V. Проверочный расчет режимов резания.
12 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: σB = 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. Рис. 1. Операционный эскиз обработки наружной поверхности токарным проходным прямым резцом.
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 задний угол , — главный угол в плане , — вспомогательный угол в плане φ1 = 45º, — форма передней поверхности – плоская с отрицательной фаской, — допустимый износ 0,1 мм. Чистовой проход: — передний угол , — главный задний угол , — главный угол в плане , — вспомогательный угол в плане φ1 = 45º, — 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), Kφv — поправочный коэффициент на величину главного угла в плане φ, выбранного ранее для резца, Kφ1 — поправочный коэффициент на вспомогательный угол в плане φ1 (учитывает влияние параметров резца на скорость резания), Krv — поправочный коэффициент, учитывающий влияние параметров резца на скорость резания (учитывают только для резцов из быстрорежущей стали). Kφv , Kφ1 (Т-2, стр. 271, табл. 18).
Произведем расчеты. Черновое точение: D = 60 мм t черн = 1,875 мм Sчерн = 0,78 мм/об Инструмент: φ = 45º φ1 = 45º
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); Kφv = 1,0 (т.к. главный угол в плане φ = 45º); Kφ1 = 0,87 (т.к. вспомогательный угол в плане φ1 = 45º); 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; K v = 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: φ = 45º φ1 = 45º 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); Kφv = 1,0 (т.к. главный угол в плане φ = 45º); Kφ1 = 0,87 (т.к. вспомогательный угол в плане φ1 = 45º); 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; K v = 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, η – 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 : , 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 = 0,75√ (16 x 252 x 200) / (10 x 6 x 37,5 x 300 x 1,8751 x 18,84-0,15 x 0,947) = = 0,75√ (16 x 625 x 200) / (10 x 6 x 37,5 x 300 x 1,875 x 0,643 x 0,947) = = 0,75√ (2000000) / (770665,64) = 0,75√ 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 = 0,75√ (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) = = 0,75√ (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) = = 0,75√ (27500000) / (186205078) = 0,75√ 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) , = π / 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
12
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (313)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |