Теорія різання
Лектор – Чуприна Олександр Леонідович
1. Предмет і мета дисципліни, їі місце і роль в навчальному процесі
Предмет навчальної дисципліни "Теорія різання"основні об'єкти: конструкції, матеріали і геометрія різальних інструментів різноманітного типу, призначених для формоутворення деталей за рахунок видалення надлишкового шару металу. Аналіз основних фізичних явищ при різанні: пружно-пластичної деформації, наростоутворення, фізико-хімічних взаємодій заготовки та інструменту; закономірності зміни сил, міцності, температури та зносу при точінні, свердлінні та фрезуванні; оцінка якості обробленої поверхні: параметрів шорсткості залишкових напружень та наклепу; методика і алгоритми розрахунку нормативних і оптимальних режимів різання.
Мета викладання дисципліни -"Теорія різання" - забезпечує професійну підготовки фахівця, здатного вирішувати поставлені задачі в області оптимізації режимів обробки конструкційних матеріалів різанням, науково обґрунтовувати нормативні параметри режимів різання.
Викладання дисципліни "Теорія різання" здійснюється після опанування студентами таких загальноосвітніх фундаментальних дисциплін як "Вища математика", "Фізика", "Нарисна геометрія,інженерна та комп’ютерна графіка", "Теоретична механіка", "Опір матеріалів", Технологія конструкційних матеріалів та матеріалознавство", та передує вивченню дисциплін професійного спрямування.
2. Задачі навчальної дисципліни
В результаті вивчення дисципліни студент повинен:
ЗНАТИ:
1.1. Геометрію різців та параметри режиму різання;
1.2. Взаємозв’язок властивостей конструкційних та інструментальних матеріалів з оброблюваністю заготовок та стійкістю різального інструменту;
1.3. Фізичні процеси та явища при різанні, стружкоутворення та пов’язана з цим пластична деформація їх взаємозв’язок та вплив на процес різання;
1.4. Методики розрахунків та алгоритми вибору режимів різання при різних видах обробки.
ВМІТИ;
2.1. Обирати форму і геометрію різального інструменту в залежності від умов обробки поверхонь. Визначати раціональні параметри елементів різальної частини інструмента;
2.2. Встановлювати ступінь впливу параметрів режиму різання на сили різання та процеси стружкоутворення;
2.3. Встановлювати ступінь впливу параметрів режиму різання на стійкість різального інструменту та температуру в зоні обробки;
2.4. Застосовувати сучасні інструментальні та конструкційні матеріали і оснастку, що забезпечують високі техніко-економічні результати обробки різанням
3. Методичні вказівки
1. Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи №1 "Основні частини і елементи токарного різця та його геометричні параметри" з курсу "Теорія різання" для студентів III курсу спеціальності 7.09.0202 Укл. Плошенко І.Г., Чухно М.С.-Дніпропетровськ; УДХТУ, 2000. -9 с.
2. Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи №2 "Дослідження залежності коефіцієнта усадження стружки від елементів процесу різання" з курсу "Теорія різання" для студентів III курсу спеціальності 7.09. Укл. Плошенко І.Г., Чухно М.С.-Дніпропетровськ; УДХТУ, 2000. -7 с.
3. Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи №2 "Дослідження впливу елементів процесу різання на сили різання при точінні " з курсу "Теорія різання" для студентів III курсу спеціальності 7.09.0202/ Укл. Плошенко І.Г., Чухно М.С.-Дніпропетровськ; УДХТУ, 2000. -10 с.
3. Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи №4 і №5 з курсу "Теорія різання" для студентів III курсу спеціальності 7.09.0202/ Укл. Плошенко І.Г., Мітрохін О.А.., Чухно М.С.Дніпропетровськ; УДХТУ, 2001. -14 с.
4. Питання до екзаменаційних білетів
1. Вклад вітчизняних вчених у розробку та розвиток науки про різання металів. Визначення процесу різання. Елементи різання. Основні поняття та визначення.
2. Умови утворення стружки. Типи стружок. Закономірності утворення кожного типу стружки.
3. Геометричні параметри різців складної форми ріжучої частини (криволінійні передня та задня поверхні, з фаскою на ріжучій кромці та закругленою вершиною).
4. Механізм утворення стружки. Кут сколювання. Усадка та коефіцієнт усадки стружки.
5. Охарактеризувати площини в яких вимірюють головні кути різальної частини прохідного різця (α, β, γ, δ, φ, φ1, λ). Взаємозв'язок переднього і заднього кутів з кутами різання та загострення.
6. Функціональний зав'язок площі поперечного перерізу шару, що зрізується, з параметрами процесу різання.
7. Функції головної різальної кромки. Кут нахилу різальної кромки та його вплив на процес різання.
8. Розрахунок установчого головного кутав плані, якщо вершина різця встановлена вище осі обертання заготовки.
9. Рівняння ресурсу роботи інструмента. Основний технологічний час та штучний час технологічної операції обробки. Норма змінної виробки.
10. Які системи координат застосовуються в теорії різання та в яких випадках доцільно їх застосовувати.
11. Режим різання. Робоча стійкість інструмента. Змінна потреба в різальному інструменті.
12. Вибір подачі та глибини різання. Стартове значення швидкості різання.
