Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часов
| Модуль 1. Общие вопросы выбора, эксплуатации и проектирования инструментов |
| Формообразующая функция инструментов |
| Роль инструмента в технологической системе |
| Режущая функция инструментов |
| Классификация резцов по различным признакам |
| Конструкции сборных резцов с механическим креплением (МП) |
| Конструкции фасонных резцов |
| Модуль 2. Резцы |
| Конструктивные особенности резцов в напайном варианте |
| Модуль 3. Инструменты для обработки отверстий |
| Классификация инструментов |
| Сверла |
| Зенкеры |
| Развертки |
| Протяжки для обработки отверстий |
| Модуль 4. Инструменты для формообразования резьбы |
| Основные положения построения резьбообразующих инструментов и их выбора классификация |
| Стержневые резьбовые резцы |
| Дисковые и призматические резьбовые резцы |
| Резьбовые гребенки |
| Метчики, комплекты метчиков Резьбовые плашки |
| Резьбонарезные головки Резьбовые фрезы |
| Инструменты для накатывания резьб |
| Назначение фрез, область применения, классификация |
| Конструктивные элементы режущей части фрез |
| Затылованные фрезы. Конструктивные элементы фрез |
| Модуль 5. Фрезы |
| Особенности фрез с механическим креплением СМП |
| Выбор конструктивных параметров фрез для операций механической обработки |
| Методы образования боковых поверхностей зубьев |
| Дисковые и пальцевые модульные фрезы |
| Червячные зуборезные фрезы |
| Зуборезные долбяки |
| Шеверы |
| Инструменты для обработки конических колес |
| Модуль 6. Зуборезный инструмент |
| Модуль 7. Абразивные инструменты |
| Область применения абразивных инструментов. Типы инструментов |
| Абразивные материалы. Зернистость |
| Формы кругов, размеры |
| Характеристики абразивного инструмента: связки, твердость, структура |
| Выбор режимов резания |
| Модуль 8. Современные тенденции развития инструментальной техники и совершенствование конструкций инструментов Системы автоматизированного выбора и проектирования инструментов. |
Содержание дисциплины
5.2.1 Календарный план (6 семестр)
| Неделя | Лекции (Л), час | ЛР, час | ПР, час | Самостоятельная работа, час. | ||
| Выполнение домашнего задания | Подготовка к лабораторной работе | Выполнение расчетно-графической работы «РГР) | ||||
| Л 1;2 - 4 час. | ||||||
| Л 3 - 2 час. | ДЗ 1 - 5ч | |||||
| Л 4, 5 - 4 час. | ||||||
| Л 6 - 2 час. | ДЗ 2 – 5ч | |||||
| Л 7, 8 - 4 час. | ||||||
| Л 9 - 2 час. | ДЗ 3 – 5ч | |||||
| ДЗ 4 – 5ч | ||||||
| Всего |
Л – лекции
ЛР – лабораторные работы
ПР - практические работы
ДЗ – домашние задания
РГР – расчетно-графическая работа.
