Методическая разработка урока по дисциплине ОП.06 «Процессы формообразования и инструменты»
методическая разработка

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ТВЕРСКОЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ

Методическая разработка

урока по дисциплине ОП.06 «Процессы формообразования и инструменты»

тема: практическая работа «Расчет и табличное определение режимов резания при сверлении, зенкеровании, развертывании».

Тема урока: «Выполнение практической работы «Расчет и табличное определение режимов резания при сверлении, зенкеровании, развертывании».

Цель урока: Сделать расчеты режимов резания при сверлении, зенкеровании и развертывании, определить мощность резания (Nрез.), определить основное время (То).

План урока

1. Организационный момент.
2. Опрос студентов по пройденной теме «Обработка материалов сверлением, зенкерованием, развертыванием».
3. Выдача задания по вариантам.
4. Выполнение практической работы.    
5. Подведение итога урока и оценка деятельности студентов.

1. Организационный момент.

Цель: настроить студентов на рабочую, доброжелательную атмосферу проведения урока.

Проверка посещаемости. Заполнение журнала. Объявление темы урока, плана урока.

2. Опрос студентов.

• 1 вопрос «Что такое сверление? Рассверливание?»

Характеристика метода

Сверлением называется процесс образования сквозных и глухих отверстий в сплошном материале.

Точность обработки 12-14 квалитет, шероховатость Rz 80 - 20.

Рассверливанием называется увеличение диаметра уже имеющегося отверстия.

• 2 вопрос Сверло. Классификация сверл.

Сверло – осевой режущий инструмент, предназначенный для образования отверстий в сплошном материале, а также для обработки (рассверливания) отверстий, предварительно изготовленных ковкой, штамповкой, литьем или сверлением.

По конструкции и назначению различают сверла:

1.Спиральные.

2.Специальные (перовые, центровочные, пушечные,  ружейные, сверла для кольцевого сверления,  комбинированные).

• 3 вопрос Конструкция спирального сверла? Назначение каждой части сверла?  

• 4 вопрос  Зенкерование

Зенкеры – это осевые многолезвийные режущие инструменты, которые применяются для промежуточной или окончательной обработки отверстий, полученных предварительно сверлением, литьем, ковкой или штамповкой, с целью повышении их точности (IT9, IT 10) и уменьшения шероховатости обработанной поверхности до Ra 2,5.

• 5 вопрос  Развертывание

Развертки – это осевые многолезвийные режущие инструменты, применяемые для чистовой обработки отверстий. Точность отверстий после развертывания – IT6, IT 8, а шероховатость поверхности - Ra 1,2…0,32.

В отличие от зенкеров развертки имеют большее число зубьев (z = 6 …14).

Они снимают значительно меньший припуск (t = 0,15 …0,50 мм), чем при зенкеровании.

6 вопрос   Влияние различных факторов на Vр при сверлении.

1. Стойкость режущего инструмента 

2. Физико – механические свойства обрабатываемого материала

3. Материал  режущей части сверла

4. Диаметр сверла

5. Формы заточки сверла

6. Подача (S) и глубина сверления (t).

7. С.О.Ж.

3. Выдача задания на практическую работу.

        Практическая работа №3

Наименование работы: Расчет и табличное определение режимов резания при сверлении, зенкеровании, развертывании.

Цель работы: » Сделать расчеты режимов резания при сверлении, зенкеровании, развертывании ( с использованием таблиц нормативов), определить мощность резания (Nрез.), определить основное время (То)».

Под режимом резания подразумеваются принятые глубина резания (t), подача (S) и скорость резания (V), с которыми производится обработка детали.

Под режимом резания подразумевается: глубина резания (t); подача (S); скорость резания (Vр)- с которыми производится обработка детали.

а) Глубина резания (t).

При сверлении:          

t=0,5×D (мм)

При рассверливании (зенкеровании, развертывании):

t=0,5× (D-D0)  (мм)

D0-диаметр ранее просверленного отверстия (мм)

D-диаметр инструмента (мм).

б) Подача (S ) - величина перемещения инструмента вдоль оси за один его оборот (или  за один оборот заготовки, если она вращается, а сверло имеет только продольное перемещение).

