сверла, мм.
Значения коэффициента C даны в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Значения коэффициента C для расчета подачи при сверлении
Коэффициент C
Обрабатываемый металл
Группа подач
первая вторая третья
Сталь, твердость НВ < 160
0,085
0,063
0,042
0,063
0,047
0,031
Сталь, твердость 160 £ НВ < 240
0,046
0,038
0,023
Сталь, твердость 240 £ НВ £ 300
Сталь, твердость НВ > 300
0,038
0,028
0,019
0,13
0,097
0,065
Чугун, твердость НВ £ 170
Чугун, твердость НВ > 170
0,078
0,058
0,039
Цветные металлы и сплавы мягкие
0,170
0,130
0,085
Цветные металлы и сплавы твердые
0,130
0,097
0,065
Примечание
Первая группа подач – сверление глухих отверстий или рассверливание без допуска по квалитету точности IT 12 или под последующую обработку.
Вторая группа подач – сверление глухих и сквозных отверстий в недостаточно
жестких деталях (тонкостенные детали коробчатой формы, тонкие выступающие
части детали и т.п.), сверление под резьбу и при рассверливании отверстий под
последующую обработку зенкером или двумя развертками.
Третья группа подач – сверление глухих и сквозных отверстий, рассверливание
под дальнейшую обработку зенкером или одной разверткой.
Подачи при рассверливании отверстий берутся в 1,5 – 2,0 раза больше, чем
при сверлении.
При работе многошпиндельными головками подача назначается по сверлу
мéньшего диаметра.
При глубоком сверлении подачи назначаются мéньшими, чем при обычном
сверлении, что учитывается коэффициентом K = 0,75…0,9. Бóльшие значения K
соответствуют глубине сверления, равной 3…5 диаметров отверстия; мéньшие –
глубине сверления, равной 7…10 диаметров отверстия.
3.4 Назначение стойкости сверл
Стойкость T сверл назначается в соответствии с данными таблицы 3.2.
Таблица 3.2 – Средние стойкости T сверл (в минутах)
Обрабатываемый металл
Сталь
Чугун, цветные металлы и сплавы
38
Диаметр Сверла из быстросверла
режущей стали
D, мм
1
2
5
7
10
12
Продолжение таблицы 3.2
1
2
15
14 – 20
20
18 – 22
25
20 – 25
30
25 – 30
40
40 – 50
60
60 – 90
80
120 – 230
Сверла из быстрорежущей стали
Сверла с пластинками
из твердого сплава
3
12
21
4
–
6
3
25 – 30
32 – 40
40 – 50
50 – 55
75 – 85
105 – 160
210 – 400
4
7
7–8
10 – 12
12 – 17
–
–
–
3.5 Вычисление скорости резания
Скорость резания u (м/мин) при сверлении и рассверливании вычисляется
по следующим формулам:
1) для сталей малоуглеродистых с твердостью НВ < 155:
C × Dz × HBn1
;
(3.4)
u=
m
x
y
T ×t × s
2) для сталей твердостью НВ ³ 155 и других металлов:
C × Dz
,
u= m x y
n
1
T × t × s × HB
(3.5)
где C – коэффициент;
D – диаметр сверла, мм;
s – оборотная подача, мм/об;
z, m, x, y, n1 – показатели степени.
Значения показателей степени m, x, y, z приведены в таблице 3.3, а значения
коэффициента C и показателя степени n1 – в таблице 2.5.
Для сверл из сталей 9ХС, У10А и У12А скорости резания составляют
0,3…0,5 скорости для сверл из быстрорежущей стали.
Таблица 3.3 – Значения показателей степени m, x, y, z, n
Условия обработки
Сталь, цветные металлы и сплавы
m
x y
z n
1
2
3 4 5 6
39
Чугун и бронза
m
7
x
8
y
9
z n
10 11
К формулам для скорости резания
Сверление сверлами из сталей Р9 и
Р18:
0 0,7 0,65 –
D £ 10 мм …………......……………. 0,2
0,2
0 0,50 0,40 –
D > 10 мм ………….……………….
Сверление сверлами с пластинками
из твердого сплава …………………
–
–
–
–
–
Продолжение таблицы 3.3
1
2
3
4
5
0,125
0,125
0
0
0,65 0,60
0,40 0,25
–
–
0,4
0
0,5 0,5
–
7
8
6
9
10 11
Рассверливание сверлами из быстрорежущей стали ………………….. 0,2 0,2 0,5 0,40 – 0,125 0,1 0,40 0,25
К формулам для силы подачи
Сверление сверлами из быстрорежущей стали ………………………..
–
0 0,70 1,0 0,75
–
0 0,80 1,0
Сверление сверлами с пластинками
из твердого сплава …………………
–
–
–
–
–
–
0 0,85 0,75
Рассверливание сверлами из быстрорежущей стали …………………..
–
1,3 0,70 – 0,75
–
1,2 0,4 –
К формулам для момента резания
Сверление сверлами из быстроре–
0 0,80 2,0 0,70
–
0 0,80 2,0
жущей стали ………………………..
Сверление сверлами с пластинками
из твердого сплава …………………
–
–
–
–
–
–
0 1,0 2,4
Рассверливание сверлами из быстрорежущей стали …………………..
– 0,90 0,80 1,0 0,70
– 0,75 0,80 1,0
–
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
При работе с многошпиндельными головками скорость резания назначается по сверлу бóльшего диаметра.
При сверлении глубоких отверстий в зависимости от отношения длины отверстия к его диаметру l/D скорость резания умножается на поправочный коэффициент K, значения которого приведены в таблице 3.4.
Таблица 3.4 – Значения поправочного коэффициента K на скорость резания
l/D
K
3
0,9
4
0,8
5
0,7
6
0,65
7
0,60
8
0,56
9
0,53
10
0,5
3.6 Вычисление силы и момента резания
Сила резания при сверлении выражается силой подачи Px, измеряемой в кГ
и направленной вдоль оси сверла, а также моментом резания M, измеряемом в
кГ·мм и действующим в плоскости, перпендикулярной оси сверла.
Сила подачи Px (в кГ) определяется по следующим формулам:
1) при сверлении:
Px = C1 × D z × s y × HBn ;
(3.6)
2) при рассверливании:
Px = C2 × t x × s y × HBn ,
40
(3.7)
где x, y, z, n – показатели степени (таблица 3.3);
C1, C2 – коэффициенты (таблица 3.5).
Момент резания M (в кГ·мм) определяется по формулам:
1) при сверлении:
M = C3 × D z × s y × HBn ;
2) при рассверливании:
(3.8)
M = C4 × D z × t x × s y × HBn ,
(3.9)
где x, y, z, n – показатели степени (таблица 3.3);
C3, C4 – коэффициенты (таблица 3.5).
Таблица 3.5 – Значения коэффициентов C, C1, C2, C3, C4, n1 в формулах
скорости резания, силы подачи и момента резания для сверл
Обрабатываемый
металл
n1
C в формулах скорости
С
СБ
СТ
D<10 D³10
мм мм
C
Углеродистая сталь
HB < 155 ……...…....
Автоматная
сталь
HB = 140 – 230 .....…
Углеродистая сталь
HB = 155 – 265 .....…
Легированная сталь1
HB = 155 – 340 .....…
Легированная сталь2
HB = 155 – 340 .....…
Инструментальная
углеродистая сталь
HB = 155 – 340 .....…
Вольфрамовая сталь
HB = 210 – 240 .....…
Инструментальная
высоколегированная
сталь и сталь аустенитного класса …….
Латунь ……………..
Алюминий, дуралюмин, силумин …..
Электрон …………..
Чугун HB = 140-240
Чугун ковкий
HB = 120 – 200 …….
Бронза средней твердости ………….
Р
СБ
C1 и C2 в форму- C3 и C4 в формулах
лах силы подачи
момента резания
С
С
Р
Р
СБ СБ
СБ
СБ
СТ
СТ
C1
C2
C3
C4
0,9 0,041 0,10
–
0,168
1,50
–
0,62 0,80
–
1,83
0,9
540 1310
–
2175
1,35
–
0,56 0,72
–
1,65
0,9
360
874
–
1450
1,50
–
0,62 0,80
–
1,83
0,9
306
743
–
1230
1,80
–
0,74 0,96
–
2,20
0,9
252
612
–
1015
1,80
–
0,74 0,96
–
2,20
0,9
270
655
–
1090
1,65
–
0,68 0,87
–
2,00
0
1,43
3,5
–
5,8
100
–
41
40
–
95
0
0
1,15 2,8
8,6 21,0
–
–
4,65
35,0
100
–
–
–
41
–
40
–
–
–
95
–
0 14,3 35,0
–
58,0
0 17,3 42,0
–
70,0
1,3 4000 11400 33400 15600
–
–
2,60
–
–
7,1
–
–
0,92
–
–
1,0
–
–
–
–
0,263 3,16
1,3 5000 14200 41700 19500
2,60
7,1
0,92
1,0
0,263 3,16
–
–
–
–
0
13,0
37
–
50
41
–
–
Бронза твердая ……. 0
6,5 18,5
–
25
–
–
–
–
–
–
Условные обозначения: СБ – сверла из быстрорежущей стали; СТ – сверла с пластинками из
твердого сплава; С – сверление; Р – рассверливание. Легированная сталь1 – хромистая, хромоникелевая, хромоникельмолибденовая, хромованадиевая, хромомолибденовая.
Легированная сталь2 – марганцовистая, кремнемарганцовистая, хромоалюминиевая, хромомолибденоалюминиевая, хромомарганцевотитановая, хромоникелевольфрамовая.
3.7 Расчет мощности резания
Эффективная мощность резания Nэ (кВт) при сверлении и рассверливании:
N =
э
M×n
,
1,36 × 716200
где M – момент резания, кГ·мм;
n – частота вращения сверла или детали, об/мин;
1000 ×u
n=
,
p×D
где u – скорость резания, м/мин;
D – диаметр сверла, мм.
(3.10)
(3.11)
Мощность на приводе станка Nм определяется по формуле (2.19).
3.8 Определение основного технологического времени
Основное время T0 (мин) при сверлении и рассверливании:
T0 =
L
,
n ×s
(3.12)
где L – расчетная длина прохода сверла (детали) в направлении подачи, мм;
n – частота вращения сверла, об/мин;
s – подача сверла или детали, мм/об.
L = y + l + y1 ,
(3.13)
где y – врезание сверла, мм;
l – длина обрабатываемого отверстия, мм;
y1 – перебег сверла, мм.
Врезание сверла y определяется по формулам:
1) при сверлении:
D
y = × ctgj ;
2
2) при рассверливании:
y = 0,5 × ( D - d ) × ctgj ,
где D – диаметр сверла, мм;
42
(3.14)
(3.15)
d – диаметр рассверливаемого отверстия, мм;
j – угол при вершине сверла (в плане), град.
Перебег сверла (в мм) определяется по формуле:
y1 = 3 × s ,
(3.16)
где s – оборотная подача, мм/об.
4 ЗЕНКЕРОВАНИЕ
4.1 Геометрические параметры режущей части зенкеров
Геометрические параметры режущей части зенкеров не стандартизованы.
К ним относятся:
1) угол наклона винтовой канавки w;
2) задний угол a;
3) передний угол g;
4) угол при вершине j;
5) угол наклона режущей кромки l.
Подробное описание геометрических параметров зенкеров приведено в
справочнике [2] и работах [3, 4].
4.2 Определение глубины резания
Глубина резания t при зенкеровании определяется по формуле:
D-d
t=
,
2
где t – глубина резания, мм;
D – диаметр зенкера, мм;
d – диаметр ранее полученного отверстия, мм.
(4.1)
4.3 Выбор подачи
Значение оборотной подачи s (мм/об) при зенкеровании определяется по
формуле:
s = C × D0,6 ,
(4.2)
где D – диаметр зенкера, мм;
C – коэффициент (таблица 4.1).
При обработке глухих отверстий, особенно при одновременной обработке
дна отверстия, подачи выбирают в пределах s = 0,2…0,6 мм/об.
43
Таблица 4.1 – Значения коэффициента C
Обрабатываемый металл
Коэффициент C
Группа подач
первая вторая третья
0,190
0,140
0,095
Сталь твердостью HB < 160
Продолжение таблицы 4.1
0,140
0,105
0,070
Сталь твердостью 160 £ HB < 240
0,105
0,079
0,052
Сталь твердостью 240 £ HB £ 300
Сталь твердостью HB < 300
0,085
0,063
0,042
0,250
0,190
0,125
Чугун твердостью HB £ 170
Чугун твердостью HB > 170
0,150
0,113
0,075
Цветные металлы мягкие
0,330
0,250
0,170
Цветные металлы твердые
0,250
0,190
0,125
Примечание
Первая группа подач относится к зенкерованию:
а) литых или кованых отверстий без допуска, таких же отверстий после обработки черновым зенкером;
б) отверстий, обработанным сверлом или резцом, с последующим применением
двух разверток;
в) литых или кованых отверстий под последующее нарезание резьбы, при обработке отверстий после чернового зенкера чистовым зенкером.
Вторая группа подач относится к зенкерованию:
а) литых или кованых отверстий;
б) отверстий под последующее нарезание резьбы или для последующей обработки двумя развертками;
в) предварительно обработанных отверстий (сверлом или зенкером) с последующим применением одной развертки.
Третья группа подач относится к зенкерованию:
а) литых или кованых отверстий для последующей обработки одним зенкером с
малой глубиной резания или одной разверткой.
4.4 Назначение стойкости зенкеров
Стойкости T зенкеров назначаются такими же, как для сверл одинакового
диаметра (п. 3.4, таблица 3.2).
4.5 Вычисление скорости резания
Скорость резания u (м/мин) при зенкеровании вычисляется по следующим
формулам:
44
1) для сталей малоуглеродистых с твердостью НВ £ 155:
u=
Cu × Dz × HBn1
T m × t x × sy
;
(4.3)
2) для сталей твердостью НВ > 155 и других металлов:
C u × Dz
,
u= m x y
T × t × s × HBn1
(4.4)
где Cu – коэффициент;
D – диаметр зенкера, мм;
T – стойкость зенкера, мин;
t – глубина резания, мм;
s – оборотная подача, мм/об;
z, m, x, y, n1 – показатели степени.
Значения показателей степени m, x, y, z приведены в таблице 4.2, значения
коэффициента Cu даны в таблице 4.3, а значения показателя степени n1 соответствуют его значениям для сверл и приведены в таблице 3.5.
Таблица 4.2 – Показатели степени m, x, y, z для цельных и насадных зенкеров
Материал режущей части зенкера
Обрабатываемый металл
Инструментальная сталь
Твердый сплав
m
x
x
z
m
x
x
z
Сталь, цветные металлы и
сплавы
Чугун и бронза
0,3
0,125
0,2
0,1
0,5
0,4
0,3
0,2
–
0,4
–
0,1
–
0,45
–
0,4
Таблица 4.3 – Значения коэффициента Cu в формулах (4.3) и (4.4)
Обрабатываемый металл
Зенкеры из быстрореЗенкеры с твердым
жущей стали Р9 и Р18
сплавом ВК8
Цельные Насадные Цельные Насадные
Конструкционная
углеродистая
сталь вязкая, твердость HB < 155 ..
Автоматная сталь, HB = 140-230 ...
Конструкционная углеродистая и
легированная сталь, HB = 150-340,
sвр < 90 кГ/мм2 ………………….....
Конструкционная
легированная
сталь, HB = 155-265, sвр>90 кГ/мм2
Углеродистая инструментальная
сталь ……………………………….
Вольфрамовая сталь, HB = 210-240
Легированная инструментальная
сталь и сталь аустенитного класса,
HB = 210-240 ………………………
Латунь ……………………………..
Дуралюмин, силумин, алюминий ..
0,226
3000
0,2
2700
–
–
–
–
2000
1800
–
–
1700
1535
–
–
1500
8
1350
7,2
–
–
–
–
6,4
48
80
5,75
43
72
–
–
–
–
–
–
45
Электрон …………………………..
Чугун, HB = 140-240 ……………...
Чугун ковкий, HB = 120-200 ……..
Бронза средней твердости ………..
Бронза твердая …………………….
96
17100
21400
56
28
86
15400
19000
50
25
–
87000
108700
–
–
–
78300
97900
–
–
В зависимости от материала режущей части зенкера следует вводить поправочный коэффициент K на скорость резания. Для зенкеров из стали Р9 и Р18
K = 1,0; из стали 9ХС K = 0,5…0,6; из высокоуглеродистых сталей У10А и У12А
K = 0,3…0,5.
4.6 Вычисление силы и момента резания
Силу резания при зенкеровании обычно не вычисляют, т.к. она значительно
меньше силы при сверлении. Для приближенных расчетов каждый зуб зенкера
можно рассматривать, как расточной резец. Пользуясь формулами для токарных
резцов, можно подсчитать тангенциальную силу Pzi и силу подачи (осевую силу)
Pxi для каждого i-того зуба. Общие силы Pz и Px (для всего зенкера) находят умножением сил Pzi и Pxi на число зубьев z зенкера.
Момент резания M (в кГ·мм) определяется по формуле:
P ×D
M = z
,
(4.5)
2
где Pz – тангенциальная составляющая силы резания, кГ;
D – диаметр зенкера, мм.
4.7 Расчет мощности резания
Эффективная мощность резания Nэ (кВт) при зенкеровании:
N =
э
M×n
,
1,36 × 716200
где M – момент резания, кГ·мм;
n – частота вращения зенкера или детали, об/мин;
1000 ×u
n=
,
p×D
где u – скорость резания, м/мин;
D – диаметр зенкера, мм.
Мощность на приводе станка Nм определяется по формуле (2.19).
4.8 Определение основного технологического времени
46
(4.6)
(4.7)
Основное технологическое время T0 (мин) при зенкеровании определяется
так же, как при рассверливании (п. 3.8).
5 РАЗВЕРТЫВАНИЕ
5.1 Геометрические параметры режущей части разверток
Развертки предназначены для предварительной и окончательной обработки отверстий в целях получения правильной формы, точных размеров и чистой поверхности.
К геометрическим параметрам режущей части разверток относятся:
1) угол наклона канавок w;
2) задний угол a;
3) передний угол g;
4) угол конуса заборной части j.
Подробное описание геометрических параметров разверток приведено в
справочнике [2] и работах [3, 4].
5.2 Определение глубины резания
Глубина резания t при развертывании определяется по формуле:
D-d
t=
,
2
где t – глубина резания, мм;
D – диаметр развертки, мм;
d – диаметр развертываемого отверстия, мм.
(5.1)
5.3 Выбор подачи
Значение оборотной подачи s (мм/об) определяется по формуле:
s = C × D0,7 ,
(5.2)
где D – диаметр развертки, мм.
Значения коэффициента C для разверток из инструментальных и быстрорежущих сталей даны в таблице 5.1. Для разверток, оснащенных пластинками из
твердого сплава, подачи приведены в таблице 5.2.
Таблица 5.1 – Значения коэффициента C в формуле (5.2)
47
Обрабатываемый металл
Коэффициент C
Группа подач
первая вторая третья
0,20
0,15
0,10
Сталь твердостью HB < 160
Продолжение таблицы 5.1
1
2
3
4
0,16
0,12
0,08
Сталь твердостью 160 £ HB £ 240
Сталь твердостью HB < 240
0,12
0,09
0,06
0,33
0,25
0,16
Чугун твердостью HB £ 170
Чугун твердостью HB > 170
0,20
0,15
0,10
Цветные металлы мягкие
0,20
0,15
0,10
Цветные металлы твердые
0,33
0,25
0,16
Примечание
Первая группа подач относится к предварительному развертыванию отверстий
после сверла или зенкера под последующее чистовое развертывание.
Вторая группа подач относится к чистовому развертыванию после чернового
развертывания или после чистовой расточки резцом.
Третья группа подач относится к чистовому развертыванию под полирование или
хонингование и к развертыванию одной разверткой по квалитету IT 8.
Таблица 5.2 – Подачи для разверток с пластинками из твердого сплава
Обрабатываемый металл
Диаметр
Сталь
Чугун
развертки D,
мм
незакаленная
закаленная
HB > 170
HB £ 170
подача s, мм/об
10 – 15
0,35 – 0,55
0,2 – 0,33
0,85 – 1,4
0,65 – 1,1
20 – 25
0,4 – 0,65
0,3 – 0,4
1,0 – 1,6
0,8 – 1,3
30 – 35
0,5 – 0,75
0,35 – 0,47
1,2 – 1,9
0,9 – 1,45
40 – 50
0,6 – 0,85
0,4 – 0,5
1,3 – 2,1
1,0 – 1,6
60 – 70
0,7 – 1,0
–
1,6 – 2,7
1,25 – 2,0
80 и выше
0,9 – 1,2
–
2,0 – 3,0
1,5 – 2,2
Примечания
1 Подачи даны для обработки сквозных отверстий. При обработке глухих отверстий, особенно с одновременной обработкой дна отверстия, рекомендуется выбирать значения подач в пределах 0,2…0,5 мм/об.
2 Наибольшие подачи рекомендуется применять при предварительном развертывании отверстий после сверла или зенкера под последующее чистовое развертывание.
3 Средние подачи рекомендуется применять при чистовом развертывании по
квалитету IT 8 с шероховатостью по 7-8 классам после чернового развертывания
или чистовой расточки резцами.
48
4 Наименьшие подачи рекомендуется применять при чистовом развертывании
под полирование или хонингование, при развертывании отверстий одной разверткой по квалитету IT 7 с шероховатостью по 8-9 классам.
Применение смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) при развертывании отверстий в стали, латуни, алюминии и силумине обязательно. Рекомендуются следующие жидкости: для обработки стали и стального литья – эмульсия,
растительное масло; для обработки чугуна и бронзы – всухую, сдвоенное масло;
для обработки дуралюмина, силумина – сурепное масло, керосин, скипидар.
5.4 Назначение стойкости разверток
Средние стойкости T разверток даны в таблице 5.3.
Таблица 5.3 – Средние стойкости T разверток (в минутах)
Диаметр развертки D,
При обработке стали и При обработке чугуна и
мм
стального литья
цветных металлов
6 – 14
18
36
15 – 19
24
48
20 – 24
30
54
25 – 29
42
72
30 – 39
54
84
40 – 49
72
120
50 – 59
78
150
60 – 80
84
150
5.5 Вычисление скорости резания
Скорость резания u (м/мин) вычисляется по следующим формулам:
1) для сталей малоуглеродистых с твердостью НВ £ 155:
u=
Cu × Dz × HBn1
T m × t x × sy
;
2) для сталей твердостью НВ > 155 и других металлов:
Cu × Dz
m
x
y
,
u=
n
T × t × s × HB 1
где Cu – коэффициент;
D – диаметр развертки, мм;
T – стойкость развертки, мин;
t – глубина резания, мм;
s – оборотная подача, мм/об;
49
(5.3)
(5.4)
z, m, x, y, n1 – показатели степени.
