Теория резания и режущий инструмент
Теория резания и режущий инструмент
- 17 -
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Северо-Западный государственный заочный
технический университет
Институт управления производственными и
инновационными программами
Кафедра технологии автоматизированного машиностроения
Контрольная работа по дисциплине
«Теория резания и режущий инструмент».
Выполнила студентка: Шестакова Мария Дмитриевна
ИУПиИП
Курс: III
Специальность: 80502.65
Шифр: 5780304393
Оценка:
Преподаватель: Алексеева Любовь Борисовна
Подпись преподавателя:
Дата:
Санкт-Петербург
2008
Задача 1.
На токарно-винторезном станке модели 1К62 производится обтачивание цилиндрического валика.
Дано:
Заготовка: штамповка с коркой.
Крепление заготовки на станке: патрон.
Шероховатость обработанной поверхности: Rz = 20 мкм (Ra = 5 мкм).
Жесткость технологической системы СПИД: не жесткая.
Материал валика: СТ45; предел прочность: ?B = 700 МПа.
Диаметр заготовки: D = 60 мм.
Диаметр валика: d = 55h12.
Длина заготовки: L = 385 мм.
Длина обработки: l = 385 мм.
Найти:
Рассчитать рациональные режимы резания при одноинструментальной обработке.
Валик обработать за два прохода: черновой и чистовой.
Токарная. Токарно-винторезный станок модели 1К62.
- 17 -
Рис. 1. Операционный эскиз обработки наружной поверхности токарным проходным прямым резцом.
|
Режимы резания
|
|
|
t, мм
|
S, мм/об
|
n, об/мм
|
V, м/мин
|
|
Черновой проход
|
1,875
|
0,78
|
500
|
94,2
|
|
Чистовой проход
|
0,625
|
0,23
|
1250
|
221
|
|
|
Решение.
I. Выбор инструмента.
1. Тип резца - прямой проходной (Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. С74 Т.2/ под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. 496 с., ил. В дальнейшем - Т-2) , (Т-2, стр. 119)
2. Выбор сечения: 25 x 16, согласовываем с паспортом станка (МУ, стр. 54).
3. Материал режущей части:
черновой проход - твердый сплав Т15К6 (Т-2, стр. 116, таблица 3),
чистовой проход - твердый сплав Т30К4 (Т-2, стр. 117, таблица 3).
4. Геометрические элементы выбранного резца:
Черновой проход:
-- передний угол ,
-- главный зад-ний угол ,
-- главный угол в плане ,
-- вспомогательный угол в плане ?1 = 45?,
-- форма передней поверхности - плоская с отрицатель-ной фаской,
-- допустимый износ 0,1 мм.
Чистовой проход:
-- передний угол ,
-- главный зад-ний угол ,
-- главный угол в плане ,
-- вспомогательный угол в плане ?1 = 45?,
-- форма передней поверхности - криволинейная с фаской,
-- допустимый износ 0,1 мм.
Стойкость инструмента Т=60 мин.
II. Расчет глубины резания t, мм.
Общая величина ; = 0,25 t;
t = 60 - 55 . = 5 . = 2,5; t чист = 0,25 x 2,5 = 0,625 мм
2 2
= 2,5 - 0,625 = 1,875 мм
t черн = 1,875 мм t чист = 0,625 мм
III. Выбор подачи S, мм/об.
1. Подбор по таблицам (нормативы):
черновое точение S черн = 0,8 мм/об (Т-2, стр. 266, таблица 11),
чистовое точение S чист = 0,25 мм/об (при Rz = 20 мкм), (Т-2, стр. 268, таблица 14).
2. Корректировка подач по паспорту станка (МУ, приложение 1, стр. 54):
черновое точение S черн = 0,78 мм/об;
чистовое точение S чист = 0,23 мм/об.
IV. Расчет скорости резания V, м/мин.
1. Расчет теоретической скорости резания для черного и чистового точения:
, где
Cv -- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, вида работ и толщины среза,
m, Xv, yv -- показатели степени при значениях стойкости инструмента T,
t -- глубина резания,
S -- подача,
Kv -- общий поправочный коэффициент на скорость резания.
