Методические указания. 1. Попок Н.Н. Иллюстративный материал к курсу лекций «Теория резания, тепловые процессы в технологических системах» для студентов специальности 1201 и 1202

1. Попок Н.Н. Иллюстративный материал к курсу лекций «Теория резания, тепловые процессы в технологических системах» для студентов специальности 1201 и 1202. Часть 1. Теория резания. Кинематика процесса, геометрические параметры инструмента и заготовки. Новополоцк, НПИ, 1990 г. – 24 с.

2. Попок Н.Н. Иллюстративный материал к курсу лекций «Теория резания, тепловые процессы в технологических системах» для студентов специальности 1201 и 1202. Часть 2. Инструментальные материалы. Пластическая деформация, трение и кинетика явления при резании. Динамика резания. Новополоцк, НПИ, 1992 г. – 16 с.

3. Попок Н.Н. Иллюстративный материал к курсу лекций «Теория резания, тепловые процессы в технологических системах» для студентов специальности 1201 и 1202. Часть 3. Тепловые процессы в технологических системах, теплофизика резания. Изнашивание, стойкость и прочность режущих инструментов. Качество обработанной поверхности детали. Новополоцк, НПИ, 1993 г. – 16 с.

4. Попок Н.Н. Иллюстративный материал к курсу лекций «Теория резания, тепловые процессы в технологических системах» для студентов специальности 1201 и 1202. Часть 4. Обработка резанием как система. Функционирование системы резания. Комбинированные виды механической обработки. Новополоцк, НПИ, 1993 г. – 8 с.

5. Попок Н.Н. Теория резания. Ч.1. Кинематика, геометрия, стружкообразование и динамика процесса резания: курс лекций / Попок Н.Н. – Новополоцк: ПГУ, 1996. – 108 с.

6. Попок. Н.Н. Теория резания. Ч.2. Тепловые явления, изнашивание режущего инструмента, качество обрабатываемой поверхности, комбинированные виды обработки, оптимизация функционирования системы резания: курс лекций / Попок Н.Н. – Новополоцк: ПГУ, 2005. – 116 с.

7. Попок. Н.Н. Задания на контрольные работы курса «Теория резания» для студентов-заочников спец. 0501: методические указания / Попок Н.Н. – Новополоцк: НПИ, 1984 г. – 11 с.

8. Попок Н.Н. «Стружкообразование и стружкодробление при обработке ротационным инструментом» по курсу «Теория резания»: методические указания / Данилов В.А., Попок Н.Н. – Новополоцк: НПИ, 1984. – 16 с.

9. Попок Н.Н. «Основные виды обработки резанием» по курсу «Теория резания»: методические указания / Попок Н.Н.- Новополоцк: НПИ, 1985. – 19 с.

10. Попок Н.Н. «Влияние элементов режима резания и геометрических параметров лезвия на износ режущего инструмента» по курсу «Теория резания»: методические указания / Попок Н.Н. – Новополоцк: НПИ, 1987. – 12 с.

11. Попок Н.Н. «Основные элементы и геометрические параметры режущих инструментов» по курсу «Теория резания»: методические указания / Попок Н.Н. – Новополоцк: НПИ, 1991. – 21 с.

12. Попок Н.Н. «Деформация срезаемого слоя» по курсу «Теория резания»: методические указания / Попок Н.Н. – Новополоцк: НПИ, 1992. – 8 с.

13. Попок Н.Н. «Силы резания» по курсу «Теория резания»: методические указания / Попок Н.Н. – Новополоцк: НПИ, 1993. – 12 с.

14. Попок Н.Н. «Виды обработки резанием» по курсу «Теория резания» для студентов машиностроительных специальностей: методические указания / Попок Н.Н., Сидикевич А.В. – Новополоцк: ПГУ, 2006. – 39 с.

15. Попок Н.Н. Контрольные работы по дисциплине «Теория резания» для студентов машиностроительных специальностей заочной формы обучения: методические указания / Попок Н.Н. – Новополоцк: ПГУ, 2006. – 15 с.

16. Попок Н.Н. Контрольные работы по дисциплине «Тепловые процессы в технологических системах» для студентов машиностроительных специальностей заочной формы обучения: методические указания / Попок Н.Н. – Новополоцк: ПГУ, 2008. – 15 с.

17. Попок Н.Н. «Влияние режима резания на температуру резания» по дисциплинам «Теория резания» и «Тепловые процессы в технологических системах» для студентов машиностроительных специальностей: методические указания / Попок Н.Н. – Новополоцк: ПГУ, 2009. – 12 с.

18. Арбузов В.И. Мрочек Ж.А., Попок Н.Н., Хейфец М.Л. Программно-информационное обеспечение автоматизации подготовки производства. Учеб. пособ. Минск, БГПА, 1998. – 77 с.

5. ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ

Задача I. Определить влияние на изменение кинематических, гео­метрических и физических показателей процесса резания (табл. 1) параметров обработки - глубины резания t, подачи S_o и скорости резания (табл. 2); переднего угла γ, зад­него угла α, главного угла в плане φ, вспомогательного угла в плане φ₁, угла наклона режущей кромки λ и радиуса вершины лезвия r_в (табл. 3) при обтачивании цилиндрической поверхности детали из стали 45 (ГОСТ 1050) на токарно-винторезном станке модели 16К20.

