Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь


Работа 2. Расчет параметров режима резания при точении с помощью нормативно-справочной литературы



2019-11-21 1814 Обсуждений (0)
Работа 2. Расчет параметров режима резания при точении с помощью нормативно-справочной литературы 0.00 из 5.00 0 оценок




Работа № 1. Определение сил, действующих при точении, и мощности.

 

Цель работы: изучить методику расчета сил резания и мощности, затрачиваемой на резание, аналитическим способом.

Ознакомиться и приобрести навыки работы со справочной литературой.

 

Общие сведения

 

Для изучения действия силы сопротивления резанию принято ее раскладывать на три взаимно перпендикулярные составляющие силы, направленные по осям координат станка: Px - осевая сила; Py - радиальная сила; Pz - тангенциальная сила, которую обычно называют силой резания [1]

Осевая сила Px действует вдоль заготовки, при продольном точении противодействует механизму подач.

Радиальная сила Py - отжимает резец, ее реакция изгибает заготовку.

Сила резания Pz направлена по касательной к поверхности резания, определяет расходуемую мощность на резание Np.

Составляющие силы резания при точении рассчитывают по аналитической формуле :

 

Pz(x,y)=10CptxSyVnKp , 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.

,

где  - поправочный коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала;

- коэффициенты, учитывающие соответствующие геометрические параметры резца .

Мощность резания рассчитывают по формуле

где Pz - сила резания, Н; V - скорость резания, м/мин.

 

Пример. Определить силы, действующие при продольном точении заготовки из стали 40Х с пределом прочности , резцом с пластиной из твердого сплава Т5К10. Определить мощность резания. Глубина резания t = 3 мм, подача S=0,8 мм/об, скорость резания V = 67 м/мин.

Геометрические параметры резца: форма передней поверхности - радиусная с фаской;

Решение:

1. Силы резания при точении

Pz(x,y)=10CptxSyVnKp

1.1 Определяем значения постоянной и показателей степени [2],

                        х=1,0     y=0,75   n= - 0,15

                        x=1,0     y=0,5     n= - 0,4

                         x=0,9     y=0,6     n= -0,3

1.2 Определяем значения поправочных коэффициентов

 n=0,75 [2],

; n=1 [3],

 n=1,35 [2],

Поправочные коэффициенты, учитывающие геометрию резца [2],

                   

                        

- учитывается только для резцов из быстрорежущей стали

Pz=10×300×31×0,80,75×67-0,15×0,95×0,94×1,25=4050 H

Px=10×339×31×0,80,5×67-0,4×0,93×1,11×2=1685,5 H

Py=10×243×30,9×0,80,6×67-0,3×0,91×0,77×2=1611 H

2. Мощность резания

Порядок выполнения работы:

1. Пользуясь методическими указаниями и литературой [1,2], изучить методику и выполнить расчет по заданию.

2. Составить отчет по форме.

Содержание и форма отчета:

Выполнить расчет силы резания (Pz) и мощности, затрачиваемой на резание по заданному варианту.

Исходные данные приведены в таблице.

Форма отчета:

1. Наименование работы.

2. Цель работы.

3. Задание.

4. Расчет силы резания и мощности, затрачиваемой на резание.

Таблица. Варианты задания к работе 1

Номер варианта

Материал заготовки

Режим резания

Геометрические параметры резца*

 
t, мм S, мм V, м/мин r, мм Форма передней поверхности  
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11  
1 Сталь 20, sв=550 МПа 4 0,7 140 45 8 10 5 1 Радиусная с фаской  
2 Серый чугун СЧ10, НВ 160 5 0,78 60 60 8 5 10 1 Плоская  
3 Сталь 12Х18Н9Т; НВ180 1 0,21 265 90 12 10 0 2 Радиусная с  
4 Сталь 14Х17Н2; НВ200 1,5 0,195 250 90 12 10 0 2 фаской  
5 Серый чугун СЧ30, НВ 220 1,5 0,26 150 45 10 5 -5 2 Плоская  
6 Серый чугун СЧ20, НВ 210 2 0,35 155 45 10 12 0