Значения показателей степени m, x, y, z приведены в таблице 5.4, значения
коэффициента Cu даны в таблице 5.5, а значения показателя степени n1 соответствуют его значениям для сверл и приведены в таблице 3.5.
Таблица 5.4 – Значения показателей степени m, x, y, z для разверток
из быстрорежущей стали
Обрабатываемый металл
m x
y
z
Сталь, цветные металлы и легкие сплавы ………………… 0,4 0,2 0,65 0,3
Чугун и бронза ……………………………………………… 0,3 0,1 0,5 0,2
Таблица 5.5 – Значения коэффициента Cu в формулах (4.3) и (4.4) для разверток
из быстрорежущей стали
Cu
Обрабатываемый материал
Конструкционная углеродистая сталь вязкая, твердость HB < 155 ………………..
Автоматная сталь, HB = 140-230 ..................................................................................
Конструкционная среднеуглеродистая сталь, HB = 155-265, sвр < 90 кГ/мм2 …….
Конструкционная легированная сталь, HB = 155-340, sвр > 90 кГ/мм2 …………..
Углеродистая инструментальная сталь, HB = 155-340 ……………………...………
Легированная инструментальная и быстрорежущая сталь, а также сталь аустенитного класса, HB = 210-240 ………………………………………...………………
Чугун, HB = 140-240 ……………..................................................................................
Чугун ковкий, HB = 120-200 ……………………………………………………….....
0,152
1960
1310
1110
980
5,25
14500
18100
В зависимости от материала разверток, скорость резания, подсчитанная по
формулам (5.3) и (5.4), должна быть умножена на поправочный коэффициент K:
K = 1 – для стали Р9 и Р18; K = 0,6 – для стали 9ХС; K = 0,5 – для стали У10А и
У12А.
Для разверток, оснащенных пластинками из твердого сплава, скорость резания u (м/мин) подсчитывается по следующим формулам:
1) при обработке сталей конструкционной углеродистой, хромистых и хромоникелевых незакаленных для разверток со сплавом Т15К6:
u=
4900 × D0,3
T 0,7 × s0,65 × s 0,9
вр
,
(5.5)
где sвр – предел прочности обрабатываемой стали при растяжении, кГ/мм2;
2) при обработке стали конструкционной закаленной с пределом прочности sвр = 160…180 кГ/мм2 и твердостью HRC = 49…54 развертками со сплавом
Т15К6:
u=
14 × D0,4
;
T 0,85 × t0,75 × s1,5
3) при обработке серого чугуна развертками со сплавом ВК8:
50
(5.6)
u=
100000 × D0,2
T 0,45 × s0,5 × HB1,3
.
(5.7)
5.6 Вычисление силы и момента резания
Силу резания при развертывании обычно не вычисляют, т.к. она значительно меньше силы при зенкеровании и сверлении. Для приближенных расчетов каждый зуб развертки можно рассматривать, как расточной резец. Пользуясь
формулами для токарных резцов, можно подсчитать тангенциальную силу Pzi и
силу подачи (осевую силу) Pxi для каждого i-того зуба. Общие силы Pz и Px (для
всей развертки) находят умножением сил Pzi и Pxi на число зубьев z развертки.
Момент резания M (в кГ·мм) определяется по формуле:
P ×D
M = z
,
(5.8)
2
где Pz – тангенциальная составляющая силы резания, кГ;
D – диаметр развертки, мм.
5.7 Расчет мощности резания
Эффективная мощность резания Nэ (кВт) при развертывании:
N =
э
M×n
,
1,36 × 716200
(5.9)
где M – момент резания, кГ·мм;
n – частота вращения развертки или детали, об/мин;
Частота вращения n (об/мин) развертки или детали определяется по следующей формуле:
1000 ×u
n=
,
(5.10)
p×D
где u – скорость резания, м/мин;
D – диаметр развертки, мм.
После вычисления частоты вращения n развертки или детали необходимо
округлить ее до ближайшего меньшего значения частоты вращения шпинделя
выбранного станка, соответствующего его паспортным данным.
Мощность на приводе станка Nм определяется по формуле (1.19).
5.8 Определение основного технологического времени
51
Основное технологическое время T0 (мин) при развертывании определяется
так же, как при рассверливании (п. 3.8).
6 ФРЕЗЕРОВАНИЕ
6.1 Геометрические параметры режущей части фрез
К геометрическим параметрам режущей части фрез относятся:
1) угол наклона винтовой канавки зубцов фрезы w;
2) задний угол a;
3) передний угол g;
4) главный угол в плане угловой кромки j;
5) вспомогательный угол в плане угловой кромки j1;
6) дополнительный угол в плане j0 при двойной заточке угловой кромки;
7) угол наклона главной режущей кромки l.
Подробное описание геометрических параметров фрез дано в справочнике
[2] и работах [3, 4].
6.2 Назначение глубины резания
Глубина резания t (мм) при фрезеровании определяется припуском на механическую обработку и видом обрабатываемой поверхности (плоскость, отверстие, паз, сложная фасонная поверхность).
6.3 Выбор подачи
Подача при фрезеровании выбирается по данным таблиц 6.1 и 6.2.
Таблица 5.1 – Подача sz (мм/зуб) при фрезеровании черных и цветных металлов
Тип фрезы
0,5-1
1
2
3
Цельные дис- С прямым
–
ковые трех- зубом
сторонние
С разнона–
правленным
зубом
Сборные со вставными но–
жами
Дисковые
B < 2 мм
–
прорезные
Величина припуска, снимаемого за один проход, мм
1-2
2-3
4-6
6-8 8-10 10-15 15-30 Св. 30
4
5
6
7
8
9
10
11
0,08- 0,05- 0,04- 0,04- 0,02–
–
–
0,05
0,04 0,02 0,02 0,015
–
–
0,06- 0,04- 0,04- 0,03- 0,02–
0,04 0,02 0,02 0,015 0,01
–
0,010,005
–
0,10- 0,07- 0,07- 0,04- 0,04- 0,030,07 0,04 0,04 0,03 0,03 0,02
0,01- 0,005- –
–
–
–
–
0,005 0,003
52
B ³ 2 мм
–
Дисковые от- B > 2 мм
резные
Торцевые мелкозубые
–
0,020,015
–
0,120,10
0,120,10
0,02- 0,01–
–
–
–
–
0,015 0,005
–
0,03- 0,02- 0,01- 0,007- 0,007- 0,0070,02 0,01 0,007 0,004 0,004 0,004
0,10- 0,05–
–
–
–
–
0,05 0,03
Продолжение таблицы 6.1
1
2
Торцевые крупнозубые
3
–
4
–
5
6
7
8
9
10
11
0,15- 0,10- 0,07- 0,07- 0,07–
–
0,10 0,07 0,04 0,04 0,04
Цилиндрические
0,08- 0,08- 0,08- 0,05–
–
–
–
–
мелкозубые
0,05
0,05
0,05 0,03
Цилиндрические
–
–
0,15- 0,10- 0,07- 0,04–
–
–
крупнозубые
0,10 0,07 0,04 0,02
Концевые
–
–
–
–
–
D £ 4 мм 0,015- 0,012- 0,008- –
0,01
0,01 0,004
–
–
–
–
4 < D £ 6 0,02- 0,02- 0,01- 0,008- –
0,01
0,01 0,008 0,005
мм
–
–
–
6 < D £ 8 0,025- 0,02- 0,015 0,01- 0,006- –
0,02 0,015 -0,01 0,006 0,003
мм
0,030,025- 0,02- 0,015- 0,008- 0,006- –
–
–
8 < D £ 10
0,02 0,015 0,01 0,008 0,006 0,003
мм
–
10 < D £ 15 0,04- 0,04- 0,03- 0,02- 0,01- 0,008- 0,005- –
0,02
0,02 0,015 0,01 0,008 0,005 0,003
мм
–
15 < D £ 20 0,06- 0,06- 0,04- 0,04- 0,03- 0,02- 0,02- 0,010,04
0,04
0,02 0,02 0,015 0,01 0,01 0,007
мм
–
20 < D £ 30 0,10- 0,10- 0,08- 0,08- 0,05- 0,05- 0,03- 0,020,07
0,07
0,07 0,05 0,04 0,03 0,01 0,008
мм
0,100,100,100,08- 0,05- 0,03- 0,03- 0,02- 0,0230 < D £ 40
0,07
0,07
0,07 0,05 0,03 0,02 0,02 0,01 0,01
мм
–
Фасонные
D £ 60 мм 0,06- 0,06- 0,04- 0,03- 0,02- 0,02- 0,02- 0,010,04
0,04
0,03 0,02 0,01 0,01 0,01 0,008
незатылованные
D > 60 мм 0,10- 0,10- 0,10- 0,08- 0,06- 0,06- 0,04- 0,02–
0,07
0,07
0,07 0,05 0,04 0,04 0,02 0,01
–
Фасонные за- D £ 60 мм 0,08- 0,08- 0,08- 0,06- 0,04- 0,03- 0,02- 0,010,05
0,05
0,05 0,04 0,03 0,015 0,01 0,007
тылованные
D > 60 мм 0,10- 0,10- 0,10- 0,08- 0,08- 0,05- 0,03- 0,02–
0,07
0,07
0,07 0,05 0,05 0,03 0,02 0,01
Условные обозначения: B – ширина фрезы, мм; D – наружный диаметр фрезы, мм.
Примечание
При обработке бронзы и чугуна подачу надлежит увеличивать в 1,5 – 2 раза в
зависимости от условий обработки. При черновой обработке с последующими
чистовыми проходами подачу можно увеличить в 1,5 – 2 раза.
Таблица 6.2 – Подача sz (мм/зуб) при фрезеровании торцевыми фрезерными головками для черновой обработки
Обрабатываемый металл
Марка твердого сплава
и условия
работы
Диаметр фрезерной головки, мм
175 – 125
До 125
Вылет шпинделя, мм
600-1200 До 500 500-1000 До 400 400-800
250 – 200
До 600
53
1
2
3
4
5
6
7
8
Сталь и сталь- Т5К10 (пК) 0,18-0,25 0,12-0,18 0,16-0,22 0,1-0,15 0,12-0,16 0,08-0,12
Т5К10 (бК)
0,2-0,3 0,14-0,2 0,18-0,25 0,12-0,18 0,15-0,22 0,1-0,15
ное литье,
2
sвр< 60 кГ/мм Т15К6 (бК) 0,18-0,25 0,12-0,18 0,16-0,22 0,1-0,15 0,12-0,16 0,08-0,12
Условные обозначения в скобках: пК – фрезерование по корке; бК – без корки.
Продолжение таблицы 6.2
1
Сталь, стальное литье,
60 £ sвр < 80
Чугун серый
2
Т5К10 (пК)
Т5К10 (бК)
Т15К6 (бК)
ВК8 (пК)
ВК8, ВК6 (бК)
3
0,15-0,2
0,17-0,25
0,15-0,2
0,25-0,5
0,3-0,6
4
0,1-0,15
0,12-0,17
0,1-0,15
0,17-0,35
0,2-0,4
5
0,14-0,18
0,15-0,2
0,14-0,18
0,2-0,4
0,25-0,4
6
0,09-0,13
0,1-0,15
0,09-0,13
0,13-0,25
0,15-0,3
7
0,1-0,14
0,13-0,18
0,1-0,15
0,17-0,35
0,2-0,4
8
0,07-0,1
0,09-0,13
0,07-0,1
0,1-0,2
0,12-0,25
Примечания:
1 Если максимальное число оборотов станка не позволяет работать с высокими
скоростями резания, подачи на зуб при черновой обработке необходимо увеличивать в 1,5 раза по сравнению с приведенными в таблице.
2 При чистовом фрезеровании торцевыми фрезерными головками назначают
оборотную подачу s, мм/об. Для получения шероховатости класса 5 значение подачи s = 0,45…0,7 мм/об. Для шероховатости класса 7 s = 0,3…0,35 мм/об.
При чистовом фрезеровании подача на зуб фрезы sz (мм/зуб) подсчитывается по формуле:
C × HBx × Dz
,
sz =
ty
(6.1)
где D – наружный диаметр фрезы, мм;
HB – твердость по Бринеллю, кГ/мм2;
t – глубина резания, мм;
C – коэффициент;
x, y, z – показатели степени.
Числовые значения коэффициента C и показателей степени x, y, z приведены в таблице 6.3.
Таблица 6.3 – Значения коэффициента C и показателей степени x, y, z
Тип фрезы
Обрабатываемый металл
Цилиндрические Сталь 40Х …….........................................
Чугун ………………………………….…
о
Сталь
45 прокат ………………………...
Торцевые w = 2
Сталь 40Х прокат нормализованная …..
Сталь Х4Н прокат ………………………
Сталь Х4Н улучшенная, сталь 35 ……..
Сталь 45 улучшенная …………………..
Сталь Х4Н нормализованная, сталь 10,
20 и 20Х …………………………………
о
Сталь 45 …………………………………
Торцевые w = 0
54
Коэффи- Показатель степени
циент C
x
y
z
0,0125
0,83 0,07 0,64
0,02
0,8
–
0,50
0,022
1,25
–
–
0,022
1,25
–
–
0,017
1,25
–
–
0,025
1,25
–
–
0,046
1,25
–
–
0,032
1,25
–
–
0,040
1,25
–
–
Торцевые с зачистным зубом
Сталь 45 …………………………………
0,090
1,25
–
–
6.4 Назначение стойкости фрез
Средние стойкости T фрез даны в таблице 6.4.
Таблица 6.4 – Средние значения стойкости T (мин) быстрорежущих фрез
Цилиндрические, дисковые, торцевые и фасонные фрезы
Концевые фрезы
Затылованные диаметром, мм
B,
D, мм T, мин
мм
–
30
40
50
60
80
100 130 160 210
Незатылованные диаметром, мм
30
40
50
60
80
100
130 160 210 290
6
40
50
60
70
80
95
115 130 160 225 До 5
10
10
50
60
70
80
95
115
130 160 190 265 8-10
15
20
60
70
80
95
115
130
160 190 225 315
15
20
40
70
80
95
115 130
160
190 225 265
–
20
25
80
80
95
115 130 160
190
225 265 315
–
30
30
160
95
115 130 160 190
225
265 315 400
–
40
40
320
115
130 160 190 225
265
315
–
–
–
–
–
Условные обозначения: B – ширина фрезы, мм; D – наружный диаметр фрезы, мм.
Примечания:
1 При работе наборами фрез табличную стойкость увеличивают на 20-30 %.
2 При работе фрезами из углеродистой стали У12А табличную стойкость увеличивают на 25-35 %.
3 При работе мерными концевыми дисковыми фрезами табличную стойкость
увеличивают в 1,5…2 раза.
6.5 Вычисление скорости резания
Скорость резания u (м/мин) назначается по наибольшему диаметру зубцов
фрезы и вычисляется по следующей формуле:
Cu × Dq × Kи × Kм × Kj
u= m x y n z ,
(6.2)
T × t × sz × z × B
где D – наружный диаметр фрезы, мм;
T – стойкость фрезы, мин;
t – глубина резания, мм;
sz – подача на зуб, мм/зуб;
Cu, Kи, Kм, Kj – коэффициенты;
q, m, x, y, n, z – показатели степени.
55
Числовые значения коэффициента Cu приведены в таблице 6.5. Значения
показателей степени q, m, x, y, n, z даны в таблице 6.6.
Коэффициент Kи учитывает влияние марки инструментальной стали на
скорость фрезерования. Его значения приведены в таблице 6.7.
Коэффициент Kм учитывает влияние марки обрабатываемого материала
на скорость фрезерования. Его значения приведены в таблице 6.8.
Коэффициент Kj учитывает влияние угла в плане j угловой кромки на
скорость фрезерования. Его значения приведены в таблице 6.9.
Таблица 6.5 – Значения коэффициента Cu в формуле (6.2)
Сталь углеродистая
Чугун серый,
sвр= 75 кГ/мм2
HB = 190 кГ/мм2
sz
sz
Cu
Cu
> 0,1
35,4
> 0,15
27
Цилиндрические Сталь быстрорежущая
55,0
57,6
£ 0,1
£ 0,15
> 0,15
7180
–
–
Твердый
сплав
13600
–
–
£ 0,15
Концевые
Сталь быст–
49
–
72
рорежущая
> 0,1
41
–
42
Торцевые
Сталь быстрорежущая
64,7
–
–
£ 0,1
0,08-0,2
300
> 0,15
176,5
Твердый
сплав
–
–
306,5
£ 0,15
Дисковые цель- Сталь быст–
68,5
–
72
ные с прямым зу- рорежущая
бом
> 0,1
48,5
–
85
Дисковые
со Сталь быствставными
рорежущая
75,5
–
–
£ 0,1
зубьями
Твердый
0,08-0,12
40
–
–
сплав
Прорезные и от- Сталь быст–
53
–
30
резные
рорежущая
Фасонные ради- Сталь быст–
53
–
–
усные
рорежущая
–
44
–
–
Фасонные ради- Сталь быстусные вогнутые и рорежущая
угловые
Тип фрезы
Материал
фрезы
Чугун ковкий,
HB = 160 кГ/мм2
sz
Cu
> 0,1
49,5
77,0
£ 0,1
–
–
–
–
–
68,5
> 0,1
£ 0,1
–
–
–
57,4
90,5
–
–
95,8
> 0,1
£ 0,1
–
68
105,8
–
–
74
–
–
–
–
Примечание
При расчете некоторых режимов фрезерования коэффициент Cu необходимо
умножать на коэффициент K. Так, при фрезеровании за один проход, когда
предъявляются повышенные требования к шероховатости обработанной поверхности, K = 0,8. При фрезеровании фрезами из быстрорежущей стали без охлаждения K = 0,5. При фрезеровании фрезами из быстрорежущей стали в направлении подачи K = 1,5; цилиндрическими твердосплавными фрезами в направлении подачи K = 1,25. При фрезеровании по корке K = 0,6.
Таблица 6.6 – Значения показателей степени q, m, x, y, n, z в формуле (6.2)
56
Тип фрезы
Обрабатываемый Материал
металл
фрезы
1
2
3
Цилиндриче- Сталь
Сталь быстские, концерорежущая
вые, фасонТвердый
ные
сплав
Показатель степени
sz
y
m
q
n
z
4
5
6
7
8
9
–
–
–
–
£ 0,1 0,2
> 0,1 0,4 0,33 0,45 0,1 0,1
–
–
–
£ 0,15 0,35 –
> 0,15 0,6 0,6 0,25 0,18 0,5
x
10
–
0,3
–
0,45
Продолжение таблицы 6.6
1
2
Цилиндриче- Чугун серый
ские, концевые, фасон- Чугун ковкий
ные
Сталь
Торцевые,
дисковые
трехсторонние и прорезные
3
Сталь быстрорежущая
Сталь быстрорежущая
Твердосплавные
торцевые
4
5
6
7
8
–
–
–
£ 0,15 0,2
> 0,15 0,6 0,25 0,7 0,3
£ 0,1 0,2
–
–
–
> 0,1 0,4 0,33 0,45 0,1
0,04- 0,1 0,2 0,2 –
0,08
0,08- 0,4
–
–
–
0,2
0,04- 0,47 0,35 0,3 –
0,09
9
–
0,3
–
0,1
0,1
10
–
0,5
–
0,3
0,2
–
–
0,1
0,5
Твердосплавные
дисковые
–
0,4 0,15 0,2 0,1 0,5
0,5
Чугун серый
Сталь быстрорежущая
–
–
–
–
– 0,1* 0,1**
–
–
–
–
–
Твердый
£ 0,15 0,3
сплав
> 0,15 0,56 0,35 0,25 – 0,15 0,2
Чугун ковкий
0,3
Сталь быст£ 0,1 0,4 0,2 0,25 0,1 0,3
рорежущая
> 0,1 0,2
–
–
– 0,1* 0,15**
Условные обозначения: *Прорезные. **Торцевые.
Таблица 6.7– Значения коэффициента Kи в формуле (6.2)
Марка инструментальной стали ………..
Значение Kи ……………..………………..
Марка твердого сплава типа ТК ………..
Значение Kи ……………..………………..
Марка твердого сплава типа ВК ………..
Значение Kи при sz = 0,2 мм/зуб ………...
Значение Kи при sz = 0,05 мм/зуб …….....
Р18, Р9
1,0
Т15К6
1,0
ВК8
1,0
1,0
9ХС
0,6
Т14К8
0,94
ВК6
1,26
1,47
У10А, У12А
0,5
Т5К7
0,82
ВК3
1,58
1,58
–
–
Т5К10
0,74
ВК2
1,58
1,2
Таблица 6.8 – Значения коэффициента Kм в формуле (6.2)
Обрабатываемый металл
Формула для расчета Значение коэфкоэффициента Kм
фициента C1
1
2
3
Углеродистые стали (С ≤ 0,6 %) ………….………..
1,0
Углеродистые стали (С > 0,6 %) ……….…………..
0,8
Хромистые стали ……………………………………
0,8
С × 70 x
1
Хромоникелевые, хромованадиевые, хромомолибKм =
x
деновые, хромоникелемолибденовые, хромовольo вр
0,75
фрамовые и никелевые стали …………………
Хромомолибденоалюминиевые, марганцовистые,
хромомарганцовистые и кремнемарганцовистые ...
0,7
Хромокремнемарганцовистые ……………………..
0,8
57
Инструментальные углеродистые …………………
Инструментальные легированные …………………
Инструментальные быстрорежущие ………………
Нержавеющие, жароупорные стали ……………….
Латунь ……………………………………………….
Силумин, дуралюмин ………………………………
Электрон …………………………………………….
Kм =
С1 ×180
HB
1,0
0,7
0,5
0,4
3,0
5,0
7,0
2
3
1,0
1,0
3,0
Продолжение таблицы 6.8
1
Чугун серый …………………………………………
Чугун ковкий ………………………………………..
Бронза ………………………………………………..
Kм =
С1 ×180
HB
Примечание
В формуле для коэффициента Kм показатель степени x имеет значения:
1) для малоуглеродистой стали (sвр = 30…50 кГ/мм2) x = -1;
2) для углеродистой и легированной стали (sвр = 55…85 кГ/мм2) x = 1;
3) для высоколегированной стали (sвр = 90…140 кГ/мм2) x = 2.
Таблица 6.9 – Значения коэффициента Kj в формуле (6.2)
Тип фрезы
Торцевые …………………...
Дисковые двухсторонние и
концевые …………………...
Главный угол в плане j угловой кромки, град.
