| Strana |
||
| Předmluva………………………………………………………………... | ||
| 1 | Laboratorní práceč. 1. Stanovení geometrických parametrů řezné části řezáků………………………………………………………………... | |
| 2 | Laboratorní práce č. 2. Stanovení řezných sil při soustružení……. | 15 |
| 3 | Laboratorní práce č. 3. Stanovení teploty při řezání kovů………………………………………………………………………………. | |
| 4 | Laboratorní práce č. 4. Stanovení deformace třísky při řezání kovů………………………………………………………………... | |
| Aplikace……………………………………………………………………………………………… | 46 |
|
| Literatura………………………………………………………………. | 55 |
|
PŘEDMLUVA
Tato příručka je určena pro laboratorní výuku studentů oboru „Strojní technologie“ v předmětu „Obrábění kovů“.
Laboratorní práce by měla přispět k upevnění teoretických znalostí získaných během kurzu a k rozvoji samostatné práce studentů.
Provádění laboratorních prací umožní studentům studovat vybavení, nástroje a měřicí přístroje. Vypracování protokolů o laboratorních pracích naučí studenty sumarizovat experimentální data, provádět graficko-analytické zpracování a analyzovat výsledky.
Všechny práce jsou sestaveny podle jednotný plán: účel, stručné teoretické informace, pořadí práce, návod k vypracování zprávy a testové otázky. Z každé práce student absolvuje test, který se řídí zadanými testovými otázkami.
Sbírku sestavila N. M. Burova. a Logunova E.R. a je rozšířeným a přepracovaným vydáním sbírky laboratorních prací pro kurz „Technologie konstrukčních materiálů“ N. M. Burové. 1985
^ LABORATORNÍ PRÁCE č. 1
STANOVENÍ GEOMETRICKÝCH PARAMETRŮ
ŘEZÁNÍ ČÁSTI ŘEZÁKŮ
Účel práce : Praktické seznámení s hlavními typy fréz, konstrukcí a geometrií řezných prvků, prostředky a technikami měření jednotlivých konstrukčních a geometrických parametrů.
^ Studium hlavních typů řezáků
Řezáky jsou klasifikovány podle následujících kritérií:
Podle typu zařízení: soustružení, hoblování, drážkování (obrázek 1).
Podle provedených přechodů: průchozí, rýhování, přítlačné rýhování, řezání, závitování, vyvrtávání, srážení hran, tvarování (viz obrázek 1).
Podle způsobu výroby: masivní, se svařovanou hlavou, se svařovanou nebo pájenou deskou, s mechanickým upevněním řezného kotouče (obrázek 2, a).
Podle tvaru pracovní části: rovná, ohnutá, zakřivená, prodloužená (obrázek 2, b).
Ve směru dodávky: vpravo a vlevo (obrázek 3).
^ Design a geometrické parametry
řezáky
Fréza (obrázek 4) se skládá z pracovní části 1 a upevňovací části (tyč nebo tělo frézy) 2.
Pracovní část frézy je tvořena speciálním broušením a je omezena na tři povrchy (viz obrázek 4):
přední 3, podél kterého proudí třísky během procesu řezání;
hlavní zadní 4 směrem k řezné ploše a
pomocná zadní 5, směřující k obrobené ploše součásti. Řezné hrany, které provádějí řezání, jsou získány jako výsledek průsečíku tří rovin. Hlavní řezná hrana 8 je tvořen průsečíkem přední a hlavní zadní plochy a sekundární řezná hrana 7 – průsečíkem přední a pomocné zadní plochy. Průsečík hlavního a pomocného břitu se nazývá špička řezáku 6.
Obrázek 3. Pravé a levé řezáky
Obrázek 4. Prvky frézy
Úhly frézy
Počáteční základ pro měření úhlů je:
hlavní rovina- rovina rovnoběžná se směry podélných a příčných posuvů,
řezná rovina– rovinu tečnou k řezné ploše a procházející hlavním řezným břitem (obrázek 5, a), stejně jako
hlavní řezná rovina– rovina kolmá k průmětu hlavní roviny řezu na hlavní rovinu.
^ Hlavní úhly
Hlavní úhly frézy se měří v hlavní rovině řezuN – N, nakreslený kolmo k průmětu hlavního břitu na hlavní rovinu (obrázek 5, b).
^ Hlavní úhel čela γ
Hlavní úhel hřbetu α– úhel mezi zadní plochou čepele a rovinou řezu.
Úhel řezu δ– úhel mezi přední plochou čepele a rovinou řezu.
Úhel kužele β– úhel mezi přední a zadní plochou čepele.
Mezi úhly existují následující závislosti:
Pro záporné hodnoty úhlu γ je úhel řezu δ > 90°.
^ Pomocné úhly
Úhly pomocných fréz se měří v pomocné roviněN 1 – N 1 nakresleno kolmo k pomocnému břitu k hlavní rovině (viz obrázek 5, b).
^ Pomocný úhel γ 1 – úhel mezi přední plochou čepele a rovinou rovnoběžnou s hlavní.
Pomocný úhel α 1 - úhel mezi pomocnou zadní plochou čepele a rovinou procházející pomocným ostřím kolmo k hlavní rovině.
Obrázek 5. Geometrie frézy: a) schéma zpracování součásti; b) úhly frézy.
^ Plánujte úhly
Rovinné úhly se měří v hlavní rovině.
Hlavní úhel φ(viz obrázek 5, b) je tvořen průmětem hlavního břitu na hlavní rovinu a směrem posuvu.
^ Pomocný úhel φ 1 tvořená průmětem pomocného břitu na hlavní rovinu a směr posuvu.
Úhel břitu ε tvořená průměty hlavního a pomocného břitu na hlavní rovinu.
Součet těchto půdorysných úhlů je 180°.
^ Úhel hlavní řezné hrany
Úhel sklonu hlavního břitu λ(viz obrázek 5 pohled A) měřeno v rovině řezu. Jedná se o úhel mezi břitem a vodorovnou čarou vedenou špičkou frézy.
Úhel λ je považován za záporný, když je hrot frézy nejvyšším bodem řezné hrany; rovna nule, když je hlavní řezná hrana rovnoběžná s hlavní rovinou, a kladná, pokud je špička frézy nejvyšším bodem řezné hrany.
^ Studium metod řízení geometrických parametrů fréz
Průřez tělesa frézy B x H (viz obrázek 4) se měří posuvným měřítkem, geometrické parametry se měří univerzálním a stolním sklonoměrem.
Univerzální goniometry měří půdorysné úhly: hlavní φ a pomocný φ 1. Obrázek 6 ukazuje měření úhlu pomocí univerzálního goniometru.
Univerzální stolní sklonoměr (obrázek 7) slouží k měření úhlů frézy - přední γ, zadní hlavní α a pomocné α 1, hlavní v půdorysu φ a pomocné v půdorysu φ 1 a sklon hlavního břitu λ.
Úhloměr se skládá ze základny 1 a stojánku 2, po kterých se pohybuje zařízení sestávající z bloku 3, tří vah s měřícími pravítky 4. Toto zařízení se pohybuje na stojanu po klínové drážce, otáčí se kolem stojanu a je zajištěno v libovolném výšková poloha s aretací 6. Váhy měřících nožů mají šrouby, které umožňují fixovat jejich požadovanou polohu vzhledem k měřenému povrchu. Základna úhloměru je opatřena pravítkem 5, které slouží pro správná instalace fréza při měření úhlů φ a φ 1.
Obrázek 6. Měření hlavního úhlu φ pomocí univerzálního goniometru.
Pro měření předního úhlu γ se používá měřící pravítko 4 (obrázek 7, b).
Pravítko se nastavuje „okem“ kolmo k hlavnímu břitu, až se dostane do kontaktu s přední plochou frézy. V tomto případě ukazuje ukazatel měřícího pravítka, odchylující se doleva od nuly, kladnou hodnotu úhlu γ. Pokud je γ záporné, úhel se měří vpravo od nuly. Zadní úhel α se měří stejným způsobem jako přední úhel. V tomto případě je měřicí pravítko plně v kontaktu s hlavní zadní plochou. Hodnota úhlu α se počítá vpravo od nuly.