Таблица 1. Показатели и параметры процесса резания

Таблица 2. Значения параметров режима резания

№ столбца     № строки	0 - 9
t, мм	So мм/об	, м/мин
0-4	0,5 1,5 2,5	0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
5-9	3,5 4,5	0,6 0,7 0,8 0,9

Таблица 3. Изменения геометрических параметров лезвия режущего инструмента

№ столбца     № строки	0 - 9
					, мм	, мм
0-4						1,2 1,4 1,6 1,8
5-9	-10 -5				-20 -10	0,5 1,5 2,5

При решении задачи № 1 необходимо рассчитать (пункты 1,2,3,10 из табл. 1) [2].

частоту вращения детали:

, (2.1)

минутную подачу:

, (2.2)

толщину сечения срезаемого слоя:

(2.3)

ширину сечения срезаемого слоя:

(2.4)

Площадь сечения срезаемого слоя:

(2.5)

статический главный передний угол:

(2.6)

статический главный задний угол:

(2.7)

где угол установки резца выше или ниже оси центров детали, и представить полученные результаты расчетов в виде таблицы 4.

Таблица 4. Данные расчетов

№ столбца     № строки	0-9
мин-1	S м мм/мин	a, мм	b, мм	f, мм2
0 - 4
5 - 9

* по данным таблицы 3 и 8

Влияние режима резания и геометрических параметров лезвия режущего инструмента на показатели процесса резания необходимо представить в виде графических зависимостей (п.4,5,6,7,8,9 из табл. 1) и описания характера изменения кривых графиков со ссылками на литературные источники [2]. Характер зависимостей также может быть объяснен приведением соответствующих формул и численных значений коэффициентов и показателей степеней в них. Например,

силы резания:

(2.8)

мощности резания:

(2.9)

количества теплоты:

(2.10)

стойкости инструмента:

(2.11)

высоты неровностей:

при обработке острозаточенным резцом:

(2.12)

при обработке резцом с радиусом вершины:

(2.13)

коэффициента обрабатываемости:

, (2.14)

где - постоянные коэффициенты, учитывающие свойства обрабатываемого материала;

- коэффициенты, учитывающие отличие условий обработки от тех условий, при которых были получены формулы;

t, S и - соответсвенно глубина резания, подача и скорость резания;

S_д – подача на оборот;

- скорость резания материала-эталона;

и - главный и вспомогательный углы в плане;

- радиус вершины резца.

Задача 2. Рассчитать рациональные значения глубины резания t, по­дачи S_o и скорости резания при различных видах лезвийной обработки поверхностей деталей (табл. 5) из различных материалов (табл. 6).

Таблица 5. Вид лезвийной обработки

Таблица 6. Обрабатываемый материал

При решении задачи № 2 расчет режима резания осуществляется в следующей последовательности:

1. Выбор марки инструментального материала и геометрических па­раметров лезвия производится в зависимости от обрабатываемого мате­риала, вида обработки и требуемой шероховатости по справочнику [3].

2. Определение глубины резания производится чаще всего как полуразность диаметров в среднем машиностроении и как общий припуск, снимаемый за несколько проходов, в тяжелом машиностроении.

3. Определение рациональной подачи производится

по прочности механизма подачи станка:

, (2.15)

по прочности резца:

, (2.16)

по жесткости резца:

, (2.17)

по прочности изделия:

, (2.18)

по жесткости изделия:

, (2.19)

по шероховатости обработанной поверхности детали:

для острозаточенного резца:

, (2.20)

для резца с радиусом вершины:

, (2.21)

где - усилие, допускаемое прочностью деталей механизмов подач станка, выбирается из паспорта станка (приложение Б);

- глубина резания;

- поправочные коэффициенты (выбираются по справочнику [3] и приложению В);

- дробные показатели степени (выбираются по справочнику [3]);

- допускаемое напряжение изгиба ( =20 кг/мм² – для конструкционной стали);

- допускаемая стрела прогиба (при черновом точении =0,1мм, при чистовом точении =0,5 мм);

B и H - ширина и высота державки резца;

-диаметр детали;

- расстояние от точки приложения силы до рассматриваемого сечения;

- модуль упругости;

- коэффициент, учитывающий способ закрепления обрабатываемого изделия на станке ( = 1 – крепление в патроне, = 3/16 – крепление в патроне с поджимом центром задней бабки, =1/4 – крепление в центрах);

- значение параметра шероховатости;

- главный угол в плане;

- вспомогательный угол в плане;

- радиус вершины резца.

Из полученных шести значений подач выбирается наименьшее значение и согласовывается с паспортом станка.

4. Определение рациональной скорости резания осуществляется исходя из среднего периода стойкости инструмента T:

, (2.22)

, (2.23)

из мощности на шпинделе станка N:

(2.24)

Значение среднего периода стойкости инструмента, коэффициентов и показателей степени, входящих в формулы (2.22)…(2.24), выбираются по справочникe [3] и приложению В, а мощность на шпинделе – из паспорта станка по приложению Б. Из двух значений частоты вращения и выбирается меньшее значение и согласовывается с паспортом станка.

Последовательность в назначении элементов режима резания для различных видов лезвийной обработки (обтачивание, сверление, зенкерование, развёртывание, фрезерование и т.д.) примерно одинаковая.

Исходные данные к задаче 2 выбираются по табл. 4,5,7…12.

Таблица 7. Длина заготовки

Таблица 8. Диаметры заготовки D_з и детали D_д

Таблица 9. Метод крепления заготовки

Таблица 10. Шероховатость обработанной поверхности детали

Таблица 11. Размеры обрабатываемой поверхности (диаметр D отверстия, длина L отверстия или плоскости, ширина В плоскости) и глубина резания t.

Таблица 12. Шероховатость обработанной поверхности детали

6. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЙