Расчет режимов резания

 

Оглавление

Введение 1.Исходные данные 2.Табличный метод расчета 3.Аналитический метод расчета 4.Построение номограммы N=f(P,V) 5.Чертеж резца по ГОСТ 18878-73 Библиографический список

3 4 5 8 12 13 14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

Сущность технологии изготовления деталей машин состоит в последовательном использовании различных технологических способов воздействия на обрабатываемую заготовку, с целью придать ей заданную форму и размеры указанной точности. Одним из таких способов является  механическая обработка заготовок резанием. Она осуществляется металлорежущим инструментом и ведется на металлорежущих станках. Обработка резанием заключается в срезании с обрабатываемой заготовки некоторой массы металла, специально оставленной на обработку. При обработке резанием большое значение имеет рациональное использование технологических возможностей составляющих процессов производства.

Принимая во внимание экономическую сторону процесса, себестоимость обработки зависит от многих факторов, к которым  относят и режимы резания. Определение элементов режима резания, обеспечивающих минимальную себестоимость обработки – это и является задачей данной курсовой работы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные.

 

• Обрабатываемый материал – Сталь 45
• Способ крепления детали – в патроне с передним центром
• Длина детали, мм – 24
• Длина обработки, мм – 20
• Диаметр заготовки, мм – 11
• Диаметр детали, мм – 10
• Допуск на диаметр – h11
• Шероховатость обработанной поверхности – Ra2,5
• Вид номограммы – N=f (Pz, V)
• Необходимо определить табличным и аналитическим методами режимы резания, построить номограмму,  выполнить чертеж резца.

По справочной литературе предел прочности при растяжении материала детали σв= 650 Н/мм²  и допуск на изготовление δ =0,110 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Табличный метод расчета.

Согласно исходным данным диаметр детали равен 10 мм, а диаметр заготовки 11 мм, поэтому для достижения заданной точности и шероховатости поверхности детали обработку можно провести в один проход — получистовой.

 Определим параметры  инструмента, режимы обработки и выберем оборудование для обработки детали. Материал обрабатываемой детали относят к легированным конструкционным сталям. Выбираем твердую пластинку  Т15К6 (приложение 2). Форма передней поверхности резца – радиусная с фаской (приложение 3).

Определим параметры режущей части резца по приложению 4:

f = 0,6 мм; gf = –5; g = 15°; a = 10°; l = 0; j = 30°; j1 = 15°; r = 1,0 мм.

По ГОСТу 18878-73* принимаем резец правый, прямой проходной, с сечением державки  В H = 20 20 мм2, длиной L=100 мм, оснащенный твердосплавной пластинкой толщиной  с = 6 мм. Припуск на обработку детали h =1 мм удаляется за один проход. Назначаем глубину резания  t = 0,5 мм.

Величину подачи, обеспечивающей получение заданной шероховатости, определим по карте 5. Подача, допускаемая шероховатостью поверхности  Sшп = 0,16…0,25 мм/об, принимаем Sшп  = 0,25 мм/об.

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

Величину подачи, допускаемой прочностью державки резца, определим по приложению 6, приняв при этом вылет резца lp = 1,5H = 30 мм:

Sпр = 2,7 мм/об.

Подачу, допускаемую прочностью пластинки твёрдого сплава, определим по приложению 7:

Sпп = 4,5 мм/об.

Подача, допускаемая по прогибу детали (приложение 10):

Sжд = Sт × KL × Kj × KS,

где Sm — табличное значение подачи, Sт = 0,24 мм;

KL, Kj, KS — коэффициенты, учитывающие влияние длины детали, угла j, способа закрепления детали,  KL = 9,7; Kj = 0,72; KS = 3,5.

Sжд =0,24× 9,7× 0,72× 3,5=5,87 мм/об

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

Скорость резания V=Vт×К1×К2,

где Vт — табличное значение скорости, Vт = 2,5 м/с (приложение 11);

К1 — коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала, К1 = 0,9;

К2 — коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента, К2 = 1,55;

V = 2,5×0,9×1,55 = 3,49 м/с.

Эта скорость резания достигается при частоте вращения шпинделя

 об/мин.

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

Мощность привода станка при к.п.д. h = 0,8%

Nст = 2,4/0,8 = 3 кВт.

Усилие подачи (приложение 13).

Q = Qт × Кg × Кl,

где Qт — табличное значение усилия подачи, Qт = 220 Н;

Кg — коэффициент, учитывающий влияние угла g,  Кg = 1;

Кl — коэффициент, учитывающий влияние угла l, Кl = 1;

Q = 220×1×1=220 Н

Для обработки детали выбираем станок модели 1341, имеющий следующие технические характеристики:

высота центров — 160мм;

расстояние между центрами — 710 мм;

высота от опорной поверхности резцедержателя до линии центров — 25 мм;

мощность привода — 5,5 кВт;

наибольшее усилие подачи — 360 кг;

диапазон частот вращения шпинделя — 60…2000 об/мин;

диапазон подач — 0,07…4,16 мм/об.