 У сверла 2 режущие кромки, тогда подача, приходящаяся на каждую из них (Sz):

Подача на зуб

z – число зубьев инструмента

 Минутная подача (Sm):    

 Sm=S×n (мм/мин),

n – частота вращения  (об/мин)

или

выбирается по таблицам справочника

г) Скорость резания (V) - путь перемещения режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой детали в единицу времени.

Где  D – диаметр сверла (мм);

        n -  частота вращения сверла (об/мин)

V  - скорость резания выбирается по таблицам справочника, из предложенной формулы находим частоту вращения n  и корректируем полученное значение по паспорту станка

4. Машинное время Тм 

L - путь, проходимый инструментом в направлении подачи (мм)

l - глубина сверления (зенкерования, развертывания) (мм)

∆- величина перебега инструмента (1-3 мм)

у - величина врезания при сверлении: 

                      y=D/2×ctgφ    

                    при рассверливании  зенкеровании, развертывании:

                      y=t×ctg φ   (мм)

n – частота вращения сверла (об/мин);

S – подача (мм/об).

Аналогично выполняется выбор режимов резания на зенкерование и развертывание отверстия.

                                            Задание

Задача 1. На вертикально – сверлильном станке производят сверление  (сквозного)  отверстия диаметром D           и глубиной  l   . Материал заготовки……          

Определить:

1. Выбрать режущий инструмент.
2. Назначить режим резания.
3. Определить осевую силу Р0.
4. Определить крутящий момент Мкр.
5. Определить мощность резания Nрез.
6. Определить основное время То

4. Выполнение практической работы.    

5. Подведение итога урока и оценка деятельности студентов.

Используемая литература:

1. Справочник инструментальщика /Под ред. Ордынцева. – М.: Машиностроение, 1984.

2. Режимы резания; Справочник: В 2 т. /Под ред.  Локтева. – М.: Машиностроение, 1988.

3. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник. - М.: Машиностроение, 1990.

4. Д.В.Кожевников, С.В.Кирсанов «Резание материалов» М.: «Машиностроение», 2007.

5.Р.М.Гоцеридзе «Процессы формообразования и инструменты» М.: «Машиностроение», 2006.

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Тверской политехнический колледж»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ОТКРЫТОГО УРОКА

Тема: «Выбор режимов резания при токарной обработке»

По дисциплине ОП.06. «Процессы формообразования и инструмент»

по специальности 15.02.08 «Технология машиностроения»

Тверь 2018

Образовательные:

1. Изучить методику расчета режимов резания при токарной обработке.

2. Научиться понимать различия между  нормативным методом и аналитическим методом расчета режимов резания при токарной обработке.

3. Понять сущность режимов резания при обработке деталей на металлорежущих станках.

4. Формировать умения рассчитывать режимы резания при токарной обработке аналитическим методом..

Развивающие:

1. развивать умения грамотно объяснять методику расчетов режимов резания при токарной обработке (нормативный, аналитический , автоматизированный методы);

2. развивать способность активно воспринимать информацию профессионально значимого содержания;

3. развивать умения чётко, кратко, исчерпывающе излагать свои мысли; делать выводы и обобщения, анализировать результаты своей деятельности и деятельности других людей.

Воспитательные:

1. воспитывать интерес к профессии

2. формировать социально-значимые личностные качества (коммуникативную культуру, самостоятельность, деловую активность, способность работать в группе и вносить свой вклад).

3. развивать умения обучающихся  грамотно объяснять методику расчетов режимов резания при токарной обработке (нормативный, аналитический , автоматизированный методы);

4. развивать способность обучающихся активно воспринимать информацию профессионально значимого содержания;

5. развивать высшие психические функции обучающихся: логическое мышление, речь, способность к рефлексии, самоанализу.

Средства обучения:

1. Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических работ.

2. Компьютер – 1 шт.

3. Доска обычная – 1 шт

4. Мел – 1 шт.

5. Тест (2 варианта) – по количеству обучающихся.

6. Калькуляторы – по количеству обучающихся.

Формы организации деятельности обучающихся:

индивидуальная и групповая.