5.2.2 Содержание лекционных занятий
| Лек ции | Часы | Наименование разделов, тем занятий и их содержание |
| Л 1 | Введение. Исторический опыт, современные тенденции и задачи развития инструментального производства. | |
| Положение (роль) инструмента в технологической системе. Общие требования, предъявляемые к инструментам. Классификация инструментов. | ||
| Л 2 | Формообразующая функция инструментов. Кинематика движений формообразования. Примеры для различных инструментов. | |
| Режущая функция инструментов. Схемы резания: профильная, генераторная, групповая; их особенности, достоинства и недостатки." Примеры реализации схем резания в различных инструментах. | ||
| Л 3 | Резцы. Типы резцов. Конструктивные решения средств для стружкозавивания и стружкодробления. Сборные конструкции резцов. Требования к сборным конструкциям инструментов. Классификация СМП, их обозначения, выбор размеров и формы. | |
| Фасонные резцы - область применения, достоинства, типы резцов. Графический и аналитический методы определения профиля резцов. | ||
| Л 4 | Инструменты для обработки отверстий. Общие положения построения конструкций инструментов для обработки отверстий. Сверла - типы, назначение. Режущая часть сверла, геометрические параметры, их выбор, методы заточки. Калибрующая часть. | |
| Зенкеры и развертки - назначение, область применения, типы, конструктивные особенности. Профиль стружечных канавок; форма, число и шаг зубьев. Калибрующая часть зенкеров и разверток. Определение исполнительных размеров. | ||
| Л 5 | Протяжки для обработки отверстий. Особенности конструкции и эксплуатации. Расчет и выбор конструктивных параметров. | |
| Л 6 | Инструменты для формообразования резьбы. Общие положения построения резьбообразующих инструментов и их выбора. Классификация инструментов. Резьбовые резцы. Резьбовые гребенки. Метчики, комплекты метчиков. | |
| Круглые плашки, конструкция, геометрические параметры. Общие принципы построения допусков на резьбу метчиков.и плашек. Резьбонарезные головки. Резьбовые фрезы. Инструменты для накатывания резьб. | ||
| Л 7 | Фрезы. Типы фрез и их выбор для заданного технологического процесса. Острозаточенные фрезы. Форма и размеры зубьев. Выбор диаметра и числа зубьев фрез, обеспечивающих их прочность и жесткость крепления. Равномерность фрезерования. Расчет условий равномерности. Сборные конструкции фрез. Конструкции, методы крепления СМП. Расчет параметров установки ножей и СМП в корпусах фрез для обеспечения заданной геометрии. Затылованные фрезы. Кривые затылования, требования, величина затылования. Конструктивные элементы фрез. | |
| Л 8 | Зуборезный инструмент. Инструменты для обработки зубьев цилиндрических колес. Зуборезные инструменты, работающие методом профильного копирования. Дисковые и пальцевые модульные фрезы. Наборы фрез. | |
| Обкатные зуборезные инструменты. Зубострогальные гребенки. Зуборезные долбяки. Червячные зуборезные фрезы. Червячные фрезы для обработки червячных колес. | ||
| Л 9 | Инструменты для обработки зубьев конических колес. Зуборезные головки. Обкатные инструменты для получения неэвольвентных профилей деталей. | |
| Абразивные инструменты. Абразивные материалы, зернистость. Формы инструментов, размеры, связки, твердость, структура. Режимы шлифования. |
Модуль 1. Общие вопросы выбора, эксплуатации и проектирования инструментов.
Исторический опыт, современные тенденции и задачи развития инструментальной промышленности; её влияние на развитие машиностроительного комплекса. Положение инструмента в технологической системе. Определение оптимальных условий для обеспечения максимальной производительности или минимальной себестоимости операции изготовления детали резанием. Общие требования, предъявляемые к инструментам. Дополнительные требования к инструментальной технике для автоматизированного производства. Классификация инструментов.
Изготавливаемая деталь как совокупность поверхностей, их параметры и образующие. Основные функции режущего инструмента. Понятие об исходной инструментальной поверхности (ИП). Примеры ИП для различных инструментов. Формирование инструментов на основе ИП.
Формообразующая функция инструментов. Методы формообразования поверхностей деталей инструментами, понятие о полном и неполном копировании, метод огибания. Кинематика движения формообразования. Достоинства и недостатки методов формообразования; их влияние на конструкцию инструмента и станка. Примеры для различных инструментов.
Режущая функция инструментов. Схемы резания: профильная, генераторная, групповая; их особенности, достоинства и недостатки. Пути реализации схем резания: за счет кинематики станка, последовательного использования простых инструментов, за счет конструкции режущей части инструмента. Примеры реализации схем резания в различных инструментах.
Движения резания, необходимые для срезания припуска. Совпадение и несовпадение движения резания и формообразования.
Основные части инструмента, его конструктивные элементы и геометрические параметры.
Модуль 2. Резцы.
Назначение, область применения, типы резцов. Классификация резцов по различным признакам, геометрия резцов. Размеры державок резцов, их выбор и расчет на прочность. Особенности отрезных, строгальных резцов и резцов для тяжелого машиностроения. Формирование структуры базы данных на резцы.