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

Принимаем S = 0,25 мм/об, n = 2000 об/мин.

Тогда скорость резания

 м/с.

Основное или машинное время, необходимое для выполнения второго прохода,

где L — длина обрабатываемой поверхности детали, L = 20 мм;

lв — длина врезания, lв = t/tg j = 0,5/tg 30° =0,87 мм;

lп — длина набега, принимаем lп = 3 мм.

 мин.

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

 

 

 

 

Инструмент   

 

Таблица 1

Вид инструмента

Материал пластинки

Державка

Вылет резца

Геометрические параметры режущей части

ширина

высота

В

Н

Lр

ƒ

gf

g

a

l

j

j1

r

Резец проходной прямой

Т15К6

20

20

30

0,6

-5

15

10

0

30

15

1

 

 

 

 

Оборудование

 

Таблица 2

Модель станка	Высота центров	Расстояние между центрами	Высота от опорной по- верхности до линии центров	Мощ- ность привода кВт	Допустимое усилие подачи, Н	Диапазон частот вращения шпинделя, об/мин	Диапазон подач, мм/об
				N	Q	N	S
1341	160	710	25	5,5	360	60…2000	0,07…4,16

 

 

 

 

 

 

 

Режим и время обработки

Таблица 3

Глубина резания, мм	Подача, мм/об	Частота вращения шпинделя, об/мм	Скорость резания, м/с	Машинное время, мин
t	S	n	V	T
0,5	0,25	2000	1,152	0,043

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналитический метод расчета.

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

Таблица 4Исходные данные для расчёта 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	10	10
4	Длина обработки	L	20	20
5	Глубина резания	t	0,5	0,5
6	Допуск на обработку	d	0,11	0,11
7	Материал инструмента		Т15К6	Т15К6
8	Радиус вершины резца	r	1	2
9	Главный угол в плане	j	30	30
10	Вспомогательный угол в плане	j1	15	15
11	Угол резания		75	75
12	Ширина и высота сечения державки	B, H	20, 20	20, 20
	Диаметр державки резца D*	D
13	Вылет резца	lp	30	30
14	Материал заготовки		45	45
15	Твёрдость материала	HB	197	197
16	Состояние обрабатываемой поверхности (прилож.8)		Без корки	Без корки
17	Диаметр заготовки под обработку	D0	11	11
Вид закрепления заготовки, начальное положение резца		lн	В патроне консольно с передним центром	В патроне консольно с передним центром
18	Длина заготовки	lз	24	24
19	Конечное положение резца	lк	20	20
20	Количество наружн. ступеней обработки		1
21	Диаметр, длина 1-й ступени		10; 20	10; 20
22	Количество внутренних ступеней		0	0
23	Тип станка		1341	1341
24	Вид СОЖ		Без СОЖ	Без СОЖ

 

Значения параметров процесса обработки занесены в табл. 5. Расчеты на ПК следует выполнять согласно инструкции (приложение 20). Результаты расчёта представлены в табл.5.

 

 

 

 

 

 

Таблица 5

┌──────┬────────┬─────────────────────────────────────────────────────────┐

|  N,  |Скорость|                Ограничение подачи по                    |

|об/мин|резания ├─────────┬──────────┬──────────┬───────────┬─────────────┤

|      |   V,   |точности |прочности |стойкости | мощности  |шероховатости|

|      | м/мин  ├─────────┴──────────┴──────────┴───────────┴─────────────┤

|      |        |                    S, ( мм/об )                         |

├──────┼────────┼─────────┬──────────┬──────────┬───────────┬─────────────┤

|60.0  | 2.1    | 0.949   | 21.276   | 3.146    | 406.361   |   0.282     |

|100.0 | 3.5    | 0.949   | 21.276   | 3.185    | 205.643   |   0.282     |

|150.0 | 5.2    | 0.949   | 21.276   | 3.233    | 119.764   |   0.282     |

|265.0 | 9.2    | 0.949   | 21.276   | 3.347    | 56.077    |   0.282     |

|415.0 | 14.3   | 0.949   | 21.276   | 3.497    | 30.835    |   0.282     |

|800.0 | 27.6   | 0.949   | 21.276   | 3.887    | 12.853    |   0.282     |

|1180.0| 40.8   | 0.949   | 21.276   | 4.240    | 7.655     |   0.282     |

|2000.0| 69.1   | 1.011   | 22.667   | 3.983    | 4.036     |   0.282     |

└──────┴────────┴─────────┴──────────┴──────────┴───────────┴─────────────┘

                      Оптимальные режимы резания:

                   S, мм/об  :    0.282                                   

                   N, об/мин :    2000.000                                

                   V, м/мин  :    69.080                                  

   Машинное время  Т, мин    :    0.035                                   

   Толщина пластинки твердого  сплава не менее (мм):     1.014             

                   Cpz  =      300.000                                    

                   Xpz  =      1.000                                      

                   Ypz  =      0.750                                      

                   Kpz  =      0.856                                      

                   Kv   =      1.246