Pro měření hlavního a pomocného úhlu v půdorysu φ a φ 1 se používá měřící pravítko 4 (obrázek 7, b). Fréza se instaluje na základnu 1, dokud se nedotkne vodícího pravítka 5, a měřící zařízení se otáčí na stojanu 2 do požadované polohy, dokud se měřicí pravítko nedotkne hlavního břitu v prvním případě a pomocné ostří ve druhém. Hodnota úhlu φ se počítá vlevo od nuly a φ 1 – vpravo od nuly.
Pro měření úhlu sklonu hlavního břitu se používá měřící pravítko 4 (obrázek 7, a). Váha se otáčí na stojanu 2 do požadované polohy, dokud se nedostane do kontaktu s hrotem frézy. V tomto případě je poloha hlavního břitu nastavena rovnoběžně s měřicí rovinou pravítka. Při otáčení měřicího pravítka, dokud se nedostane do kontaktu s hlavním břitem, zaznamená ručička hodnotu úhlu sklonu λ. Při počítání úhlu λ napravo od nuly se získají jeho záporné hodnoty a nalevo od nuly se získají kladné hodnoty.
Obrázek 7. Univerzální stolní goniometr pro úhly prizmatických fréz: a) měření úhlu λ; b) měření úhlů γ a α; c) měření úhlů φ a φ 1.
^ Pokyny pro provedení práce
1 Seznamte se s hlavními typy fréz, jejich konstrukcí a geometrickými parametry.
2 Nakreslete náčrtky zadané frézy se všemi potřebnými řezy.
3 Seznamte se s metodami měření geometrických parametrů frézy a proveďte tato měření při daném měření.
4 Nakreslete schéma zpracování pro danou frézu.
Všechny údaje zadejte do zprávy.
^ Formulář hlášení
Údaje o řezačce
Výsledky měření řezných úhlů, stupňů.
Náčrt dané frézy udávající polohu řezných rovin, konfigurace řezů v těchto rovinách a geometrické parametry.
Schéma zpracování danou frézou udávající vektory rychlosti υ a posuv S.
Bezpečnostní otázky:
Klasifikace řezáků.
Prvky fréz.
Úhly frézy ve statice: hlavní, pomocné, v půdorysu, sklon hlavního břitu.
Metody sledování geometrických parametrů.
Schémata zpracování různými soustružnickými nástroji.
^ LABORATORNÍ PRÁCE č. 2
STANOVENÍ ŘEZNÉ SÍLY PŘI SOUSTRUŽENÍ
Účel práce : seznámení s konstrukcí a provozem dynamometru DK-1 a zjištění vlivu řezných režimů na velikost složek řezných sil při podélném soustružení.
^ Řezné síly při soustružení
Při soustružení působí na frézu řezná síla P, která je výslednicí sil působících na řezný nástroj, směr působení síly P závisí na konkrétních pracovních podmínkách;
Pro snazší zvážení působení této síly a jejího použití ve výpočtech je obvyklé ji rozložit na tři složky (obrázek 1).
Obrázek 1. Řezné síly při soustružení.
Síla R Z – hlavní složkařezná síla (tangenciální složka řezné síly), která se směrově shoduje s rychlostí hlavního řezného pohybu v horní části kotouče.
Síla R Y – radiální složkařezná síla směřující podél poloměru hlavního rotačního řezného pohybu ve vrcholu řezu.
Síla P X – axiální složkařezná síla rovnoběžná s osou hlavního rotačního řezného pohybu.
Hodnoty uvedených složek řezné síly je nutné znát při stanovení výkonu elektromotoru stroje, výpočtu a kontrole mechanismů převodovky a podávací skříně, výpočtu řezného nástroje, při stanovení tuhosti součástí stroje a zařízení a analýzu vibračních podmínek.
V některých případech se při přiřazování řezných podmínek kontroluje pevnost a tuhost součásti.
Velikosti složek řezné síly v závislosti na hloubce řezu t (v mm) a posuvu S (mm/ot.) lze určit pomocí empirických vzorců:
, N
, N (1)
kde CP jsou koeficienty závislé na fyzikálních a mechanických vlastnostech materiálu obrobku a podmínkách zpracování;
X P a Y P – exponenty;
K P – korekční faktory v závislosti na konkrétních podmínkách zpracování.
Protože metodika studia všech tří závislostí (1) je stejná, je vhodné omezit se na studium vlivu prvků řezných režimů na hodnotu pouze hlavní složky řezných sil P Z a zbývající složky vypočítat pomocí přibližné vztahy:
(2)
Tyto poměry byly získány zpracováním oceli 45 bez chlazení pro frézy s úhlem čela γ = 15°, náběhovým úhlem φ = 45° a úhlem sklonu hlavního břitu λ = 0.
Výslednice řezných sil P je definována jako úhlopříčka kvádru postaveného na silách složek:
(3)
V této práci je měření P Z provedeno dynamometrem DK - 1 (obrázek 2).
^ Provoz dynamometru
Dynamometr DK - 1 (viz obrázek 2) se instaluje na horní saně podpěry soustruhu místo držáku nástroje a je zajištěn šroubem provlečeným otvorem A.
Fréza je upevněna v držáku 2, který je s tělesem dynamometru 1 spojen pomocí dvou pružných (torzních) tyčí čtvercového průřezu 3. Působením síly P Z je fréza mírně stlačena dolů, přičemž se torzní tyče zkroutí. V tomto případě se konec dlouhého pásu 4, přivařeného k držáku 2, zvedne a přitlačí tyč 5 na indikační rameno 6.
Pohyb ramene indikátoru je úměrný deformaci torzních tyčí 3 a v důsledku toho tangenciální složce řezných sil Pz. Cena divize indikátoru je stanovena předběžnou kalibrací.
Pro eliminaci vlivu nevyhnutelných vibrací tyče 4 na rameno indikátoru je upraveno jednoduché tlumicí zařízení, které obsahuje píst 7 namontovaný na tyči 5 se dvěma malými otvory. Píst je umístěn ve válci naplněném viskózním olejem.
Obrázek 2. Dynamometr DK – 1:
1 – těleso dynamometru; 2 – držák; 3 – torzní tyč; 4 – bar; 5 – tyč; 6 – indikátor; 7 – píst.
Mezi hlavní řezné nástroje používané v tomto procesu patří fréza, jejíž geometrické parametry určují její technické možnosti, přesnost a efektivitu zpracování. Každý specialista, který se rozhodne věnovat soustružení, by měl těmto parametrům rozumět správná volbařezné úhly zvyšují jak životnost nástroje, tak produktivitu obrábění.
Parametry soustružnických nástrojů
Každá soustružnická fréza se skládá z držáku, nutného pro upevnění nástroje v držáku, a pracovní hlavy, která zajišťuje řezání kovu. Pro zvážení geometrických parametrů soustružnického nástroje je lepší vzít jako vzorek průchozí nástroj.
Na řezné části soustružnického nástroje tohoto typu jsou tři plochy:
- přední (podél něj se během zpracování obrobku shromažďují kovové hobliny);
- zadní – hlavní a pomocné (obě jsou natočeny přední částí k obrobku).
Břit nástroje, nazývaný břit (a přímo zapojený do zpracování), je tvořen průsečíkem jeho přední a hlavní zadní plochy. V geometrii soustružnického nástroje se rozlišuje i pomocný břit. Je tedy tvořen průsečíkem přední plochy s pomocnou zadní plochou.
Bod, ve kterém se protínají hlavní a pomocné břity, se obvykle nazývá hrot frézy. Při řezání kovu dochází k obrovskému zatížení, což vede k jeho selhání. Pro zvýšení odolnosti hrotu frézy se při procesu ostření nebrousí, ale mírně zakulacuje. To vyžaduje zavedení parametru, jako je poloměr vrcholu. Existuje další způsob, jak zvýšit životnost hrotu soustružnické frézy - vytvoření přechodové řezné hrany, která má přímočarý tvar.