1

Радиусная с

фаской

 
7 Сталь 38ХА, sв=680 МПа 3 0,61 120 60 8 10 5  
8 Сталь 35, sв=560 МПа 1,5 0,2 390 60 12 15 0  
9 Серый чугун СЧ15, НВ 170 4,5 0,7 65 90 8 5 0

Плоская

 
10 Серый чугун СЧ10, НВ 160 3,5 0,6 65 45 10 10 5  
11 Сталь 40ХН, sв=700 МПа 1,5 0,3 240 60 12 10 -5

2

Радиусная с

фаской

 
12 Сталь Ст3, sв=600 МПа 5 0,8 240 60 10 5 0  
13 Сталь 40Х, sв=750 МПа 1,0 0,15 240 90 12 10 -5  
14 Сталь Ст5, sв=600 МПа 3,5 0,52 130 45 8 10 5

1

Плоская

 
15 Серый чугун СЧ20, НВ 180 4,0 0,87 75 60 8 5 10  

16

Серый чугун СЧ20, НВ 200

2,5

0,25

100

45

10

5

0

17 Сталь 20Х, sв=580 МПа 1,0 0,125 180 45 12 15 0

2

Радиусная с

фаской

 
18 Сталь 50, sв=750 МПа 2,0 0,25 150 60 10 12 5  
19 Бронза Бр АЖН 10-4, НВ170 1,5 0,15 130 60 6 20 10

1

Плоская с

фаской

 
20 Латунь ЛМцЖ 52-4-1, НВ100 2,5 0,3 80 90 8 25 -5  
21 Серый чугун СЧ30, НВ 220 1,5 0,1 130 45 10 8 0

15

Плоская

 
22 Серый чугун СЧ20, НВ 200 3 0,4 90 90 8 10 -5  
23 Сталь 30ХН3А, sв=800 МПа 5 0,8 110 60 12 12 -5

2

Радиусная с

фаской

 
24 Сталь 30ХМ, sв=780 МПа 2,5 0,2 100 45 10 10 2  
25 Сталь 45, sв=650 МПа 4 1,2 90 60 8 15 0  
26 Сталь 15Х, sв=687 МПа 2,0 0,35 100 45 6 8 5 1,5  
27 Ковкий чугун КЧ30, НВ 163 3,0 0,5 120 90 8 10 0

1

Плоская

 
28 Сталь 20ХНР, sв=700 МПа 4,5 0,06 80 60 12 5 -5  
29 Сталь 30Г, sв=550 МПа 1,5 0,35 120 45 10 12 10

2

 
30 Сталь 35ХГСА, sв=700 МПа 2,5 0,05 140 90 8 5 0  

* Для всех вариантов принять резец с пластиной из твердого сплава.

 

Работа 2. Расчет параметров режима резания при точении с помощью нормативно-справочной литературы

Цель работы: Изучить методику назначения режима резания по таблицам нормативов. Ознакомиться и приобрести навыки работы с нормативами.

 

Общие положения

Точение широко распространенный метод обработки резанием тел вращения. Применяется для удаления наружных, внутренних и торцовых поверхностных слоев заготовок (цилиндрических, конических и фасонных). Рассматривают следующие виды точения:

· черновое точение ("обдирка") - удаление дефектных слоев заготовки, разрезка, отрезка и подрезка торцов заготовки. Срезается поверхностная "корка" и основная (»70%) часть припуска на обработку, позволяет получать шероховатость 50...12,5 Ra;

· получистовое точение - снятие 20...25% припуска и позволяет получать шероховатость 6,3...3,2 Ra и точность 10...11-го квалитетов. Заготовка получает форму, близкую к детали.

· чистовое точение - обеспечивает получение шероховатости 3,2...1,6 Ra и точность 7-9-го квалитетов. Деталь получает окончательную форму и размеры;

· тонкое точение - позволяет при срезании очень тонких стружек получать на поверхностях детали шероховатость 0,40..0,20 Ra и точность 5-7-го квалитетов.

Определение режимов резания состоит в выборе по заданным условиям обработки наивыгоднейшего сочетания глубины резания , подачи и скорости резания, обеспечивающих наименьшую трудоемкость и себестоимость выполнения операции.