Подходы к обучению, реализуемые на уроке:

                                       Педагогические технологии, используемые на уроке:

Педагогические технологии

                                       Дидактические принципы, реализуемые на уроке:

Дидактические принципы

Методы обучения, реализуемые на уроке:

1) проблемное изложение нового учебного материала (эвристическая беседа )

2) самостоятельная работа по опорному алгоритму ;

3) метод проб и ошибок (в ходе решения практических задач, самоконтроля);

4) рефлексивные методы (самоконтроль, взаимоконтроль в ходе самостоятельной работы);

5) метод составления опорного конспекта (конспектирование новой учебной информации на уроке);

6) метод решения ситуационных задач на практике (используется при организации групповой работы).

Приёмы педагогической техники, используемые на уроке:

1. Использование системы наводящих вопросов в случаях неправильных ответов.
2. Опора на междисциплинарную интеграцию и личный опыт обучающихся.

План урока

1 Организационный момент (2 минуты)

- Приветствие.

- Проверка присутствующих на уроке по журналу.

- Организация внимания и готовности к уроку.

2 Постановка целей и задач урока (3 минуты)

- Формулировка целей урока.

- Формулировка задач урока.

3. Актуализация знаний учащихся – 7 мин.

 «Вспомним ряд вопросов, которые нам потребуются для изучения данного материала. Вопрос 1. Что такое технологический процесс? (Ответ: Технологический процесс — это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда. К предметам труда относят заготовки и изделия.)». Вопрос 2. Структура технологического процесса? (Ответ: Технологическая операция - законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. На операцию определяется норма времени и операция является, таким образом, единицей для планирования объема работы и рабочих мест в цехе. Установ - часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы. Технологический переход - законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установка. Рабочий ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки и сопровождается изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки. Позиция - фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования). Вопрос 3. Что такое токарная обработка? (Ответ: Токарная обработка является наиболее распространенным методом обработки резанием применяется при изготовлении деталей типа тел вращения (валов, дисков, осей, пальцев, цапф, фланцев, колец, втулок, гаек, муфт и др.) Вопрос 4. Какие виды токарной обработки вы знаете? (Ответ: a) - обработка наружных цилиндрических поверхностей, б) - обработка наружных конических поверхностей, в) - обработка торцов и уступов, г) - вытачивание пазов и канавок, отрезка заготовки, д) - обработка внутренних цилиндрических и конических поверхностей, е) - сверление, зенкерование и развертывание отверстий, ж) - нарезание наружной резьбы, з) - нарезание внутренней резьбы, и) - обработка фасонных поверхностей, к) - накатывание рифлений.). Вопрос 5. Какой инструмент, применяется при токарной обработке? (Ответ: Резцы: а — проходные прямые и б — проходные отогнутые, в — проходные упорные, г, д — подрезные, е — расточные проходные, ж — расточные упорные, 3 — отрезные, и —фасонные, к —резьбовые, сверла, зенкера, развертки, метчики).

Все молодцы усвоили хорошо прошлую тему, теперь мы готовы перейти к изучению нового материала.

4. Рассказ с элементами беседы о режимах резания при точении –  14 мин.

Существует 3 метода расчета режимов резания:

1. Нормативный (табличный), при котором режимы  выбираются из соответствующих нормативов с учетом условий обработки.                                                               Достоинство метода – простота.

Недостатки: приближенность и неоптимальность результата.

2.  Аналитический метод, в  этом случае с учетом большого количества факторов определяются режимы резания, обеспечивающие минимальную трудоемкость (стоимость) операций и гарантирующих требуемое качество обработки.

 Широкое применение метода сдерживается отсутствием развитого программного обеспечения.

3. Автоматизированный на основе ЭВМ.

 В данном случае ЭВМ работает в режиме автоматизированного справочника с кодированной нормативной базой данных.

На данном занятии мы изучим расчет режимов резания аналитическим методом.

Расчет режимов резания производится для каждого перехода каждой детале-операции:

Формируются исходные данные:  

1. Метод обработки, ступень, количество проходов, размеры обрабатываемых поверхностей;
2. Вид заготовки, марка обрабатываемого материала, предел прочности, состояние поверхности заготовки;
3. Станок (тип, модель, паспортные данные по оборотам шпинделя главного движения, подачам, наибольшим допускаемым моментам, усилиям и мощности);
4. Приспособление, для данной операции;
5. Режущий инструмент (вид, материал режущей части, необходимые геометрические характеристики);
6. Наличие охлаждения.
7.  Глубина резания t (мм) – расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по нормали к последней. При точении – это толщина слоя металла срезаемого за один проход резца. При обтачивании, растачивании, рассверливании и рассчитывается по формуле (1):

 (мм)

где D – наибольший диаметр касания инструмента с деталью, мм;

d – наименьший диаметр касания инструмента с заготовкой, мм.