Nejdůležitějšími geometrickými parametry fréz pro soustružení jsou jejich úhly, které určují vzájemnou polohu ploch nástrojů. Parametry úhlu se liší v závislosti na typu soustružnického nástroje a řadě dalších faktorů:
- materiál na výrobu nástrojů;
- jeho pracovní podmínky;
- vlastnosti zpracovávaného materiálu.
Úhly frézy pro soustružení
Aby bylo možné správně určit úhly soustružnického nástroje, jejich přesné hodnoty, jsou uvažovány v tzv. původních rovinách.
- Hlavní rovina je rovnoběžná se směry posuvu soustružnické frézy (podélné a příčné) a shoduje se s její nosnou plochou.
- Rovina řezu zahrnuje hlavní řeznou hranu a probíhá tangenciálně k opracovávanému povrchu. Tato rovina je kolmá k hlavní.
- Hlavní řezná rovina protíná hlavní řeznou hranu a je umístěna kolmo k průmětu, který tato hrana umisťuje na hlavní rovinu. Existuje také pomocná rovina sečnového typu, která je tedy kolmá k průmětu položenému na hlavní rovinu pomocným břitem.
Jak bylo uvedeno výše, měří se přesně v těchto rovinách a ty z nich, které se měří v rovině zvané hlavní sečna, jsou označeny jako hlavní. Jedná se zejména o hlavní přední, hlavní zadní úhly a také úhly ostření a řezu.
Jedním z nejdůležitějších je hlavní úhel hřbetu soustružnické frézy, který minimalizuje tření, ke kterému dochází při interakci zadní plochy nástroje s opracovávaným dílem. momentálně zpracované (což znamená, že snižuje zahřívání frézy a prodlužuje její životnost). Tento úhel tvoří plocha frézy (hlavní hřbet) a rovina řezu. Při volbě tohoto úhlu při ostření nástroje vezměte v úvahu typ zpracování a materiál obrobku. Měli byste si však uvědomit, že silné zvýšení velikosti úhlu hřbetu vede k rychlému selhání soustružnické frézy.
Pevnost a životnost řezného nástroje, síly vznikající při zpracování, jsou určeny parametry úhlu čela. Nachází se mezi přední plochou soustružnického nástroje a rovinou, ve které se nachází hlavní břit (tato rovina je kolmá k rovině řezu). Při ostření soustružnické frézy se bere v úvahu řada faktorů, které ovlivňují hodnotu tohoto úhlu:
- materiál obrobku a samotného nástroje;
- tvar přední plochy;
- podmínky, za kterých bude fréza používána.
Zvýšení hodnoty úhlu čela na jedné straně zlepšuje čistotu zpracování a na druhé straně vyvolává pokles pevnosti a životnosti soustružnické frézy. Tento úhel získaný ostřením může mít kladnou nebo zápornou hodnotu.
Soustružnické frézy s úhly čela, které mají záporné hodnoty, jsou vysoce odolné, ale obrábění s takovými nástroji je obtížné. Obvykle se ostření s úhlem čela, který má kladnou hodnotu, používá, když má být zpracován obrobek vyrobený z viskózního materiálu, a také když je materiál použitý k výrobě nástroje vysoce odolný.
Frézy s úhly čela, které mají zápornou hodnotu, se používají při zpracování materiálů s vysokou tvrdostí a pevností, při provádění přerušovaného řezání, kdy nástrojový materiál nemá dostatečnou pevnost v ohybu a špatně snáší rázové zatížení.
Parametry charakterizující geometrii frézy pro soustružení jsou také úhly řezu a ostření. Úhel řezu, jehož hodnota se může pohybovat mezi 60–100 0, se nachází mezi povrchem nástroje, zvaným čelo, a rovinou řezu.
Velikost tohoto úhlu přímo závisí na tvrdosti zpracovávaného kovu: čím vyšší je, tím větší je jeho hodnota. Bodový úhel odpovídá svému názvu, měří se mezi hlavní přední a hlavní zadní plochou nástroje a charakterizuje stupeň ostření jeho hrotu.
Charakterizujte soustružnické frézy a úhly v plánu. Ta je hlavní, měřená mezi směrem podélného posuvu a průmětem, který hlavní břit klade na hlavní rovinu, a pomocnou, tvořenou průmětem pomocného břitu na hlavní rovinu a směrem podélný posuv.
Při ostření se uvedené úhly nevolí libovolně, ale v závislosti na typu soustružení a tuhosti systému „obráběcí stroj-obrobek“. Zpracování většiny kovů lze tedy provádět nástroji s náběhovým úhlem rovným 45 0, ale tenké a dlouhé obrobky by měly být zpracovány frézami, u kterých je hodnota tohoto úhlu v rozmezí 60–90 0. To je nezbytné, aby se eliminovalo vychýlení a otřesy součásti.
Pomocný úhel náběhu zároveň koreluje s čistotou zpracování a životností frézy. S jeho poklesem se zvyšuje čistota obrábění a zvyšuje se životnost nástroje.
Kromě výše uvedených úhlů se rozlišují úhly v geometrii soustružnických fréz.
Laboratorní práce
„Studie konstrukce a geometrie soustružnických nástrojů“
já . Účel a obsah práce
Prostudujte si konstrukce a geometrické parametry fréz, nástrojových materiálů. Prakticky se seznamte s přístroji a metodami měření základních úhlů.
II . Druhy soustružnických nástrojů
Frézy se dělí (obr. 1) podle druhu zpracování, podle směru posuvu, podle provedení hlavy, podle druhu materiálu pracovní části, podle průřezu těla frézy a dalších.
Podle typu zpracování se řezáky rozlišují:
Průchozí – pro soustružení plochých koncových ploch – 3;
Vyvrtávačky – pro soustružení průchozích a slepých děr – 4, 5;
Řezání - pro řezání obrobků na kusy a pro soustružení prstencových drážek - 6;
Závit vnější a vnitřní - pro řezání závitů - 7, 8;
Výplně – pro soustružení zaoblení – 9;
Tvarované – pro soustružení tvarových ploch – 10.
Podle směru posuvu se frézy dělí na pravotočivé, které pracují s posuvem zprava doleva, a levotočivé, které pracují s posuvem zleva doprava.
Podle provedení hlav: rovné, ohnuté, prodloužené a zakřivené.
Podle druhu materiálu pracovní části: z rychlořezné oceli, s deskami z tvrdé slitiny, s deskami z kinerální keramiky, s krystaly z diamantů a elbogu.
Podle průřezu těla frézy se rozlišují obdélníkové, čtvercové a kulaté.
Takové frézy mohou být plné (hlava a těla jsou vyrobeny ze stejného materiálu), s hlavou svařovanou na tupo.
Rýže. 1 Druhy soustružnických nástrojů
1-přejezd rovně, 2-průjezd ohnutý, 2a-průchod vytrvalý, 3-podříznutí,
4-vrtání pro průchozí otvory, 5-vrtání pro slepé otvory, 6-vrtání,
7-nitní vnější, 8-nitní vnitřní, 9-filé, 10-tvar.
III . Geometrie soustružnických nástrojů
Soustružnická fréza se skládá z těla (tyče), které slouží k zajištění frézy v držáku nástroje, a hlavy (pracovní části) určené k provádění řezného procesu. Na nožové hlavě jsou rozlišeny (obr. 2) - přední 1, hlavní zadní 2, pomocná zadní 3, nosná 4 a boční plochy 5 (GOST 25762–83).
Průsečík přední a hlavní zadní plochy tvoří hlavní břit 6, průsečík předního a pomocného břitu 7, přechod hlavního a pomocného břitu tvoří hrot břitu 8.
|
IV . Nástroje pro měření úhlů frézy a měřicí techniky
Pro měření úhlů α a γ v hlavní řezné rovině a také úhlu hlavního řezného břitu λ v rovině kolmé k hlavní lze použít stolní goniometr. Hlavní části úhloměru: deska, sloupek, držák, zajišťovací šroub, sektor s číselníkem, otočná šablona s pracovními hranami a ukazatel.