90
60
45
30
20
0,96
1,00
1,06
1,18
1,30
1,00
1,05
1,10
1,23
1,37
Выбор скоростей резания и подач при скоростном фрезеровании фрезами,
оснащенными режущими пластинками из твердого сплава, можно производить
по таблице 6.10.
Таблица 6.10 – Средние значения скорости резания и подачи при скоростном
фрезеровании фрезами, оснащенными пластинками из твердого сплава
Обрабатываемый металл
Твердый сплав Т15К6
Твердый сплав ВК8
Сталь углеродистая
Сталь легированная
Чугун
HB ≤ 200 HB > 200 HB ≤ 300 300 < HB ≤ 400 HB > 400 HB ≤ 200 HB > 200
110-150
75-100 120-150 100-120
u, м/мин 200-220 150-180 150-200
sz, мм/зуб 0,2-0,15 0,12-0,15 0,1-0,12
0,07-0,1
0,05-0,08 0,2-0,4 0,15-0,3
Режим резания
Примечания:
1 Указанные режимы резания даны для стойкости фрез T = (1,0…1,5)∙D, мин.
2 Чистовое скоростное фрезерование фрезами с пластинками из твердого сплава
проводится для стали со скоростью резания u = 300…800 м/мин, а для чугуна –
со скоростью резания u = 200…300 м/мин.
6.6 Вычисление силы и момента резания
58
Значение тангенциальной составляющей силы резания Pz при фрезеровании вычисляют по формуле:
Pz = C × t x × s yz × B z × D q ,
(6.3)
где B – ширина фрезы, мм;
C – коэффициент;
x, y, z, q – показатели степени.
Числовые значения коэффициента C и показателей степени x, y, z, q приведены в таблице 6.11.
Значение коэффициента C изменяется при изменении значений переднего
угла g режущей кромки фрезы и скорости резания u, что учитывается умножением коэффициента C на поправочные коэффициенты K1 и K2, значения которых
приведены в таблице 6.12.
Таблица 6.11 – Значения коэффициента C и показателей степени x, y, z, q
Коэффициент, показатели степени
C
x
y
z
q
Сталь и стальное литье
Цилиндрические, концевые и торцевые при несимметричном резании …………………………………………... 68
0,86 0,74 1,00 -0,86
Торцевые при симметричном резании, дисковые и отрезные …………………………………………………...... 82
1,10 0,80 0,95 -1,10
Угловые …………………………………………………… 39
0,86 0,74 1,00 -0,86
Выпуклые и вогнутые фасонные ………………………..
47
0,86 0,74 1,00 -0,86
Чугун
Цилиндрические, концевые и торцевые при несимметричном резании …………………………………………... 48
0,83 0,65 1,00 -0,83
Торцевые при симметричном резании, дисковые и отрезные …………………………………………………...... 70
1,14 0,70 0,90 -1,14
Обрабатываемый металл и тип фрезы
Таблица 6.12 – Значения поправочных коэффициентов K1 и K2
+15
Передний угол g, град.
K1 …………………………………... 0,9
50
Скорость резания u, м/мин
K2 …………………………………... 1,0
+10
1,0
75
0,98
+5
1,1
100
0,96
0
1,2
125
0,94
-5
1,3
150
0,92
-10
1,4
175
0,90
-15
1,5
200
0,88
-20
1,6
250
0,85
При оптимальном износе фрезы сила фрезерования увеличивается:
1) при обработке вязких сталей – на 75-90 %;
2) при обработке средних и твердых сталей, а также чугунов – на 20-40 %.
При обработке алюминиевых сплавов сила резания составляет 25 % от
силы резания стали, при обработке бронзы – 75 % от силы резания чугуна.
Момент резания M при фрезеровании можно определить по формуле (5.8),
используя в качестве диаметра D наружный диаметр фрезы.
6.7 Расчет мощности резания
59
Эффективная мощность резания Nэ (кВт) при фрезеровании:
N э = C × n × t x × s yz × z × B z × D q ,
где n – частота вращения фрезы, об/мин;
z – число зубьев фрезы;
C – коэффициент;
x, y, z, q – показатели степени.
1000 ×u
n=
,
p×D
где u – скорость резания, м/мин;
D – наружный диаметр фрезы, мм.
(6.4)
(6.5)
После вычисления частоты вращения n надо округлить ее до ближайшего
меньшего паспортного значения частоты вращения шпинделя станка.
Числовые значения коэффициента C и показателей степени x, y, z, q приведены в таблице 6.13.
Таблица 6.13 – Значения коэффициента C и показателей степени x, y, z, q
Коэффициент, показатели степени
C
x
y
z
q
Сталь и стальное литье
Цилиндрические, концевые и торцевые при несимметричном резании …………………………………... 3,5∙10-5 0,86 0,74 1,00 0,14
Торцевые при симметричном резании, дисковые и
отрезные …………………………………………......... 4,22∙10-5 1,10 0,80 0,95 -0,10
Угловые …………………………………………..…… 2,0∙10-5 0,86 0,74 1,00 0,14
Выпуклые и вогнутые фасонные ………………...….. 2,42∙10-5 0,86 0,74 1,00 0,14
Чугун
Цилиндрические, концевые и торцевые при несимметричном резании …………………………………... 2,46∙10-5 0,83 0,65 1,00 0,13
Торцевые при симметричном резании, дисковые и
отрезные ……………………………...……………...... 3,6 ∙10-5 1,14 0,70 0,90 -0,14
Обрабатываемый металл и тип фрезы
Мощность на приводе станка Nм определяется по формуле (2.19).
Охлаждение при фрезеровании стали может осуществляться 3-5%-ным
раствором эмульсола в воде; скорость охлаждения не менее 10 л/мин. Обработка
чугуна проводится всухую.
6.8 Определение основного технологического времени
Основное технологическое время T0 (мин) при фрезеровании определяется
по формулам, приведенным в таблице 6.14.
Таблица 6.14 – Основное технологическое время T0 (мин) при фрезеровании
60
Характер фрезерования
Формула времени T0 (мин)
Обозначения в формуле
1
2
3
При полной окружности l=p·d, где d
– диаметр, измеренный по периферии фрезеруемой поверхности. При
копирном фрезеровании l – фактическая длина фрезеруемой поверхности по контуру, мм; l1 – врезание,
мм; i – число проходов; sм – минутная подача, мм/мин.
Фрезерование с круговой
подачей стола
T=
l + l1
0
×i
sм
Продолжение таблицы 6.14
1
2
3
l – длина фрезерования, мм;
l2 – перебег фрезы, мм;
sм – минутная подача, мм/мин:
Цилиндрическое и торцевое
фрезерование с продольной
и поперечной подачами:
1) цилиндрическое фрезерование:
sм = sz × z × n ;
sz – подача на один зуб, мм/зуб;
z – число зубьев фрезы;
n – частота вращения, об/мин;
i – число проходов;
l1 – врезание фрезы, мм:
2) симметричное фрезерование:
T0=
l + l1 + l2
sм
l1¢ = t × (D - t ) ,
×i
(
)
l1¢ = 0,5 × D - D 2 - t 2 ,
l1¢ = t × (D - t - 2 × l ) ;
t – глубина резания, мм;
D – наружный диаметр фрезы, мм.
3) несимметричное фрезерование:
Фрезерование шпоночных
канавок за один проход:
1) канавка, закрытая с двух
сторон ……………………...
T0 =
+
sмв
T =
2) канавка, закрытая с одной стороны …………........
3) канавка, открытая с двух
сторон ……………………...
h
0
T=
0
l -D
sмп
l
sмп
l + 0,5 × D
sмп
l – полная длина шпоночной канавки, мм;
D – наружный диаметр фрезы, мм;
h – глубина шпоночной канавки,
мм;
sмп – продольная минутная подача,
мм/мин;
sмв – вертикальная минутная подача, мм/мин.
l – полная длина шпоночной канавки, мм;
61
Фрезерование шпоночных
канавок на станках с маятниковой подачей за несколько проходов:
1) канавка, закрытая с двух
сторон ……………………...
2) канавка, закрытая с одной стороны …………........
3) канавка, открытая с двух
сторон ……………………...
T=
l-D
0
l
×n
sмп
дх
n
T= ×n
0
sмп
T0=
D – наружный диаметр фрезы, мм;
sмп – продольная минутная подача,
мм/мин;
nдх – число двойных ходов:
дх
l + 0,5 × D
sмп
× n дх
дх
=
h
;
t
h – глубина канавки, мм;
t – углубление шпоночной канавки
за каждый двойной ход, мм.
7 ПРОТЯГИВАНИЕ
7.1 Геометрические параметры режущей части протяжек
К геометрическим параметрам режущей части протяжек относятся:
1) передний угол g;
2) задний угол a;
3) боковой задний угол a1;
4) угол наклона зубьев к оси протяжек l.
Подробное описание геометрических параметров протяжек и прошивок
дано в справочнике [2] и работах [3, 4].
7.2 Назначение глубины резания
Глубина резания t (мм) при протягивании (прошивании) определяется припуском на механическую обработку протяжкой (прошивкой).
7.3 Определение стойкости протяжек
Стойкость T (мин) протяжек изменяется в пределах от 100 до 500 мин.
Стойкость каждого зуба протяжки определяется по формуле:
T=
i × lд
1000 ×u
,
где i – число проходов (рабочих ходов) протяжки;
lд – длина протягиваемой поверхности, мм;
u – скорость резания, м/мин.
7.4 Вычисление скорости резания
62
(7.1)
Скорость резания u (м/мин) при протягивании вычисляется по формуле:
C × Kи
u=
,
(7.2)
x
y
t × az
где t – глубина резания, мм;
az – толщина слоя, срезаемого одним зубом протяжки, мм;
sz – подача на зуб, мм/зуб;
C, Kи – коэффициенты;
x, y – показатели степени.
Коэффициент Kи учитывает качество инструментальной стали, из которой
выполнена режущая часть протяжки. Для сталей ХВГ и ХВ5 коэффициент Kи
=1,0; для стали Р9 коэффициент Kи =1,2; для стали Р18 – Kи =1,4.
Значения коэффициента C и показателей степени x, y даны в таблице 7.1.
Таблица 7.1 – Значения коэффициента C и показателей степени x, y
Обрабатывае- Твермый
дость HB,
металл
кГ/мм2
Сталь 45
Сталь 45
Сталь 40Х
Сталь 20Х
Сталь 12ХН3
Сталь 45
Сталь 40Х
Сталь 20Х
Сталь 12ХН3
Сталь 40Х
Сталь 20Х
Сталь 12ХН3
Чугун
C
x
y
C
12 0,62 0,62 11
x
0,6
y
0,75
Одношпоночные протяжки
az ≤ 0,07;
az = 0,1-0,15
u ≤ 11 м/мин u ≥ 8 м/мин
C
x
y
C x
y
7 0,87 1,4 5,5 0,87 1,4
0,62 0,62 10
0,6
0,75
6,3 0,87 1,4
0,62 0,62 7,3
0,6
0,75
4,5 0,87 1,4 3,6 0,87 1,4
0,77 0,8
0,5
0,6
3,4 0,87 1,5 2,7 0,87 1,4
0,5 0,6 12,5 0,5
0,5 0,6 10,5 0,5
0,6
0,6
4,4 0,6 0,95 4,4 0,6 0,95
3,6 0,6 0,95 3,6 0,6 0,95
Круглые
протяжки
160-180
181-207
160-190
11
140-170
140-170
220-260
200-230
8
180-220
180-220
290-330
260-290
7
260-290
160-180 10
190-215 8,25
Многошпоночные протяжки
5,5
5 0,87 1,4
Охлаждение при протягивании производится сульфофрезолом или 20%ным раствором эмульсола с 4 % мыла. Скорость охлаждения 10-15 л/мин.
Износ протяжек измеряется по задним поверхностям зубьев. Допустимое
значение износа внутренних протяжек d = 0,4 мм, наружных d = 0,25 мм.
7.5 Вычисление силы и момента резания
Значение тангенциальной составляющей силы резания Pz (кГ) при протягивании вычисляют по формуле:
63
(
)
Pz = 1,15 × l × C1 × a zx + C 2 × K + C 3 × u - C 4 × g - C 5 × a ,
(7.3)
где l – наибольшая длина режущего периметра инструмента (т.е. наибольшая
суммарная длина фактически режущих кромок на всех одновременно работающих зубьях протяжки), мм;
az – толщина слоя, срезаемого одним зубом протяжки, мм;
K – количество стружкоделительных канавок;
u – скорость резания, м/мин;
g и a – соответственно, передний и задний углы зубьев протяжки, град;
С1, С2, С3, С4, С5 и x – коэффициенты и показатель степени;
1,15 – коэффициент, учитывающий износ протяжки (принято d = 0,4 мм).
Числовые значения коэффициентов С1, С2, С3, С4, C5 и показателя степени
x приведены в таблице 7.2.
Таблица 7.2 – Значения коэффициентов и показателя степени в формуле (7.3)
Обрабатываемый металл
Сталь 30 ……………………………
Сталь 35 ……………………………
Сталь ХКМ ………………………..
Сталь ОКМ ………………………..
Сталь 45 ……………………………
Сталь 40Х ………………………….
Сталь ОХН3М……………………..
Сталь 20Х ………………………….
Сталь 12ХН3 …………………...….
Сталь 20Х улучшенная …...………
Сталь 40Х улучшенная …...………
Чугун средней твердости ………...
Чугун твердый …………………….
Числовые значения коэффициентов
С1
С2
С3
С5
С5
115
0,060
0,57
0,20
0,12
160
0,080
0,57
0,24
0,13
170
0,088
0,57
0,25
0,13
190
0,106
0,57
0,28
0,14
220
0,108
0,57
0,32
0,14
230
0,117
0,57
0,34
0,14
250
0,125
0,57
0,37
0,14
265
0,137
0,57
0,40
0,15
265
0,137
0,57
0,40
0,15
300
0,158
0,57
0,46
0,16
300
0,158
0,57
0,46
0,16
140
0
0,57
0,25
0,13
170
0
0,57
0,30
0,14
Показатель
степени x
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
Усилие отжатия Py (кГ) режущих кромок зубьев протяжки от протягиваемой поверхности, действующее на длине режущего лезвия 1 мм, подсчитывается
по формуле:
Py = C6 × azy + C7 ×u - C8 × g - C9 ×a ,
(7.4)
где az – толщина слоя, срезаемого одним зубом протяжки, мм;
u – скорость резания, м/мин;
g и a – соответственно, передний и задний углы зубьев протяжки, град;
С6, С7, С8, С9 и y – коэффициенты и показатель степени.
Числовые значения коэффициентов С6, С7, С8, С9 и показателя степени y
приведены в таблице 7.3.
Таблица 7.3 – Значения коэффициентов и показателя степени в формуле (7.4)
Обрабатываемый
металл
С6
Числовые значения коэффициентов
С7
С8
С9
64
Показатель
степени y
Сталь 20 …………..
Сталь 35 …………..
Сталь 45 …………..
55
125
215
0,065
0,065
0,065
0,018
0,053
0,081
0,045
0,090
0,117
1,2
1,2
1,2
7.6 Определение основного технологического времени
Основное технологическое время T0 (мин) определяется по формуле:
T0 =
lðõ × K
1000 ×u
,
(7.5)
где lрх – длина рабочего хода протяжки, мм;
K – коэффициент, учитывающий обратный ход протяжки (K = 1,14…1,5).
8 ШЛИФОВАНИЕ
8.1 Виды шлифования металлов и его режимы
Шлифование металлов разделяется на следующие основные виды:
– круглое наружное шлифование в центрах;
– бесцентровое наружное и внутреннее шлифование;
– внутреннее шлифование в патроне;
– плоское шлифование периферией круга на станках с прямоугольным или круглым столом;
– плоское шлифование торцом круга на станках с прямоугольным или круглым
столом
– фасонное шлифование (резьбы, многошпоночных валиков, зубчатых колес и
др.);
– заточка режущих инструментов.
При шлифовании периферией круга режимы резания определяются скоростью шлифовального круга uш, скоростью детали uи, продольной подачей s и глубиной шлифования t.
При шлифовании торцом круга режимы резания, кроме uш, uи, s и t, определяются приведенной сплошной шириной b шлифуемой поверхности.
8.2 Выбор скорости шлифовального круга
Скорость шлифовального круга uш зависит от вида подачи, связки и профиля круга. Максимально допустимые значения скорости шлифовальных кругов
приведены в таблицах 8.1 и 8.2.
Для обеспечения наибольшей производительности труда и наименьшей
шероховатости обрабатываемой поверхности при минимальном износе шлифовальных кругов значения реальных скоростей uш рекомендуется выбирать близкими к максимально допустимым значениям. Производительность труда при
шлифовании прямо пропорциональна скорости uш кругов.
65
Таблица 8.1 – Максимально допустимые значения скорости uш для обычных
шлифовальных кругов
Обозна- Вид по- Скорость круга uш (м/с) на связке
чение дачи круга керамиче- бакелито- вулканиформы или детали
ской
вой
товой
2
3
4
5
6
Р
30
ПП
40
35
М или А
35
2П
М или А
35
35
–
Форма шлифовального круга
1
Плоские прямого профиля
Плоские с двусторонним коническим профилем для нарезания и
шлифования резьбы
Продолжение таблицы 8.1
1
о
Плоские конического профиля (45 )
Плоские с малым углом конического профиля (не более 30о)
Плоские с выточкой
Плоские с конической выточкой
Плоские с двусторонней выточкой
Плоские с двусторонней конической выточкой
Диски
Чашки конические
2
3
4
5
6
3П
4П
М или А
М или А
–
35
35
–
–
–
ПВ
ПВК
ПВД
ПВДК
М или А
М или А
М или А
М или А
35
30
35
30
–
–
–
–
–
–
–
–
Д
ЧК
Р или М
–
50
50
Р
25
30
–
М
30
35
–
Р
25
30
–
Чашки цилиндрические
ЧЦ
М
30
35
–
1Т, 2Т
Р
25
30
–
Тарелки
3Т
М или А
30
–
–
Для шлифования калибров-скоб
С
Р или М
25
30
–
Для заточки иголок
И
М
25
–
–
Условные обозначения вида подачи: Р – ручная; М – механическая; А – автоматическая.
Примечание
Для кругов зернистостью 36 и крупнее, твердостью М3 и мягче скорость uш может быть на 20 % ниже указанной в таблице.
Таблица 8.2 – Максимально допустимые значения скорости uш для скоростных
шлифовальных кругов
Форма, назначение, зернистость и размеры шлифовального
Вид
круга
подачи
Круги плоские прямого профиля
Для обдирочно-шлифовальных операций …………………..
Р
Для наружного круглого шлифования (круги диаметром от
300 до 750 мм, шириной до 75 мм) …………………………. М или А
66
Скорость круга uш
(м/с) на связке
кера- баке- вулмиче- лито- каниской вой товой
50
50
–
50
50
42
Для внутреннего круглого шлифования (круги диаметром
от 30 до 90 мм, шириной до 50 мм) …………………………. М или А 50
–
–
Для внутреннего круглого шлифования (круги диаметром
–
–
до 80 мм) ……………………………………………………… М или А 65
Для нарезания и шлифования резьбы (круги зернистостью
100 и мельче, размером 400х10х203 мм) ……………………
А
55
55
–
Круги плоские с двусторонним коническим профилем для нарезания и шлифования резьбы
Зернистостью 100 и мельче, размерами (мм): 450х8х229;
450х10х229; 500х10х254 ……………………………………..
А
55
–
–
Зернистостью 100 и мельче размером 350х8х160 мм ……...
А
42
–
–
Условные обозначения вида подачи: Р – ручная; М – механическая; А – автоматическая.
Обозначения формы кругов: круги плоские прямого профиля – ПП; круги плоские с двусторонним коническим профилем – 2П.
8.3 Назначение скорости детали, подачи и глубины шлифования
Скорость детали uи, продольная подача s и глубина шлифования t определяют объем снимаемого металла в единицу времени. Значение продольной подачи ограничено шириной шлифовального круга. Значение глубины шлифования ограничено припуском и точностью обработки. Скорость детали может изменяться в широких пределах в зависимости от разных факторов. Поэтому
обычно значения продольной подачи s и глубины шлифования t выбирают по
технологическим соображениям, а скорость детали uи подсчитывают по формулам таблицы 8.3.
Таблица 8.3 – Формулы скорости детали uи (м/мин) при шлифовании
Вид шлифования
Формула
Шлифование периферией круга (наружное, внутреннее,
Cu × d r
u
=
è
плоское)
T m × t x × sä y
Cu
Шлифование торцом круга
u =
è
T m × t x × bz
Бесцентровое наружное шлифование
C × dr
u è = mu x y
T × t × sî
В формулах приняты обозначения: uи – скорость детали, м/мин; d – диаметр
детали, мм; t – глубина шлифования или поперечная подача, мм; sд – продольная подача в долях ширины круга на один оборот детали; sо – продольная подача на один оборот детали, мм/об; b – приведенная сплошная ширина шлифования, мм; Cu – коэффициент (таблица 8.4); r, m, x, y, z – показатели степени
(таблица 7.4); T – среднеэкономическое значение стойкости шлифовальных
кругов между правками, мин (таблица 8.5).
Таблица 8.4 – Значения коэффициента Cu и показателей степени r, m, x, y, z
в формулах для подсчета скорости детали uи (м/мин) при шлифовании
Вид шлифования
Материал детали
1
2
Характеристика круга
3
67
Значения переменных
Cu
m
x
y
r
4
5
6
7
8
z
9
Круглое с поперечной
подачей на двойной
ход стола
Круглое с поперечной
подачей на каждый
ход стола
Круглое врезное
Бесцентровое
на проход
Незакаленная сталь
Закаленная сталь
Э36СМ1К
Э36СМ1К
0,27
0,24
0,3
0,5 1,0
1,0
–
Незакаленная сталь
Закаленная сталь
Э36СМ2К
Э36СМ2К
0,055
0,3
0,050
0,5 1,2
1,0
–
Незакаленная сталь
Закаленная сталь
Незакаленная сталь
Э36С1К
Э36С1К
Э46С1К
Э46СТ1К
Э60СМ2К
Э60СТ1К
0,95
0,85
15,5
13,0
14
13
–
–
1,0
–
3
4
7
8
9
1,0
1,0
–
0,65
–
–
0,9
0,9
–
0,75 1,0
–
1,0
1,0
–
Продолжение таблицы 8.4
1
Бесцентровое
на проход
2
Закаленная сталь
Бесцентровое врезное Незакаленная сталь
Закаленная сталь
Внутреннее
Незакаленная сталь
Закаленная сталь
Плоское периферией Незакаленная сталь
круга на станках с прямоугольным столом
Плоское периферией Закаленная сталь
круга на станках с
круглым столом
Плоское торцом круга Незакаленная сталь
на станках с круглым
столом
Закаленная сталь
Чугун
Э46СМ1К
Э46С1К
Э60СМ1К
Э60С1К
Э46СМ2К
Э46С1К
Э46СМ1К
Э46С1К
ЭБ36СМ1К
Э36СМ1К
ЭБ46С1К
Э36СМ2К
Э36С1К
Э36СТ1К
Э36С1К
Э36М3К
Э36СМ1К
Э46СМ2К
Э24М1К
кольцевой
Э36СМ2К
кольцевой
Э36М3К
сегментный
Э36М3
сегментный
Э24М3К
сегментный
Э24М1К
кольцевой
КЧ36СМ2К
сегментный
КЧ24СМ2К
кольцевой
КЧ24М3К
сегментный
68
0,3 0,35 0,7
0,3
5
0,5 1,0
6
16,5
13,5
0,3 0,5
11,5
10,5
0,5
0,45
0,3 0,5
0,45
0,42
0,054
0,050 0,5 0,6
0,058
2,5
2,3
–
0,7
2,0
0,38
0,50
– 0,53
0,50
0,48
90
92
–
0,83 1,0
–
0,9
–
0,65 1,0
–
0,7
–
1,0 0,75
–
1,0
106
14,7
16,7
20,5
570
594
912
Таблица 8.5 – Среднеэкономические значения стойкости T (мин)
шлифовальных кругов между правками
Вид шлифования
Размеры кругов, мм
Периоды стойкости T, мин
Круглое наружное ………………...