Режимы резания устанавливаются в следующем порядке:

1.Определение глубины резания t мм и числа проходов i. При черновом точении весь припуск целесообразно снимать за один проход ( в ряде случаев, когда имеется лимит мощности станка, бывает выгодно снимать припуск за несколько проходов). Целесообразность этого должна определяться сравнительным расчетом продолжительности оперативного времени. Деление припусков на несколько проходов производится также при получистовом и чистовом точении, а также при обработке резцами с дополнительной режущей кромкой (j1=0).

2. Выбор подачи S мм/об. Подача выбирается в зависимости от площади сечения державки резца, диаметра обработки и глубины резания. Выбранная подача проверяется на допустимость по мощности электродвигателя , прочности державки резца, прочности пластин из твердого сплава и от заданной чистоты поверхности.

3. Определение нормативной скорости резания Vм/мин. И соответствующей ей частоты вращения n, мин-1. По значению скорости выбирается потребная частота вращения шпинделя, которая корректируется по паспорту станка.

4. Определяются усилия и мощности резания по выбранным значениям t, S и V.

5. Проверка возможности осуществления выбранного режима резания на заданном станке по его эксплуатационным данным. Если найденный режим не может быть осуществлен на заданном станке, а выбранная подача удовлетворяет, необходимо уменьшить скорость резания. Уменьшение скорости V осуществляется вводом поправочного коэффициента изменения скорости Kv в зависимости от отношения мощности на шпинделе, допустимой станком, к мощности по нормативам.

6. Корректировка выбранного режима по станку в соответствии с его паспортными данными.

Пример. Рассчитать режим резания при предварительной обточке детали типа вал на станке 16К20.

Исходные данные: род и размер заготовки - прокат, сталь 45; sв=550 МПа; D=80 мм; d=68 мм; l=275 мм; условия выполнения операции - заготовка устанавливается в самоцентрирующийся патрон с поджатием центра задней бабки.

Решение:

1.

 

Выполнение эскиза обработки.

Рис. 1 Эскиз обработки

2. Выбор режущего инструмента.

Для обтачивания вала из стали 45 принимаем токарный проходной резец прямой правый с пластиной из твердого сплава Т5К10 [2] или [3] j=45°; j1=10°; с=4 мм (толщина пластинки); ВхН=25х25 (сечение державки); Ip=1,5 Н (вылет резца).

3. Назначение режимов резания.

Расчет режимов резания выполним в традиционной последовательности с использованием данных работы [7] по методике /3/.

3.1 Глубина резания. При черновой обработке припуск срезаем за один проход , тогда

 мм

3.2 Назначаем подачу. Для державки резца сечением 25х25 мм, диаметра обработки до 100 мм и глубины резания до 8 мм рекомендуется подача S=0,5...0,7 мм/об;

Проверим допустимость рекомендуемой подачи по мощности электродвигателя, прочности державки резца и прочности пластинки твердого сплава.

Для глубины резания t=6 мм, мощности электродвигателя Nд=8 кВт и для резца j1 > 0° допускается подача S = 0,7мм/об. Для стали с пределом прочности sв = 550 МПа (55 кг/мм2) поправочный коэффициент Кмs = 1,07. Следовательно, подача, допускаемая мощностью электродвигателя (из условий обеспечения работы для твердого сплава со скоростью не ниже 50 м/мин) S = 0,7×1,07 = 0,75 мм/об.

Для резца с державкой сечением 25х25 мм и глубиной резания t = 6 мм находим подачу S =3 мм/об. Умножив эту подачу на поправочный коэффициент Кмs = 1,07, соответствующий стали с пределом прочности sв = 550 МПа (55 кг/мм2), и Кмs = 0,58, соответствующий вылету резца l = 1,5H, найдем подачу, допустимую прочностью державки резца: S = 3×1,07×0,58 = 1,86 мм/об.

Для резца с главным углом в плане j = 45°, толщиной пластинки твердого сплава с = 4 мм и для глубины резания t = 6 мм находим подачу S = 1,11 мм/об. С учетом поправочного коэффициента для стали (sв = 550 МПа), Кмs = 1,07, допускается подача по прочности пластинки твердого сплава

S = 1,11×1,07 = 1,19 мм/об.