Například pro měření úhlu čela γ se namontuje soustružnická fréza se spodní základnou na úhloměrnou desku, fréza a sektor s končetinou se otáčejí vůči sobě tak, aby se sektor s končetinou stal kolmým k výstupku. hlavního ostří na hlavní rovinu. Šablona se otáčí, dokud se nedotkne přední plochy frézy. V tomto případě bude ukazatel ukazovat hodnoty úhlu γ. Úhly α a λ se měří stejným způsobem, jak je znázorněno na Obr. 3.
Úhel λ může být břitem frézy.
Rýže. 3 Schéma měření hlavního úhlu čela na stolním goniometru
1-deska, 2-sloup, 3-držák, 4- nosný šroub, 5-sektorový s číselníkem, 6-otáčková šablona,
7otáčkový řezák.
V hlavní rovině řezu jsou uvažovány následující úhly:
a) hlavní hřbetní úhel α – úhel mezi hlavní hřbetní plochou frézy a rovinou řezu;
b) úhel ostření β - úhel mezi přední a hlavní zadní plochou frézy.
c) přední úhel γ – úhel mezi přední plochou čepele a hlavní rovinou. Úhel γ může být kladný, záporný nebo roven 0
Pro měření stejných úhlů se používá stolní goniometr, znázorněný na Obr. 4.
Zařízení se skládá ze základny I a stojanu 2, na kterém je instalován a zajištěn v požadované poloze držák 3 se stupnicí 4 a indikátorem 5, který má jednu měřicí plošinu. Stupnice 4 má dělení od 0 do 90 v obou směrech. Schéma měření úhlu φ je na Obr. 4
|
|
|
Rýže. 4 Schéma stolního goniometru pro měření úhlů v půdorysu soustružnického nástroje
1-základna, 2-stojan, 3-držák, 4-stupnice, 5-ukazovátka, 6-nožová, 7-upínací lišta,
8bodový šroub.
Pracovní řád
Nakreslete schéma zpracování studovaného dílu frézami s vyznačením opracovaných a obráběných ploch, řeznou plochu, hlavní a pomocné břity, směr hlavního pohybu a posuvný pohyb frézy (změřte úhly frézy se šipkami pomocí univerzálních a stolních sklonoměrů). Výsledky měření zapište do tabulky.
Nakreslete náčrt frézy podle možnosti ve dvou projekcích s požadovaným počtem řezů a pohledů s uvedením všech prvků, povrchů a úhlů a také materiálu řezné části s dekódováním.
Průchozí ohnutý, fréza třídy T15K6
Nejtrvanlivější s dobrou odolností používaný pro zpracování litin a jejich slitin kovové materiály. T5K6, T14K8, T15K6, T30K4 a další jsou méně odolné a odolnější proti opotřebení než slitiny 1. skupiny a viskózní kovy a slitiny.
TK – slitiny titan-wolfram, slinuté z karbidu wolframu, karbidu titanu a kobaltu. Slitiny skupiny TK se používají pro zpracování konstrukčních ocelí. Mají vysokou odolnost proti opotřebení a žáru, ale jsou křehčí než slitiny VK (wolfram, monokarbid). Pro výrobu řezných nástrojů se karbidové slitiny dodávají ve formě desek určitých tvarů a velikostí. Tvrdé slitiny ve formě desek se spojují s upevňovací částí pájením nebo pomocí speciálních vysokoteplotních lepidel. Mnohostranné desky z tvrdé slitiny jsou zajištěny svorkami, šrouby a klíny.
Při výrobě řezných nástrojů se používá minerální keramika, což je krystalický oxid hlinitý (Al2 O3). Rozšířila se minerální keramika značky TsM-332. Tento materiál se stejně jako tvrdé slitiny vyrábí slinováním. Proces pro výrobu minerální keramiky se při slinování do keramiky přidává 0,5...1% oxidu hořečnatého (MgO), který při reakci s oxidem hlinitým vytváří silnou cementovou hmotu. Při lisování keramických desek stejných tvarů a velikostí jako desky z tvrdé slitiny se do výchozí směsi přidá změkčovadlo - 5% roztok kaučuku v benzínu.
Minerální keramika se v důsledku slinování stává polykrystalickým tělesem, které se skládá z drobných krystalků korundu a mezikrystalické vrstvy v podobě amorfní sklovité hmoty. Minerální keramika je levný a dostupný nástrojový materiál, protože neobsahuje vzácné a drahé prvky, které jsou základem nástrojových ocelí a tvrdých slitin.
Minerální keramika má navíc vysokou tvrdost a výjimečně vysokou tepelnou odolnost. Z hlediska tepelné odolnosti předčí minerální keramika všechny běžné nástrojové materiály, což umožňuje minerálním keramickým nástrojům pracovat při řezných rychlostech výrazně vyšších, než jsou řezné rychlosti tvrdokovových nástrojů, a to je hlavní výhoda minerální keramiky. Na rozdíl od jiných nástrojových materiálů je méně náchylný k adhezi (přilnutí) ke zpracovávanému materiálu.
Spolu s naznačenými výhodami minerální keramiky má nevýhody, které omezují její použití: snížená pevnost v ohybu, nízká rázová houževnatost a extrémně nízká odolnost proti cyklickým změnám tepelného zatížení. V důsledku toho se při přerušovaném řezání objevují na styčných plochách nástroje teplotní únavové trhliny, které způsobují předčasné selhání nástroje.
Nízká pevnost v ohybu a vysoká křehkost minerální keramiky umožňuje její použití v nástrojích při zpracování měkkých neželezných kovů a při zpracování oceli a litiny je použití minerální keramiky omezeno na dokončovací kontinuální soustružení s malými řezy řezaná vrstva bez otřesů a nárazů. Pokusy o zvýšení pevnosti v ohybu minerální keramiky zaváděním zpevňujících přísad do jejího složení: kovy (molybden, wolfram, titan) nebo komplexní karbidy těchto prvků vedou ke zvýšení pevnosti v ohybu minerální keramiky, ale zároveň snižují její odolnost proti teplu a opotřebení.
Řezný nástroj je vybaven minerálně-keramickými plasty určitých tvarů a velikostí.
Minerální keramické destičky se k tělu nástrojů připevňují pájením, lepením a mechanicky.
Sortiment nástrojů z minerální keramiky je stejný jako sortiment nástrojů z karbidových slitin.
Druhy čipů
Při řezání kovů vznikají třísky:
1. Vypusťte vzniká při zpracování plastových materiálů, při použití pro malé hloubky a vysoké řezné rychlosti, stejně jako vysoké posuvy a velké úhly čela. Na vnitřní straně jsou hobliny hladké, lesklé, souvislá páska na vnitřní straně mají pilovité zoubky.
2. Čipování vzniká v případě zpracování středně tvrdých a tvrdých materiálů ve velkých hloubkách a nízkých řezných rychlostech, vysokých posuvech a malých úhlech čela frézy na vnitřní straně třísky jsou hladké třísky, na vnější straně jsou výrazné vruby;
3. Zlomený získané při zpracování křehkých materiálů (litina apod.) - jedná se o jednotlivé částice kovů nepravidelný tvar.
Značka stroje 1I611. Ocel 3
Při rychlosti otáčení 630 ot/min a hloubce řezu 5 dílků (1 mm) se tvoří odvodňovací třísky. Při rychlosti otáčení 450 ot./min a hloubce řezu 20 dílků (4 mm) vznikají třísky stříháním.
Soustružnické frézy
Konstrukční prvky frézy
Fréza se skládá z hlavy A, tedy pracovní části a těla, případně tyče T (obrázek 1.1), která slouží k zajištění frézy v držáku nástroje.