600х305х75
15
Бесцентровое наружное …………..
500х305х150
15
Внутреннее ………………………..
Æ 50 – 100
3
Плоское на станках с круглым столом периферией круга ………...
400х205х50
15
10
Плоское на станках с круглым сто- 475х380х150 кольцевой
лом торцом круга ……………...
475х380х150 сегментный
5
В таблицах 8.6 – 8.10 приведены значения uи, sд и t, полученные в результате статистической обработки опытных данных отечественных заводов.
Таблица 8.6 – Режимы резания при круглом, внутреннем и плоском шлифовании
Характер обработки
Глубина
Продольшлифования ная подача
t, мм
sд в долях
ширины
круга
При круглом наружном шлифовании
0,01-0,025
0,3-0,7
Шлифование с продольной подачей, по- черновое …..
перечная подача на каждый ход стола
чистовое …..
0,005-0,01
0,2-0,4
0,015-0,05
0,3-0,7
Шлифование с продольной подачей, по- черновое …..
перечная подача на двойной ход стола чистовое …..
0,005-0,01
0,3-0,4
Врезное шлифование
черновое …..
0,0025-0,075
–
мм/об
чистовое …..
0,001-0,005
–
При внутреннем шлифовании
предварительное 0,005-0,02
0,40-0,70
Простые станки
чистовое …….... 0,0025-0,010 0,25-0,40
предварительное 0,0025-0,005 0,40-0,75
Полуавтоматические станки
чистовое …….... 0,0015-0,0025 0,25-0,40
При плоском шлифовании периферией круга
предварительное 0,05-0,15 1-2 мм/ход
Станки с прямоугольным столом инструментальные
чистовое …….... 0,01-0,015
1-1,5 «»
0,4-0,7
Станки с прямоугольным столом для ме- предварительное 0,015-0,04
ханических цехов
чистовое …….... 0,005-0,015
0,2-0,3
предварительное 0,005-0,015
0,3-0,6
Станки с круглым столом
чистовое …….... 0,005-0,010
0,2-0,25
При плоском шлифовании торцом круга
–
Станки с прямоугольным столом (с пря- предварительное 0,015-0,04
моугольным сечением сегментов)
чистовое …….... 0,005-0,01
–
–
Станки типа «Дискус» (с круговым сече- предварительное 0,10-0,30
нием сегментов)
чистовое …….... 0,01-0,015
–
предварительное 0,015-0,030
–
Простые станки с круглым столом (с
сегментами толщиной 37-40 мм)
чистовое …….... 0,005-0,010
–
предварительное 0,10-0,15
–
69
Скорость
детали
uи,
м/мин
12-25
15-55
20-30
20-60
30-50
20-40
20-40
20-40
50-150
50-150
3-8
3-8
8-30
15-20
20-60
40-60
4-12
2-3
6-12
3-4
10-40
10-40
2-3
Полуавтоматические станки с круглым чистовое ……....
столом (сегменты толщиной до 100 мм)
0,005-0,01
–
2-3
Таблица 8.7 – Режимы резания при бесцентровом шлифовании
Глубина шлифо- Скорость де- Угол поворота ведувания t, мм/об тали uи, м/мин щего круга, град.
предварительное
0,05-0,2
15-60
1-2
На проход
чистовое ……....
0,005-0,02
15-70
1,5-2
предварительное
0,002-0,010
10-45
0
По методу
врезания
чистовое ……....
0,002-0,005
10-45
0
Примечание: режимы шлифования на проход даны для шлифовальных кругов шириной
150-200 мм. При увеличении ширины кругов до 550-800 мм производительность пропорционально увеличивается, что должно быть учтено при выборе режимов шлифования.
Способ шлифования
Таблица 8.8 – Режимы резания при шлифовании шлицевых валиков
Способ шлифования
Фасонным кругом ………
Плоским кругом ………...
Скорость стола uи, м/мин
8-12
8-12
Глубина шлифования t, мм
0,015-0,025
0,02-0,03
Примечания:
1 Фасонным кругом можно шлифовать всю впадину или только дно, а плоскими
кругами – только боковые стороны шпонок.
2 Во избежание образования трещин при шлифовании легированных сталей следует работать с малыми глубинами и большими скоростями стола.
Таблица 8.9 – Режимы резания при шлифовании резьбы
Характер обработки
Предварительное шлифование с большими глубинами …..
с малыми глубинами ……..
с большими глубинами …..
Чистовое шлифование
с малыми глубинами ……..
Шлифование многониточными кругами резьбы с шагом до
1,5 мм …………………………………………………………..
Глубина шли- Скорость дефования t, мм тали uи, м/мин
0,12-0,20
0,3-0,5
0,03-0,04
2,5-3,5
0,01-0,02
0,2-0,5
0,005-0,01
2,5-3,5
1 проход
0,025-0,10
Примечания:
1 Многониточными кругами резьбу шлифуют в сплошном закаленном металле
без предварительного нарезания резьбы на фрезерных или токарных станках.
2 Точные резьбы многониточными кругами шлифуют только предварительно,
окончательное шлифование резьб производят однониточными шлифовальными
кругами.
3 Шлифование резьбы однониточными кругами производят с большими глубинами и малыми скоростями детали или с малыми глубинами и высокими скоростями детали.
Таблица 8.10 – Режимы заточки и доводки режущих инструментов
Материал инструмента
Заточка
вручную
uш
sм
q
Заточка с креп- Доводка зерлением инстру- ном или пасмента
тами
u ш sм
u ш sм
q
q
70
Доводка кругами
uш
sм
q
Быстрорежущие стали и
их заменители (Р18, Р9,
20- 1,5- 3- 15- 1,0- 0,03ЭИ347) …........................... 30 2,5 4,5 25 2,5 0,10 –
Твердые сплавы (ВК3, 10- 1,0- 2,5- 100,03- 1,5ВК8, Т15К6, Т60К6) ……. 25 2,5 4,-0 20 1-2 0,05 2,5
Минералокерамические
51,0- 0,02- 1,5материалы ………………. 14 1-2 1-2 5-14 1,5 0,05 2,5
Условные обозначения:
uш – скорость шлифовального круга, м/с;
sм – продольная минутная подача, м/мин;
q – удельное давление в системе инструмент-деталь, кГ/см2.
–
0,51,0
0,51,0
25- 1,0–
35 1,5
0,20,5 –
–
0,2- 30- 10,3 35 1,5
0,0050,02
–
0,0050,03
8.4 Расчет мощности резания
Эффективная мощность Nэ (кВт) привода шлифовального круга рассчитывается по формулам:
1) при шлифовании периферией круга:
N ý = C N × u x × sy × t z × d r ;
(8.1)
è
2) при шлифовании торцом круга:
Ný = CN ×u èx × ba × t z ,
(8.2)
где uи – скорость детали, м/мин;
s – продольная подача, мм/об;
t – глубина шлифования или поперечная подача, мм;
d – диаметр детали, мм;
b – приведенная сплошная ширина шлифования, мм;
CN – коэффициент;
x, y, z, r, a – показатели степени.
Значения коэффициента CN и показателей степени x, y, z, r, a в формулах
(8.1) и (8.2) даны в таблице 7.11.
Значение мощности Nэ, определяемое по формулам (8.1) и (8.2), является
ее среднеквадратическим значением за один цикл работы. Мощность, расходуемая на привод шлифовального круга, изменяется, увеличиваясь по мере затупления шлифовального круга. Радиальная составляющая силы шлифования в 1,5 раза
больше ее тангенциальной составляющей при остром круге, а при тупом круге – в
3 раза.
Таблица 8.11 – Значение коэффициента CN и показателей степени x, y, z, r, a
в формулах для вычисления мощности Nэ (кВт) привода шлифовального круга
Вид шлифования
Материал детали
1
2
Незакаленная
и закаленная сталь
Характеристика круга
3
Э36СМ2К
Э46СМ1К
71
Значения переменных
CN
x
y
z
r
a
4
5
6
7
8
9
1,3
0,75 0,70 0,85 –
–
1,2
Круглое наружное с
поперечной подачей
на двойной ход стола
Круглое наружное с Незакаленная
поперечной подачей и закаленная сталь
на каждый ход стола
Круглое врезное
Незакаленная
и закаленная сталь
Незакаленная сталь
Бесцентровое
на проход
2
Бесцентровое врезное Незакаленная
и закаленная сталь
Внутреннее
Незакаленная сталь
Закаленная сталь
Чугун
Плоское периферией Незакаленная сталь
круга на станках с прямоугольным столом
Плоское периферией Незакаленная сталь
круга на станках с
круглым столом
Закаленная сталь
Плоское торцом круга Незакаленная сталь
на станках с прямоугольным столом
Плоское торцом круга Чугун
на станках типа «Дискус»
Плоское торцом круга Незакаленная сталь
на станках с круглым
столом
Закаленная сталь
1,4
Э36СМ2К
Э36СМ1К
Э46С1К
2,2
2,1
2,7
Э43С1К
Э46С1К
Э46СТ1К
Э60СМ2К
Э60СТ1К
Э46СМ1К
Э46С1К
Э60СМ1К
Э60С1К
Закаленная сталь
Продолжение таблицы 8.11
1
Э46СМ2К
3
Э46СМ1К
Э46С1К
Э36СМ1К
Э46С1К
Э36СМ1К
ЭБ46С1К
ЭБ60СМ1К
КЧ46СМ1К
Э36СТ1К
Э36С1К
Э36СМ2К
Э46СМ2К
Э36С1К
Э36М3К
Э46СМ1К
Э36М2К
Э16М2Б
Э16С1Б
Э16СТ1Б
КЧ16С2Б
КЧ16СМ1Б
КЧ24СМ2
КЧ24СМ2Б
Э36СМ2К
кольцевой
Э36М3К
сегментный
Э24М1К
кольцевой
Э36СМ2К
кольцевой
72
0,5 0,55 0,5
–
–
0,14 0,8
– 0,8 0,2 1,0
0,1
0,1
0,85 0,70 0,60 0,5 –
0,075
0,1
0,26
0,29
0,6 0,5 0,6 0,5 –
0,32
0,35
4
5
0,70 0,65
6
–
7
8
9
0,65 0,5 1,0
0,20
0,5 0,4 0,4 0,3 –
0,27
0,36
0,36 0,35 0,4 0,4 0,3 –
0,3
0,81 0,55 0,7 1,0 0,3 –
0,68
0,59 1,0 0,8 0,8 –
–
0,52
0,53
0,53 0,8 0,7 0,65 –
–
0,53
0,71
0,7 0,5 0,5 –
–
0,69
0,17
0,39 0,7
– 0,5 – 0,6
0,59
0,48
0,28
0,4
– 0,4 – 0,9
0,36
0,21
2,01
1,31
0,5
–
0,5
–
0,6
0,3
–
0,25
–
0,3
1,81
4,8
Э34М3К
3,4
сегментный
Э24М3К
5,6
сегментный
КЧ36СМ2К
2,60
сегментный
КЧ36СМ1К
4,03
кольцевой
КЧ24СМ2
3,92
кольцевой
Чугун
0,4
–
0,4
–
0,45
Охлаждение при шлифовании
В связи выделением большого количества теплоты и образованием абразивно-металлической пыли шлифование металлов во всех случаях, где это технически возможно, обязательно следует вести с обильным охлаждением, применяя в качестве охлаждающих жидкостей:
1) 1%-ный водный раствор кальцинированной соды и 0,15% нитрита
натрия;
2) 2%-ный водный раствор мыльного порошка;
3) 2-3%-ный водный раствор кальцинированной соды;
4)5-7%-ный водный раствор эмульсола;
5) 3,5%-ный водный раствор нейтрального эмульсола на основе олеиновой
кислоты.
При шлифовании алюминия применяются керосиновые эмульсии, изготовленные из паст, состоящих из 50% эмульсола и 50% керосина. Эмульсия состоит
из 10% пасты и 90% воды; эмульсия должна содержать минимальное количество
кислот.
При шлифовании резьбы в качестве охлаждающей жидкости применяют
легкие минеральные масла.
При притирочном шлифовании и отделочном шлифовании применяют чистый керосин или керосин в смеси с легкими минеральными маслами.
8.5 Определение основного технологического времени
Основное технологическое время T0 (мин) на шлифовальные операции
определяется по формулам, приведенным в таблице 8.12.
Условные обозначения символов в формулах для расчета основного технологического времени также сдержатся в таблице 2.12.
Таблица 8.12 – Формулы для подсчета основного времени при шлифовании
Вид шлифования
1
Круглое Поперечная понаружное дача на каждый
ход стола
Формула для T0 (мин)
2
T =
0
L×h
nè× s ×ä B × êt
73
×k
Условные обозначения
3
При шлифовании на проход
L = l - (1- m1 × 2)× Bê
с продоль- Поперечная по2× L×h
ной пода- дача на двойной T0 = n × s × B × t
è
ä
ê
чей
де- ход стола
тали
h
Круглое наружное врезное
T =
nè× t
l × q1 + Bê
0
Бесцентровое
На проход
T=
sì × q 1
0
L – длина продольного хода стола,
× k мм;
m1 – перебег круга за пределы шлифуемой части поверхности, равный 0,30,5 ширины круга Bк, мм;
k – коэффициент (таблица 7.13).
×k
q1 – число деталей в партии, шлифуемых непрерывным потоком;
sм – теоретическая продольная минутная подача, мм/мин;
a – угол поворота ведущего круга,
град.;
nвк – частота вращения ведущего
круга, об/мин;
Dвк – диаметр ведущего круга, мм;
i – число проходов.
×i×k
sì = p × Dâê × nâê × sina
h
T =
×k
0
n ×t
Врезанием
è
nè = (Dâê × nâê ) d è
Продолжение таблицы 8.12
1
2
2× L×h
T0 =
nè× s ×ä B × êt
Внутреннее
Плоское
периферией
круга на
станках с
прямоугольным
столом
Подача на
каждый
ход стола
Подача на
двойной
ход стола
3
См. круглое наружное (строки 1-3)
×k
L = l - (1- m1 × 2)× Bê
L × Lñ × h
k L – длина хода круга в направлении
T0 =
×
1000 ×uè × sä × Bê × t q поперечной подачи, мм; Lс – длина
продольного хода стола, мм;
T0 =
Плоское периферией
круга на станках с
круглым столом
2 × L × Lñ × h
k L = l + Bê + 5 ; Lñ = lñ + (10!15)
×
1000 ×u × s × B × t q lс – длина стола, фактически занятая
è
ä
ê
T0 =
L×h
k
×
nè × sä × Bê q
n è=
Плоское торцом круга
на станках с прямоугольным столом
T0 =
шлифуемыми деталями, мм.
q – число деталей, одновременно
установленных на столе.
L – длина хода ползуна шлифовального круга, мм;
L = bè + Bê +10
1000 ×uè
p × dñð
dср – средний диаметр расположения деталей на столе, мм.
Lñ × h
k
×
1000 ×uè × t q
Lс – длина продольного хода стола,
мм;
Lñ = l + 0,5× Dê - D 2 - b 2 + 5
(
Плоское торцом круга
1000 ×u è
h k
на станках с круглым T0 = n × t × q ; n è= p × d
è
ñð
столом
Многошпоночных валиков
T=
0
L×h×z×k
;L=l+l
1000 ×uñò × t
74
1
ê
è
)
dср – средний диаметр расположения деталей на столе, мм;
q – число деталей, одновременно
установленных на столе.
l1 – перебег стола (мм), устанавливаемый, исходя из времени на деление;
z – число шпонок.
Резьбы многониточным кругом
Резьбы однониточным
кругом
nð × p × d è
T0=
1000 ×uè
L æh
ö
T0 =
×ç + m÷
nè × t ð è t
ø
nр – число оборотов изделий за
время нарезания резьбы.
l1 – перебег на вход и выход круга,
равный 1-2 ниткам на сторону, мм;
tр – шаг резьбы, мм;
m – число проходов, производимых
L = l + l1
без поперечной подачи; при чистовом шлифовании m = 1-2; при черновом шлифовании m = 0.
Общие условные обозначения: l – длина поверхности обработки в направлении подачи, мм;
h – припуск, мм; uст – скорость стола, м/мин; sд – продольная подача в долях ширины круга;
nи – частота вращения изделия (детали), об/мин; uи – скорость изделия, м/мин; dи – диаметр
изделия, мм; bи – ширина изделия, мм; Bк – ширина круга, мм; Dк – диаметр шлифовального
круга, мм; q – число деталей, одновременно установленных на столе; k – поправочный коэффициент, учитывающий потери времени из-за износа шлифовальных кругов, недостаточной жесткости системы и др.; значения k даны в таблице 8.13.
Таблица 8.13 – Значения коэффициента k при расчете времени шлифования
Значение k
Черновое Чистовое
шлифо- шлифование
вание
Круглое наружное на проход …………………………………………….. 1,2-1,4 1,25-1,7
Круглое врезанием ………………………………………………………... 1,2-1,3
1,2-1,3
Бесцентровое на проход …………………………………………………... 1,05-1,2 1,05-1,2
Бесцентровое врезанием ………………………………………………….. 1,05-1,1 1,1-1,2
Внутреннее ………………………………………………………………… 1,2-1,5
1,3-1,8
Плоское периферией круга на станках с прямоугольным столом ……... 1,15-1,35 1,25-1,5
Плоское периферией круга на станках с круглым столом ……................ 1,2-2,0
1,2-1,5
Плоское торцом круга на станках с прямоугольным столом ……........... 1,2-2,0
1,2-1,5
Плоское торцом круга на станках с круглым столом ……........................ 1,2-2,0
1,2-1,5
Многошпоночных валиков ……………………………………………….. 1,15-1,5 1,15-1,5
Вид шлифования
Таблица 8.14 – Количество люнетов при круглом шлифовании
Диаметр детали,
мм
До 20
20-25
26-35
36-50
51-60
61-75
76-100
101-125
126-150
151-200
201-250
150
300
450
600
1
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
2
1
1
1
–
–
–
–
–
–
–
3
2
2
1
1
1
1
–
–
–
–
4
3
2
2
1
1
1
1
1
–
–
Длина детали, мм
750
900 1050 1200
Количество люнетов
5
4
3
2
2
2
1
1
1
1
–
75
6
5
4
3
2
2
2
1
1
1
1
7
6
4
4
3
2
2
2
1
1
1
–
7
5
4
3
3
2
2
2
1
1
1500
1800
2100
–
–
7
5
4
4
3
3
2
2
1
–
–
–
7
5
5
4
3
3
2
2
–
–
–
–
6
5
5
4
3
3
2
251-300
–
–
–
–
–
76
–
1
1
1
1
2
9 ДОВОДКА ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ
9.1 Назначение, виды доводки и области ее применения
Доводка поверхностей металлических деталей проводится для получения
деталей с высокой точностью формы, размеров, малой шероховатостью поверхности.
Известны следующие виды доводки поверхностей:
1) доводка с намазкой доводочных кругов и притиров абразивной смесью;
2) доводка с непрерывной подачей абразивной смеси на рабочие поверхности доводочных кругов;
3) доводка шаржированными дисками или плитами;
4) доводка абразивными кругами или брусками.
Доводочные круги и диски с намазкой абразивной смесью применяют при
обработке твердосплавных пластин режущих инструментов, при машинно-ручной доводке гладких калибров-пробок и ручной доводке шаблонов, калибров и
других деталей.
Доводке с непрерывной подачей абразивной смеси применяют для обработки деталей типа поршневых пальцев, различных дисков, игл топливных насосов и т.д.
Доводку шаржированными плитами и кругами применяют при изготовлении плоско-параллельных плиток и концевых мер длины.
Абразивные круги применяют при машинной доводке поршневых пальцев,
поршневых колец, роликов подшипников и тому подобных деталей, а абразивные
бруски – для доводки измерительных инструментов при ремонте.
Подробное описание инструмента, абразивов, паст, смазывающих и охлаждающих жидкостей, применяемых при доводке поверхностей, дано в справочнике [2] и работах [3, 4].
9.2 Режимы доводки
Скорости доводочных кругов и притиров зависят от характера доводки.
При машиной доводке на станках, работающих торцами притирочных кругов, окружная скорость притиров находится в пределах 110-180 м/мин; эксцентриситет расположения сепаратора равен 5-15 мм, угол поворота детали к радиусу сепаратора a = 5…15о.
На доводочных станках с плитами при возвратно-поступательном движении сепараторных лент скорости изменяются от 8 до 15 м/мин.
На бесцентровых доводочных станках, работающих периферией кругов,
скорости доводочных кругов изменяются от 130 до 300 м/мин, скорости регулирующих кругов – от 80 до 130 м/мин. При окончательных проходах скорость доводочного круга уменьшают, а скорость регулирующего круга увеличивают. В
77
бесцентровых станках принимают углы поворота доводочного круга от 3 до 3,5о,
регулирующего круга – от 1 до 2о.
На станках для доводки твердосплавных резцов окружную скорость доводочных кругов принимают равной от 50 до 120 м/мин.
Удельные давления при доводке не превышают q = 1,5…2 кГ/см2. Снятие
металла тем больше, чем выше удельное давление. Чрезмерное увеличение давления может привести к задирам обрабатываемой поверхности.
В таблице 9.1 приведены примеры доводки деталей с указанием типов притиров, охлаждающих и смазывающих жидкостей, абразивов или паст, режимов
доводки и снимаемых припусков.
