Теория резания и режущий инструмент

, м/мин.

VN = (7,5 x 60 x 1020) / 22300 = 459000 / 22300 = 20,58 м/мин.

б) частоты вращения шпинделя n черн по формуле:

, об/мин

n черн = (1000 x 20,58) / (3,14 x 60) = 20580 / 188,4 = 109,24 об/мин.

Принимаем ближайшее по паспорту станка: n черн = 100 об/мин (МУ, приложение 1, стр. 54).

в) пересчитываем , об/мин с учетом того, что n черн = 100 об/мин:

Vф. черн = (3,14 x 60 x 100) / 1000 = 18840 / 1000 = 18,84 м/мин

Vф. черн = 18,84 м/мин

г) пересчитываем ,[Н] (коэффициенты те же):

Pz =10 x 300 x 1,8751 x 0,780,75 x 18,84-0,15 x 0,947=10 x 300 x 1,875 x 0,829 x 0,643 x 0,947=2839,47 Н

Pz = 2839,47 Н

А теперь, произведя дополнительные расчеты, мы можем пересчитать , если , то выбранная нами скорость была правильной.

, кВт.

N рез = (2839,47 x 18,84) / ( 60 x 1020) = 53495,6 / 61200 = 0,874 кВт

N рез = 0,87 кВт ; N эф = 7,5 кВт => N рез < N эф, то есть условие выполняется.

V.2. Второй этап.

Проверка выбранной подачи S, мм/об.

а) Из расчета прочности державки резца на изгиб (только при черновом точении)

(предельное значение) , мм/об; где

МПа - допускаемое напряжение для материала державки резца;

l - вылет корпуса резца, мм; принимаем l = (1,5…2) x H, где H - высота резца;

Н = 25, В = 16 - размеры выбранного сечения резца => l = 1,5 x 25 = 37,5

t черн = 1,875 мм

Vф. черн = 18,84 м/мин

Значения коэффициентов KPz , и показателей степеней , , такие же, как и при расчете первого этапа:

= 0,75, = 300, = 1, = -0,15, = 0,947 (при черновом точении)

S пр = 0,75v (16 x 252 x 200) / (10 x 6 x 37,5 x 300 x 1,8751 x 18,84-0,15 x 0,947) =

= 0,75v (16 x 625 x 200) / (10 x 6 x 37,5 x 300 x 1,875 x 0,643 x 0,947) =

= 0,75v (2000000) / (770665,64) = 0,75v 2,595 = 2,5951 / 0,75 = 2,5951,333 = 3,56 мм/об

S пр = 3,56 мм/об; S ст черн = 0,78 мм/об => S пр > S ст черн , то есть выполняется условие

б) Из расчета жесткости державки резца (только для чистового точения)

, мм/об; где

МПа - модуль упругости державки резца,

м - допустимая стрела прогиба,

l - вылет корпуса резца, мм; принимаем l = (1,5…2) x H, где H - высота резца;

Н = 25, В = 16 - размеры выбранного сечения резца => l = 1,5 x 25 = 37,5

t чист = 0,625 мм

Vф. чист = 221 м/мин.

Значения коэффициентов KPz , и показателей степеней , , такие же, как и в предыдущих случаях:

= 0,75, = 300, = 1, = -0,15, = 1,07 (при чистовом точении)

S ж = 0,75v (16 x 253 x (2,2 x 105) x (5 x 10-4 ) / (10 x 4 x 37,53 x 300 x 0,6251 x 221-0,15 x 1,07) =

= 0,75v (16 x 15625 x 220000 x 0,0005) / (10 x 4 x 52734,375 x 300 x 0,625 x 0,44 x 1,07) =

= 0,75v (27500000) / (186205078) = 0,75v 0,147 = 0,1471 / 0,75 = 0,1471,333 = 0,07 мм/об

S ж = 0,07 мм/об, S ст чист = 0,23 мм/об => условие не выполняется.

в) Проверка по заданной шероховатости (чистовое и п/чистовое точение) из расчета, что:

, мм/об

где , - главный и вспомогательный углы в плане, в рад;

- радиус при вершине резца (мм) не учитывается, так как этот показатель включается если материал режущей части - быстрорежущая сталь, а у нас, как известно из условия задачи, твердый сплав.

= 0,008; = 0,30; = 1,40; =0,35 (МУ, стр.33, табл. 5)

, = ? / 4 => ,= 3,14 / 4 = 0,785 рад

S ст ? 0,08 x 201,40 . = 0,08 x 66,29 . = 5,303 = 7,2 ? 7 мм/об

0,6250,30 x 0,7850,35 x 0,7850,35 0,868 x 0,92 x 0,92 0,735

S ст чист = 0,23 мм/об , то есть выполняется условие (0,23 ? 7) S ст ? 7 мм/об

VI. Определение основного времени обработки

, мин; где

- заданная длина обработки,

- врезание резца, мм,

- перебег резца, равный 3 мм,

? - число проходов,

n - частота вращения шпинделя,

S - подача.

