Аналитический расчет режимов резания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное бюджетное общеобразовательное учреждение

высшего профессионального образования

Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Проектирования и эксплуатации автомобилей»

Контрольная работа

«Аналитический расчет режимов резания»

Проверил: преподаватель Завьялова Г.Н.

Выполнил: ст. гр. ПСт-221 Чуевский Д.А.



Содержание

1 Исходные данные

2 Распределение припуска и назначение глубины резания

2.1 Выбор материала режущей части резца

2.2 Подача при черновом точении

2.3 Определение величины подачи по лимитирующим факторам

2.3.1 Подача, допускаемая прочностью механизма подачи станка

2.3.2 Подача допускаемая прочностью державки резца

2.3.3 Подача допускаемая жесткостью державки резца

2.3.4 Подача допускаемая прочностью детали

2.3.5 Подача допускаемая жесткостью детали

2.3.6 Подача допускаемая прочностью пластинки твердого сплава

2.4 Выбор S_min

2.5 Фактическая подача S_ф

3 Определение величины скорости резания

3.1 Тангенциальная составляющая

3.2 Крутящий момент

3.3 Число оборотов шпинделя

3.4 Скорость резания от стойкости инструмента по справочным данным

3.5 Скорость резания, допускаемая прочностью главного движения станка

3.6 Скорректированная фактическая скорость резания

4.Определение показателей эффективности результатов расчета

4.1 Фактическая тангенциальная составляющая силу резания

4.2 Фактическая мощность, затрачиваемая на резание

4.3 Коэффициенты использования инструмента по скорости резания

4.4 Основное время предварительного перехода

5 Результаты расчета и их анализ



1. Исходные данные

1.Вариант №31;

2.Диаметр:заготовка 50 мм, вала 40 мм;

3.Длина обработки 570 мм;

4.Ц -центр;

5.б=800Мпа;

6.А - 1А616;

7.Р - равномерный припуск, с коркой;

8.Сталь 12ХН3А, сталь конструкционная легированная;

9.Выбор параметра резца;

10.Резец упорный проходной;

11. Материал режущей части Т15К6;

12.Главный угол в плане 90⁰;

13 Сечение державки : BxH=(25х16) мм;

14 Вылет резца l_p=15 мм;

15Толщина пластинки 3,2мм;

2. Распределение припуска и назначение глубины резания

Припуск на обработку, мм:

,

где D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

d - диаметр обработанной поверхности, мм;

t- глубина резания по переходу,мм.

z < 7, значит производим один переход, z= t=5 мм,

2.1 Выбор материала режущей части резца

Исходя из общего припуска на обработку и требований к шероховатости поверхности, обработку проводим в 1 проход (чистовым точением). Выбираю материал пластинки из твердого сплава для чистового точения - Т15К6 исходя из данных ./ 1, стр 116, табл 2/

Назначение размеров резца

Для станка 1А616 мм размеры сечения державки резца принимаю: НхВ = 25х16 мм. Резец 2102 - 0055 ГОСТ 18877-73

Для обработки выбираю проходной упорный отогнутый правый резец с пластинкой из твердого сплава, размеры которого: L=140 мм, l=16 мм, n=7 и радиусом при вершине резца R=1 мм.

Назначение геометрических параметров режущей части резца

В зависимости от материала режущей части резца и условий обработки выбираю: Согласно ГОСТ на токарные резцы. /1 табл. 21П стр.273/

Определение толщины пластинки

С=0,2*Н=0,2*25=5 мм.

=0,4*С=0,2*0,4*25=2 мм.

2.2 Подача при черновом точении

Берем значение из справочника Косиловой А.Г., учитывая при этом параметр шероховатости и радиус при вершине резца.

S=(0,4-0,8) мм/об.



2.3 Определение величины подачи по лимитирующим факторам

Подача, допускаемая прочностью механизма подачи станка

,

где -коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал в формуле осевой силы резания, = 339;

;;- показатели степеней влияния соответственно глубины резания скорости резания и подачи на осевую силу резания,

=1,0; =-0,4; =0,5;

- скорость резания, для предварительного перехода =70 м/мин ;

общий поправочный коэффициент, учитывающий в той же формуле конкретные условия обработки.

,

где -поправочный коэффициент на твердость (прочность) обрабатываемого материала,

_в/750)ⁿ=(800/750)^0,75=1,05;

- поправочный коэффициент на величину главного угла в плане,=1,17

- поправочный коэффициент на величину переднего угла,

=1,4;

-поправочный коэффициент на величину угла наклона главного лезвия.

Берем значение из таблицы поправочных коэффициентов справочника Косиловой.

=0,4*[Pz]₁

где -наибольшая осевая сила, допускаемая прочностью механизма подачи станка, Н;

₁ - тангенциальная составляющая сила резания, допускаемая прочностью механизма подачи станка,₁₌4900Н. /3, стр 28,прил. 3/.

=0,4*4900=1960H

Подача допускаемая прочностью державки резца

где -коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал в формуле осевой силы резания, = 300;

;;- показатели степеней влияния соответственно глубины резания скорости резания и подачи на осевую силу резания,

=1,0; =-0,15; =0,75

общий поправочный коэффициент, учитывающий в той же формуле конкретные условия обработки.

,

где -поправочный коэффициент на твердость (прочность) обрабатываемого материала,

_в/750)ⁿ=(800/750)^0,75=1.05;

- поправочный коэффициент на величину главного угла в плане,=1,0;

- поправочный коэффициент на величину переднего угла,

=1,0;

-поправочный коэффициент на величину угла наклона главного лезвия,0.

