Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Уфимский  государственный авиационный технический  университет

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

Расчет  режимов резания

при механической обработке 

по дисциплине

«Физические основы рабочих процессов» 
 
 
 
 
 

                                                           Выполнил: студент гр. МХС-205-д                                                                       Миняева А.В.

                                                                                     

                                                            Проверил:     Дерябин  
 
 
 
 
 
 
 

      Стерлитамак 2007

Содержание

 
 

   Точение …………………………………………………………3-7 

   Сверление……………………………………………………….8-10 

 Фрезерование……………………………………………………11-14 

   Литература……………………………………………………….15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Точение.

Задание:

Провести оптимизацию  режимов резания в целях достижения наибольшей производительности обработки.

Исходные  данные:

1. Тип производства – серийное
2. Материал детали – 12Х18Н9Т.
3. Наружные поверхности обрабатывать одним резцом.
4. Тип лезвийной обработки – получистовая (Rz 40)
5. Содержание операции: точить наружный 28, обеспечив длинновой размер 26h11 и шероховатость Rz 40.
6. Закрепление заготовки – в центрах.

Решение.

1.  Выбор марки инструментального  материала и геометрии  режущей части  инструмента.

Сталь 12Х18Н9Т  относится к группе коррозионно-стойких  хромоникелевых сталей, для получистового  и чистового точения которых рекомендуются твердые сплавы ВК8(ВК4) [К.,табл.3.стр.117]. Принимаем сплав ВК8.

Выбираем проходной прямой левый резец (ГОСТ 18879 -73) со следующей геометрией В= 10 мм,  Н=16 мм, l =30 мм и  геометрией режущей части: .

2.   Выбор глубины  резания t и числа проходов.

Для нормирования выбираем окончательный проход с  максимальной глубиной резания (для  обеспечения максимальной производительности) t=2мм, предельной для обработки с 20 Rz 80. Таким образом   мы обеспечиваем заданную шероховатость обработанной поверхности Rz =40.

3.   Выбор подачи инструмента

    Далее производится выбор подачи из следующих ограничивающих факторов:

    3.1 шероховатости обработанной поверхности;

    3.2 прочности пластины твердого  сплава;

    3.3 прочности механизма подачи станка;

    3.4 жесткости детали с учетом способа крепления;

    3.5 прочности державки резца;

    3.6 жесткости державки резца. 
 

    3.1 По величине шероховатости обработанной поверхности подача выбирается табличным способом ( ).

Для чистовой обработки подачу S принимаем в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обрабатываемой поверхности с учетом радиуса при вершине резца [К.,табл.14.стр. 268] при Rz = 40, r_b= 0,5 мм,

     d_b = 550 МПа, .

    3.2 По прочности пластины твердого сплава – табличным способом ( ). 

      

    S=1,3 мм/об, К_σ =1,2, k_s=1 [К., табл.13 стр. 268]

    

    

    К_σ – коэффициент, зависящий от мех. свойств стали ( для σ = 550 МПа )

    k_s – поправочный коэффициент на главный угол в плане φ

3. По прочности механизма подачи станка

 

      =1000 Н (величина предельно допустимой силы ). 

Ср=204, x_p=1   y_p=0,75  [ К., табл.22 стр.273] 

4. По  жесткости детали с учетом способа  крепления:

    

      

    С учетом того, что деталь закреплена в центрах  -    , получим  

      

Ср=204, x_p=1   y_p=0,75  [ К., табл.22 стр.273] 

      Допустимая стрела прогиба  принимается равной   при чистовой обработке

       , где допуск на .

     Δ=130 мм (с учетом квалитета точности) [ К., табл.2 стр.441] 

      – модуль упругости материала  детали (для стали Е= 200 кН/ мм² ) ;

      - момент инерции; , для круглого сечения. 
 

      

    3.5 По прочности державки резца:

 

     , а   , где

     - момент сопротивления;

      – допускаемое напряжение  на изгиб.

    Для прямоугольного сечения        

            ;                                                         

    где В и H – толщина и высота державки резца соответствнно; 

     ;   ,  откуда

                       

Ср =204, x_p=1   y_p=0,75   [ К., табл.22 стр.273]

    [ σ_и ]= 20 кг/мм²    (ГОСТ 5949-51)                              
 

 
 

          3.6 По жесткости державки резца:

      

    Стрелка прогиба  при получистовом и чистовом точении =0,03…0,05 мм; момент инерции для квадратного сечения .

          Отсюда

            ,       

Е= 200 кН/ мм²

Ср =204, x_p=1   y_p=0,75   [ К., табл.22 стр.273] 

                                                 

          Самая малая из этих шести подач - , значит принимаем для дальнейших расчетов   максимальную технологически допустимую подачу .

4.   Расчет периода  стойкости инструмента из обеспечения максимальной производительности обработки.

   ,

   где   m – показатель степени в зависимости   

m=0,2 [ К., табл.17 стр.269]

    

   - время на смену затупившегося  инструмента и поднастройку его  на размер за период стойкости  (нормативная величина) = 1,6мин.

 мин.

5.   Расчет скорости  резания из условия обеспечения максимальной производительности обработки проводят по формуле:

  

C_v=420,  m=0,2, x=0,15,   y=0,2   [ К., табл.17 стр.269]   

K_i= 1×0,87×0,94=0,82  [ К., табл.18 стр.271]]

   м/мин 

6.   Уточнение скорости  резания по ряду  чисел оборотов  шпинделя.

   об/мин

  Так как  n_max=2000об/мин [для станков типа 16К20Ф3], то полученное число оборотов не удовлетворяет  условию максимальной производительности. Необходимо уменьшить скорость. Для этого найдем период стойкости исходя из экономического фактора:

  

  где  Е  – стоимость станкомитуты, – стоимость эксплуатации инструмента за период стойкости.

  

  

  Возьмем Е=1,84 руб., =25 руб.

  

  Тогда    м/мин

    об/мин

  Корректируем  число оборотов по паспорту станка n= 1900 об/мин.

  V= м/мин

7.   Рассчитываем ограничения по силе резания

7.1. Составляющая - тангенциальная сила

      С_p=204    x_p=1   y_p=0,75   n_p=0      [К., табл.22 стр.273]

     поправочный  коэффициент k_Pz

[К., табл.23 стр.275] 

      P_Z=10·204×2¹×0,16^0,75×0,69=704 Н.

7.2. Составляющая - радиальная сила

     P_Y=10×243×2^0,9×0,16^0,60×155^-0,3×(550/750)^0,75×1×1×1×0,66=172 Н

7.3. Составляющая - осевая сила

     P_X=10×339×2¹×0,16^0,5×155^-0,4×(550/750)^0,75×1×1×1×1=279 Н

8. Ограничение по мощности резания

 кВт. < N_станка=10 кВт., значит обработка возможна.

9. Расчет машинного времени.

        , ; где

    – величина врезания         

    величина перебега  инструмента        .