или Глубина резания t назначается максимально возможной по условиям выполняемой операции. При черновой обработке она принимается равной припуску, при получистовой (Rz = 6 – 3 мкм): t = 0,5 – 2,0 мм; при чистовой (Rz = 1 – 3 мкм): t = 0,1 – 0,5 мм.

Рисунок 2 -   Элементы резания при наружном точении

8.  Подача, относительное перемещение режущего инструмента и обрабатываемой на станке заготовки; один из основных параметров, характеризующих режим резания при обработке изделий на станках. Подача  измеряется в мм на 1 оборот заготовки или инструмента (станки токарной группы). Подача s выбирается по таблицам справочной литературы в зависимости от требуемой чистоты обработанной поверхности, размера обрабатываемой детали и принятой величины глубины резания.
9. Скорость резания V (м/мин) – путь, который проходит наиболее удаленная от оси вращения точка поверхности резания относительно режущей кромки в направлении главного движения в единицу времени. Скорость резания для станков с главным вращательным движением (токарных, сверлильных, фрезерных) подсчитывается по формуле (2):

 (м/мин)

где    Сv - коэффициент, учитывающий условия обработки;

        m, x, y - показатели степени;

        T - период стойкости инструмента;

        t - глубина резания, мм;

        S - подача, мм/об;

        Kv - обобщенный поправочный коэффициент, учитывающий изменения условий обработки по отношению к табличным

,

где    Kmv - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

        Knv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

        Kuv - коэффициент, учитывающий материал инструмента;

        Kϕv - коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца;

        Krv - коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца - учитывается только для резцов из быстрорежущей стали.

Стойкость Т – период работы инструмента до затупления, приводимый для различных видов обработки, соответствует условиям одноинструментной обработки.

Значение стойкости режущего инструмента T принимается для одноинструментальной обработки 30 – 60 минут, при многоинструментальной обработке и многостаночном обслуживание величина стойкости инструмента корректируется в сторону ее увеличения путем применения коэффициентов изменения стойкости.

10. Частота вращения шпинделя станка ,  количество оборотов шпинделя  в минуту:

При настройке станка необходимо установить частоту вращения шпинделя, обеспечивающую расчетную скорость резания по формуле (3):

, об/мин

  (полученное значение корректируем по паспорту выбранного станка );

11. По найденному  определяем фактическую скорость резания ,  по формуле (4):

,  м/мин

12. Сила резания. Для изучения действия силы сопротивления резанию принято ее раскладывать на три взаимно перпендикулярные составляющие силы, направленные по осям координат станка:

Px - осевая сила, которая действует вдоль заготовки, при продольном точении противодействует механизму подач;

Py - радиальная сила производит отжим резца, ее реакция изгибает заготовку;

Pz - тангенциальная сила, которую обычно называют силой резания, она направлена по касательной к поверхности резания, определяет расходуемую мощность на резание Np.
     Составляющие силы резания при точении рассчитывают по аналитической формуле (5):

Pz(x,y)=10Cp ·tx ·Sy ·Vn ·Kp,  (H)

где Cp - коэффициент, учитывающий условия обработки;
      x,y,n - показатели степени;
      t - глубина резания, мм;
      S - подача, мм/об;
      V - скорость резания, м/мин;
       Кр - обобщенный поправочный коэффициент, учитывающий изменение условий по отношению к табличным.

13. Проверяем режим резания по мощности ,

Работа резания, совершаемая в одну секунду, называется мощностью резания и обозначается Npeз. Мощность резания определяется по формуле (6):

  кВт

  – мощность выбранного станка, ;

где 60 — коэффициент перевода скорости резания в м/сек,

14. Основное технологическое (машинное) время - время, в течение которого происходит снятие стружки без непосредственного участия рабочего.

Основное технологическое время рассчитывается по формуле (7):

,

где  – длина рабочего хода, , :

         – длина резания, ;

         – величина врезания, ;

         – величина перебега, ;

         – число рабочих проходов резца.