Obrázek 1.1. Konstrukční prvky frézy
Pracovní část (hlava) A je přímo zapojena do procesu řezání. Je tvořen speciálním ostřením a skládá se z následujících prvků (viz obrázek 1.1): přední plocha 1, po které proudí třísky při procesu řezání; hlavní zadní plocha 2 směřuje k řezné ploše; pomocná zadní plocha 3 směřující k obráběné ploše; hlavní řezná hrana 4. tvořená průnikem přední a hlavní zadní plochy; pomocná řezná hrana 5 tvořená průsečíkem přední a pomocné zadní plochy; horní část frézy 6, která je spojnicí hlavního a pomocného břitu.
Když jsou řezné hrany zakřivené, má vrchol zaoblený poloměr r. Poloměr r nazýván poloměr vrcholu.
Geometrické parametry frézy.
Pro usnadnění procesu řezání má řezná část frézy tvar klínu, naostřeného v určitých úhlech. Obrázek 1.2 ukazuje povrchy na obrobku a souřadnicové roviny při soustružení, nutné pro stanovení geometrických parametrů frézy.
Obrázek 1.2. Uspořádání povrchu obrobku a frézy.
Na opracovávaném obrobku (viz obrázek 1.2) se rozlišují tyto plochy: obráběná, opracovaná a řezná plocha.
Zpracováno je povrch obrobku, který bude odstraněn v důsledku zpracování.
Zpracováno je povrch získaný po odstranění třísek.
Řezná plocha je povrch tvořený na obrobku přímo hlavním břitem.
Řezná plocha je přechod mezi opracovanými a opracovanými plochami.
Podle tvaru opracovávané plochy a typu zpracování se rozlišují: (obrázek 1.3): průchozí frézy - pro opracování válcové plochy na jeden průchod, perzistentní průchozí frézy - pro zpracování jak válcové plochy, tak koncové roviny, drážkovací frézy - pro opracování koncových ploch s příčným posuvem, řezné frézy - pro odřezávání hotového dílu z obrobku, drážkovací frézy - pro vytváření drážek, závitové frézy - pro řezání závitů, tvarové frézy - pro opracování tvarových ploch (plochy rotace složitý tvar), vyvrtávací frézy - pro zpracování otvorů.
Podle směru podávání se rozlišují: levý (podání zleva doprava); vpravo (slouží zprava doleva).
Podle polohy hlavy frézy vůči tyči se rozlišují: rovné, ohnuté, zatažené.
Podle provedení pracovní části se rozlišují: plné (hlava a hřídel frézy jsou vyrobeny ze stejného materiálu), kompozitní (výměnné např. mechanicky upevněné desky), prefabrikované.
Obrázek 1.3. Plochy k obrábění pomocí vhodných typů fréz
Podle povahy zpracování: hrubování, dokončování a pro jemné soustružení. Podle průřezu tyče: obdélníkový, čtvercový a kulatý. Podle materiálu pracovní části: z nástrojových ocelí, z tvrdých slitin, z keramických materiálů, z diamantů, ze supertvrdých syntetických materiálů.
Aby fréza mohla vykonávat řeznou práci, musí být její řezná část vytvarována do klínu broušením podél přední a zadní plochy. Tvar klínu je určen konfigurací a umístěním ploch a řezných hran, tj. pomocí úhlů (obrázek 1.4, 1.5).
Obrázek 1.4. Schémata zpracování soustružení:
A- přímá řezačka; b- řezací fréza; PROTI- vyvrtávací fréza pro průchozí otvory. D – povrch, který má být ošetřen; d – opracovaný povrch; φ 1 – pomocný půdorysný úhel; φ – hlavní půdorysný úhel; Dr – rychlost hlavního pohybu; Ds – posuvné pohyby; b 1 – šířka řezu.
Pro určení úhlů frézy se používají následující roviny souřadnic: hlavní, rovina řezu, pracovní rovina.
Hlavní rovina– rovina vedená bodem uvažovaného řezného břitu, kolmá ke směru rychlosti hlavního pohybu (obrázek 1.5 znázorňuje stopu této roviny). Pro soustružení fréz s hranolovým držákem může být spodní (opěrná) plocha držáku frézy 3 brána jako hlavní rovina (obrázek 1.5).
Obrázek 1.5. Plochy obrobku a rohy soustružnické frézy:
1 – stopa hlavní řezné roviny; 2 – stopa pomocné řezné roviny; 3 – hlavní rovina; 4 – povrch, který má být ošetřen; 5 – řezná plocha; 6 – ošetřený povrch; 7 – rovina řezu.
Řezací rovina– rovinou tečnou k řezné hraně v uvažovaném bodě a kolmou k hlavní rovině. Když je soustružnická fréza instalována podél linie středů stroje a nedochází k žádnému posuvu, je rovina řezu umístěna svisle. Obrázek 1.5 ukazuje stopu této roviny 7.
Pracovní rovina
Hlavní řezná rovina
α + β + γ = 90˚; (1.1)
5 = a + p; (1.2)
δ = 90˚ - γ. (1.3)
Při záporném úhlu čela (-γ) je úhel řezu (δ) určen ze vztahu:
δ = 90˚ + γ. (1.4)
Pracovní rovina– rovina, ve které se nacházejí vektory rychlosti hlavního pohybu (V) a posuvného pohybu (Vs).
Hlavní řezná rovina 1 (sekce B-B, Obrázek 1.5) - rovina kolmá k průsečíku hlavní roviny a roviny řezu a rozdělující hlavní řeznou hranu na dvě části, kolmá k průmětu hlavního řezného břitu na hlavní rovinu základny frézy.
V hlavní rovině řezu jsou umístěny následující úhly: hlavní zadní úhel α; úhel ostření mezi přední a hlavní zadní plochou frézy β; úhel řezu δ je tvořen povrchem čela a rovinou řezu; hlavní úhel čela γ – úhel mezi přední plochou frézy a hlavní rovinou, má kladnou hodnotu (+ γ), pokud přední plocha směřuje od řezné hrany dolů; má zápornou hodnotu (- γ), pokud přední plocha směřuje od ní nahoru; úhel je nulový (γ=0), pokud je přední plocha rovnoběžná s hlavní rovinou. Jak je vidět z obrázku 1.5, mezi úhly frézy existují následující závislosti:
Pomocná řezná rovina 2 (sekce А-А, Obrázek 1.5) - se provádí kolmo k průmětu pomocného břitu na hlavní rovinu a kolmo na hlavní rovinu.
Obvykle se měří pouze jeden pomocný úhel hřbetu (α 1). Někdy se měří pomocný úhel čela (γ 1).
Úhly řezu se měří v hlavní rovině (obrázek 1.5).
Hlavní půdorysný úhel(φ) – úhel v hlavní rovině mezi rovinou řezu a pracovní rovinou (úhel mezi průmětem hlavního ostří řezného kotouče na hlavní rovinu a směrem pohybu - podélný posuv).
Pomocný nájezdový úhelφ 1 – úhel mezi průmětem pomocného břitu na hlavní rovinu a směrem (reverzním) posuvu.
Úhel na špičce frézy v půdorysuε je úhel mezi průměty hlavního a vedlejšího břitu na hlavní rovinu.
Úhel sklonu hlavního břitu λ vzhledem k hlavní rovině je považován za kladný (+λ) Obrázek 6, b, když je hrot frézy nejnižším bodem hlavního ostří; rovna nule (λ = 0) Obrázek 1.6, a když je hlavní ostří rovnoběžné s hlavní rovinou; negativní (-λ) Obrázek 1.6, c, když je hrot frézy nejvyšším bodem hlavního břitu.
Obrázek 1.6. Vliv úhlu sklonu hlavního břitu na směr toku třísky
Příklad charakteristiky frézy: soustružnická fréza průchodem zalomená pod úhlem φ = 45˚, pravá, vybavená tvrdou slitinou T15K6, s broušením přední plochy podle tvaru 1 (plochá), s kladným úhlem čela (γ), tloušťka desky 5 mm , úhel vložení desky do držáku 0˚, materiál držáku ocel 45 GOST 1050-84, rozměry průřez držáky V x V = 16 x 25 mm, délka frézy – L. Symbolřezačka: 2102-0055, T15K6-1 GOST 18868-83.
