Параметры и технологический процесс работы токарного станка

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Определение элементов лезвия и его геометрических параметров в инструментальной системе координат на примере токарного отрезного резца. Выполнить чертежи резца и его лезвия в этой системе

Отрезные резцы выполняют с оттянутой рабочей частью, так как ее ширина делается меньше ширины корпуса. Длина рабочей части должна быть больше радиуса отрезаемой заготовки.

Отрезные резцы работают в тяжелых условиях. Вследствие небольшой ширины рабочей части её прочность недостаточна, поэтому для увеличения ее сечения приходится назначать небольшие вспомогательные углы в плане ?1 и задние вспомогательные углы ?1за счет снижения стойкости. Это углы назначают в пределах 1…20 Кроме этого, затруднен отвод стружки из зоны резания. Отрезной резец обычно не удаляет весь материал на срезе, и в конце реза заготовка отламывается, а в центре остается стержень. Если не обходимо полностью, без стержня, обработать торец, то главную режущую кромку резца делают под углом в плане 75…800, а не 900 , как обычно.

Токарный отрезной резец состоит из следующих основных элементов:

Рабочая часть (лезвие);

Стержень (державка) -- служит для закрепления резца на станке.

Рабочую часть резца образуют:

1. Передняя поверхность -- поверхность, по которой сходит стружка в процессе резания.

2. Главная режущая кромка -- линия пересечения передней и главной задней поверхностей.

3. Главная задняя поверхность -- поверхность, обращенная к поверхности резания заготовки.

4. Вершины резца -- точки пересечения главной и вспомогательных режущих кромок.

5. Вспомогательные задние поверхности -- поверхности, обращенные к обработанной поверхности заготовки.

6. Вспомогательные режущие кромки -- линии пересечения передней и вспомогательных задних поверхностей.

Под геометрическими параметрами резца понимают значение углов, определяющих взаимное расположение элементов рабочей части резца (передней и задних поверхностей и лезвий резца). Геометрические параметры резца называют углами заточки или геометрией резца.

Главным задним углом ? называется угол между главной задней поверхностью рабочей части резца и плоскостью резания. Этот угол в основном служит для уменьшения трения поверхности резания о главную заднюю поверхность рабочей части резца.

Передним углом называется угол между передней поверхностью и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания.

Главным углом в плане ? называется угол между направлением подачи и проекцией главного режущего лезвия резца на основную плоскость.

Вспомогательным углом в плане ?1 называется угол между направлением подачи и проекцией вспомогательного режущего лезвия на основную плоскость.

Вспомогательным задним углом ?1 называется угол между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью резания.

токарный отрезной лезвие координата

2. Действия смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) при резании. Способы их применения

В соответствии с современными представлениями СОТС в процессе резания может производить смазывающее, охлаждающее, диспергирующее и моющее действия. Разделить различные эффекты действия СОТС бывает весьма сложно, так как они могут проявляться одновременно и порознь в различных зонах контактной поверхности инструмента, стружки и заготовки в зависимости от особенностей операции и режимов резания, характеристик обрабатываемого инструментального материалов. В большинстве случаев высокие эксплуатационные свойства СОТС /СОЖ/ определяются их смазывающим и охлаждающим действием.

Смазочное действие СОТС влияет на характер и интенсивность процессов, происходящих на контактных поверхностях инструментов, и приводит:

1) к снижению коэффициента трения между поверхностями инструмента и стружки и интенсивности изнашивания инструмента;

2) уменьшению тепловыделения от трения на контактных поверхностях инструмента и температуры этих поверхностей, как следствие, -- к повышению стойкости режущего инструмента;

3) улучшению качества обработанной поверхности (уменьшению шероховатости, наклепа и др.) ввиду изменения условий трения поверхностей инструмента и заготовки.

Охлаждающее действие СОТС вызывает уменьшение температуры резания, изменение температурного поля в инструменте и интенсификацию теплообмена в зоне резания. В результате повышаются стойкость инструмента и точность обработки (за счет уменьшения тепловых деформаций).

Диспергирующее действие. Под этим действием СОЖ подразумевается их способность облегчать деформацию, разрушение и дробление диспергирование металла, т.е оказывать действие, способствующее образованию новой поверхности.

Моющее действие СОТС предотвращает попадание продуктов износа режущего инструмента и частиц стружки между режущим клином, заготовкой и стружкой и позволяет избежать:

1) повышенного изнашивания, заклинивания и поломки инструмента (что характерно для таких операций, как резьбонарезание, развертывание, сверление);

2) порчи обработанной поверхности - появления рисок, царапин, задиров, прижогов, изменения твердости (что характерно для финишных операции обработки резанием)

Подача СОТС в зону обработки. При лезвийной обработке основные способы подачи СОТС следующие:

- свободно падающей струей (поливом при давлении 0,02 -0,03 МПа);

- напорной струей через сопловые насадки под давлением 0,1 -2,5 МПа;

- в распыленном состоянии (в виде струи воздушно-жидкостной смеси).

- Через каналы в сверле.

3. Провести расчет режима резания при точении в заданных условиях двумя методами: аналитическим и табличным

Провести расчет режима резания при точении при условиях: диаметр заготовки 100мм, длина 905мм, диаметр детали 92мм, материал СЧ20, HB197, Ra6,3, способ крепления на станке в центрах.