Коэффициент Cv и показатели степеней m, Xv, yv подбираем по Т-2, стр.269, табл. 17.
В свою очередь расчет общего поправочного коэффициента производится по формуле: , где
Kмv -- поправочный коэффициент на физико-механические свойства обрабатываемого
материала, рассчитывается по формуле: -- для стали (Т-2, стр. 261, табл. 1)
(Kr = 1 для материала режущего инструмента из твердого сплава,
nv = 1 показатель степени при обработке резцами из твердого сплава
(Т-2, стр. 262,
KПv -- поправочный коэффициент на состояние поверхности заготовки (Т-2,стр.263, табл.5),
KИv -- поправочный коэффициент на марку инструментального материала(Т-2,стр.263,т. 6),
K?v -- поправочный коэффициент на величину главного угла в плане ?, выбранного ранее для резца,
K?1 -- поправочный коэффициент на вспомогательный угол в плане ?1 (учитывает влияние
параметров резца на скорость резания),
Krv -- поправочный коэффициент, учитывающий влияние параметров резца на скорость
резания (учитывают только для резцов из быстрорежущей стали).
K?v , K?1 (Т-2, стр. 271, табл. 18).
Произведем расчеты.
Черновое точение:
D = 60 мм
t черн = 1,875 мм
Sчерн = 0,78 мм/об
Инструмент:
? = 45?
?1 = 45?
Общий поправочный коэффициент Kv :
Kмv = 1 x (750/700)1 = 1,07;
KПv = 0,8 (т.к. материал заготовки - штамповка (поковка) с коркой);
KИv = 1,00 (т.к. марка инструментального материала Т15К6);
K?v = 1,0 (т.к. главный угол в плане ? = 45?);
K?1 = 0,87 (т.к. вспомогательный угол в плане ?1 = 45?);
Krv -- не учитываем, т.к. материал резца - твердый сплав Т15К6.
Итак: = 1,07 x 0,8 x 1,00 x 1,0 x 0,87 = 0,745; Kv = 0,745
По основной формуле :
Cv = 340 (т.к. подача S > 0,7 (S черн= 0,78 мм/об)),
m = 0,20 (т.к. наружное продольное точение прямым проходным резцом марки Т15К6),
Xv = 0,15 (т.к. наружное продольное точение прямым проходным резцом марки Т15К6),
yv = 0,45 (т.к. подача S > 0,7 (S черн= 0,78 мм/об)),
T = 60 мин,
t черн = 1,875 мм;
Sчерн = 0,78 мм/об;
Kv = 0,745.
VT черн = (340 / (600,20 x 1,8750,15 x 0,780,45)) x 0,745 = (340 / (2,27 x 1.099 x 0.894)) x 0,745 =
= (340 / 2,23) x 0,745 = 152,466 x 0,745 = 113,587 мм/мин ? 114 мм/мин = 0,114 м/мин.
Чистовое точение:
D' = D - (2 x t черн) = 60 - 2 x 1,875 = 60 - 3,75 = 56,25 мм
t чист = 0,625 мм
Sчист = 0,23 мм/об
Инструмент:
? = 45?
?1 = 45?
Общий поправочный коэффициент Kv :
Kмv = 1 x (750/700)1 = 1,07;
KПv = 0,8 (т.к. материал заготовки - штамповка (поковка) с коркой);
KИv = 1,4 (т.к. марка инструментального материала Т30К4);
K?v = 1,0 (т.к. главный угол в плане ? = 45?);
K?1 = 0,87 (т.к. вспомогательный угол в плане ?1 = 45?);
Krv -- не учитываем, т.к. материал резца - твердый сплав Т30К4.