Měření a kontrola úhlových hodnot se provádí pomocí sklonoměrů různých provedení, šablon a úhlových hranolů. Designový goniometr MIZ (obrázek 1.7) umožňuje měřit úhly γ, α, α1, γ1 a λ, který se skládá ze základny 1 a sloupku 2. Sektor 4 se stupnicí stupňů se může na sloupku pohybovat nahoru a dolů. Na sektoru je upevněna otočná deska 5 s ukazatelem a měřicími plochami B a C, jejíž poloha je fixována šroubem 6.
Obrázek 1.7. Stolní goniometr MIZ
Při měření předního úhlu γ a hlavního zadního úhlu α se měřítko (obrázek 1.8, a) přístroje instaluje kolmo k hlavnímu břitu, při měření úhlu α 1 - kolmo k pomocnému břitu.
Při kontrole předního úhlu γ by měla plocha A měřícího pravítka úhloměru (viz obrázek 1.8, a) těsně přiléhat k přední ploše frézy. V tomto případě bude ručička měřícího pravítka, plynule se odchylující od nuly měřícího zařízení, ukazovat kladnou hodnotu úhlu γ.
V případě měření úhlů α a α 1 je plocha B měřícího pravítka uvedena do plného kontaktu s hlavní nebo pomocnou zadní plochou frézy (obrázek 1.8, b). Hodnoty úhlů α a α 1 se počítají vlevo od nuly.
Obrázek 1.8. Stolní sklonoměr MIZ design pro měření úhlů γ, γ 1, α, α 1 a λ
Při měření úhlu λ se měřítko úhloměru instaluje podél hlavního břitu, zatímco plocha A měřícího pravítka by měla těsně přiléhat k hlavnímu břitu.
Univerzální goniometr navržený Semenovem (obrázek 1.9) se skládá ze sektoru 1, na kterém je vytištěna hlavní stupnice. Po sektoru se pohybuje deska 2 s noniusem, na kterém je pomocí držáku 3 upevněn čtverec 4 nebo vzorové pravítko. Ten lze v případě potřeby upevnit na čtverec pomocí přídavného držáku 3. Různým přeskupením čtverce a pravítka je měření úhlů γ, α, β, α 1, φ, φ 1, ε a λ dosaženo. Obrázek 9 ukazuje schémata měření úhlů γ, φ a φ 1. Při měření úhlů γ, α, β a α 1 by měl být sektor 1 umístěn kolmo k odpovídajícím břitům
Obrázek 1.9. Univerzální goniometr navržený Semenovem
S každou studovanou frézou je nutné nakreslit schémata zpracování obrobku. Na diagramu označte obrobené a obrobené řezné plochy, hlavní řeznou hranu, hlavní sklon a hlavní boční plochy. Pomocným břitem se rozumí průsečík pomocné roviny s přední plochou frézy, která šipkou označuje směr hlavního pohybu (obrobek) a směr posuvu (fréza). Příkladem takového zpracování jsou schémata na obrázku 1.4.
Změřte hlavní celkové rozměry fréz (délka frézy L, délka hlavy l, délka držáku l 2, sekce držáku B x H, výška hlavy h 1.
Celkové rozměry fréz se měří posuvným měřítkem nebo kovovým pravítkem. V této práci je přípustná přesnost měření lineárních rozměrů frézy + -1 mm.
Změřte úhly řezných nožů pomocí univerzálních goniometrů MIZ, stolních LIT, kónických UN, UM atd. a také nakreslete obrysy úhlů pomocí šablon (dle pokynů učitele). Změřte úhly nožů α, γ, β, δ s přesností + - 1˚; φ, ε, φ1 - s přesností +-2˚, α1 a φ1 pro řezné nástroje s přesností + - 10.
Zpracujte experimentální data a výsledky zapište do tabulky 1.1 výsledků měření (viz Příloha 1-3).
Vypracujte protokol o provedené práci.
Zpráva musí obsahovat: následující prvky; teoretická část; praktická nebo experimentální část; zpracování výsledků a závěrů.
Ke zprávě (jako příloha) jsou přiloženy náčrtky (nákresy) fréz s deskami z tvrdé slitiny: (průchod, vyvrtávání a řezání) se specifikacemi.
Text teoretické části by měl ukazovat schémata zpracování se studovanými frézami a také odkazy na tyto výkresy a samotné výkresy by měly být opatřeny popisky a vysvětlením všech symbolů zobrazených na výkresu. Nástroj na schématu je znázorněn v poloze odpovídající konci povrchové úpravy obrobku. Ošetřený povrch je zvýrazněn jinou barvou nebo silnějšími linkami. Schéma zpracování musí udávat charakter řezných pohybů: rotační, vratný. Je znázorněno upevnění obrobku konvenční znamení v souladu s GOST 3.107 – 83.
Je nutné předložit náčrtky tří studovaných fréz ve dvou průmětech s požadovanými řezy a celkovými rozměry s digitálním označením všech úhlů ostří v souladu s tabulkou měření (příklad viz Příloha 4).
V závěrech si všímejte, zda naměřené parametry frézy odpovídají (nebo neodpovídají) standardním nebo doporučeným strojírenským normám a vliv úhlů frézy na proces řezání. Doporučené hodnoty úhlu ostří jsou uvedeny v souladu s přílohami 1 – 3.
Tabulka 1.1 - Tabulka výsledků měření
Vliv řezných podmínek a geometrických parametrů soustružnických nástrojů na drsnost obrobeného povrchu při soustružení.
Vybavení a nástroje pro provádění experimentu
1. Šroubořezný soustruh 16V20, 16V20G, 1A62.
2 .Řezací fréza s tvrdolegovanou deskou T15K6 s úhly φ 1 =0°,15°,30°.
3 .Neobrobek – ocel 45 GOST 1050-84; průměr 25÷50mm, l =120mm.
4 .Profilometr-profilograf SJ-201P “Mitutoyo” (jiný model zařízení je povolen), ukázky drsnosti soustružení.
5 .Normy drsnosti povrchu.
6 .Třmeny.
7 .Mikrometr 25÷50.
Na obráběnířezný nástroj (fréza, fréza, brusný kotouč atd.) je ponechán zapnutý ošetřený povrch detaily mikroskopické nepravidelnosti - drsnost viditelná nebo neviditelná pouhým okem.
Drsnost povrchu jsou v podstatě mikroskopické nepravidelnosti způsobené tím, že neexistuje ideální povrch obrobku a nástroje, jak si lze představit z výkresu. Na druhou stranu fyzická heterogenita materiálu obrobku a nástroje způsobuje nerovnoměrnost řezného procesu (pulzují řezné síly, což způsobuje vibrace nástroje a obrobku), přítomnost tření při řezání je doprovázena mikro -nastavení.
Uvedené a další faktory určují vznik mikronerovností - drsnosti - na ošetřovaném povrchu.
Drsnost povrchu - soubor povrchových nerovností s relativně malými kroky, identifikovaných pomocí základní délky - stejně jako ostatní pojmy, je regulován GOST 2789-73.
Obrázek 1.10 ukazuje normální řez (řez kolmý k základní ploše) profilu ve formě diagramu. Na tomto obrázku se čára m nazývá střední čára profilu - jedná se o základní čáru, která má tvar jmenovitého profilu a je nakreslena tak, aby v rámci základní délky l byla směrodatná odchylka profilu k této čáře minimální.
