Расчет режимов резания

 

       Оглавление

Введение	5
Исходные данные	6
1. Табличный метод расчёта	6
2. Аналитический метод расчёта	10
3.Построение номограммы V = f(n,D)	16
Заключение         Библиографический список	17 18
Приложение А (чертеж резца)	19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Дальнейшее развитие экономики нашей страны будет происходить за счёт интенсификации производства. В машиностроении, и в частности, при обработке металлов резанием, одним из путей интенсификации производства является более полное использование технологических возможностей всех составляющих процесса производства.

Себестоимость обработки детали зависит от многих факторов, в число которых входят и режимы резания. Назначение элементов режима резания, обеспечивающих минимальную себестоимость обработки – задача сложная, решение которой в большинстве случаев возможно только после полного анализа конкретной операции, а иногда и целого ряда связанных с ней процессов.

Одним из этапов решения этой задачи является определение элементов режима резания, допускаемых возможностями оборудования и инструмента. Назначение величин элементов режима резания, как правило, выполняют в следующей последовательности: определяют глубину резания, затем выбирают подачу и стойкость инструмента и далее определяют скорость резания, соответствующую принятым величинам глубины резания, подачи и стойкости. После согласования величин подачи и скорости резания с возможностями кинематических цепей станка определяют основное (машинное) время обработки.

В практической деятельности технолог, назначая режим резания, пользуется одним из методов расчёта – аналитическим, табличным или графическим. Широкое применение персональных компьютеров позволяет назначить режим резания более точно, так как аналитические зависимости, связывающие элементы режима резания, создают возможность более полного учёта и анализа факторов, влияющих на процесс обработки.

Задачей данной курсовой работы является определение элементов режима резания, обеспечивающих минимальную себестоимость обработки.

 

 

 

Исходные данные

1. Деталь – вал.
2. Вид обработки – обточка по диаметру.
3. Материл детали – СЧ18-36.
4. Диаметр детали – 92,5 h12 мм.
5. Длина обработки – 140 мм.
6. Шероховатость поверхности – Rz20.
7. Диаметр заготовки – 97 мм.
8. Длина заготовки – 360 мм.
9. Способ закрепления заготовки – в патроне консольно.

Определить табличным и аналитическим методами режимы резания, построить номограмму V = f(n,D), выполнить чертёж резца.

Определим по справочной литературе [4-7] предел прочности при растяжении материала детали sв = 180 Н/мм2 (180 МПа), и допуск на изготовление d = 0,35 мм и твердость НВ = 170-241.

 

1. Табличный метод расчета

Для достижения заданной точности и шероховатости поверхности детали ее обработку производим в два прохода: первый проход – предварительный черновой, второй – окончательный получистовой.

Определим параметры инструмента, режимы обработки и выберем оборудование для выполнения второго прохода.

Для окончательной обработки детали, изготовляемой из серого чугуна, выбираем твердосплавную пластинку марки ВК6М (прилож.2 [1]).

Выбираем форму передней поверхности резца – плоскую с фаской (прилож.3 [1]).

По прилож.4 [1] определяем геометрические параметры режущей части резца:

f = 1,2 мм; gf = –5; g = 12°; a = 10°; l = 0; j = 45°; j1 = 15°; r = 1,0 мм.

По ГОСТ 18877-73 принимаем резец правый, прямой проходной с сечением державки В Н = 20 20 мм2, длиной L = 150 мм, оснащённый твердосплавной пластиной толщиной С = 5 мм.

Припуск на обработку детали h = 2,25 мм удаляется за два прохода, в связи с большой заданной шероховатостью. Глубина резания t на втором проходе должна быть не более 2 мм, при этом на черновом проходе должна удаляться большая часть припуска. В связи с этими требованиями назначаем глубину резания на первом проходе равной 1,25 мм, на втором — t = 1 мм.

Величина подачи, обеспечивающей получение заданной шероховатости, равна

Sшт = 0,25…0,4 мм/об

Принимаем Sшт = 0,4 мм/об.

Полученное значение подачи проверим по прочности резца, твердосплавной пластинки и по допускаемому прогибу детали.

Величину подачи, допускаемой прочностью державки резца, определим по приложению 6 [1] , приняв вылет резца lp = 1,5H = 1,5·20 = 30 мм, где H – высота державки резца:

Sпр = 2,7 мм/об.

Подачу, допускаемую прочностью пластинки твердого сплава определим по приложению 7 [1]:

Sпл = 3,3 мм/об.

Подача, допускаемая по прогибу детали (прилож.10 [1]), определяется по формуле

Sжд = Sm ∙ KL ∙ Kφ ∙ KS,

где Sm – табличное значение подачи,Sm = 1,4 мм/об;

      KL, Kφ, KS – коэффициенты, учитывающие влияние длины детали, угла φ, способа закрепления детали, KL = 2,7, Kφ = 1, KS = 1,5.