Итак: = 1,07 x 0,8 x 1,4 x 1,0 x 0,87 = 1,042; Kv = 1,042
По основной формуле :
Cv = 420 (т.к. подача S > 0,3 (S чист= 0,23 мм/об)),
m = 0,20 (т.к. наружное продольное точение прямым проходным резцом марки Т30К4),
Xv = 0,15 (т.к. наружное продольное точение прямым проходным резцом марки Т30К4),
yv = 0,20 (т.к. подача S > 0,3 (S чист= 0,23 мм/об)),
T = 60 мин,
t чист = 0,625 мм;
Sчист = 0,23 мм/об;
Kv = 1,042.
VT чист = (420 / (600,20 x 0,6250,15 x 0,230,20)) x 1,042 = (420 / (2,27 x 0,931 x 0,745)) x 1,042 =
= (420 /1,574) x 1,042 = 266,836 x 1,042 = 278,043 мм/мин ? 278 мм/мин = 0,278 м/мин.
Итак:
VT черн = 0,114 м/мин VT чист = 0,278 м/мин.
2. Определение частоты вращения шпинделя для черновой и чистовой обработки: , об/мин
Корректировка полученных значений по паспорту станка …., …..
Черновое точение:
nчерн = (1000 x 114 ) / (3,14 x 60 ) = 114000 / 188,4 = 605,09 об/мин ? 605 об/мин.
Чистовое точение:
D' = D - (2 x t черн) = 60 - 2 x 1,875 = 60 - 3,75 = 56,25 мм
nчист = (1000 x 278 ) / (3,14 x 56,25 ) = 278000 / 176,625 = 1573,96 об/мин ? 1574 об/мин.
Итак:
nчерн = 605 об/мин, nчист = 1574 об/мин.
Корректировка полученных значений по паспорту станка (МУ, приложение 1, стр. 54):
500 об/мин, 1250 об/мин.
3. Определение фактической скорости резания Vф , м/мин.
; .
Vф. черн = (3,14 x 60 x 500) / 1000 = 94,2 м/мин,
Vф. чист = (3,14 x 56,25 x 1250) / 1000 = 220,78 м/мин ? 221 м/мин.
Vф. черн = 94,2 м/мин, Vф. чист = 221 м/мин.
V. Проверочный расчет режимов резания.
Проводят в два этапа.
V.1. Первый этап.
Проверка выбранной скорости резания по критерию , где
- мощность, потребляемая на резание,
- мощность на шпинделе.
, где Nд - мощность главного электродвигателя,
? - коэффициент полезного действия механизма главного привода станка.
= 7,5 кВт, т.к. 0,75; кВт (МУ, приложение 1, стр. 54)
Для нахождения Nрез необходимо рассчитать тангенциальную составляющую силы резания (для чернового прохода).
1. Расчет тангенциальной составляющей силы резания (только для чернового точения)
,[Н]
Значение коэффициента и показателей степеней , , (Т-2, стр.273, табл.22), зависят от обрабатываемого материала (СТ 45), материала рабочей части резца (твердый сплав), вида обработки (наружное продольное точение).
= 300,
= 1,0;
= 0,75;
= - 0,15.
KPz - общий поправочный коэффициент, представляющий собой произведение поправочных коэффициентов на механические свойства обрабатываемого материала и на выбранные геометрические параметры резца : , где
, где n = 0,75 (Т-2, стр.264, табл.9),
, , , (Т-2, стр.275, табл.23),
- не учитываем, так как резец из твердого сплава.
KM p = (700/750)0,75 = 0,930,75 = 0,947
= 1,0
= 1,0
= 1
KPz = 0,947 x 1 x 1 x 1 = 0,947
Pz = 10 x 300 x 1,8751 x 0,780,75 x 94,2-0,15 x 0,947 = 10 x 300 x 1,875 x 0,829 x 0,550 x 0,947 = 22300 Н
Pz = 22300 Н
2. Расчет , кВт.
N рез = (22300 x 94,2) / ( 60 x 1020) = 2100660 / 61200 = 34,33 кВт
N рез = 34,33 кВт ; N эф = 7,5 кВт => N рез > N эф, то есть условие не выполняется, поэтому пересчитываем. Для этого произведем дополнительные расчеты:
а) наибольшей скорости резания VN , допускаемой станком -- производят по формуле :
Страницы: 1, 2
|