Obrázek 1.10. Parametry charakterizující drsnost povrchu podle
GOST 2789-73
Na druhé straně, základní délka l je délka základní linie používané ke zvýraznění nepravidelností, které charakterizují drsnost povrchu. Preferovaným parametrem, který hodnotí drsnost povrchu, je ukazatel - R a - aritmetický průměr odchylky profilu - aritmetický průměr absolutních hodnot odchylek profilu v základní délce:
,
kde: l – délka základny; n – počet bodů profilu na délce základny;
y i – odchylka profilu – vzdálenost mezi libovolným bodem profilu a osou (viz obrázek 1)
Kromě toho je drsnost povrchu charakterizována nejvyšší výškou profilu R max - vzdálenost mezi linií profilových výstupků a linií profilových prohlubní v základní délce; indikátor R Z - výška nerovností profilu v deseti bodech (součet průměrných absolutních hodnot výšek pěti největších výstupků profilu a hloubek pěti největších prohlubní profilu v základní délce).
Měření hodnot drsnosti povrchu R a je prováděno vysoce citlivým elektronickým zařízením - profilometrem SJ-201P "Mitutoyo". V tomto případě je základní délkou přímka.
Provoz zařízení je založen na senzoru profilometru, který snímá zkoumaný povrch diamantovou jehlou a převádí vibrace jehly na změny napětí pomocí mechanotronu.
Přijímané elektrické signály jsou zesíleny, detekovány, integrovány elektronickou jednotkou zařízení a výsledky měření jsou zobrazeny na LCD obrazovce.
Pro semikvantitativní vizuální posouzení drsnosti povrchu lze použít standardy, tzn. kovové povrchy- vzorky s předem stanovenou drsností.
V závislosti na servisním účelu výrobku musí mít jeho povrch určitou drsnost.
Pod pojmem řezné režimy se rozumí soubor číselných hodnot hloubky řezu, posuvu, řezné rychlosti, geometrických parametrů a trvanlivosti řezné části nástrojů, jakož i řezné síly, výkonu a dalších parametrů pracovního postupu řezání, na kterých závisí její technické a ekonomické ukazatele.
Vlastnosti kovů (tvrdost atd.), způsoby zpracování, technologické režimy zpracování (rychlost posuvu S, řezná rychlost V a hloubka řezu t), geometrie řezného nástroje, použití maziva, přítomnost vibrací v systému AIDS (stroj - přípravek - nástroj - součást) určete úroveň drsnosti ošetřovaného povrchu, hodnotu ukazatele R a.
Na obrázku 1.11 jsou schematicky ukázány příklady vlivu hodnoty pomocného úhlu φ I soustružnické frézy (a) a hodnoty posuvu S (b) na vznik mikrodrsnosti obrobeného povrchu.
. 
Obrázek 1.11. Vliv hodnoty pomocného úhlu φ I soustružnické frézy (a) a hodnoty posuvu (b) na vznik drsnosti obrobené plochy při soustružení
V laboratorních pracích je studován vliv posuvu S a pomocného úhlu φ 1 na drsnost obrobené plochy R а, μm.
Posuv S je velikost pohybu nástroje (frézy) vzhledem k obrobku ve směru posuvu. Při soustružení je posuv S, mm/ot dán velikostí pohybu frézy na otáčku obrobku.
Řezná rychlost V, m/min je velikost pohybu řezné plochy vzhledem k řezné hraně za jednotku času.
Na soustruh rychlost otáčení obrobku n, ot/min se mění a řezná rychlost je určena vzorcem:
, (m/min)
kde D je průměr obrobku, mm.
Hloubka řezu t určuje tloušťku vrstvy řezu v jednom průchodu frézy. Při soustružení válcové plochy je hloubka řezu určena polovičním rozdílem průměrů před a po zpracování: t = (D – d)/2, mm.
Pro posouzení vlivu řezných režimů a geometrických parametrů soustružnických nástrojů byl použit model stroje 16B20 nebo 1A62 a přímé frézy s úhlem φ 1 =0°, φ 1 =15° a φ =30° znázorněno ve schématu na obrázku 1.12.
Obrázek 1.12. Experimentální design
Experiment se provádí v následujících režimech zpracování: V = 60-90 m/min, S pr = 0,08-0,14 mm/ot, t = 0,5÷2 mm V konstantních režimech zpracování fréza s úhlem φ 1 = Použije se 0°, φ= 15 0, φ 1 =30°.
Výsledky jsou uvedeny v tabulce 1.2
Tabulka 1.2 - Vliv rychlosti posuvu a pomocného úhlu zadání na drsnost obrobené plochy
Na základě získaných hodnot drsnosti povrchu po zpracování sestrojte graf změny drsnosti obrobeného povrchu při změně hodnoty podélného posuvu a pomocného úhlu φ 1 .
Laboratorní práce přijímá vyučující po pohovoru o zprávě a zjištění znalostí studenta. Bez absolvování testu z dříve vypracované práce není studentovi umožněno absolvovat další laboratorní práci.
Bezpečnostní otázky
1. Jaké typy fréz existují ve směru posuvu a jak se na základě této vlastnosti nazývají?
2. Z jakých dvou částí se skládá fréza a jaké prvky má hlava soustružnické frézy?
3. Jaký tvar má řezná část nástroje při řezání?
4. Jaké jsou hlavní řezné úhly frézy?
LABORATORNÍ PRÁCE č. 1
« Studium soustružnických nástrojů»
1.1 Účel díla:
Účelem práce je:
1.1.1 Studenti studují obor „Technologie zpracování kovů“, část „Obrábění kovů“.
1.1.2. Získání znalostí o základech technologie zpracování obrobků řezáním: seznámení s hlavními typy soustružnických nástrojů
1.1.3 Formování odborných kompetencí odpovídajících druhu odborné činnosti.
1.2 Cíle práce:
Při provádění laboratorních prací musí studenti vyřešit následující úkoly:
1.2.1. Prostudujte si hlavní typy soustružnických fréz, jejich rozdělení podle technologického určení, tvaru pracovní části, směru posuvu, provedení.
1.2.2. Nástroje pro soustružení skic – 5 typů,
1.2.3. Vytvořte tabulku charakteristik frézy
2 Náplň laboratorní práce
2.1 Teoretická část:
2.1. Seznamte se se základními operacemi zpracování obrobků na soustruzích a typy fréz.
Na soustruzích lze provádět tyto druhy práce: soustružení ve středu, ve sklíčidle a na čelní desce; nudný; otočení obličeje; řezání a ořezávání; řezání závitů; soustružení kuželů, tvarových ploch a další druhy prací pomocí vhodných nástrojů a zařízení.
Nudný Předvrtané otvory nebo otvory získané během operací nákupu jsou vyrobeny hrubovacími a dokončovacími frézami (se zaoblenou řeznou hranou). Vrtací frézy pro průchozí otvory mají úhel náběhu menší než 90 Ó , u vyvrtávacích fréz pro slepé díry je úhel roven nebo mírně větší než 90 Ó (obr. 5b).
Zpracování koncových ploch provádí se trimovacími řezáky (obr. 1c). Při soustružení koncových ploch jsou obrobky zajištěny stejně jako při zpracování vnějších válcových ploch. Při zajištění ve sklíčidle by měl být přesah obrobku minimální. Chcete-li oříznout konec obrobku při jeho zajištění tlakem ze zadního středu, použijte speciální odříznutý podpěrný stacionární střed.
Rýže. 1. Předávání fréz (a), vyvrtávání (b), rýhování (c),
štěrbinový (d), cut-off (d)
Odřezávání dílů obrobků a soustružení Prstencové drážky se vyrábějí pomocí řezných a drážkovacích (drážkových) fréz (obr. 1d, e).
Ke zpracování tvarových ploch se používají kruhové a prizmatické tvarové frézy nebo kopírky.
Hlavní typy soustružnických nástrojů
Soustružnické frézy jsou klasifikovány podle řady vlastností.
1. Podle druhu prováděné práce nebo podle technologického účelu (obr. 2): průchozí (1), rýhování (2), vyvrtávání (3), řezání (4), závitové (5) atd.
Obr.2. Druhy soustružnických nástrojů podle technologického určení
2. Podle tvaru hlavy frézy (obr. 3):rovně (a, b); ohnutý (vlevo (c), vpravo (d)), vytaženo (vlevo (e), vpravo (g), uprostřed (f)),zakřivený (nahoru (i), dolů (h)).