Из сопоставления подач S = 0,7 мм/об, S = 1,86 мм/об и S = 1,19 мм/об, видим, что величину подачи лимитирует мощность электродвигателя. Подача, допустимая мощностью электродвигателя, не ограничивает максимальную подачу S = 0,7 мм/об. Такая подача имеется на станке (согласно паспортным данным), следовательно, ее и примем для выполнения технологического перехода обработки Æ68 .

3.3. Скорость резания и частота вращения шпинделя. Для глубины резания t=6 мм резца проходного прямого с главным углом в плане j = 45° для S = 0,7 мм/об соответствует V = 100 м/мин, Pz = 6630 H, Nэ = 10,7 кВт.

Определяем поправочные коэффициенты для измененных условий резца. В данном примере необходимо учесть только поправочный коэффициент в зависимости от предела прочности обработанного материала sв. Для sв = 550 МПа находим Kmv = 1,18, , .

Следовательно, для заданных условий обработки нормативные значения V, Pz и Nэ составляют: V = 100×1,18 = 118 м/мин; Pz = 6630×0,92 = 6100 Н; Nэ = 10,7×1,09 = 11,6 кВт.

Найденный режим не может быть осуществлен на заданном станке , так как эффективная мощность , потребная на резание Nэ = 11,6 кВт, выше мощности на шпинделе, допустимой номинальной мощностью электродвигателя (7,5 кВт по паспорту станка). Необходимо уменьшить скорость резания. Коэффициент изменения скорости резания зависит от отношения мощности на шпинделе, допускаемой станком, к мощности по нормативам.

В данном примере это отношение будет 7,5/11,6 = 0,6.

Для этого соотношения коэффициент изменения скорости резания: Kv = 0,55 м/мин. Скорость резания, установленная по мощности станка ,

V = 188×0,55 = 65 м/мин

Частота вращения шпинделя

 об/мин

По паспорту станка выбираем n = 250 об/мин. Тогда фактическая скорость резания

 м/мин.

Окончательно для перехода обработки Æ80: глубина резания t=6мм, подача S = 0,7 мм/об, n = 250 об/мин, Vф = 62,8 м/мин.

4. Основное время

 мин.

где L - путь резца

L=l+l1=275+6=281 мм

здесь l1 - величина врезания резца (для данного примера). Для глубины резания t = 6 мм и главном угле в плане j = 45° находим l1 = 6 мм;

l - длина обработанной поверхности.

Порядок выполнения работы:

1. Пользуясь методическими указаниями и дополнительной литературой, изучить порядок определения режима резания. Ознакомиться со справочником [3].

2. Выполнить эскиз обработки, см. рис.1.

3. Выбрать режущий инструмент, выполнить эскиз.

4. Назначить глубину резания.

5. Определить подачу.

6. Определить скорость, силу и мощность затрачиваемую на резание.

7. Определить частоту вращения шпинделя и скорректировать по паспорту станка.

8. Определить действительную скорость резания.

9. Определить основное технологическое время.

10. Составить отчет по форме.          

Содержание и форма отчета:

Определить режимы резания по таблицам нормативов (по заданному варианту) для обработки на токарно-винторезном станке 16К20.

Исходные данные приведены в таблице.

Форма отчета:

1. Наименование работы.

2. Цель работы.

3. Задание.

4. Эскиз обработки.

5. Эскиз режущего инструмента

6. Расчет параметров режима резания согласно индивидуальному заданию.

Таблица. Варианты задания к работе 2.