Конструктивные решения средств для разделения и завивания стружки на примере резцов: разделение стружки по ширине – специальная форма режущей кромки, ступенчатые кромки, стружкоразделительные канавки; разделение стружки по длине – подбор геометрии, порожки, лунки, накладной и универсальный стружколомы, кинематическое дробление стружки.
Составные конструкции твёрдосплавных резцов, применение, достоинства и недостатки. Типы гнёзд под напайную пластинку, формы передней поверхности и геометрические параметры.
Сборные конструкции резцов. Требования к сборным конструкциям, типы инструментов.
Резцы со сменными многогранными твёрдосплавными пластинками (СМП): достоинства; классификация СМП, их обозначение, выбор размеров и формы; методы базирования и крепления пластин. Примеры узлов крепления СМП: винтом, L-образным рычагом, прижимом и прихватом.
Особенности конструкций резцов для автоматизированного оборудования и станков с ЧПУ. Выбор стандартных и проектирование специальных резцов для контурного точения. Резцовые вставки.
Аналитическое определение геометрических параметров установки СМП в корпусе резца с использованием методов начертательной геометрии. Общие принципы перехода от геометрии резцы к геометрии других видов инструмента с СМП (торцовых фрез, зенкеров и др.).
Фасонные резцы – область применения, достоинства, типы резцов. Графический и аналитический методы определения профиля резцов. Анализ геометрических параметров, конструкция и крепление резцов.
Модуль 3. Инструменты для обработки отверстий.
Общие положения построения конструкций инструментов для обработки отверстий. Классификация инструментов, особенности условий работы и направления их развития.
Свёрла – типы, назначение.
Спиральные сверла – конструктивные элементы и их выбор, типы хвостовиков, расчет конуса Морзе.
Режущая часть сверла, геометрические параметры и их выбор, методы заточки.
Калибрующая часть – назначение, размеры.
Условия работы спирального сверла и мероприятия по улучшению конструктивных, геометрических и эксплуатационных параметров инструмента: изменение формы главных режущих кромок, улучшение условий работы поперечной кромки, снабжение ленточек задними углами, применение 4-х ленточных сверл.
Твердосплавные сверла – конструктивные особенности, область применения.
Зенкеры и развертки – назначение, область применения, типы, конструктивные особенности.
Режущая часть – геометрические параметры зенкеров и разверток, определение длины режущей части. Профиль стружечных канавок; форма, число и шаг зубьев.
Калибрующая часть зенкеров и разверток – назначение, конструктивное оформление, определение исполнительных размеров и допусков на диаметры. Сборные конструкции.
Протяжки для обработки отверстий.
Расточные инструменты – типы и назначение. Стержневые расточные инструменты – короткие и длинные резцы, конструкции; форма сечения державок, геометрия.
Крепление коротких резцов в борштангах и методы регулировки на размер.
Пластинчатые резцы цельные и сборные – конструкции, геометрические параметры, крепление в борштангах.
Резцовые блоки, блоки с СМП. Плавающие пластинчатые резцы и блоки. Особенности конструкции для автоматизированного производства.
Модуль 4. Инструменты для формообразования резьбы.
Инструменты для обработки резьбы. Общие положения построения резьбообразующих инструментов и их выбора, классификация инструментов.
Стержневые резьбовые резцы – достоинства, область применения, типы, конструкция, геометрия в инструментальной и кинематической системах координат, расчет профиля, схемы нарезания резьбы.
Дисковые и призматические резьбовые резцы – конструкции, формы режущей части и расчет профиля.
Резьбовые гребенки.
Метчики – назначение, особенности работы, классификация конструкций.
Машинно-ручные метчики для метрических резьб. Конструктивные элементы и их выбор, форма и число зубьев, геометрические параметры. Схемы резания – профильная и генераторная; реализация схем резания конструкцией режущей части; толщина срезаемого слоя.
Комплекты метчиков. Распределение нагрузки между метчиками в комплекте, схемы резания, длина режущей части.
Способы управления направлением отвода стружки. Конструктивные особенности отдельных типов метчиков.
Общие принципы построения допусков на резьбу метчиков.