Obr.3. Různé tvary frézovací hlavy
3. Ve směru dodávky (obr. 4): vpravo (a), vlevo (b).
Obr.4. Pravý (a) a levý (b) soustružnický nástroj
Právo tzv. fréza, jejíž hlavní ostří se nachází na straně palce pravá ruka položte dlaň na řezák tak, aby prsty směřovaly k horní části řezáku. Při soustružení s takovými frézami se třísky odřezávají z obrobku, když se suport pohybuje zprava doleva.
Vlevo nazývaný řezák, jehož hlavní řezná hrana se nachází na straně palce levé ruky, přičemž dlaň ruky je položena na řezák tak, že prsty směřují k horní části řezáku. Při soustružení s takovými frézami se třísky odřezávají z obrobku, když se suport pohybuje zleva doprava.
4. Podle materiálu řezné části: rychlořezná ocel, tvrdá slitina.
5. Podle provedení řezné části: plná, kompozitová a prefabrikovaná.Jednodílný – hlava a hřídel frézy jsou vyrobeny ze stejného materiálu;kompozitní – hlava a hřídel frézy jsou vyrobeny z různé materiály(například hlava je vyrobena z rychlořezné oceli a tyč je vyrobena z konstrukční oceli, obvykle oceli St5, St6, 40, 45, 50, 40X);prefabrikovaný – řezáky, jejichž řezná část je připevněna mechanicky na hřídel frézy.
2. Prostudujte konstrukční prvky a geometrické parametry soustružnické frézy.
Fréza se skládá z hlavyjá(pracovní část) a tělo (nebo tyč)II, která slouží k zajištění frézy. Má standardní velikosti: výška (H) a šířka (B) těla frézy (obr. 5).
Na řezné části se rozlišují následující prvky:
1 – přední plocha , podél kterého proudí třísky;
2 – hlavní řezací čepel – čára průsečíku přední a hlavní zadní plochy. Hlavní řezný kotouč odstraňuje třísky během procesu řezání;
3 – pomocný řezný kotouč - průsečík přední a pomocné zadní plochy;
4 – hlavní zadní plocha – povrch směřující k povrchu obrobku během procesu řezání, v blízkosti hlavního kotouče;
5 – pomocná zadní plocha – povrch směřující k obráběnému povrchu součásti během procesu řezání, v blízkosti pomocného kotouče;
6 – hrot frézy – místo, kde se stýkají řezné hrany.
Obr.5. Konstrukce soustružnické frézy
Pro provedení procesu řezání je fréza naostřena podél přední a zadní plochy. Pro měření úhlů frézy se používají souřadnicové roviny (obr. 6, 7).
Hlavní rovina (OP) – rovina rovnoběžná se směry podélného (S pr ) a příčné (S n ) směny. U soustružnických fréz se hlavní rovina zpravidla shoduje se spodní nosnou plochou hřídele frézy.
Při zpracování na obrobku se rozlišují následující:opracovaný povrch , ze kterého je kovová vrstva odříznuta;zpracováno povrch, ze kterého je odříznuta vrstva kovu a přeměněna na třísky;řezná plocha , tvořený hlavním břitem nástroje a který je přechodový mezi obrobenou a obrobenou plochou (obr. 6).
Řezací rovina (PR) prochází hlavním řezným ostřím frézy, tečnou k řezné ploše obrobku.
Hlavní rovina řezu ( NN ) prochází libovolným bodem hlavního řezného kotouče kolmo k průmětu hlavního řezného kotouče na hlavní rovinu.
Obr.6. Plochy a souřadnicové roviny
Obr.7. Geometrické parametry řezné části přímočaré soustružnické frézy
Hlavní úhlyostření frézy se měří v rovině hlavní sečny.
Přední úhel je úhel mezi povrchem čela a rovinou kolmou k rovině řezu procházející hlavní řeznou čepelí.
Úhel hřbetu se nazývá úhel mezi hlavní zadní plochou frézy a rovinou řezu.
Úhel mezi přední a hlavní zadní plochou se nazývábodový úhel řezák
Úhel mezi povrchem čela a rovinou řezu se nazýváúhel řezu .
Mezi hodnotami hlavních úhlů existují matematické vztahy:
, (1)
, (2)
. (3)
Plánujte úhlyjsou určeny v hlavní rovině.
Hlavní půdorysný úhel – úhel mezi průmětem hlavního řezného kotouče na hlavní rovinu a směrem posuvu.
Pomocný nájezdový úhel – úhel mezi průmětem pomocného řezného kotouče na hlavní rovinu a směrem opačným ke směru posuvu.
Úhel špičky frézy – úhel mezi výstupky hlavního a pomocného řezného nože na hlavní rovinu.
Pro půdorysné úhly je vždy splněna následující rovnost:
. (4)
Úhel hlavního řezného kotouče měřeno v rovině procházející hlavním řezným kotoučem kolmé k hlavní rovině, mezi hlavním řezným kotoučem a linií vedenou hrotem řezáku rovnoběžně s hlavní rovinou.
Úhel může být kladný (hrot frézy je nejnižší bod hlavního řezného kotouče), záporný (hrot frézy je nejvyšší bod hlavního řezného kotouče) nebo nulový.
Úhly frézy mají následující hlavní účely:
1. Hlavní úhel čela je velký vliv na procesu řezání materiálu. S rostoucím úhlem klesá deformace vrstvy řezu, protože nástroj se snadněji zařezává do materiálu, řezná síla a spotřeba energie při současném zlepšení podmínek pro tok třísky a zlepšení kvality obrobeného povrchu obrobku. Nadměrné zvětšení úhlu však vede ke snížení pevnosti řezného nástroje. V praxi se úhel bere v závislosti na tvrdosti a pevnosti zpracovávaných a nástrojových materiálů. Při zpracování křehkých a tvrdých materiálů by se pro zvýšení pevnosti a zvýšení trvanlivosti (doba provozu nástroje před přebroušením) měly přiřadit úhly = – (5 – 10)Ó , při zpracování měkkých a viskózních materiálů úhel čela = + (10 – 25) O .
2. Úhel pomáhá snižovat tření mezi povrchem obrobku a povrchem hlavního boku frézy. Jeho hodnota je přiřazena v rozsahu od 6 do 12 O .
3. Úhel ovlivňuje drsnost obrobeného povrchu obrobku: s klesajícím úhlem klesá i drsnost, nicméně při malých hodnotách úhlu může docházet k vibracím při procesu řezání, které snižují kvalitu zpracování.
4. S klesajícím úhlem 1 Sníží se drsnost obrobeného povrchu, zároveň se zvýší pevnost a sníží se opotřebení břitu frézy.
5. Úhel na špičce frézy. Čím větší je tento úhel, tím silnější je fréza a lepší podmínky chladič.
6. Bodový úhel. Určuje ostrost a sílu nástroje.
7. Úhel sklonu hlavního břitu. Hodnoty úhlůλ jsou v rozsahu od – 5 do + 5°λ ovlivňuje směr toku třísek. Pro negativní úhelλ třísky padají na povrch obrobku. Na kladná hodnotaúhelλ , žetony se posunou na stranu opracovaný povrch součásti. Pod úhlemλ =0, třísky proudí proti směru posuvu nebo podél držáku frézy (tyče) (obr. 8). Navíc úhelλ ovlivňuje pevnost hlavního ostří a složky řezné síly.
Doporučené hodnoty úhlu pro soustružnické nástroje jsou uvedeny v tabulkách 1 a 2.
Tabulka 1
nudné frézy
Poznámka: pro upichovací frézy =1–2 Ó ; =0.
8 Otázky pro sebeovládání
Pojmenujte a zapište úhly frézy do plánu
Který řezák se nazývá ten pravý?
Co znamená „procházející“ fréza?
Definujte všechny geometrické úhly frézy,
Vyjmenujte parametry řezné části přímočaré frézy,
Uveďte, které úhly fréz se měří úhloměrem na stojanu a které univerzálním úhloměrem.