Выбор материала режущей части резца, геометрических параметров режущей части, оптимального периода стойкости для заданных условий;

При точении поверхности вала используем Резец 2100-0413 ВК6 ГОСТ 18878--73

Главный угол в плане : ? = 45°

Радиус при вершине резца : r = 2мм

Ширина державки: b = 20мм

Высота державки: h = 32мм

Длина резца: L = 170мм

Ширина режущей кромки: a = 18мм

Стойкость резца : T = 80 мин

Расчет режима резания и потребной мощности при точении в заданных условиях с учетом наибольшего использования мощности станка и режущих способностей резца при обеспечении заданной шероховатости обработанной поверхности.

Диаметр обрабатываемой заготовки: D = 100мм

Число оборотов станка: n = 315 об/мин

Подача резца: S = 0,815 мм/об

Глубина резания: t = 4мм

Скорость резания:

V = === 85.76 м/мин

где Kv=Kmv Kuv Knv общий поправочный коэффициент на скорость резания рассчитывается как произведение частных поправочных коэффициентов, каждый из которых отражает отличие фактического значения одного из конкретных условий резания от использованного при экспериментальном определении табличных значений коэффициента С??:

Kmv =nv = 1.25=0.96 -поправочный коэффициент на физико-механические свойства обрабатываемого материала

Kuv = 1 -поправочный коэффициент на состояние поверхности заготовки

Knv = 1 -поправочный коэффициент на марку инструментального материала

Число оборотов шпинделя соответствующее расчетному значению допустимой скорости резания ,об/мин:

n = = =273об/мин

Расчетное значение числа оборотов в минуту следует откорректировать, приведя в соответствие с ближайшим меньшим значением числа оборотов в минуту шпинделя станка 1М63 из его паспортных данных.

Принимаем n = 250 об/мин

Тогда фактическая скорость будет:

V = = = 78,5 м/мин

Для проверочного расчета необходимо рассчитать силы резания, в частности, тангенциальную силу по формуле

P = 10CptxSyVnKp =10*92*41*0.850*0.97 =3569.6 H

где Ср - коэффициент, характеризующий группу обрабатываемых материалов

х, у ,n - показатели степени при глубине резания t , подаче s и скорости резания v определяются по таблицам

Кр - поправочный коэффициент, рассчитываемый как произведение поправочных коэффициентов на механические свойства обрабатываемого материала и на геометрические параметры резца;

???? = ??тр • ????р • ????р • ????р • ????р, (Значения поправочных коэффициентов в формуле следует выбирать по справочным данным.

Проверочный расчет по мощности на шпинделе Ne. Мощность резания определяется силой резания Рz и фактическим значением скорости резания V. Мощность резания не должна превосходить эффективной мощности станка Ne, т. е. должно быть выдержано соотношение

??рез ? ??е

где: Nрез - мощность резания, кВт;

Nе =N? - эффективная мощность станка, кВт;

N - мощность электродвигателя станка, кВт;

? - коэффициент полезного действия станка.

??рез = = = 0,0045 кВт.

Nе = 13*0,85 = 11,05 кВт.

0,0045 кВт ? 11,05 кВт

Коэффициент использования инструмента по скорости резания:

Кv = ==91,53%

Основное технологическое время, потребное назаданную операцию.

Основное (машинное) технологическое время следует рассчитать по формуле, мин:

??о = = = 4,47 мин

где L=l+l1+l2 =905+5+2= 912 мм - расчетная длина обработки, мм; l - длина обрабатываемой поверхности, мм; l1 - врезание резца, определяемое из соотношения, мм: l2 - перебег резца, l2 =1....5мм; i - число проходов.

Таблица Сравнение режима резания, полученного аналитическим и табличным методами

Вывод: Из расчета режима резания, видно незначительное отличие аналитического метода от табличного.

Скорость резания аналитическая по критерию максимальной производительности больше, а стойкость инструмента меньше, что обеспечивает большую производительность, но и более высокие затраты на инструмент.

Для условий гибких автоматизированных производств иногда важнее получить меньший износ инструмента и погрешность обработки при незначительном увеличении себестоимости обработки на данной операции. Это позволит обойтись без введения дополнительных операций и уменьшить общую себестоимость изготовления детали.

Поэтому табличный расчет предпочтительней.

Библиографический список

1. Обработка резанием: Учебное пособие / Балашов В.М., С.П. Рыков, А.И. Матвеев и др. Тверь, ТГТУ, 2001. - 232 с.

2. Обработка резанием в машиностроении: Учебное пособие / Балашов В.М., В.В. Мешков, С.П. Рыков, А.Г. Схиртладзе Тверь: ТГТУ, 2004. - 178 с.

3. Режимы резания металлов: Справочник / Под ред. Ю.В.Барановского.- М.: Машиностроение, 1972.

4. Резание материалов [Электронный ресурс] : учебное пособие / авт. : Ю. И. Гордеев, Е. Г. Зеленкова ; разраб. Центр обучающих систем ИнТК СФУ. - Версия 2.0. - Электрон. дан. (4 Мб). - Красноярск : СФУ, 2012.

5. Справочник технолога-машиностроителя. Т. I /Под ред. А.Г. Косиловой и Г.К. Мещерякова М.: Машиностроение, 1972.

Размещено на Allbest.ur