Таблица 9.1 – Примеры доводки деталей
Обрабатываемая де- Тип притира Смазывающие Абразивы Снимаемый Режим
таль
и его размеры, и охлаждаюприпуск,
доводки
мм
щие жидкости
мм
nвк = 77
Конические ролики
Абразивный
Содовый
Э220ЧТК
0,04
подшипников
круг
раствор
об/мин
диаметром
600 мм,
шириной
100 мм,
внутренним
диаметром
290 мм
nрк = 125
Поршневые пальцы
Абразивный
Содовый
Э500СМ1Б
0,005
автомобильных
круг
раствор
об/мин;
a = 1о;
двигателей
диаметром
nвк = 132
350 мм,
шириной
об/мин;
550 мм
a = 1,5о
nвк = 90
Поршневые кольца
Абразивный
Содовый
Э400С1К
0,010
автомобильных
круг
раствор
об/мин;
nнк = 100
двигателей
диаметром
600 мм
об/мин
Гладкие
Чугунные
Керосин
Корунд М7 0,007-0,009 nвк = 63
калибры-пробки (мадиски
и стеарин
об/мин;
nнк = 75
шинная доводка)
диаметром
600 мм
об/мин
Условные обозначения:
nвк – частота вращения верхнего доводочного круга, об/мин;
nнк – частота вращения нижнего доводочного круга, об/мин;
nрк – частота вращения регулирующего круга, об/мин;
a – угол поворота детали к радиусу сепаратора инструмента.
78
10 ПРИТИРОЧНОЕ ШЛИФОВАНИЕ
10.1 Назначение и области применения притирочного шлифования
Притирочное шлифование производится в целях повышения точности
формы, размеров и снижения шероховатости поверхности обрабатываемых деталей.
Притирают, главным образом, отверстия диаметром от 5 до 1100 мм и длиной до 20000 мм. Наружные цилиндрические поверхности притирают значительно реже.
Инструментом для притирочного шлифования служат абразивные бруски,
укрепленные в головках для притирочного шлифования.
Подробное описание инструмента, абразивов, паст, смазывающих и охлаждающих жидкостей, применяемых в ходе притирочного шлифования, дано в
справочнике [2] и работах [3, 4].
10.2 Режимы притирочного шлифования
Окружные скорости брусков рекомендуются:
1) при обработке чугуна – 60…70 м/мин;
2) при обработке стали – 45…60 м/мин;
3) при обработке бронзы и латуни – 70…90 м/мин.
Скорости прямолинейного возвратно-поступательного движения головки
при обработке всех материалов принимают равными от 10 до 20 м/мин.
Удельное давление брусков при предварительном притирочном шлифовании рекомендуется принимать равным от 4 до 5 кГ/см2, при чистовом притирочном шлифовании – от 3 до 4 кГ/см2.
Окружные скорости и удельные давления брусков оказывают значительное влияние на производительность притирочного шлифования, поэтому их значения желательно принимать высокими. Иногда применяют пониженные скорости. Например, при обработке глубоких отверстий в деталях из специальной
стали применяют окружные скорости от 25 до 27 м/мин, скорости возвратно-поступательного движения – от 7 до 11 м/мин.
Толщина слоя металла, снимаемого за двойной ход притирочной шлифовальной головки, зависит от обрабатываемого металла, характеристик брусков,
количества брусков в головке, характера предыдущей обработки, припуска, размеров обрабатываемых отверстий и других факторов. По заводским данным, относящимся к обработке глубоких отверстий, толщина слоя металла, снимаемого
за двойной ход головки, может составлять от 0,7 до 5,0 мкм.
Шероховатость поверхности после притирочного шлифования в зависимости от зернистости брусков и режимов работы может достигать 10 – 11 классов
по ГОСТ 2789-73 (Ra = 0,08…0,32 мкм, Rz = 0,4…1,6 мкм).
79
Сила резания при притирочном шлифовании
При притирочном шлифовании обычно рассчитывают две составляющих
силы резания:
1) тангенциальную составляющую (окружное усилие) Pz;
2) осевую составляющую (осевое усилие) Px.
Составляющие силы резания Pz и Px при притирочном шлифовании рассчитываются по формулам:
1) тангенциальная составляющая (окружное усилие) Pz (кГ):
Pz = r z × S × q ;
(10.1)
2) осевая составляющая (осевое усилие) Px (кГ):
Px = r x × S × q ,
(10.2)
где rz, rx – коэффициенты притирания для расчета соответствующих составляющих силы резания;
S – суммарная рабочая площадь брусков головки, см2;
q – удельное давление брусков на поверхность изделия, кГ/см2.
Удельное давление брусков на поверхность изделия q зависит от рода брусков, режима работы обрабатываемых материалов и других факторов. Приближенные значения коэффициентов притирания rz и rx, пригодные для ориентировочных расчетов составляющих Pz и Px силы резания при притирочном шлифовании приведены в таблице 10.1.
Значения припусков на притирочное шлифование для отверстий различных диаметров приведены в таблице 10.2.
Таблица 10.1 – Значения коэффициентов rz и rx в формулах (10.1) и (10.2)
Значение коэффициента притирания
Обрабатываемый материал
Незакаленная сталь ……………………
Закаленная сталь ……………………...
Чугун ………………………………….
rz
rx
0,20 – 0,30
0,20 – 0,30
0,20 – 0,25
0,03 – 0,06
0,05 – 0,07
0,04 – 0,06
Таблица 10.2 – Припуски на притирочное шлифование
Двусторонний припуск (припуск на диаметр), мм
Диаметр отверстия,
мм
Чугун
Сталь
25 – 125
0,03 – 0,08
0,01 – 0,025
126 – 175
0,08 – 0,12
0,025 – 0,04
176 – 500
0,12 – 0,20
0,04 – 0,06
Примечания:
1 На окончательную притирку обычно оставляется припуск 0,005…0,015 мм на
диаметр (двусторонний припуск).
2 Лучшей смазывающе-охлаждающей жидкостью при притирочном шлифовании является керосин.
80
11 ОТДЕЛОЧНОЕ ШЛИФОВАНИЕ И ПОЛИРОВАНИЕ
11.1 Общие сведения об отделочном шлифовании
Отделочное шлифование обеспечивает получение только малой шероховатости поверхности. Форма и размеры деталей должны быть получены до отделочного шлифования.
В качестве режущих инструментов при отделочном шлифовании используют мелкозернистые абразивные бруски, плоские и чашечные круги такой твердости, при которой происходит снятие микронеровностей поверхности в начале
операции и постепенное затупление инструментов по мере увеличения их контакта с обрабатываемой поверхностью.
Затупление инструмента приводит к уменьшению толщины слоя снимаемого металла и к получению поверхности с малой шероховатостью.
При обработке очередной детали производят правку инструмента, и цикл
повторяется.
Отделочное шлифование проводится с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей.
Подробное описание инструмента, абразивов, смазывающих и охлаждающих жидкостей, применяемых при отделочном шлифовании, дано в справочнике
[2] и работах [3, 4].
11.2 Режимы отделочного шлифования
При обработке шеек стальных закаленных шпинделей станков принимают
окружные скорости 30…45 м/мин, при обработке колец подшипников – 90…100
м/мин.
В станках для отделочного шлифования шеек коленчатых валов с регулированием скорости в процессе работы начальную скорость принимают 6…9
м/мин, а к окончанию операции увеличивают до 27 м/мин.
При отделочном шлифовании алюминиевых поршней скорость деталей
120…140 м/мин.
Частота колебательных движений абразивных инструментов должна быть
как можно более возможно высокой. Ее значение ограничивается размерами
оправок.
При тяжелых оправках число двойных ходов принимается равным 500 в
минуту, при легких оправках – до 1000…1500 ходов в минуту. Величина хода
находится в пределах от 3 до 6 мм.
Удельные давления брусков влияют на шероховатость поверхности и продолжительность операции. Их значения находятся в пределах от 1,5 до 2,5
кГ/см2.
81
Высокие удельные давления применяют при обработке твердых металлов,
при высокой зернистости брусков, вязких охлаждающих жидкостях и грубой
предварительной обработке шлифуемых деталей.
При отделочном шлифовании наиболее широко применяемой смазывающе-охлаждающей жидкостью является керосин с добавлением небольших количеств (до 10…15 %) легкого минерального масла, например, веретенного
масла 2 или 3. Применяют также легкие минеральные масла – вазелиновое, соляровое и др.
Продолжительность операции отделочного шлифования при длине детали,
равной длине бруска, не превышает 0,5…1 мин.
Припуск, снимаемый при отделочном шлифовании, зависит от шероховатости поверхности до обработки. После шлифования снимаемый припуск не превышает 0,005…0,010 мм.
Шероховатость поверхности после отделочного шлифования в зависимости от шероховатости, полученной в результате предварительной обработки и
зернистости брусков, достигает 11 – 12 классов по ГОСТ 2789-73 (параметр Ra =
0,04…0,16 мкм, параметр Rz = 0,2…0,8 мкм).
11.3 Общие сведения о полировании
Полирование металлов применяют для получения чистой и гладкой поверхности. Перед полированием обычно производится шлифование упругими
кругами и лентами, на рабочие поверхности которых наклеиваются твердые абразивы.
Шлифование упругими кругами обеспечивает уменьшение шероховатости
поверхности; форма и размеры детали при этом виде шлифования обычно являются второстепенными и контролю не подвергаются. Этот вид шлифования получил название декоративного шлифования.
Полирование металлов производится главным образом мягкими абразивами, которые наносятся также на упругие круги и ленты.
Подробное описание режущего инструмента для полирования и декоративного шлифования, оснастки, абразивов и паст, применяемых при этих видах механической обработки поверхностей металлических деталей, дано в справочнике
[2] и работах [3, 4].
11.4 Режимы полирования
Скорости полирования и шлифования упругими кругами выбирают в зависимости от вида обрабатываемого металла, согласно таблице 11.1.
Производительность полирования зависит от давления детали на круг. Для
закаленной стали давление колеблется от 2 до 2,5 кГ, для незакаленной стали –
от 2,5 до 5 кГ.
82
Таблица 11.1 – Скорости полирования и шлифования упругими кругами
Окружная скорость, м/с
Обрабатываемый металл
шлифования полирования
Сталь, чугун, никель, хром ………….....................
18 – 30
30 – 35
Медь, латунь, томпак, бронза, серебро …………..
14 – 18
22 – 30
Цинк, олово, свинец, алюминий и их сплавы …...
10 – 14
18 – 25
Примечание
Скорость зависит от зернистости применяемого абразива: чем мельче зерно, тем
выше окружные скорости кругов.
На таких деталях, как ключи, отвертки, молотки, зубила, операция отделки
производится в следующие переходы:
1) обдирка;
2) шлифование всухую;
3) шлифование с засалкой рабочей поверхности круга.
Обдирка часто производится на жестких абразивных кругах. В некоторых
случаях производится отделка с двумя переходами с засалкой круга. Шлифование с засалкой круга сильно улучшает чистоту шлифуемой поверхности, снижая
ее шероховатость практически в 2 раза.
Под покрытия стальные горячекатаные детали отделывают шлифованием
всухую в две операции:
1) кругами зернистостью 120 – 140;
2) кругами зернистостью 170 – 220.
Возможна также отделка таких поверхностей в одну или две операции:
1) шлифование с засалкой кругами зернистостью 170 – 200;
2) шлифование с засалкой кругами зернистостью 230 – 235.
После покрытий стальные детали полируют в один или два прохода крокусной, известковой или хромовой пастами.
11.5 Шлифование шкуркой
Шкуркой шлифуют шейки коленчатых валов, распределительных валов,
кольца подшипников и т.д.
Продолжительность шлифования коленчатого вала обычно не превышает
1,5 мин, окружная скорость 32…35 м/мин, продольная скорость детали или
бруска составляет 0,39 м/мин, зернистость шкурки 150 – 250.
Шероховатость поверхности детали после обработки шкуркой может достигать 9 – 10 классов по ГОСТ 2789-73 (параметр Ra = 0,16…0,63 мкм, параметр
Rz = 0,8…3,2 мкм).
83
12 ОБРАБОТКА РЕЗЬБОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
12.1 Основные типы резьбонарезных инструментов
Известны следующие типы резьбонарезных инструментов:
1) резьбовые резцы (стержневые, призматические и дисковые);
2) резьбовые гребенки (стержневые, призматические, круглые с кольцевой или
винтовой нарезкой);
3) метчики (ручные, машинные, автоматные, бесканавочные, гаечные, плашечные, маточные, регулируемые или сборные);
4) плашки (круглые цельные, пружинящие, круглые трубчатые или прогонки,
круглые для конической резьбы, клупповые или раздвижные);
5) резьбонарезные головки (невращающиеся, вращающиеся, вращающиеся автоматные, самооткрывающиеся с призматическими гребенками);
6) дисковые резьбовые фрезы (с симметричным и несимметричным профилем);
7) гребенчатые резьбовые фрезы (хвостовые и насадные фрезы);
8) резьбонакатные ролики.
Подробное описание известных типов и конструкций режущих инструментов для нарезания резьбы, а также их геометрических параметров приведено в
справочнике [2] и работах [3, 4].
12.2 Режимы резания при нарезании резьбы
Формулы для расчета скорости резания, крутящего момента и эффективной мощности при нарезании резьбы автоматными, гаечными и машинными метчиками, круглыми плашками, резьбонарезными самооткрывающимися головками, резьбовыми резцами и гребенчатыми резьбовыми фрезами приведены в
таблице 12.1.
Таблица 12.1 – Формулы для вычисления скорости резания u, крутящего
момента M и эффективной мощности Nэ, затрачиваемой при нарезании резьбы
Тип режущего инструмента
Материал
режущей
части
1
Автоматные
гаечные
метчики
Нурка
2
Р18
Обра- СОЖ
батываемый
материал
3
4
СульСталь
фофре45
зол
Формула для u,
м/мин
Формула для M,
кГ×см
Формула для Nэ,
кВт
5
6
7
1,2
41× d
u = 0,9 0,5
T ×s
Продолжение таблицы 12.1
84
M = 0,25 × d × s
2
1,5
N ý=
0,033× d 2,2 × s
T 0,9
1
Гаечные
метчики
2
3
4
СульСталь
фофре45
зол
Р18
Силу- Керомин
син
5
6
7
53 × d 1,2
u = 0,9 0,5
T ×s
M = 0,41× d
1,7
20 × d 1,2
T 0,8 × s 0,5
M = 0,22 × d
1,8
u=
×s
1,5
×s
1,5
N ý=
0,071× d 1,9 × s
N ý=
T 0,9
0,014 × d 2 × s
T 0,8
Суль0,57 × d 1,6 × s
64,8 × d 1,2
Сталь
u = 0,9 0,5
M = 2,7 × d 1,4 × s1,5 N ý =
фофре45
T 0,9
T ×s
Машинные
зол
Р18
метчики
Чугун,
0,04 × d 1,6 × s 0,6
8,5× d 1,2
Керо1,4
1,5
НВ =
u = 0,6 0,9
N ý=
M = 1,3× d × s
син
T ×s
T 0,6
140
2,7 × d1,2
0,05 × d1,3 × s0,3
Круглые
У12 Сталь Эмульu = 0,5 1,2
M = 4,5× d1,1 × s1,5 N =
плашки
А
45
сия
ý
T ×s
T 0,5
Резьбонарезные саСуль0,111× d1,3 × s0,3
7,4 × d1,2
Сталь
1,1
1,5
N
=
ý
u = 0,5 1,2
мооткрыва- Р18
фофреM = 4,6× d × s
0,5
45
T ×s
T
ющиеся гозол
ловки
СульРезьбовые
14,8
Сталь
фофре- u = 0,11 0,3 0,3
–
–
резцы (шаг s Р18
45
T
× s × sz
зол
≤ 2 мм)
Резьбовые
Суль30
Сталь
резцы
Р18
фофре- u = 0,08 0,25 0,6
–
–
45
T × s × sz
черновые
зол
(шаг s >2 мм)
Резьбовые
Суль41,8
Сталь
резцы
Р18
фофре- u = 0,13 0,3 0,45
–
–
45
T × s × sz
чистовые
зол
(шаг s >2 мм)
257
Сталь Эмуль- u =
Резьбовые
–
–
0,6
T × s × sz 0,65
45
сия
фрезы групР18
повые (D =
24500
Чугун Эмульu=
–
–
90 мм)
T × s2 × sz0,5
ковкий
сия
Условные обозначения: СОЖ – смазывающе-охлаждающая жидкость;
T – стойкость режущих инструментов, мин (расчетные формулы даны в таблице 11.4);
s – оборотная подача, об/мин;
sz – подача на один зуб, мм/зуб;
d – диаметр заготовки под нарезание резьбы, мм.
Примечания:
1 В формулах крутящего момента приведены числовые коэффициенты при нарезании резьбы незатупившимися метчиками и плашками. К концу работы, когда
износ инструмента достигает предельной величины, крутящие моменты могут
увеличиваться для метчиков в 2,5…3 раза, для плашек – в 1,5…2 раза.
2 Если материал заготовки не соответствует табличному, то значения u, M и Nэ,
вычисленные по формулам таблицы 12.1, необходимо умножить на соответствующие им поправочные коэффициенты, указанные в таблице 12.2.
Таблица 12.2 – Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние
85
Латунь
Чугун ковкий
НВ = 120…140
НВ = 140…180
НВ = 180…220
M
Nэ
0,7
1,5
1
0,7
1,3
0,9
0,7
1,7
0,9
0,6
1
0,6
0,6
0,7
0,4
1
1,5
1,5
1
1,3
1,3
1
1,3
1,3
0,7
1
0,7
0,7
0,8
0,6
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0,9
0,9
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0,8
1
0,8
0,8
1
0,8
0,8
1
0,8
0,8
1,1
0,9
0,8
1,2
0,9
0,9
1
0,9
0,9
1
0,9
0,9
1
0,9
0,9
1,1
1
0,9
1,2
1,1
2
–
–
2
–
–
2
–
–
2
–
–
2
–
–
2
–
–
2
–
–
2
–
–
2
–
–
2
–
–
1,7
0,7
1,2
1,7
0,7
1,2
1,7
0,8
1,4
1,7
0,8
1,4
1,7
0,8
1,4
–
–
–
–
–
–
1
1
1
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
0,7
1,2
0,9
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
0,5
1,5
0,7
–
–
–
–
–
–
u
–
–
1
1
0,5
0,7
–
–
2,5
–
–
–
Тип
режущего инструмента
Коэффициент относится к формуле по
таблице 11.1
10
Марка стали
20 35 45 40Х 20ХН
Бронза
обрабатываемого материала на режимы нарезания резьбы
Автоматные
гаечные метчики Нурка
Гаечные
метчики
u
Машинные
метчики
Круглые
плашки
Резьбонарезные самооткрывающиеся головки
Резьбовые
фрезы
групповые
M
Nэ
u
M
Nэ
u
M
Nэ
u
M
Nэ
u
Чугун
Примечание
В тех случаях, когда частота вращения шпинделя и мощность станка недостаточны, следует работать с той частотой вращения шпинделя, при которой мощность станка используется полностью.
При нарезании резьбы резьбовыми головками с резцами, оснащенными
пластинками из твердого сплава Т15К6, рекомендуется применять скорости резания u и подачи sz, приведенные в таблице 12.3. Для крупных и точных резьб
следует брать мéньшие значения sz, для мелких и грубых – бóльшие.
Таблица 12.3 – Режимы нарезания резьбы резцовыми головками с резцами,
оснащенными пластинками из твердого сплава
Обрабатываемый металл
Резьба
Скорость
u, м/мин
Подача sz,
мм/зуб;
Стали твердостью HB < 200, чугуны …………………...
Стали твердостью HB ≥ 200 ……………………………..
Цветные металлы и сплавы ……………………………..
Стали конструкционные, легированные, чугуны ……...
наружная
наружная
наружная
внутренняя
300
200
450
150
0,8-1,1
0,6-0,8
0,8-0,9
0,6-0,7
86
Цветные металлы и сплавы ……………………………..
внутренняя
180
0,6-0,7
12.3 Выбор смазывающе-охлаждающих жидкостей
При нарезании резьбы смазывающе-охлаждающие жидкости применяются
обязательно. При нарезании резьбы по стали и по латуни лучшие результаты дает
смесь растительных масел с керосином или скипидаром. Почти равноценные результаты дает сульфофрезол.
Несколько худшие результаты по чистоте и точности нарезаемой резьбы
дает 3…5%-ный раствор эмульсола в воде. При нарезании резьбы в чугуне на
сверлильных станках следует производить смачивание метчика керосином, а при
нарезании резьбы на многошпиндельных агрегатных станках – минеральным
маслом или сульфофрезолом.
При нарезании резьбы резцовыми головками с резцами, оснащенными пластинками из твердого сплава (вихревое нарезание) охлаждение смазывающеохлаждающими жидкостями не применяется.
12.4 Определение основного технологического времени
Основное технологическое время T0 (мин) при нарезании резьбы определяется по формулам, приведенным в таблице 12.4.
Таблица 12.4 – Формулы основного технологического времени T0 (мин)
и времени (периода) стойкости T (мин) инструмента
НаименоваФормула для T0
Формула для T
Соотношение
ние инструмежду T0 и T
мента
1
2
3
4
Резьбовые
T0 » T **
T0 = Kä × (l + l1 + f )× i × g T = K ä × l × i × g
n(× s )
резцы
n×s
æ lð ö
K ä× l
Гаечные
K ä× l + l ð
T
=
T
×
T=
T0 =
метчики
ç ÷
0
n×s
n ×s
èæl ø lð ö
Машинные
T = 1,8 ×T × 1+
K ä× l
æ çl + lð l + lð ö ÷
ä
T
=
метчики
T0=
+
×
K
*
ç
÷
0
n× s n × s
n×s
l
(сквозные отè
0
ø
è
ø
верстия)
æ l
l ö
K ×l
Машинные
T0 =1,8 × T
T =ç
+
÷ × Kä *
T= ä
0
метчики
n× s n × s
n×s
è
0
ø
(глухие отверстия)
Плашки
K ä× l
K ä× l
T0 = T
T
=
T
=
к самооткры0
n ×s
n×s
вающимся
87
головкам
Продолжение таблицы 12.4
1
2
3
æ
ö
l
l
K ä× l
Круглые
T =ç
+
÷ × Kä *
T
=
0
плашки
n× s n × s
n×s
è
0
ø
p × d × K ä × (l + l1 )***
Дисковые T = p × d × K ä × (l + l1 )***
T=
0
фрезы
s × coss × S
s × coss × S
ì
Групповые
фрезы
T0=
4
T0 =1,8 × T
T0 = T
ì
1,2 × p × d × K ä
sì
T=
1,2 × p × d × K ä
T0 = T
sì
Принятые обозначения:
Kд – количество нарезанных деталей, шт;
l – длина нарезанной резьбы, мм;
lр – длина рабочей части инструмента, мм;
l1 – врезание, мм;
f – ширина выточки для выхода резца, мм;
i – число повторных проходов резьбового резца;
g – число заходов резьбы;
o – угол подъема нарезаемой резьбовой нитки, град;
s – оборотная подача, мм/об;
sм – минутная подача, мм/мин;
n – частота вращения инструмента при рабочем ходе, об/мин;
n0 – частота вращения инструмента при обратном ходе, об/мин;
S – шаг нарезаемой резьбы, мм;
d – номинальный диаметр нарезаемой резьбы, мм.