Общее время , где для чернового прохода, а -- для чистового.

Черновой проход:

-- 385 мм

= (1,875 / 1) + 1 = 2,875 мм

-- 3 мм

? -- 2

n -- 500 об/мин

S - 0,78 мм/об

Tо черн = ((385 + 2,875 + 3) / (500 x 0,78)) x 2 = (390,875 / 390) x 2 = 1,002 x 2 = 2,004 ? 2 мин.

Tо черн = 2 мин.

Чистовой проход:

-- 385 мм

= (0,625 / 1) + 1 = 1,625 мм

-- 3 мм

? -- 2

n -- 1250 об/мин

S - 0,23 мм/об

Tо чист = ((385 + 1,625 + 3) / (1250 x 0,23)) x 2 = (389,625 / 287,5) x 2 = 1,35 x 2 = 2,7

Tо чист = 2,7 мин.

Общее время = 2 + 2,7 = 4,7 мин ? 5 мин.

Tобщ ? 5 мин

Ответ: Нами были произведены расчеты рациональных режимов резания при одноинструментальной обработке при обтачивании цилиндрического валика прямым проходным резцом на токарно-винторезном станке модели 1К62. Расчеты производились для обработки валика за два прохода: черновой и чистовой.

После согласования с паспортом станка были получены данные:

Черновой проход: t - 1,875 мм; S - 0,78 мм/об; n - 500 об/мм; V - 94,2 м/мин.

Чистовой проход: t - 0,625 мм; S - 0,23 мм/об; n - 1250 об/мм; V - 221 м/мин.

Также было определено основное время обработки:

Черновой проход: Tо - 2 мин.

Чистовой проход: Tо - 2,7 мин.

И общее время обработки: Тобщ - 5 мин.

Однако при расчетах мы выявили, что максимальная подача по жесткости державки данного нам резца не удовлетворяет требованию , так как в нашем случае:

Sж = 0,07 мм/об, S ст чист = 0,23 мм/об; то есть Sж < Sст

Из чего можно сделать вывод, что при такой подаче станка необходимо использовать резец с большей жесткостью державки.

Задача 2.

На вертикально-сверлильном станке модели 2А135 производится рассверливание отверстия под последующую обработку. Обработка производится с применением смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ).

Дано:

Материал заготовки: чугун серый.

Вид отверстия: глухое.

Предел прочности: 170HB.

Диаметр отверстия до обработки: d = 20 мм.

Диаметр отверстия после обработки: D = 30 мм.

Глубина сверления: l = 50 мм.

Сверлильная. Вертикально-сверлильный станок мод. 2А135

- 17 -

Рис. 1. Операционный эскиз рассверливания отверстия.

Решение.

I. Выбор инструмента.

1.Тип сверла: для рассверливания отверстий выбирают сверло спиральное из быстрорежущей стали с коническим (нормальным) хвостовиком, ГОСТ 10903-77.

2. Материал сверла: Р6М5 (Т-2, стр.115, табл.2)

3. Геометрические размеры сверла (Т-2, стр.149, табл.42):

-- O = 30 мм;

-- длина режущей части: = 175 мм;

-- общая длина: = 296 мм.

4. Геометрические параметры режущей части сверла (Т-2, стр.150, рис. а; стр. 151 табл.44):

-- задний угол ? = 11?

-- угол наклона поперечной кромки ? = 55?

-- форма заточки сверла: нормальная.

-- стойкость сверла: Т=75 мин (Т-2, стр.280, табл.30).

II. Расчет режимов резания.

1. Расчет глубины резания t, мм.

t = D - d , где

2

D - диаметр отверстия после обработки,

d - диаметр отверстия до обработки.

t = 30 - 20 = 10 = 5 мм

2 2

t = 5 мм.

2. Расчет подачи S, мм/об.

Выбираем из , , , наименьшее значение и согласовываем с паспортом станка:

- по нормативам S = 0,54 мм/об (Т-2, стр.277, табл.25),

- по прочности сверла , где= 0,13 (МУ, стр.37, табл. 8);

Smax = 0,13 x 300,6 = 0,13 x 7,69 = 0,9997 ? 0,99 мм/об.

Smax = 0,99 мм/об.

- по прочности механизма подачи стола (при рассверливании)

- максимальная осевая сила, допускаемая механизмом подачи;

Н (МУ, стр.55, приложение 2)

= 23,5; = 1,2; = 0,4; (Т-2, стр.281, табл.32, (для осевой силы)),

Dqp - не учитывается (учитывается только при сверлении)

= (170 / 170)0,6 = 10,6 = 1

S'max = 0,4v 10660 / (10 x 23,5 x 51,2 x 1) = 0,4v 10660 / (10 x 23,5 x 6,89 x 1) =

= 0,4v 10660 / 1619,15 = 0,4v 6,58 = 6,581/0,4 = 6,582,5 = 107,7 мм/об.