13. Закономірності впливу радіуса поверхні, що обробляються, на похибки установчих кутів (αу, γу, φу, λу) при зміщенні вершини різця.
14. Закономірності утворення шорсткості при обробці точінням.
15. Вплив зміщення вершини різця відносно осі обертання заготовки на величину установчих кутів (αу, γу, φу, λу) та конструкцію різальної частини.
16. Критерій рівнозначного зносу, критерій оптимального зносу та норма зносу інструментів.
17. Епюри розподілення навантаження на передній та задній поверхнях леза різця. Точки прикладення результуючої сили різання до леза різця в залежності від завдання на обробку.
18. Знос леза інструментів. Ознаки зносу та його кількісні параметри. Вивід рівняння зносу задньої поверхні різця.
19. Температур не поле заготовки що оброблюється. Вимірювання температури за допомогою штучної термопари.
20. Вплив величини головного кута в плані на відхилення установчих кутів (αу, γу, φу, λу) при зміщенні вершини різця відносно осі обертання заготовки).
21. Вимірювання складових сили різання гідравлічним методом.
22. Вимірювання температури за допомогою напівштучної термопари. Температурне поле різальної частини різця.
23. Закономірності наростоутворення. Вплив пластичності матеріалу заготовки на характер наростоутворення.
24. Геометричні параметри різальної частини різця. Співвідношення довжини головного та допоміжного леза. Функціональні призначення кожного з кутів різця.
25. Вимірювання температури за допомогою природної термопари. Температурне поле в стружці.
26.Мікротвердість наросту як леза, що самоутворюється, та його вплив на формування обробленої поверхні.
27. Вимірювання складових сили різання тензометричним методом.
28. Тепловий баланс процесу різання. Характеристики джерел теплоти.
29. Ефективна потужність процесу різання. Потужність електродвигуна верстата.
30. Матеріали для виготовлення термопар, хімічний склад та електродні потенціали. Схема і робота хромель-копелевої термопари. Тарувальний графік термопари.
31. Установчі кути роботи різця при зміщення вершини нижче осі обертання заготовки.
32. Установчі кути роботи різця при зміщення вершини вище осі обертання заготовки.
ЗЗ. Вивід загального рівняння сили різання. Рівняння розподільчої лінії.
34. Температурне поле стружки. Методика вимірювання температурного поля при струганні.
35. Мікротвердість обробленої поверхні та фізична сутність її утворення при обробці різанням.
З6. Вплив на чистоту обробки кутів φ та φ1 подачі, радіуса закруглення вершини різця.
37. Рівняння зносу задньої та передньої поверхонь різця.
38. Методи визначення коефіцієнту оброблюємості конструкційних матеріалів. Стійкість інструментів. Характер взаємозв'язку швидкості різання і стійкості.
39. Зносостійкість інструментальних матеріалів. Рівняння зносостійкості. Характер кривих зносостійкості в залежності від швидкості різання.
40. Закономірності впливу вихідного значення кута нахилу головної ріжучої кромки на відхилення установчих кутів (αу, γу, φу).
41. Неметалічні інструментальні матеріали. Технологічні особливості їх виготовлення. Основні властивості. Діаграма температуростійкості інструментальних матеріалів.
42.Повне теоретичне рівняння сили різання та спрощене рівняння для визначення сили різання.
43. Класифікація інструментальних матеріалів, вплив їх на техніко-технологічний рівень машинобудування. Роль твердості та міцності інструментального матеріалу.
44. Значення температуростійкості та теплопровідності інструментальних матеріалів. Хімічний склад та міцності показники вуглецевих інструментальних сталей.
45. Вплив зносостійкості та коефіцієнта тертя інструментальних матеріалів на якісні показники різальних інструментів. Характер кривих зносостійкості інструментального матеріалу при взаємодії з конструкційними сталями та чавунами.
46. Класифікація низько легованих інструментальних сталей. Хімічний склад та основні властивості.
47. Вплив швидкості різання на розподіл теплоти. Залежність складових теплового балансу від швидкості різання.
48. Класифікація швидкорізальних сталей. Хімічний склад та основні властивості.
49. Класифікація твердосплавних різальних інструментів. Хімічний склад та основні властивості. Маркування.
5. Список рекомендованої літератури
1. Обработка резанием. Термины, определения и обозначения общих понятий. ГОСТ 25762-83.- М.: ГОСКОМ СССР по стандартам, 1983.
2. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. - М.: Машиностоение, 1975.
3. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов. - М.: Высшая школа, 1985,
4. Вульф А.М. Резание металлов. -Л.: Машиностроение.. 1973.
5. Филоненко С.Н. Резание металлов. - Киев: Техніка, 1975.
6. Подураев В.И. Резание труднообрабатываемых материалов: Учебное пособие.- М.: Высшая школа, 1974.
7. Аршинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. -М.: Машиностроение, 1976.
8. Справочник технолога – машиностроителя ( Под ред. А.Г.Косиловой, Р.К. Мещеряковой, Т.2.- М.: Машиностроение, 1985.
9. Абрамов Ф.Н., Коваленко В.В. и др. Справочник по обработке металлов резанием. - Киев: Техніка, 1983.