=B*H²*[у_u]/(6*l_p),

где - наибольшая тангенциальная сила резания , допускаемая прочностью державки резца, Н;

B - ширина державки резца,

H - высота державки резца,;

[у_u] - допускаемое державкой резца напряжение изгиба,

l_p - вылет резца,l_p;

=16*25²*240/(6*15)=26666,66 Н

Подача допускаемая жесткостью державки резца

Коэффициенты равны выше приведенным.

=3*f _p*E_p*I_p/(l_p³),

где - наибольшая тангенциальная сила резания , допускаемая женскостью державки резца, Н;

f _p - допускаемая стрела прогиба резца,
/2, стр. 6/

E_p - модуль упругости материала державки резца,
10⁵МПа;

I_p - момент инерции сечения державки резца,мм⁴.

Для прямоугольного сечения:

I_p= B*H³/12=16*25³/12=20833.33мм⁴

=3*0,05*2,2*10⁵*20833.33/(37,5³)=13037,03 Н

Подача допускаемая прочностью детали

Коэффициенты равны выше приведенным.

=0,9*W*[у_u]/(L₁*Q_n),

где -наибольшая тангенциальная сила резания , допускаемая прочностью детали, Н;

W - момент сопротивления сечения детали, мм³

L₁ - расчетная длина, резца,;

Q_n - коэффициент нагружения при расчете на прочность,
;

Для сплошного крупного сечения:

W=0,1*D³ =0,1 *50³=12500 мм³ /2, стр. 7/;

=0,9*12500*240/(120*1)=22500 Н

Подача допускаемая жесткостью детали

Коэффициенты равны выше приведенным.

=0,9 *Q_ж*E_д*I_д*f_д/L³

где -наибольшая тангенциальная сила резания , допускаемая жесткостью детали, Н; резание точение деталь сплав

E_д - модуль упругости по материалу детали, E_д= 2*10⁴ МПа

I_д - момент инерции сечения детали,мм⁴;

Q_ж - коэффициент нагружения при расчете на жесткость, Q_ж =3;

f_д - допускаемая стрела прогиба детали , f_д =0,3 мм.

Для круглого сплошного сечения:

I_д=0,05* d⁴ =0,05*40⁴=128000 мм⁴

=0,9*3*2*10⁴*128000*0,3/570³=3265 Н

Подача допускаемая прочностью пластинки твердого сплава

,

Коэффициенты равны выше приведенным.

2.4 Выбор S_min

Из всех найденных по лимитирующим фактором подач выбираем наименьшую - S_min , ей является значение допустимой подачи S₁:

S_min = 0,12 мм/об

2.6 Фактическая подача S_ф

Полученную величину подачи скорректировали по паспорту станка, выбрав ближайшее меньшее значение в качестве фактической подачи S_ф.

S_ф =0,12 мм/об

3. Определение величины скорости резания

3.1 Тангенциальная составляющая

3.2 Крутящий момент

3.3 Число оборотов шпинделя

где N -мощность на шпинделе, N= 4,5 кВт;

3.4 Скорость резания от стойкости инструмента по справочным данным

где -стойкость режущего инструмента, Т=60мин;

- коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал,

=420;/1.стр 267,таб 17/

S- фактическая подача, S=0,12 мм/об;

x, y - показатели степеней влияния соответственно глубины резания о подачи на скорость резания, допускаемую режущими свойствами инструмента, x=0,15 ,y=0,43; /1.стр 267,таб 17/

m - показатель относительной стойкости, m=0,20; /1.стр 267,таб 17/

- общий поправочный коэффициент, учитывающий конкретные условия обработки.

,

где -поправочный коэффициент на твердость (прочность) обрабатываемого материала;

поправочный коэффициент на стойкость резца, ;/ http://edu.dvgups.ru/

- поправочный коэффициент на величину главного угла в плане,=0,7;/1.стр 270.таб.18/

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания, ./ http://edu.dvgups.ru/

^nu

где -коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости, / http://edu.dvgups.ru/

- показатель степени при обработки резцами из твердого сплава, / http://edu.dvgups.ru/

¹=0,93

3.5 Скорость резания, допускаемая прочностью главного движения станка

где nст - число оборота шпинделя определяем по крутящему моменту из паспорта станка / http://ostankah.ru/

3.6 Скорректированная фактическая скорость резания



4.Определение показателей эффективности результатов расчета

4.1 Фактическая тангенциальная составляющая силу резания

4.2 Фактическая мощность, затрачиваемая на резание

N_рез.ф=*/61200

N_рез.ф=1701*70/61200=1,94 кВт

4.3 Коэффициенты использования инструмента по скорости резания

и станка по мощности



4.4 Основное время предварительного перехода

где -величина пути инструмента направлений подачи,мм

- фактическая подача мм/об;

- фактическое число оборотов детали в минуту;

L= l+l_вр+l_n

где l -длина обработанной поверхности, l =570мм

l_вр - величина врезания определяется по формуле l_вр=t*ctgf ;/2.стр. 14/

l_n - величина перебега режущего инструмента l_n=1мм./2.стр.13/

l_вр=t*ctgf

l_вр = 5 1,5=7,5

L=570+7,5+1=578,5 мм



5. Результаты расчета и их анализ

С помощью рассчитанных данных можно использовать более рациональную величину подачи согласно условию обработки, так как выбранный инструмент имеет оптимальное значение геометрических параметров режущей части и учтены ограничивающие факторы такие, как прочность деталей механизма подачи станка, прочность и жесткость инструмента и заготовки. Рассчитаны коэффициенты:

V_ф= 70 мм/мин;

Smin= 0,12 мм/об;

t= 5мм;

В конце рассчитали коэффициенты использования станка и инструмента, которые соответственно составили 0,7 и 0,61 .

Вычислили основное технологическое время на один переход одной токарной операции: =6,1мин

Размещено на Allbest.ru

...