*Частота вращения инструмента при обратном ходе n0 = 1,25 об/мин.
**Величины врезания и перебега сравнительно невелики и ими можно пренебречь.
***Уравнения даны для случая нарезания резьбы за один проход.
В формулах таблицы 12.4 под основным технологическим временем T0 понимается суммарная продолжительность непосредственной работы наиболее
нагруженного зуба инструмента, включая обратные ходы.
Под временем стойкости или периодом стойкости T понимается среднее
значение суммарной продолжительности всех рабочих циклов наиболее нагруженного зуба инструмента без учета времени, затрачиваемого на обратные ходы.
Число повторных проходов резьбового резца i зависит от вида резьбы (метрическая, трубная, трапециидальная, прямоугольная) и определяется по таблицам, приведенным в справочнике [2] и работах [3, 4].
88
13 ЗУБОНАРЕЗАНИЕ
13.1 Основные типы зуборезных инструментов
Нарезание зубчатых колес производится тремя методами:
1) копирования (фасонного фрезерования);
2) обкатки (огибания);
3) смешанным, когда одна часть профиля зубчатого колеса обрабатывается
обкаткой, а другая часть того же профиля – копированием.
Известны следующие типы зуборезных инструментов:
1) дисковые модульные фрезы – предназначены для обработки зубчатых
колес невысокой точности по методу копирования;
2) пальцевые модульные фрезы (черновые и чистовые) – предназначены
для обработки точных косозубых зубчатых колес модуля 20 мм и выше, а также
шевронных колес по методу копирования;
3) гребенки зуборезные прямозубые (черновые, чистовые, шлифовочные) –
применяются для обработки прямозубых и косозубых зубчатых колес модулем
до 60 мм и диаметром до 12000 мм по методу обкатки;
4) гребенки зуборезные косозубые (черновые, чистовые, шлифовочные) –
применяются для обработки шевронных колес модулем 3…24 мм наружного зацепления по методу обкатки;
5) червячные модульные фрезы (черновые, чистовые, повышенной точности) – применяются для обработки цилиндрических прямозубых и косозубых зубчатых колес по методу обкатки;
6) червячные фрезы для нарезания червячных колес (архимедовы, эвольвентные, с прямоугольным профилем в продольном сечении) – применяются для
обработки червячных колес, работающих в зацеплении с одним из трех типов
червяков (червяк архимедов, червяк эвольвентный, червяк с прямоугольным
профилем в нормальном сечении);
7) долбяки зуборезные (дисковые, чашечные, втулочные, хвостовые) –
предназначены для обработки цилиндрических зубчатых колес с прямыми и косыми зубцами внутреннего и наружного зацепления, а также шевронных колес.
Долбяки могут быть обдирочными (для предварительной обработки под чистовое долбление или шлифование), чистовыми класса А и чистовыми класса Б (для
нарезания зубчатых колес различной степени точности);
8) резцы зуборезные чистовые – применяются для обработки конических
прямозубых зубчатых колес методом обкатки;
9) резцы прорезные (не стандартизованы) – применяются для предварительной обработки конических прямозубых зубчатых колес модулем свыше 10 мм;
10) зуборезные головки (одностороннего и двустороннего резания) – применяются для обработки конических зубчатых колес с косым зубом, очерченным
по дуге окружности;
89
11) конические червячные фрезы (левозаходные и правозаходные) – применяются для обработки конических зубчатых колес с косыми зубцами, очерченными по кривым, близким к эвольвенте;
12) дисковые шеверы (прямозубые и косозубые) – применяются для шевингования цилиндрических зубчатых колес с прямым и косым зубом;
13) реечные шеверы – применяются для шевингования прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес повышенной точности;
14) червячные шеверы (с профилем архимедова червяка, эвольвентного
червяка или червяка с прямолинейным профилем в нормальном сечении) – предназначены для шевингования червячных колес;
15) шлицевые червячные фрезы (с усиками для шлицевых соединений с
внутренним центрированием и без усиков для шлицевых соединений с наружным центрированием) – применяются для фрезерования многошпоночных шлицевых валиков с прямолинейным профилем по методу обкатки.
Подробное описание зуборезных инструментов, а также их геометрических параметров приведено в справочнике [2] и работах [3, 4].
13.2 Назначение глубины резания
Глубина резания при обработке зубчатых колес определяется числом проходов, необходимым для полной обработки впадины.
Цилиндрические колеса с модулем m ≤ 2 мм и конические колеса с модулем m ≤ 3 мм нарезаются за один проход. Колеса более крупных модулей нарезаются за два прохода. При недостаточной мощности станка и жесткости системы станок-приспособление-инструмент-деталь черновое нарезание может
быть произведено за два и бóльшее число проходов.
13.3 Выбор подачи
Подача s (мм/об или мм/ход – на один двойной ход режущего инструмента)
при зубонарезании выбирается по данным таблицы 13.1.
Таблица 13.1 – Значения подач при зубонарезании
Подача s, мм/об или мм/ход
m < 2 мм 2 ≤ m < 3 мм 3 ≤ m < 4 мм
0,31
0,32-0,5
0,19-0,5
Зубодолбление долбяком с де- черновые проходы
лительным диаметром 75 мм
чистовые проходы
0,31
0,31
0,38
0,8-1,2
4-8
2,7-8
Зубофрезерование однозаход- черновые проходы
ной червячной фрезой
чистовые проходы
0,8-1,2
1,2
1,4
2-4
–
–
Нарезание шлицевых валиков черновые проходы
червячной фрезой
чистовые проходы
1,5-2,0
–
–
Условное обозначение: m – модуль зубчатого колеса, мм.
Метод обработки
90
13.4 Назначение стойкости инструмента
Стойкость Т (мин) инструментов для нарезания зубчатых колес с модулем
m ≤ 8 мм (при оптимальном допустимом износе) принимается равной:
1) при обработке стальных колес Т = 180 мин;
2) при обработке чугунных колес Т = 360 мин.
Поворот долбяков после 120 мин работы увеличивает их стойкость на 50 –
70 %. Перестановка червячных фрез в осевом направлении на 2 шага увеличивает
стойкость во столько же раз, сколько произведено перестановок.
При нарезании колес с модулем m = 5…6 мм стандартными червячными
фрезами возможны одна – две передвижки; при нарезании колес с модулем m =
1…1,5 мм – от трех до восьми передвижек.
13.5 Расчет скорости резания
Скорость резания u (м/мин) при обработке цилиндрических зубчатых колес и шлицевых валиков определяется по формуле:
u=
C × zu × K
,
T × s × my
è
n
x
(13.1)
где z – число зубьев зуборезного инструмента, шт;
T – стойкость зуборезного инструмента, мин;
s – подача, мм/об или мм/ход;
m – модуль (при нарезании шлицевых валиков – высота шлица), мм;
C, Kи – коэффициенты;
u, n, x, y – показатели степени.
Числовые значения коэффициента C и показателей степени u, n, x, y приведены в таблице 13.2, а коэффициента Kи – в таблице 13.3.
Таблица 13.2 – Значения коэффициента C и показателей степени u, n, x, y
Сталь
Чугун,
Харак- d, МИ
40Х
45
НВ = 180…200
тер об- мм
20Х и
20Х, 40Х и 45
работки
12ХН3, НВ НВ НВ
колес
НВ 215 180 240 200
C
C C
C
u
n
x
y
C
u
n
x
y
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16
Зубодолбление
0,4
93
138 52,5 137 0 0,37 0,65 0,67 –
–
–
–
–
Черновое …… 0,8 Р18, 41,6
47 – 49,5 0,03 0,22 0,47 0,29 53,9 0,03 0,11 0,26 0,15
176 200 – 208 0 0,37 0
0
–
–
–
–
–
Чисто- 0,04 Р9
вое …… 0,10
127 148 – 153 0 0,25 0
0
–
–
–
–
–
Зубофрезерование однозаходной червячной фрезой при m < 8 мм
0,8
0,5 0,85 -0,59 99,8 0 0,23 0,38 -0,52
ЧерноР18, 388 494 – 524 0
445 565 – 598 0 0,47 0,88 -0,52 89,5 0 0,21 0,36 -0,58
вое …… 1,2 Р9
91
Продолжение таблицы 13.2
1
2 3 4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16
Зубофрезерование однозаходной червячной фрезой при m ≥ 8 мм
1-й черновой
проход на глубину 1,4×m …... 1,2 Р18, 217 242 – 256 0 0,25 0,25 0,17 – – –
Р9
2-й черновой
проход на глубину 0,7×m …... 1,2
3050 3440 – 3600 0 0,53 0,53 0,35 – – –
Нарезание шлицевых валиков червячной фрезой с усиками
Однократная
Р18,
обработка …… 1,0 Р9 78 90 – 120 0,37 0 0,5 1,28 – – –
Условные обозначения:
d – допустимое значение износа зуборезного инструмента, мм;
МИ – материал режущей части зуборезного инструмента.
–
–
–
–
–
–
Таблица 13.3 – Значения коэффициента Kи
Вид инструмента
Долбяки и все типы червячных фрез, зуборезные резцы всех типов ……………………..
Дисковые модульные фрезы …………………
Материал режущей части
зуборезного инструмента
Значение коэффициента Kи
Р9, Р18
Р18
У12
1,0
1,0
0,6
Смазывающе-охлаждающей жидкостью при черновом зубонарезании
служит 10%-ный водный раствор эмульсола или веретенное масло 3. При чистовом – 20%-ный водный раствор эмульсола с добавкой 4 % мыла.
13.6 Определение основного технологического времени
Основное технологическое время T0 (мин) при нарезании зубчатых колес
определяется по формулам, приведенным в таблицах 13.4 – 13.6.
Режимы резания при других видах зубонарезания и шевингования указаны
в таблицах 13.7 и 13.8.
Таблица 13.4 – Формулы времени T0 (мин) при зубонарезании
Вид инструмента
1
Долбяки
Расчетная формула
2
T0 =
p
Условные обозначения
3
s
–
круговая
подача
на
1
двойной ход, мм/ход;
× z × m ×i
h
+
s×n
s¢ × n s¢– подача врезания, равная 0,1-0,35 s, мм/ход;
n – число двойных ходов в минуту, ход/мин;
h – высота обрабатываемого зуба, мм;
z – число нарезаемых зубьев;
m – модуль зубчатого колеса, мм;
i – число проходов.
92
Продолжение таблицы 13.4
1
2
3
2
×
L
×
z
s
–
минутная
подача,
мм/мин;
м
Дисковые модульные
T=
+t×z
фрезы (на универ- 0
t – время деления на один зуб (t » 0,5 мин);
sì
сально-фрезерном
станке с делительной
головкой)
Резцы и зуборезные
головки
Дисковые шеверы
Червячные фрезы для
обработки цилиндрических зубчатых колес
и шлицевых валиков
tì × z
60
h × z ×i
T0 =
n × s × z1
T0=
T0 =
L ×z
n×s×q
z – число нарезаемых зубьев;
L – длина хода стола при фрезеровании одного зуба, мм.
tм – время на один зуб (таблицы 12.5, 12.6), с;
z – число нарезаемых зубьев.
h – высота обрабатываемого зуба, мм;
z – число нарезаемых зубьев;
n – частота вращения шевера, об/мин;
s – подача заготовки, мм/об;
z1 – число зубьев шевера (по окружности);
i – число проходов стола.
L – длина хода каретки на рабочей подаче, мм;
z – число нарезаемых зубьев или шлицев;
n – частота вращения фрезы, об/мин;
s – подача заготовки, мм/об;
q – число заходов фрезы.
Таблица 13.5 – Время в секундах на нарезание одного зуба спиральных
конических зубчатых колес (черновая обработка)
Станок
Модуль нарезаемых зубчатых колес m,
мм
3//
( // – дюйм)
16//
2-2,25
2,5-2,75
3
4
5
6
7
8
Обрабатываемый металл
Сталь 20Х и 12ХН3
Чугун, НВ = 190…225 кГ/мм2
Число зубьев z у конических колес
z > 10
z ≤ 10
z > 10
z ≤ 10
Время tм на нарезание одного зуба колеса, с
4,2
5,1
3,5
4,2
6,4
7,6
4,2
5,1
5,5
12
5,5
10
6
12
5,5
10
7
12
6
10
12
17,5
9
15
20
32
16
24
34
60
24
45
Таблица 13.6 – Время в секундах на нарезание одного зуба спиральных
конических зубчатых колес (чистовая обработка)
Модуль
Обрабатываемый металл
Сталь 20Х и 12ХН3
Чугун, НВ = 190…225 кГ/мм2
нарезаемых
зубчатых Специальная зуборезная головка для одновременной обработки обеих сторон
колес m, мм
зуба (ведомые колеса)
Обработка за один
Чистовая
Обработка за один
Чистовая
проход начерно и
обработка
проход начерно и
обработка
начисто
начисто
1
2
3
4
5
2
17,8
14,6
14,6
14,6
93
Продолжение таблицы 13.6
1
2
2,5
3
3,5
4
5
6
7
8
20,6
28,2
36,9
–
–
–
–
–
3
4
5
20,6
24,7
24,7
32,3
32,3
36,9
42,2
71,5
17,8
20,6
24,7
32,3
36,9
–
–
–
14,6
14,6
17,8
17,8
20,6
24,7
32,3
42,2
Таблица 13.7 – Рекомендуемые режимы резания при некоторых видах
зубонарезания
Стойкость Износ
Скорость резания u, м/мин
Сталь
Чугун, Латунь T, мин d, мм
НВ
20Х,
40Х,
45,
12ХН3, НВ 180 НВ 200 160…180
НВ 215
кГ/мм2
Зубофрезерование дисковой модульной фрезой цилиндрических колес
Черновой проход …… Р9
22
30
32
25
40
130
0,8
Чистовой проход …… Р18
28
38
40
30
60
180
0,3
Зубофрезерование специальной дисковой фрезой конических колес на трехшпиндельном станке
Предварительное …… Р9
30
30
32
40
–
480
1,0
Нарезание прямозубых конических зубчатых колес зубострогальными резцами
Черновой проход …… Р9
14
18
20
20
–
180
1,0
Чистовой проход …… Р18
16
20
22
22
–
240
0,25
Нарезание спиральных конических зубчатых колес головками
Черновой проход …… Р9
30
34
36
30
–
540
0,7
Чистовой проход …… Р18
40
40
40
34
–
500
0,15
Закругление торцов зубьев концевыми фрезами
Однократное ………... Р18
45
50
60
45
–
30
0,5
Условное обозначение: МИ – материал режущей части зуборезного инструмента.
Характер и метод
обработки
МИ
Таблица 13.8 – Режимы резания при шевинговании дисковыми шеверами
диаметром 7//
Обрабатывае- Окружная Промый металл скорость дольная
шевера, подача,
м/мин
мм/ход
Сталь 40Х
Сталь 12ХН3
Сталь 45
Чугун
130
130
145
145
0,15
0,15
0,25
0,40
Вертикаль- Число проходов Стойкость Число пеная подача
i до полной
шевера T,
реточек
стола,
обработки при
час
шевера
припуске
мм/ход
машинного до износа
0,1 мм 0,2 мм времени
0,02
5-6
8-10
20-30
6-8
0,04
5-6
8-10
20-30
6-8
0,05
4
6-8
20-30
6-8
0,08
4
6-8
10-15
6-8
Примечание
Количество зубчатых колес, обрабатываемых за период стойкости T шевера, для
чугунных колес колеблется в пределах 400 – 600 шт, для стальных колес – в пределах 800 – 1500 шт.
94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Расчёт режимов резания является одним из основных элементов курсового
и дипломного проектирования по специальности «Технология машиностроения». Его результаты определяют не только все последующие технические решения технолога, но и, в конечном итоге, себестоимость изделия и экономическую целесообразность его изготовления. Это связано с тем, что одним из конечных результатов расчёта режимов резания является основное время на технологическую операцию, которое в совокупности со вспомогательным временем
определяет штучное и штучно-калькуляционное время на изделие.
Если внимательно проанализировать справочные таблицы, приведённые в
настоящем учебном пособии или в справочниках технолога, можно убедиться в
том, что характер механической обработки деталей в значительной степени зависит от вида материала режущей части инструмента. При разработке технологического процесса, как в ходе выполнения курсовых или дипломных проектов,
так и в условиях реального производства, очень полезно просчитать несколько
вариантов режимов резания одной и той же детали, но с использованием различного режущего инструмента или различного технологического оборудования.
Такое исследование позволит заметить, что применение режущего инструмента,
оснащённого пластинками из твёрдого сплава, позволяет значительно уменьшить основное технологическое время, но потребует использования более мощного оборудования, а значит, и более жёсткой системы СПИД. Использование
инструмента с пластинками из быстрорежущей стали, наоборот, позволяет
уменьшить необходимую мощность металлорежущего станка, но при этом основное время увеличится в несколько раз. Конкретный выбор варианта обработки определяется, прежде всего, возможностями предприятия и экономической целесообразностью, но при этом нужно помнить, что в настоящее время передовые машиностроительные и приборостроительные предприятия отдают
предпочтение высокоскоростным методам формообразования поверхностей деталей, которые предполагают использование инструмента с твёрдосплавной и
быстросменной режущей частью. Обработка таким инструментам проводится на
мощных металлорежущих станках и практически всегда с использованием смазывающе-охлаждающих жидкостей. Это обстоятельство указывает на то, что при
назначении режимов резания рационально выбирать не только то технологическое оборудование, которое в данный момент имеется на предприятии, но и современные высокопроизводительные металлорежущие станки.
Очень важным параметром режимов резания является сила резания, особенно, если расчёт режимов производится в курсовом или дипломном проекте
по специальности «Технология машиностроения». В данных проектах, после
проектирования технологического процесса, студент разрабатывает конструкцию станочного приспособления для закрепления детали на металлорежущем
станке. Среди обязательных расчётов в данной части проектов является расчёт
усилия зажима детали в приспособлении и усилия зажима на его рукоятке (если
приспособление ручного действия). Исходными данными для таких расчётов
95
служит сила резания. При расчётах нужно помнить, что промежуточные результаты по эргономическим соображениям удобно выражать в устаревших единицах силы (кГ или кгс), а окончательные результаты расчётов обязательно выражают в ньютонах – единицах силы Международной системы единиц.
Успех и дальнейшее развитие современного машиностроительного производства немыслимо без изучения практического опыта, накопленного обществом в данной сфере. Машиностроение успешно развивается и в нашей стране,
и за её пределами. Поэтому и студенту, и инженерно-техническому работнику, и
преподавателю специальных дисциплин специальности 151001 «Технология машиностроения» очень важно постоянно отслеживать направления совершенствования методов и средств механической обработки деталей.
Начало XXI века отличается от предыдущих исторических периодов развития общества изобилием электронно-цифровых методов визуализации научнотехнической информации. В области технологии машиностроения сейчас существует множество общедоступных, в том числе распространяемых в рекламных
целях, видеофильмов с информацией о передовых достижениях ведущих мировых изготовителей машиностроительной продукции.
Анализ мировых тенденций в области механической обработки деталей в
машиностроении позволяет выявить следующие направления совершенствования технологий обработки металлических поверхностей резанием.
1 Применение твёрдосплавного режущего инструмента. Практически
везде, где существует возможность применения твёрдосплавного режущего инструмента, он заменяет инструмент с режущей частью, выполненной из быстрорежущей стали. Преимущества твердосплавного инструмента очевидны – большая скорость резания и стойкость инструмента, а значит, и меньшее основное
время формообразования поверхности. Недостатком твёрдосплавного инструмента является потребность в металлорежущих станках большой мощности, но
этот недостаток не препятствует вытеснению твёрдыми сплавами инструмента
из быстрорежущей стали.
2 Применение инструментов со сменной режущей частью. Анализ современных технологий показывает, что практически повсеместно (при токарной обработке – вообще везде) режущий инструмент со сменной режущей частью вытесняет цельный инструмент. Причём сменная режущая часть имеет форму
ромба, что позволяет вдвое сократить вспомогательное время на замену и переточку инструмента. Например, если резец затупился, и его следует заточить, не
нужно снимать режущую часть и отправлять её на участок заточки. Достаточно
перевернуть режущую часть другой стороной, и можно продолжать обработку.
А при переточке режущей части затачиваются сразу обе её стороны, что уменьшает вспомогательное время на эту операцию.
3 Применение материалов с ломкой стружкой. Можно отметить особенности современных материалов, применяемых при обработке резанием. Стружка
практически не образует «завитушек», а непосредственно в зоне резания ломается на кусочки размерами 2…5 мм и тут же удаляется. Результатом такой организации обработки деталей является устранение возможности засорения зоны
резания металлообрабатывающего станка стружкой.
96
4 Применение многооперационных металлорежущих станков. Широкое
применение имеют многооперационные металлорежущие станки: токарно-револьверные, токарные автоматы, обрабатывающие центры. Практически все
станки оснащены числовым программным управлением (ЧПУ).
5 Применение смазывающе-охлаждающих жидкостей. Механическая обработка высокопрочных легированных сталей, твёрдых сплавов и других трудно
обрабатываемых материалов проводится с использованием смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ), на высоких скоростях, с применением твёрдосплавного режущего инструмента со сменной режущей частью.
6 Высокая жёсткость системы СПИД. Анализ технологий машиностроительного производства, применяемых в настоящее время, показывает, что передовые предприятия добиваются очень высокой жёсткости системы СПИД (станок-приспособление-инструмент-деталь). В процессе механической обработки
вибрации оборудования, инструмента и заготовки минимальны, что позволяет
получать поверхности деталей такого высокого качества, которое ранее получалось лишь после многократной обработки режущим инструментов (например,
черновое, чистовое, тонкое точение) и последующем шлифовании. Современные
методы механической обработки деталей позволяют получить поверхности высокого качества без использования шлифовальной операции.