Круглые плашки – область применения, конструкция, геометрические параметры, восстановление размеров. Общие принципы построения допусков на резьбу плашек.
Резьбонарезные головки – достоинства, область применения, типы, конструктивные особенности.
Резьбовые фрезы дисковые и гребенчатые: область применения, особенности конструкции, геометрические параметры.
Инструменты для накатывания резьб – достоинства, типы инструментов. Схемы накатывания роликами – с радиальной и тангенциальной подачами, накатывание на проход. Особенности конструкции роликов, определение диаметра и числа заходов резьбы.
Модуль 5. Фрезы.
Назначение фрез, область применения, классификация по различным признакам. Типы фрез и их выбор для заданного технологического процесса. Способы крепления фрез на станке; особенности узлов крепления на автоматизированном оборудовании и станках с ЧПУ. Формирование структуры базы данных на фрезы.
Острозаточенные фрезы: достоинства и недостатки, конструктивные и геометрические параметры. Формы и размеры зубьев и впадин в зависимости от режимов обработки и планируемой величины стачивания зуба (по задней поверхности). Выбор диаметра и числа зубьев фрез, обеспечивающих прочность и жесткость крепления инструмента, равномерность фрезерования и максимальную производительность обработки.
Выбор направления наклонных и винтовых зубьев фрез. Блок-схема для расчета конструктивных элементов фрез на ЭВМ.
Сборные конструкции острозаточенных фрез, требования, достоинства и недостатки, типы конструкций.
Фрезы со вставными ножами – конструкции, методы крепления и регулировки ножей на размер.
Фрезы с СМП – дисковые, концевые, торцовые. Конструкции, методы крепления пластинок.
Расчет параметров установки ножей и СМП в корпусах фрез для обеспечения заданной геометрии; принципиальные отличия.
Затылованные фрезы: область применения, назначение, достоинства и недостатки. Кривые затылования, требования, величина затылования. Конструктивные элементы фрез. Анализ геометрических параметров фрез. Расчет фрез с передним углом, равным нулю. Блок-схема расчета конструктивных элементов фрез на ЭВМ.
Модуль 6. Зуборезный инструмент (региональный и вузовский компонент программы).
Инструменты для обработки зубьев цилиндрических колес. Зуборезные инструменты, работающие методом профильного копирования. Дисковые и пальцевые модульные фрезы. Протяжки для обработки зубчатых колес.
Обкатные зуборезные инструменты. Зубострогальные гребенки. Зуборезные долбяки. Червячные зуборезные фрезы. Червячные фрезы для обработки червячных колес. Шеверы.
Инструменты для образования зубьев конических колес. Зуборезные головки. Обкатные инструменты для получения неэвольвентных профилей деталей.
Модуль 7. Абразивные инструменты.
Область применения абразивных инструментов, типаж. Абразивные материалы, зернистость, обозначения.
Инструменты из электрокорунда и карбида кремния. Формы кругов, размеры, связки, твердость, структура. Режимы шлифования.
Круги алмазные, из кубического нитрида бора.
5.2.3 Темы практических занятий
| № п/п | Часы | Темы занятий |
| Разработка резца с механическим креплением СМП | ||
| Абразивные материалы, инструмент | ||
| Расчет протяжки | ||
| Фрезерная обработка. Расчет равномерности фрезерования | ||
| Расчет зуборезной наладки | ||
| Всего |
5.2.4 Темы лабораторных работ
| № л/р | Часы | Темы лабораторных работ |
| ЛР1 | Построение диаграммы стружкодробления при токарной обработке. | |
| ЛР2 | Изучение конструкции и геометрии сверл, зенкеров, разверток. | |
| ЛР3 | Заточка токарного резца. | |
| ЛР4 | Контроль протяжек. | |
| ЛР5 | Оформление и защита отчетов по работам | |
| Всего |
5.2.5 Темы домашних заданий
| Модуль | Наименование задания, часы | Тема задания |
| I, II | ДЗ 2 - 5часов | |
| II, III, IV, | ДЗ 4 – 5 часов | |
| V, VI | ДЗ 6 - 5 часов | |
| VII | ДЗ 3 – 5часов | |
| Всего |