S'max = 107,7 мм/об.

- по прочности коробки скоростей

= 0,085; = 0,75; = 0,8; = 1 (Т-2, стр.281, табл.32, (для крутящего момента)),

- максим. крутящий момент станка; , Нм,

= 6 кВт; = 42; (МУ, стр.55, приложение 2)

= (9750 x 6 x 0,8) / 42 = 46800 / 42 = 1114,285 Нм

S''max = 0,8v 1114,285 /(10 x 0,085 x 301 x 50,75 x 1,1) = 0,8v 1114,285/(10 x 0,085 x 301 x 3,34 x 1,1) =

= 0,8v 1114,285 / 93,687 = 0,8v 11,89 = 11,891/0,8 = 11,891,25 = 22

S'max = 22

S = 0,54 мм/об ; Smax = 0,99 мм/об ; S'max = 107,7 мм/об ; S'max = 22 мм/об

Наименьшее значение: = 0,54 мм/об

Согласовываем с паспортом станка: S = 0,5 мм/об

III. Расчет скорости резания.

1. Теоретическая скорость резания (при рассверливании):

, м/мин; где

= 23,4; = 0,25; = 0,1; = 0,4; =0,125 (Т-2, стр.279, табл.29),

- общий поправочный коэффициент, = 1,15 x 1 x 1 = 1,15

= 1,15 , (Т-2, стр.263, табл.5), = 1 (Т-2, стр.280, табл.31),

Kv = 1,15 x 1 x 1 = 1,15

Т=75 мин.

Итак:

Vт = ((23,4 x 300,25) / (750,125 x 50,1 x 0,50,4)) x 1,15 = ((23,4 x 2,34) / (1,715 x 1,17 x 0,76)) x 1,15 =

= (54,756 / 1,52) x 1,15 = 36,02 x 1,15 = 41,4 м/мин.

Vт = 41,4 м/мин.

2. Определение потребной частоты вращения (по диаметру сверла):

= (1000 x 41,4) / (3,14 x 30) = 41400 / 94,2 = 439,49 об/мин ? 439,5 об/мин

n = 439,5 об/мин

3. Расчет частоты вращения по мощности станка , об/мин; где

, Нм;

= 0,085; = 0,75; = 0,8; = 1 (Т-2, стр.281, табл.32, (для крутящего момента)),

= (170 / 170)0,6 = 10,6 = 1

= 6 кВт; = 42; (МУ, стр.55, приложение 2)

Итак:

= 10 x 0,085 x 301 x 50,75 x 0,10,8 x 1 = 10 x 0,085 x 301 x 3,34 x 0,158 x 1 = 14,8 Нм

= (9750 x 6 x 0,8) / 14,8 = 46800 / 14,8 = 3162,162 об/мин.

= 3162,162 об/мин.

4. Выбор наименьшего из и : n = 439,5 об/мин, = 3162,162 об/мин.

Корректируем по паспорту станка: = 333 об/мин

5. Расчет фактической скорости резания:

= (3,14 x 30 x 333) / 1000 = 31,37 / 1000 = 0,03137 м/мин ? 0,031 м/мин.

Vф = 0,031 м/мин.

IV. Проверочный расчет режимов резания по мощности станка.

1. Расчет мощности резания:

, кВт

- из расчета скорости резания = 333 об/мин

- момент резания при рассверливании, = 14,8 Нм

N рез = (14,8 x 333) / 9750 = 4928,4 / 9750 = 0,505 кВт ? 0,5 кВт

N рез = 0,5 кВт.

2. , если условие выполняется, то расчеты по этому пункту заканчиваются.

N = 6 x 0,8 = 4,8 кВт

0,5 кВт < 4,8 кВт => выполняется условие N рез ? N

V. Определение основного времени обработки .

, мин; где:

, мм

- глубина сверления, мм

- глубина врезания, , мм

- половина угла при вершине сверла (стр. 150)

- перебег сверла, для глухих

- частота вращения сверла, об/мин;

- подача, мм/об

- число проходов,

l = 50 мм;

l 1 = (5 x 0,6) + 2 = 3 + 2 = 5 мм

l 2 = 0

L = 50 + 5 + 0 = 55 мм

Итак:

Tо = (55 / (333 x 0,5)) x 1 = (55 / 166,5) x 1 = 0,33 мин

Tо = 0,33 мин

Ответ: Нами были произведены расчеты режимов резания при рассверливании отверстия под последующую обработку. Рассверливание необходимо произвести на вертикально-сверлильном станке модели 2А135. Обработка должна производиться с применением смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ).

После согласования с паспортом станка (МУ, стр.55, приложение 2) мы получили такие данные:

= 5 мм; S = 0,5 мм; n = 333 об/мин; V = 41,4 м/мин.

Также мы определили основное время обработки: Tо = 0,33 мин.

Страницы: 1, 2