7 Высокая автоматизация работы. Операции механической обработки
практически «безлюдные», то есть, работа проводится, в основном, на автоматическом и автоматизированном технологическом оборудовании. Автоматизация
позволяет существенно снизить вспомогательное время на изготовление, которое, даже по общемашиностроительным нормативам, в разы или даже на порядок превышает основное время. Уменьшение вспомогательного времени – это
самый эффективный путь снижения штучного времени на изготовление детали,
а значит, и её производственной себестоимости.
Результаты анализа тенденций в области механической обработки деталей
в машиностроении необходимо использовать при изучении специальных дисциплин специальности 151001 «Технология машиностроения» и, особенно, при руководстве дипломным проектированием по данной специальности как высшего,
так и среднего профессионального образования.
97
ЛИТЕРАТУРА
1 Общие машиностроительные нормативы стойкости режущего инструмента // Научно-исследовательское бюро технических нормативов (НИБТН)
[Текст]. – М.: Машиностроение, 1959. – 678 с.
2 Кован, В.М. Справочник технолога-машиностроителя [Текст] / В.М. Кован, С.И. Бабкин, С.И. Волков. И.Е. Городецкий, А.К. Горошкин, В.В. Досчатов,
В.С. Замалин, А.И. Исаев, С.М. Кедров, А.Н. Малов, М.Е. Марданян, К.П. Панченко, Д.М. Секретев, К.П. Стаев, П.В. Сыроватченко, Г.Э. Таурит, М.А. Ильяшева; Под ред. А.Н. Малова // В 2-х томах. – Т. 2. – М.: Машгиз, 1959. – 584 с.
3 Краткий справочник металлиста [Текст] / Под общ. ред. П.Н. Орлова,
Е.А. Скороходова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – 960
с.
4 Косилова, А.Г. Справочник технолога машиностроителя [Текст] / Под
ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова // В 2-х т. – Т. 1. – 4-е изд. – М.: Машиностроение, 1985. – 589 с.
5 Серебреницкий, П.П. Общетехнический справочник [Текст] / П.П. Серебреницкий. – СПб.: Политехника, 2004. – 445 с.
6 Локтев, А.Д. Общемашиностроительные нормативы режимов резания
[Текст]: Справочник: В 2-х т. Т. 1 / А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, В.А. Батуев [и др.].
– М.: Машиностроение, 1991. – 640 с.
7 Общемашиностроительные укрупненные нормативы времени на работы,
выполняемые на металлорежущих станках. Единичное, мелкосерийное, среднесерийное производство [Текст] / ЦБНТ ГОСКОМСТАТ по труду и соц. вопросам. – М.: Экономика, 1986. – 570 с.
8 Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени и времени на обслуживание рабочего места на работы, выполняемые на металлорежущих станках [Текст] / ЦБНТ, ГОСКОМИТЕТ СССР по труду и социальным вопросам. – М.: Экономика, 1988. – 365 с.
9 Нефёдов, Н.А. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах [Текст]: Учебное пособие для техникумов. – М.: Высшая школа, 1976.
– 192 с.
10 Базров, Б.М. Основы технологии машиностроения [Текст]: учебник для
вузов / Б.М. Базров. – М.: Машиностроение, 2005. – 736 с.
11 Арзамосов, Б.Н. Конструкционные материалы [Текст]: справочник /
Б.Н. Арзамосов [и др.]; под общ. ред. Б.Н. Арзамосова. – М.: Машиностроение,
1990. – 687 с.
12 Специальные способы литья [Текст]: справочник / Под общ. ред В.А.
Ефимова. – М.: Машиностроение, 1991. – 736 с.
13 Балобанов, А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя
[Текст] / А.Н. Балобанов. – М.: Изд-во стандартов, 1992. – 460 с.
14 Справочник технолога-приборостроителя [Текст] / Под ред. П.В. Сыроватченко. – В 2-х т. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980.
98
15 Бабук, В.В. Дипломное проектирование по технологии машиностроения
[Текст]: учебное пособие для вузов / В.В. Бабук, П.А. Горезко, К.П. Забродин и др.;
под общ. ред. В.В. Бабука. – Минск: Высшая школа, 1979. – 464 с.
16 Амиров, Ю.Д. Технологичность конструкции изделия [Текст]: справочник / Ю.Д. Амиров [и др.]; под общ. ред. Ю.Д. Амирова. – 2-е изд., перераб. и
доп. – М.: Машиностроение, 1980. – 768 с.
17 Гжиров, Р.И. Краткий справочник конструктора [Текст]: справочник /
Р.И. Гжиров. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1984. – 464 с.
18 Курсовое проектирование по технологии машиностроения [Текст] / Под
общ. ред. А.Ф. Горбацевича. – Минск: Высшая школа, 1975. – 288 с.
19 Бабук, В.В. Проектирование технологических процессов механической
обработки в машиностроении [Текст]: учебное пособие / В.В. Бабук [и др.]; под
ред. В.В. Бабука. – Мн.: Высшая школа, 1987. – 255 с.
20 Войчинский, А.М. Технологичность изделий в приборостроении [Текст]
/ А.М. Войчинский, Э.Ж. Янсон. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1988.
– 232 с.
21 Рудской, А.М. Сборник примеров и задач по технологии машиностроения [Текст] / А.М. Рудской, С.Е. Шишков, Г.А. Харламов. – Курск: Изд-во Курского гос. техн. ун-та, 2000. – 240 с.
22 Обработка металлов резанием [Текст]: справочник технолога / Под общ.
ред. А.А. Панова. – М.: Машиностроение, 1988. – 736 с.
23 Абрамов, Ф.Н. Справочник по обработке металлов резанием [Текст] /
Ф.Н. Абрамов, В.В. Коваленко [и др.]. – Киев: Техника, 1983. – 239 с.
24 Материалы в приборостроении и автоматике [Текст]: справочник / Под
ред. Ю.М. Пятина. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1982. – 528 с.
25 Материалы в машиностроении. Выбор и применение [Текст]: справочник / Под общ. ред. И.В. Кудрявцева. – В 5 т. – М.: Машиностроение, 1969.
26 Богословский, С.Д. Литьё мелких стальных деталей по выплавляемым
моделям [Текст] / С.Д. Богословский. – М.: Машиностроение, 1982. – 72 с.
27 Литьё в кокиль [Текст] / Под ред. А.И. Вейлока. – М.: Машиностроение,
1982. – 207 с.
28 Цветное литьё [Текст]: справочник / Под общей ред. Н.М. Галдона. –
М.: Машиностроение, 1989. – 528 с.
29 Косилова, А.Г. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении [Текст]: справочник технолога / А.Г. Косилова. – М.: Машиностроение, 1976.
– 288 с.
30 Прогрессивный режущий инструмент и режимы резания металлов
[Текст]: справочник / Под общ. ред. В.И. Баранчикова. – М.: Машиностроение,
1990. – 440 с.
31 Агрегатные станки средних и малых размеров [Текст] / Под общ. ред.
Ю.В. Тимофеева. – М.: Машиностроение, 1985. – 240 с.
32 Кораблев, Л.А. Обработка на агрегатных станках в приборостроении
[Текст] / Л.А. Кораблёв. – М.: Машиностроение, 1960. – 387 с.
33 Степанян, А.Г. Изготовление малогабаритных корпусных деталей
[Текст] / А.Г. Cтепанян. – М.: Машиностроение, 1973. – 290 c.
99
34 Уразаев, З.Ф. Обработка сложных деталей приборов [Текст] / З.Ф. Уразаев, А.И. Фадеев. – М.: Машиностроение, 1966. – 152 с.
35 Бастраков, В.М. Метрологическое обеспечение проектирования и изготовления изделий [Текст]: учебное пособие / В.М. Бастраков. – Йошкар-Ола,
1983. – 72 с.
36 Куприянов, В.А. Мелкоразмерный инструмент для резания труднообрабатываемых материалов [Текст] / В.А. Куприянов. – М.: Машиностроение, 1989.
– 136 с.
37 Справочник инструментальщика [Текст] / Под общ. ред. И.А. Ординарцева. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1987. – 846 с.
38 Музыкант, Я.Ф. Металлорежущий инструмент [Текст]: номенклатурный каталог. – В 4 ч. – М.: Изд-во ВИНИТЭМР, 1995.
39 Антонюк, В.Е. Конструктору станочных приспособлений [Текст]: справочное пособие / В.Е. Антонюк. – Мн.: Беларусь, 1991. – 400 с.
40 Бадаров, Б.И. Альбом по проектированию приспособлений [Текст]:
учебное пособие / Б.И. Бадаров, А.И. Сорокин, В.А. Губарь [и др.]. – М.: Машиностроение, 1991. – 375 с.
41 Плашей, Т.И. Конструкции приспособлений агрегатных станков и автоматических линий: альбом конструкций / Т.И. Плашей. – М.: Машиностроение,
1990. – 230 с.
42 Кузнецов, В.С. Универсально-сборные приспособления: альбом монтажных чертежей [Текст] / В.С. Кузнецов. – М.: Машиностроение, 1974. – 367 с.
43 Горошкин, А.К. Приспособления для металлорежущих станков [Текст]:
справочник / А.К. Горошкин. – М.: Машиностроение, 1978. – 303 с.
44 Альбом приспособлений для металлорежущих станков, применяемых в
приборостроении [Текст] / Под ред. А.Н. Гаврилова. – М.: Машиностроение,
1958. – 487 с.
45 Блюмберг, В.Н. Переналаживаемые станочные приспособления [Текст]
/ В.Н. Бломберг. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1978. – 360 с.
46 Бодров, Б.М. Альбом по проектированию приспособлений [Текст]:
учебное пособие/ Б.М. Бодров. – М.: Машиностроение, 1991. – 121 с.
47 Ансеров, М.С. Приспособления для металлорежущих станков [Текст] /
М.С. Ансеров. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1975. – 654 с.
48 Олеров, И.М. Допуски на изготовление и износ деталей станочных приспособлений [Текст]: справочник / И.М. Олеров. – 2-е изд., перераб. – М.: Машиностроение, 1983. – 56 с.
49 Станочные приспособления [Текст]: Справочник / Под ред. Б.Н. Вардашкина и А.А. Шатилова. – В 2-х т. – М.: Машиностроение, 1984. – 591 с.
502 Горохов, В.А. Проектирование и расчет приспособлений [Текст]:
Учебное пособие для вузов / В.А. Горохов. – Мн.: Высшая школа, 1986. – 238 с.
51 Андреев, Е.И. Проектирование технологической оснастки [Текст]:
Учебное пособие для вузов. – М.: Изд-во «Станкин», 1997. – 416 с.
52 Микитянский, В.В. Точность приспособлений в машиностроении
[Текст]. – М.: Машиностроение, 1984. – 128 с.
100
53 Марков, Н.Н. Конструкция, расчет и эксплуатация измерительных инструментов и приборов [Текст] / Н.Н. Марков, Г.М. Ганевский. – М.: Изд-во стандартов, 1980. – 319 с.
54 Кострицкий, В.Г. Контрольно-измерительные инструменты и приборы
в машиностроении [Текст]: справочник / В.Г. Кострицкий. – Киев: Техника, 1986.
– 136 с.
55 Иващенко, И.А. Технологические размерные расчеты и способы их автоматизации [Текст] / И.А. Иващенко. – М.: Машиностроение, 1975. – 222 с.
56 Нефедов, Н.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту [Текст]: учебное пособие для техникумов / Н.А. Нефёдов,
К.К. Осипов. – М.: Машиностроение, 1990. – 448 с.
57 Жигалко, Н.И. Обработка материалов. Станки и инструменты [Текст]:
учебное пособие для вузов / Н.И. Жигалко, Е.С. Яцура. – Мн.: Высшая школа,
1984. – 373 с.
58 Бердичевский, Е.Г. Смазочно-охлаждающие средства для обработки материалов [Текст]: справочник / Е.Г. Бердичевский. – М.: Машиностроение, 1984.
– 224 с.
59 Режимы резания металлов [Текст]: справочник / Под ред. Ю.В. Барановского. – М.: Машиностроение, 1972. – 544 с.
60 Мовчин, В.И. Сборник задач по техническому нормированию труда в
механических цехах [Текст]: учебное пособие для техникумов / В.И. Мовчин. –
М.: Машиностроение, 1992. – 272 с.
61 Справочник конструктора штампов. Листовая штамповка [Текст] / Под
общ. ред. Л.И. Рудмана. – М.: Машиностроение, 1988. – 496 с.
62 Романовский, В.П. Справочник по холодной штамповке [Текст] / В.П. Романовский. – 6-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отдние, 1979. – 520 с.
63 Зубцов, М.Е. Листовая штамповка [Текст] / М.Е. Зубцов. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1980. – 431 с.
64 Дурандин, М.М. Штампы для холодной штамповки мелких деталей
[Текст]: альбом конструкций и схем / М.М. Дурандин. – М.: Машиностроение,
1978. – 108 с.
65 Мещерин, В.Т. Листовая штамповка. Атлас схем [Текст]: учебное пособие
для вузов / В.Т. Мещерин. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1975.
– 227 с.
66 Рудман, Л.И. Наладка прессов для листовой штамповки [Текст] / Л.И.
Рудман. – М.: Машиностроение, 1980. – 219 с.
67 Журавлев, В.Н. Машиностроительные стали [Текст]: Справочник / В.Н.
Журавлёв, О.И. Николаев. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение,
1981. – 391 с.
68 Прогрессивные технологические процессы холодной штамповки [Текст] /
Под общ. ред. А.Г. Овчинникова. – М.: Машиностроение, 1985. – 200 с.
69 Средства автоматизации и механизации кузнечно-штамповочного производства [Текст]: отраслевой каталог / НПО ЭНИКмаш. – М.: ВНИИТЭМР,
1989. – 95 с.
101
70 Скворцов, Г.Д. Основы конструирования штампов для холодной штамповки [Текст] / Г.Д. Скворцов. – М.: Машиностроение, 1972. – 280 с.
71 Общемашиностроительные нормативы времени на холодную штамповку. Серийное, крупносерийное, массовое производство [Текст]. – М.: Машиностроение, 1964. – 380 с.
72 Ольша, А.М. Листовая штамповка [Текст] / А.М. Ольша. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1980. – 250 с.
73 Кузнечно-прессовое оборудование 1991-1992г, 1992-1993г.: Номенклатурный каталог / ЭНИКмаш. – М.: Машиностроение, 1993. – 84 с.
74 Ковка и штамповка [Текст]: Справочник. – В 4-х т. / Под ред. А.Д. Матвеева. – М.: Машиностроение, 1973.
75 Драгун, А.А. Вспомогательный инструмент для токарно-револьверных
станков [Текст]. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1979. – 192 с.
76 Пожитков, А.Я. Наладка одношпиндельных токарных автоматов
[Текст]: справочное пособие / А.Я. Пожитков. – М.: Машиностроение, 1978. –
192 с.
77 Сафро, Е.С. Наладка одношпиндельных токарно-револьверных автоматов [Текст]: справочник / Е.С. Сафро. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отдние, 1983. – 200 с.
78 Оганян, А.А. Справочник по наладке токарных и токарно-револьверных
автоматов [Текст] / А.А. Оганян. – М.: Машиностроение, 1983. – 383 с.
79 Сборник задач и упражнений по технологии РЭА [Текст] / Под ред. Е.М.
Парфенова. – М.: Высшая школа, 1982. – 255 с.
80 Зазерский, Е.И. Справочник молодого наладчика токарных автоматов и
полуавтоматов [Текст] / Е.И. Зазерский, Н.Г. Митрофанов, А.Г. Сахновский. – 2е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1987. – 303 с.
81 Камышный, Н.И. Конструкция токарных автоматов и полуавтоматов
[Текст] / Н.И. Камышный, В.С. Стародубов. – М.: Высшая школа, 1983. – 272 с.
82 Фомин, С.Ф. Наладка одношпиндельных токарных автоматов [Текст]. –
М.: Машиностроение, 1969. – 321 с.
83 Общемашиностроительные укрупненные нормативы времени на работы, выполняемые на токарно-револьверных станках. Мелкосерийное и среднесерийное производство [Текст]. – М.: Экономика, 1989. – 305 с.
84 Калинчев, Э.Л. Выбор пластмасс для изготовления изделия [Текст]: справочное пособие / Э.Л. Калинчев, Н.Б. Соковцева. – Л.: Химия, 1987. – 416 с.
85 Штурман, М.В. Качество поверхностей деталей из пластмасс [Текст] /
М.В. Штурман. – М.: Химия, 1987. – 234 с.
86 Сосенушкин, Е.Н. Технологические процессы переработки пластмасс и
изготовления резиновых технических изделий [Текст]: учебное пособие / Е.Н.
Сосенушкин. – М.: Изд-во «Станкин», 1995. – 87 с.
87 Житник, Н.И. Справочник по обработке пластмасс [Текст] / Н.И. Житник, М.Л. Герасько, В.П. Штучный. – Киев: Техника, 1988. – 160 с.
88 Штучный, Б.П. Механическая обработка пластмасс [Текст]: справочник
/ Б.П. Штучный. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987. – 150 с.
102
89 Филатов, В.И. Технологическая подготовка производства пластмассовых деталей [Текст] / В.И. Филатов. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отдние, 1976. – 272 с.
90 Конин, В.А. Обработка деталей из пластмасс [Текст] / В.А. Конин. – М.:
Химия, 1988. – 176 с.
91 Калинчев, Э.Л. Свойства и переработка термопластов [Текст]: справочное пособие / Э.Л. Калинчев. – Л.: Химия, 1983. – 120 с.
92 Басов, Н.И. Расчёт и конструирование формующего инструмента для
изготовления изделий из полимерных материалов [Текст]: учебник для вузов /
Н.И. Басов. –М.: Химия, 1991. – 352 с.
93 Пантелеев, А.П. Справочник по проектированию оснастки для переработки пластмасс [Текст] / А.П. Пантелеев. – М.: Машиностроение, 1986. – 400 с.
94 Ильин, В.А. Технология изготовления печатных плат [Текст] / В.А.
Ильин. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1984. – 77 с.
95 Медведев, А.М. Контроль и испытания плат печатного монтажа [Текст]
/ А.М. Медведев. – М.: Энергия, 1975. – 151 с.
96 Технология и автоматизация производства радиоэлектронной аппаратуры [Текст]: учебник для вузов / Под ред. А.П. Достанко. – М.: Радио и связь,
1989. – 624 с.
97 Буловский, П.И. Технология и оборудование производства электроизмерительных приборов [Текст] / П.И. Буловский, А.Н. Лукичев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1983. – 280 с.
98 Лебедовский, М.С. Научные основы автоматической сборки [Текст] /
М.С. Лебедовский, В.А. Вейд, А.И. Федотов. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1985. – 316 с.
99 Моющие средства, их использование в машиностроении и регенерация
[Текст]. – М.: Машиностроение, 1993. – 208 с.
100 Уразаев, З.Ф. Сборка, регулировка и испытание авиационных приборов [Текст]. – М.: Машиностроение, 1983. – 271 с.
101 Рудык, А.Р. Технология миниатюрных реле [Текст] / А.Р. Рудык, Д.А.
Любинский; под ред. А.Д. Животченко. – Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд.-ние,
1982. – 264 с.
102 Корсаков, В.С. Технологические основы роботизированной сборки
[Текст] / В.С. Корсаков. – Фрунзе: Издательство «Илим», 1986. – 296 с.
103 Справочник по производственному контролю в машиностроении
[Текст] / Под ред. А.К. Кутая. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение
(Ленингр. отд-ние), 1974. – 676 с.
104 Мягков, В.Д. Допуски и посадки [Текст]: справочник. В 2-х ч. / В.Д.
Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. – 6-е изд., перераб. и доп.
– Л.: Машиностроение, 1982. – Ч. 1. – 543 с.
103
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)
Правила оформления пояснительной записки по курсовым
и дипломным проектам
А.1 Общие требования
Все листы пояснительной записки должны быть сброшюрованы в папки
формата А4. На обложке папки должна быть этикетка.
Изложение текста и оформление пояснительной записки (ПЗ) по проектам
выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105 и ГОСТ 7.32.
Страницы текста ПЗ, включенные в ПЗ иллюстрации и таблицы должны
соответствовать формату А4 по ГОСТ 9327. Текст ПЗ печатается на одной стороне листа белой бумаги формата А4 через полтора интервала, шрифт Times New
Roman (кегль 14 пт), абзацы в тексте начинают отступом, равным пяти ударам
пишущей машинки (1,25 – 1,27 см), выравнивание по ширине.
Текст ПЗ для конструкторских документов печатается на листах, имеющих
рамку и основную надпись в соответствии с ГОСТ 2.104; ГОСТ 2.105; ГОСТ
2.106. На первой странице первого раздела основной части ПЗ основная надпись
соответствует форме 2 по ГОСТ 2.104. На последующих листах ПЗ основная
надпись соответствует форме 2а ГОСТ 2.104. Допускается последующие листы
ПЗ оформлять без основной надписи и рамки с оставлением полей. Если тема
проекта является частью научно-исследовательской работы выпускающей кафедры, ПЗ оформляется в соответствии с ГОСТ 7.32 (без рамок).
Текст ПЗ на листах без рамки следует печатать, соблюдая следующие размеры полей: правое – 10 мм, верхнее – 15 мм, нижнее – 20 мм, левое – не менее
30 мм для подшивки. Разрешается использовать компьютерные возможности акцентирования внимания на определенных терминах, принципах, формулах, применяя шрифты разной гарнитуры.
Нумерация листов пояснительной записки должна быть сквозной в пределах всей записки. Первой страницей является титульный лист, на котором номер
страницы не проставляется. Номера страниц проставляются в основной надписи
в графах «Лист», «Листов». В графе основной надписи «Листов» указывается количество листов в пояснительной записке.
На листах без рамки и основной надписи номер страницы проставляется в
правом верхнем углу листа арабскими цифрами без точки.
А.2 Построение пояснительной записки
Наименования структурных элементов ПЗ «Аннотация», «Содержание»,
«Введение», «Заключение», «Список использованных источников», «Приложения» не нумеруются и служат заголовками структурных элементов.
ПЗ следует представить в виде разделов, подразделов, пунктов и, в случае
необходимости, подпунктов. Разделы должны иметь порядковые номера в пределах всей ПЗ, обозначенные арабскими цифрами без точки и записанные с абзацного отступа. Подразделы должны иметь нумерацию в пределах каждого раздела.
104
Номер подраздела состоит из номеров раздела и подраздела, разделенных точкой.
В конце номера подраздела точка не ставится. Разделы, как и подразделы, могут
состоять из одного или нескольких пунктов.