Заготовка, материал и его свойства Вид обработки и параметр шероховатости D, мм d, мм l, мм
1 Прокат. Сталь 45, sв=600 МПа Растачивание на проход, Ra=3,2 мкм 97 100H10 120
2 Прокат. Сталь 2Х13, sв=600 МПа Обтачивание на проход, Ra=3,2 мкм 80 70h10 300
3 Прокат. Сталь ШХ15, sв=700 МПа Растачивание в упор, Ra=12,5мкм 90 95H12 50
4 Отливка с коркой. Серый чугун СЧ 15, НВ197 Обтачивание в упор, Ra=12,5 мкм 100 94h12 150
5 Прокат. Латунь ЛМцЖ 52-4-1 НВ220 Растачивание на проход, Ra=12,5 мкм 48 54H12 70
6 Отливка. Чугун ВЧ 60-2. НВ240 Растачивание, Ra=3,2 мкм 70 63h10 60
7 Прокат. Сталь 40Х, sв=700 МПа Обработка в упор, Ra=12,5 мкм 66 70H12 100
8 Обработанная. СЧ 24, НВ207 Обработка в упор,    Ra=3,2 мкм 120 114h10 250
9 Поковка. Чугун КЧ33 НВ163 Обработка на проход, Ra=12,5 мкм 110 116H12 150
10 Обработанная.Сталь20Х, sв=550 МПа Обработка в упор,  Ra=1,6 мкм 80 70h7 200
11 Прокат. Сталь 40ХН, sв=700 МПа Обработка на проход, Ra=3,2 мкм 74 80H10 75
12 Прокат. Сталь 18ХГТ, sв=700 МПа Обработка на проход, Ra=12,5 мкм 170 155h12 125
13 Обработанная.Сталь65Г, sв=700 МПа Обработка в упор, Ra=12,5 мкм 62 70H12 80
14 Отливка с коркой. Серый чугун СЧ 21, НВ205 Обработка в упор, Ra=12,5 мкм 125 113h12 275
15 Поковка. Чугун КЧ35 НВ163 Обработка на проход, Ra=3,2 мкм 138 150H10 100
16 Обработанная.Сталь1Х13,sв=500МПа Обтачивание на проход, Ra=3,2 мкм 90 81h10 175
17 Прокат. Сталь 1Х18Н9Т, sв=550 МПа Обработка в упор, Ra=12,5 мкм 42 50H12 90
18 Отливка с коркой. Бронза БрАЖН 10-4. НВ170 Обтачивание на проход, Ra=1,6 мкм 105 100h7 85
19 Отливка с коркой. Серый чугун СЧ 40, НВ210 Обработка на проход, Ra=3,2 мкм 60 69H12 45
20 Обработанная.Сталь35, sв=560МПа Обработка на проход, Ra=1,6 мкм 115 100h7 280
21 Прокат. Сталь 38ХА, sв=680 МПа Обработка на проход, Ra=1,6 мкм 85 90H7 110
22 Отливка с коркой. Сталь35ХГСЛ, sв=800Мпа Обтачивание, Ra=12,5 мкм 95 90h12 70
23 Прокат. Сталь 20, sв=420 МПа Обработка на проход, Ra=1,6 мкм 65 70H7 50
24 Обработанная.Сталь50, sв=900МПа Обработка в упор, Ra=12,5 мкм 55 51h12 35
25 Обработанная.Сталь50Х, sв=650МПа Обработка в упор,  Ra=3,2 мкм 32 35H10 20
26 Отливка с коркой. Сталь30Л, sв=480МПа Обработка на проход, Ra=1,6 мкм 100 92h7 195
27 Прокат. Сталь 30ХМ, sв=1000 МПа Обработка на проход, Ra=12,5 мкм 75 80H12 120
28 Прокат. Сталь 30, sв=600 МПа Обработка в упор,  Ra=3,2 мкм 116 98h10 115
29 Отливка с коркой. Чугун ЖЧХ, НВ250 Обработка на проход, Ra=12,5 мкм 95 115H12 180
30 Прокат. Сталь 65Г, sв=700 МПа Обработка на проход, Ra=12,5 мкм 150 128h12 300

 

 



2019-11-21 1814 Обсуждений (0)
Работа 2. Расчет параметров режима резания при точении с помощью нормативно-справочной литературы 0.00 из 5.00 0 оценок









Обсуждение в статье: Работа 2. Расчет параметров режима резания при точении с помощью нормативно-справочной литературы

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓

Отправить сообщение

Популярное:
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...
Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе...
Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение...



©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1814)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.009 сек.)