Подставив найденные значения, получим: Sжд = 3,41 мм/об.

Подача, выбранная из условия получения заданной шероховатости поверхности детали, удовлетворяет и другим рассмотренным ограничениям и может быть принята за технологическую.

Скорость резания выбирается в зависимости от обрабатываемого и инструментального материалов, выбранных значений глубины резания, подачи и главного угла резца в плане. Скорость резания V = Vm∙K1∙K2,

где Vm – табличное значение скорости, Vm = 1,55 м/с (прилож.11 [1]);

      K1 – коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала, К1=1;

      K2 – коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента, К2=1,4;

V = 1,55∙1∙1,4 = 2,17 м/с.

Эта скорость достигается при частоте вращения шпинделя

 об/мин

Мощность, затрачиваемая на процесс резания, определим по приложению 10: N=2,4 кВт.

Мощность привода станка при КПД η=0,8

Nст = 2,4/0,8 = 3 кВт.

Усилие подачи (прилож.13 [1])

Q = Qm · Kγ · Kλ,

где Qm – табличное значение усилия подачи, Qm = 380 Н;

      Kγ – коэффициент, учитывающий влияние угла γ, ;

      Kλ – коэффициент, учитывающий влияние угла λ, ;

Q = 380 Н.

Для обработки детали выбираем станок модели 1М61, имеющий следующие технические характеристики:

высота центров — 320 мм;

расстояние между центрами — 640 мм;

мощность привода — 4,0 кВт;

наибольшее усилие подачи – 1400 Н;

диапазон частот вращения шпинделя — 12,5…1600 об/мин;

диапазон подач — 0,08…1,9 мм/об.

Определённые ранее значения подачи и частоты вращения корректируем по имеющимся в станке.

Принимаем S = 0,42 мм/об, n = 450 об/мин.

Тогда скорость резания

.

Основное машинное время, необходимое для выполнения второго прохода,

,

где L – длина обрабатываемой поверхности детали, L = 140 мм;

     lв – длина врезания,

;

      lп – длина набега, принимаем ln = 1 мм.

.

Определенные параметры инструмента, оборудования, режим и время обработки заносим в таблицы 1–3.

Таблица 1

Инструмент

Вид инструмента

Материал пластинки

Державка

Вылет резца

Геометрические параметры режущей части

ширина

высота

В

Н

lp

f

γf

γ

α

λ

φ

φ1

r

Резец прямой проходной

ВК6М

20

20

30

1,2

-5

12

10

0

45о

15о

1

 

Таблица 2

Оборудование

Модель станка	Высота центров, мм	Расстояние между центрами, мм	Мощность привода, кВт	Диапазон частот вращения шпинделя, об/мин	Диапазон подач, мм/об
			N	n	S
1М61	320	640	4	12,5…1600	0,08…1,9

 

Таблица 3

Режим и время обработки

Глубина резания, мм	Подача, мм/об	Частота вращения шпинделя, об/мм	Скорость резания, м/с	Машинное время, мин
t	S	n	V	T
1	0,42	450	2,23	0,88

 

 

2. Аналитический метод расчета

Для проведения расчётов на ПК определяются параметры, входящие в блок исходных данных (табл. 4).

Таблица 4

Исходные данные для расчета на ЭВМ

№ п/п	Параметр	Параметр	Значение
			1	2
1	2	3	4	5
1	Вид обработки (прилож. 19)		Наружное продольное точение
2	Стойкость инструмента	Т	60	60
3	Шероховатость	Rz	20	20
4	Длина обработки	L	140	140
5	Глубина резания	t	1	1
6	Допуск на обработку	d	0,35	0,35
7	Материал инструмента		ВК6М	ВК6М
8	Радиус вершины резца	r	1	2
9	Главный угол в плане	j	45	45
10	Вспомогательный угол в плане	j1	15	15
11	Угол резания		78	78
12	Ширина и высота сечения державки	B, H	20, 20	20, 20
13	Вылет резца	lp	30	30
14	Материал заготовки		СЧ18-36	СЧ18-36
15	Твёрдость материала	HB	190	190
16	Состояние обрабатываемой поверхности (прилож.8)		Без корки	Без корки
17	Диаметр заготовки под обработку	D0	94,5	94,5
Вид закрепления заготовки, начальное положение резца		lн	В патроне консольно, 0,5	В патроне консольно, 0,5
18	Длина заготовки	lз	360	360
19	Конечное положение резца	lк	140,5	140,5
20	Количество наружн. ступеней обработки		2	2
21	Диаметр, длина 1-й ступени		92,5; 140	92,5; 140
22	Количество внутренних ступеней		0	0
23	Тип станка		1М61	1М61