Если ПЗ не имеет подразделов, то нумерация пунктов в ней должна быть в
пределах каждого раздела. Номер пункта в разделе должен состоять из номеров
раздела и пункта, разделенных точкой. В конце номера пункта точка не ставится,
например:
1 Типы и основные размеры
1.1
1.2
Нумерация пунктов первого раздела записки
2 Технические требования
2.1
2.2
Нумерация пунктов второго раздела записки
2.3
Если ПЗ имеет подразделы, то нумерация пунктов должна быть в пределах
подраздела и номер пункта должен состоять из номеров раздела, подраздела и
пункта, разделенных точкой.
Пример
3 Методы испытаний
3.1 Аппараты, материалы и реактивы
3.1.1
Нумерация пунктов первого подраздела третьего
3.1.2
раздела записки
3.2 Подготовка к испытанию
3.2.1
3.2.2
Нумерация пунктов второго подраздела третьего
3.2.3
раздела записки
Если раздел или подраздел состоит из одного пункта, он также нумеруется.
Если текст пояснительной записки подразделяется только на пункты, они нумеруются порядковыми номерами в пределах записки.
Пункты при необходимости, могут быть разбиты на подпункты, которые
должны иметь порядковую нумерацию в пределах каждого пункта, например:
4.2.1.1, 4.2.1.2, 4.2.1.3 и т.д.
Внутри пунктов или подпунктов могут быть приведены перечисления. Перед каждой позицией перечисления следует ставить дефис или, при необходимости ссылки в тексте записки на одно из перечислений, строчную букву, после
которой ставится скобка. Для дальнейшей детализации перечислений необходимо использовать арабские цифры, после которых ставится скобка, а запись
производится с абзацного отступа, как показано в примере.
Пример
а)
б)
1)
2)
в)
105
Каждый пункт, подпункт и перечисления в пояснительной записке нужно
записывать с абзацного отступа.
Разделы и подразделы должны иметь заголовки. Пункты, как правило, заголовков не имеют. Заголовки должны чётко и кратко отражать содержание разделов, подразделов. Заголовки следует печатать с прописной буквы без точки в
конце, не подчеркивая. Переносы слов в заголовках не допускаются. Если заголовок состоит из двух предложений, их разделяют точкой.
Расстояние между заголовком и текстом при выполнении записки машинописным способом должно быть равно 15 мм. Расстояние между заголовками раздела и подраздела – 8 мм. Допускается применять интервалы, близкие к интервалам, указанным в миллиметрах.
Каждый раздел записки рекомендуется начинать с нового листа (страницы). Не следует помещать заголовки разделов на отдельных листах. Слово
«Содержание» записывают в виде заголовка (симметрично тексту) с прописной
буквы. Наименования, включенные в содержание, записывают строчными буквами, начиная с прописной буквы.
А.3 Изложение текста
Текст ПЗ должен быть кратким, чётким и не допускать различных толкований. В ПЗ должны применяться научно-технические термины, обозначения и
определения, установленные соответствующими стандартами, а при их отсутствии – общепринятые в научно-технической литературе.
Если в ПЗ принята специфическая терминология, то в конце её (перед списком литературы) должен быть перечень принятых терминов с соответствующими разъяснениями. Перечень включается в содержание записки.
В тексте пояснительной записки не допускается применять:
а) обороты разговорной речи, техницизмы, профессионализмы;
б) для одного и того же понятия различные научно-технические термины,
близкие по смыслу (синонимы), а также иностранные слова и термины при наличии равнозначных слов и терминов на русском языке;
в) произвольные словообразования;
г) сокращения слов, кроме установленных правилами русской орфографии
или соответствующими национальными стандартами.
В тексте ПЗ не допускается сокращать обозначения физических величин,
если они употребляются без цифр, за исключением единиц физических величин
в головках и боковиках таблиц, и в расшифровках буквенных обозначений, входящих в формулы и рисунки.
В тексте ПЗ, за исключением формул, таблиц и рисунков, не допускается:
а) применять математический знак (–) перед отрицательными значениями
величины (следует писать слово «минус»);
б) применять знак « Æ » для обозначения диаметра (следует писать слово
«диаметр»), но при указании размера или предельных отклонений диаметра на
чертежах, помещенных в тексте документа, перед размерным числом следует писать знак « Æ »;
106
в) применять без числовых значений математические знаки, например: >
(больше), < (меньше), = (равно), ≥ (больше или равно), ≤ (меньше или равно), ≠
(не равно), а также знаки № (номер), % (процент);
г) применять индексы стандартов, технических условий и других документов без регистрационного номера.
Перечень допускаемых сокращений слов указан в стандарте ГОСТ 2.316.
Если в ПЗ принята особая система сокращения слов или наименований, то
должен быть приведен перечень принятых сокращений, который помещают в
конце записки перед перечнем терминов.
В ПЗ следует применять стандартизованные единицы физических величин,
их наименования и условные обозначения в соответствии с требованиями ГОСТ
8.417. Наряду с единицами СИ, при необходимости, в скобках указывают единицы ранее применявшихся систем, разрешенных к применению. Применение
различных систем обозначения физических величин не допускается.
Числовые значения величин с обозначением единиц физических величин и
единиц счёта следует писать цифрами, а числа без обозначения единиц физических величин и единиц счета от единицы до девяти – словами.
Примеры
1 Провести испытания пяти труб, каждая длиной 5 м.
2 Отобрать 15 труб для испытания на давление.
Единица физической величины одного и того же параметра в пределах всей
ПЗ должна быть постоянной. Если в тексте приводится ряд числовых значений,
выраженных в одной и той же единице физической величины, то её указывают
после последнего числового значения, например: 1,50; 1,75; 2,50 м.
Если в тексте ПЗ приводят диапазон числовых значений физической величины, выраженных в одной и той же единице физической величины, то её обозначение указывается после последнего числового значения диапазона. Интервалы чисел записывают со словами «от» «до» (имея в виду: «от… до… включительно»), если после чисел указана единица величины, или через тире, если
числа являются безразмерными.
Примеры
1 … от 1 до 5 мм.
2 … от 10 до 100 кг.
3 … от плюс 10 ºС до плюс 30 ºС.
Если интервал чисел охватывает порядковые номера, то для записи интервала используют тире.
Пример – … рисунки 1–10.
Недопустимо отделять единицу физической величины от числового значения (переносить их на разные строки или страницы), кроме единиц физических
107
величин, помещаемых в таблицах. Числовые значения физических величин в тексте следует указывать со степенью точности, которая необходима для обеспечения требуемых свойств изделия, при этом в ряду величин осуществляется выравнивание числа знаком после запятой.
Округление числовых значений величин до первого, второго, третьего и т.д.
десятичного знака для различных типоразмеров, марок и т.п. изделий одного
наименования должно быть одинаковым.
Дробные числа необходимо приводить в виде десятичных дробей, за исключением размеров в дюймах, которые следует записывать, как 1 4¢ , 1 2¢ (но не
1
, 1 ). При невозможности выразить числовые значения в виде десятичной
4¢ 2¢
дроби, допускается записывать в виде простой дроби в одну строку через косую
черту, например: 5/32; (50А–4С)/(40В+20).
А.4 Оформление расчётов и формул
Перед представлением результатов расчётов в тексте ПЗ формулируется
цель расчёта, перечисляются заданные и искомые параметры, анализируются полученные результаты, сравниваются с требуемыми по техническому заданию.
Для выполнения расчётов желательно использование ЭВМ.
Уравнения и формулы следует выделять из текста свободными строчками.
Выше и ниже каждой формулы должно быть оставлено не менее одной строчки.
Расчётные формулы записывают в общем виде. Затем подставляются значения
входящих в них параметров в той последовательности, в которой они приведены
в самой формуле, и, наконец, приводится результат вычисления.
В формулах в качестве символов следует применять стандартные обозначения. Пояснения символов и числовых коэффициентов, входящих в формулу,
если они не пояснены ранее в тексте, должны быть приведены непосредственно
под формулой. Пояснение каждого символа следует давать с новой строки в той
последовательности, в которой символы приведены в формуле. Если один и тот
же параметр повторяется в нескольких формулах, то допускается давать его расшифровку только в первой формуле, не повторяя её в последующих.
Первая строка пояснения должна начинаться со слова «где» без двоеточия
после него. Значения всех величин приводятся в системе единиц СИ.
Переносить формулы на следующую строку допускается только на знаках
выполняемых операций, причем знак в начале следующей строки повторяют.
При переносе формулы на знаке умножения применяют знак «´».
Применение машинописных и рукописных символов в одной формуле не
допускается. Высота знаков в формуле не менее 2,5 мм.
Формулы, за исключением помещаемых в приложении, должны нумероваться сквозной нумерацией арабскими цифрами, которые записывают на уровне
формулы в круглых скобках справа, в конце строки.
Одну формулу обозначают – (1).
Формулы, помещаемые в приложениях к пояснительной записке, должны
нумероваться отдельной нумерацией арабскими цифрами в пределах каждого
108
приложения с добавлением перед каждой цифрой обозначения приложения.
Например, формула (В.1).
Допускается нумерация формул в пределах раздела. В этом случае номер
формулы состоит из номера раздела и порядкового номера формулы, разделенных точкой. Например, формула (3.1). Порядок изложения в тексте математических уравнений такой же, как и формул.
А.5 Оформление таблиц
Таблицы применяют для лучшей наглядности и удобства сравнения показателей. В тексте ПЗ следует помещать итоговые и наиболее важные таблицы.
Таблицы вспомогательного и справочного характера помещают в приложениях
ПЗ. Таблица может иметь заголовок (название), который следует выполнять
строчными буквами (кроме первой прописной) и располагать над таблицей слева.
Заголовок должен быть точным, кратким и отражать содержание таблицы. В
конце заголовков таблиц точки не ставят, заголовки указывают в единственном
числе и не подчеркивают.
Таблицы, за исключением таблиц приложений, следует нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией. Таблицы каждого приложения обозначают
отдельной нумерацией арабскими цифрами с добавлением перед цифрой обозначения приложения.
Если в записке одна таблица, она должна быть обозначена «Таблица 1» или
«Таблица В.1», когда она приведена в приложении В.
Допускается нумеровать таблицы в пределах раздела. В этом случае номер
таблицы состоит из номера раздела и порядкового номера таблицы, разделенных
точкой. На все таблицы записки должны быть приведены ссылки в тексте, при
этом следует писать слово «Таблица» с указанием её номера.
Заголовки граф и строк таблицы следует писать с прописной буквы, а подзаголовки граф – со строчной буквы, если они составляют одно предложение с
заголовком, или с прописной буквы, если они имеют самостоятельное значение.
Если строки или графы таблицы выходят за формат листа, таблицу делят на части, которые в зависимости от особенностей таблицы, переносят на другие листы. Допускается помещать часть таблицы на одном листе одна над другой. При
переносе части таблицы на другой лист заголовок помещают только над первой
частью, а головку таблицы повторяют.
Слово «Таблица» указывают один раз слева над первой частью, над другими частями пишут слова «Продолжение таблицы» с указанием номера (обозначения) таблицы.
Таблицы слева, справа и снизу следует ограничивать линиями. Разделять заголовки, подзаголовки и графы диагональными линиями не допускается. Горизонтальные и вертикальные линии, разграничивающие строки таблицы, допускается
не проводить, если их отсутствие не затрудняет пользование таблицей.
Заголовки граф обычно записывают параллельно строкам таблицы. При
необходимости допускается перпендикулярное расположение заголовков граф.
Головка таблицы отделяется линией от остальной части таблицы.
Высота строк таблицы должна быть не менее 8 мм.
109
Графу «№ п/п» в таблицу не включают. При необходимости нумерации показателей, параметров и других данных порядковые номера указывают в боковике таблицы, перед их наименованием.
Если все показатели, приведенные в графах таблицы, выражены в одной и
той же единице физической величины, то её обозначение необходимо помещать
над таблицей справа, а при делении таблицы на части – над каждой её частью без
сокращений. Если в большинстве граф таблицы приведены показатели, выраженные в одних и тех же единицах физических величин, то над таблицей следует писать наименование преобладающего показателя и обозначение его физической величины (без сокращений). Например, «Размеры в миллиметрах», «Напряжение в
вольтах», а в подзаголовках остальных граф приводить наименование показателей
и (или) обозначения других единиц физических величин (без сокращений).
Если цифровые данные в графах таблицы выражены в различных физических единицах, то их указывают в подзаголовке каждой графы.
А.6 Оформление примечаний
Примечания приводят в пояснительной записке, если необходимы пояснения или справочные данные к содержанию текста, таблиц или графического материала. Примечания не должны содержать требований.
Примечания следует помещать непосредственно после текстового, графического материала или в таблице, к которым относятся эти примечания, и печатать с прописной буквы с абзаца. Если примечание одно, то после слова «Примечание» ставится тире, и примечание пишется тоже с прописной буквы. Одно примечание не нумеруют. Несколько примечаний нумеруют по порядку арабскими
цифрами. При этом после слова «Примечания» не ставят двоеточие. Примечание
к таблице помещают в конце таблицы над линией, обозначающей окончание таблицы.
Примеры
Примечание –
Примечания
1
2
А.7 Оформление ссылок
На материалы, взятые из литературы и других источников (утверждения,
формулы, цитаты и т.п.) должны быть даны ссылки с указанием номера источника по списку использованной литературы. Номер ссылки проставляется арабскими цифрами в квадратных скобках, по порядку употребления в тексте.
Ссылаться следует на документ в целом или его разделы и приложения.
Ссылки на подразделы, пункты, таблицы и иллюстрации не допускаются, за исключением подразделов, пунктов, таблиц и иллюстраций данного документа.
При ссылке на формулу в тексте необходимо указать ее полный номер в скобках,
например: «в формуле (1)» или «в формуле (3.1)».
110
При ссылках на иллюстрации следует писать «в соответствии с рисунком
2» при сквозной нумерации и «в соответствии с рисунком 1.2» при нумерации в
пределах раздела. При ссылке на таблицу следует писать слово «Таблица» с указанием её номера.
При ссылке на приложения в скобках без сокращения пишется слово «Приложение» и его обозначение, например: (приложение А).
При ссылках на стандарты и технические условия допускается указывать в
скобках или через запятую только обозначение документа и его номер без указания наименования.
Повторные ссылки на формулы, таблицы, приложения следует давать с сокращенным словом «смотри», например: (см. формулу 2), (см. рисунок 3.5), (см.
приложение Б).
А.8 Оформление иллюстраций
Иллюстрации могут быть представлены в виде графиков, эскизов, чертежей, фотографий, схем, диаграмм и т.д.
Все иллюстрации, помещаемые в тексте ПЗ и приложениях, именуются рисунками. Рисунки должны располагаться непосредственно после ссылки на них
в тексте или на следующей странице.
Иллюстрации, за исключением иллюстраций приложений, следует нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией. Если рисунок один, то он обозначается, например, «Рисунок 1».
Иллюстрации каждого приложения обозначают отдельной нумерацией
арабскими цифрами с добавлением перед цифрой обозначений приложения.
Например, «Рисунок А.3».
Допускается нумеровать иллюстрации в пределах раздела. В этом случае
номер иллюстрации состоит из номера раздела и порядкового номера иллюстрации, разделенных точкой. Например, «Рисунок 1.1».
При ссылках на иллюстрации следует писать «… в соответствии с рисунком 2» при сквозной нумерации и «… в соответствии с рисунком 1.2» при нумерации в пределах раздела.
При необходимости, иллюстрации могут иметь наименование и пояснительные данные (подрисуночный текст). Слово «Рисунок» и наименование помещают после пояснительных данных и располагают следующим образом: «Рисунок 1 – Чертёж поковки».
Надписи на рисунках должны выполняться шрифтом размером не менее
3,5 мм в пределах всей пояснительной записки. Если в тексте ПЗ имеется иллюстрация составной части изделия, то на этой иллюстрации должны быть указаны
номера позиций этих составных частей в пределах данной иллюстрации, которые
располагают в возрастающем порядке, за исключением повторяющихся позиций.
Схемы алгоритмов и программ должны выполняться в соответствии с требованиями ГОСТ 19.701.
111
А.9 Оформление плакатов
Плакаты являются иллюстративным материалом, который служит для пояснения содержания проекта при его защите. Плакаты должны выполняться в соответствии с требованиями ГОСТ 2.605.
На плакаты выносятся формулы, таблицы, диаграммы, фотографии, графики, первичные документы экспериментальных исследований. Содержание
плакатов должно быть максимально лаконичным.
Все плакаты снабжаются заголовками. При размещении на плакате нескольких материалов кроме общего заголовка каждый материал снабжается подзаголовком. Например, общий заголовок «Эффективность применения ультразвуковых колебаний при суперфинишировании», подзаголовки на каждой диаграмме «Интенсивность снятия металла», «Шероховатость поверхности». Следует помещать пояснение элементов графиков и схем непосредственно на диаграмме (схеме) на полках-выносках. При больших объёмах текстов их можно помещать в подрисуночную надпись. Заглавие плаката размещается над изображением схемы, графиков, текстов; условные обозначения, дополнительные сведения – под изображением.
Шрифт в заголовках плакатов должен быть прямой, в тексте – наклонный
стандартный. Размеры шрифта: 10, 14, 20, 30 мм. Разница в размерах шрифта
(заголовок, подзаголовок, текст) должна соответствовать приведённому ряду размеров шрифта.
Координатные оси, сетка на границах, линии связи на схемах, выноски (выносные линии) должны оформляться тонкими линиями толщиной 1-2 мм. Основные линии – 3-4 мм.
Допускается на комбинированных схемах применять разные цвета для
изображения различных схем, а также выделять цветом часть изображения, заимствованного из источников технической информации, если в выделенную
часть при выполнении проекта внесены изменения.
Формат плакатов по ГОСТ 2.301. Поля по краям плаката 40–60 мм, интервалы между иллюстрациями не менее 40 мм.
В правом нижнем углу листа помещается основная надпись. Иллюстративный материал, оформленный отдельно от ПЗ, должен отвечать требованиям
наглядности, свободно просматриваться с расстояния 2-3 м.
А.10 Оформление моделей и макетов
Если в состав материалов курсовых или дипломных проектов входят модели или макеты, то они должны выполняться в соответствии с ГОСТ 2.002.
112
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(справочное)
Правила оформления графических документов
К графическим документам относятся чертежи, эскизы и схемы изделий,
графики, таблицы экспериментальных данных и др.
Содержание листов в графических документах курсовых или дипломных
проектов определяется заданием. Рекомендуется общий объём графических документов не менее пяти-шести листов формата А1 (594х841 мм).
Графические документы могут быть выполнены чертежными карандашами, тушью или с применением графических устройств вывода ЭВМ. Графические документы должны быть выполнены на листах стандартных форматов с
основной надписью в правом нижнем углу по ГОСТ 2.104. При выполнении чертежей, схем, эскизов должны быть соблюдены правила, установленные стандартами ЕСКД, ЕСТД, ЕСПД.
Основные требования к чертежам установлены ГОСТ 2.109. Оформление
чертежей, то есть формат, масштаб, линии, чертежные шрифты должны выбираться согласно ГОСТ 2.301; ГОСТ 2.302; ГОСТ 2.303; ГОСТ 2.304. Изображения: виды, разрезы и сечения – выполняются по ГОСТ 2.305.
Графические обозначения материалов на чертежах, нанесение размеров и
предельных отклонений, обозначение допусков и посадок необходимо выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ 2.306, ГОСТ 2.307, ГОСТ 25346,
ГОСТ 25347. Обозначение предельных отклонений формы и расположения поверхностей должны соответствовать ГОСТ 2.308. Обозначение шероховатости
поверхности на рабочих чертежах деталей и эскизах выполняются по ГОСТ
2.309. Нанесение на чертежах (эскизах) обозначений покрытий, термической и
других видов обработки – по ГОСТ 2.310. Изображение резьбы на чертежах выполняется по ГОСТ 2.311. Обозначение швов сварных соединений и условные
изображения по ГОСТ 2.312; неразъёмные соединения – ГОСТ 2.313. Спецификации выполняются по ГОСТ 2.106, перечни элементов схем (например, структурных или принципиальных) – по ГОСТ 2.701.
Обозначение сборочного чертежа и его спецификации должно быть одинаковым. Для различия обозначения чертежа и спецификации сборочному чертежу
присваивают шифр «СБ», проставляемый в конце обозначения, а спецификации
шифр не присваивается. Сборочному чертежу, совмещенному со спецификацией,
шифр не присваивается.
При выборе вида и типа схемы руководствуются ГОСТ 2.701, который
определяет общие требования к их выполнению. Схемы должны выполняться в
соответствии с требованиями стандартов: ГОСТ 2.702, ГОСТ 2.703, ГОСТ 2.704,
ГОСТ 2.710, ГОСТ 2.721, ГОСТ 2.747. Схемы алгоритмов и программ выполняются в соответствии с ГОСТ 19.701.
113
ПРИЛОЖЕНИЕ В
(справочное)
Правила оформления технологических документов
Технологические документы курсовых и дипломных проектов в области
машиностроения должны оформляться в соответствии с требованиями стандартов Единой системы технологической документации (ЕСТД).
Технологические документы должны включать:
1) титульный лист;
2) карту технологического процесса ковки и штамповки (ГОСТ 3.1403);
3) маршрутную карту (ГОСТ 3.1118);
4) операционные карты механической обработки (ГОСТ 3.1404);
5) операционные карты слесарных, слесарно-сборочных и электромонтажных работ (ГОСТ 3.1407);
6) карты эскизов (ГОСТ 3.1105);
7) операционные карты технического контроля (ГОСТ 3.1502);
8) другие технологические документы – в случае необходимости по решению руководителя проекта.
Если в состав технологических документов входят программные документы (например, программа для металлорежущего станка с ЧПУ), то она
должна оформляться в соответствии с требованиями стандартов Единой системы
программной документации (ЕСПД).
Программные документы должны включать:
1) текст программ, оформленный по ГОСТ 19.401;
2) описание программы, выполненное по ГОСТ 19.402;
3) описание применения, соответствующее ГОСТ 19.502 и ГОСТ 19.701;
4) другие программные документы – в случае необходимости.
Программные документы должны быть сброшюрованы в приложении к ПЗ.
114
Учебное издание
Марков Владимир Владимирович
Сметанников Артём Валерьевич
Кискеев Пётр Иванович
Лебедева Лариса Ильинична
Ветчинников Дмитрий Александрович
РАСЧЁТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ.
КУРСОВОЕ И ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ПО ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
Учебное пособие
Редактор В.Л. Сверчкова
Технический редактор <инициалы и фамилия>
Орловский государственный технический университет
Лицензия ИД № 00670 от 05.01.2000 г.
Подписано к печати <дата>. Формат 60х84 1/16.
Печать офсетная. Усл. печ. л. 7,1. Тираж 50 экз.
Заказ № <число>
Отпечатано с готового оригинал-макета
В ООО «СтройИндустрияИнвест».
302020, г. Орёл, Наугорское шоссе, 29
115