Проектирование проходных резцов

Аннотация

 

Лоскутов Д.С. Расчёт оптимального режима резания: Курсовой проект по резанию материалов. – Челябинск: ЮУрГУ, 2012. – 30., библиография литературы – 4 наименования, 1 лист чертежей формата А3.

В результате выполнения курсового  проекта были произведены расчёты  наивыгоднейших режимов резания, тремя  методами: аналитическим, табличным  и графическим. Выбраны материал и геометрические параметры лезвия резца, тип и габаритные размеры. Выполнен рабочий чертёж резца. Произведено сравнение режимов резания выполненных аналитическим и табличными методами. Построены номограммы зависимостей:

 

 

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 5

1 АНАЛИТИЧИСКИЙ МЕТОД 7

1.1Оборудование 7

1.2 Выбор режущего инструмента 8

1.2.1 Выбор материала режущей части 8

1.2.2 Выбор материала державки резца 8

1.2.3 Выбор главного угла в плане 8

1.2.4 Выбираем тип резца 9

1.2.5 Предварительное определение размеров напаиваемой пластины 10

1.2.6 Допустимый износ и стойкость резца 11

1.3Определение глубины резания 11

1.4 Определение подач аналитическим способом 11

1.4.1 Подача, допустимая прочностью державки резца 11

1.4.2 Подача, допустимая жесткостью державки 13

1.4.3 Подача, допустимая прочностью твердосплавной пластинки 14

1.4.4Подача, допустимая прочностью механизма подач станка 14

1.4.5 Подача, допустимая жесткостью изделия 15

1.4.6 Подача, допустимая классом чистоты обработки 15

1.4.7 Подача, допустимая мощностью станка 16

1.4.8 Подача, допустимая стойкостью резца 17

2 Табличный метод 21

2.1 Определение подач табличным способом 21

2.1.1Выбор скорости резания. 22

2.1.2 Проверка выбранного режима резания по мощности станка. 22

2.1.3 Наивыгоднейший режим резания: 23

3 Построение номограмм 24

3.1Построение номограммы зависимости V = f (D, n) 24

3.2Построение номограммы зависимости t₀ = f (S, n) 25

Заключение 27

Литература 28

 

Приложение  А Номограмма зависимости V = f (D, n) ………….……...29

 

Приложение  Б  Номограмма зависимости t₀ = f (S, n) ……………………30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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 ведётся на металлорежущих станках.

Все способы и виды обработки  металлов основаны на срезании припуска и преобразования его в стружку, составляют разновидности, определяемые термином «резание металлов».

Наивыгоднешим режимом резания  называется такой, при котором обеспечиваются наибольшая производительность и наименьшая себестоимость обработки, при этом, не нарушая качества изделия.

При назначении элементов  режима резания необходимо наиболее полно использовать режущие свойства инструмента, а также кинематические и динамические данные станка. При  этом должно быть обеспечено заданное качество обработанной детали. Назначение режима резания – это выбор  скорости, подачи и глубины резания, обеспечивающий требуемый период стойкости  инструмента.

Существует несколько  методов расчёта наивыгоднейшего  режима резания:

1. аналитический метод

2. табличный метод

3. графический метод

Выбор метода расчёта диктуется  конкретными условиями. Наиболее точные результаты получаются при аналитическом  расчёте режима резания. Поэтому данный метод рекомендуется для массового и крупно - серийного производства.

Табличный метод наиболее прост, назначение режима по таблицам может быть осуществлено очень быстро, однако этот метод менее точен  и его целесообразно применять  в мелкосерийном и индивидуальном производстве.

Графическим методом обычно пользуются рабочие непосредственно  на рабочем месте. Для этого разрабатываются  номограммы для конкретных условий  работы, то есть для определённого  станка, определённого обрабатываемого  материала и выбранного инструмента.

Для назначения режима резания  необходимо иметь паспортные данные станка, знать из какого материала  инструмент и его геометрические параметры, а также обрабатываемый материал и размеры детали с предъявляемыми техническими требованиями.

 

1 АНАЛИТИЧИСКИЙ  МЕТОД

Исходные данные

 

1. Вид обработки  — наружное продольное точение;
2. Метод закрепления заготовки в станке: в патроне;
3. Материал заготовки: Сталь 30 нор.;()
4. Длина заготовки, мм: 270;
5. Длина обработки, мм: 185;
6. Диаметр заготовки до обработки, мм: 125;
7. Диаметр обработанной поверхности, мм: 122;
8. Параметр шероховатости обработанной поверхности, мкм:            мкм;
9. Модель станка: 1П611.

1. Оборудование

Токарный станок модели 1П611

Паспортные данные:

1. Высота центров, мм …………………………………................... 135

2. Расстояние между центрами, мм.   …………………................... 500

3. Число оборотов шпинделя в минуту   ………..................... n, об⁄мин.

4. Наибольший допустимый крутящий момент на....................  М, кгм.

5. Мощность на шпинделе .....................……………………….  N, кВт.

 

№ ступени	n	М	N	№ ступени	n	M	N
1	33,5	12	1,6	8	375	1,85	1,48
2	47,5	12	1,58	9	530	1,8	1,47
3	67	12	1,57	10	750	1,74	1,45
4	95	12	1,55	11	1060	1,25	1,38
5	132	11,2	1,53	12	1500	0,85	1,35
6	190	7,7	1,52	13	2120	0,35	1,21
7	265	5,35	1,5	14	3000	0,35	1,08

 

6. Реечная шестерня

а) Число зубьев Z = 14

б) Модуль m = 2мм.

в) Длина зуба l = 18мм.

г) Материал Сталь 40Х

7. Наибольшее усилие, допустимое механизмом подач

а) Продольное 400кг.

8. Продольные подачи S, мм.⁄об.

 

№ передачи	S,мм./об.	№ передачи	S,мм./об.	№ передачи	S,мм./об.
1	0,05	9	0,14	17	0,32
2	0,0625	10	0,15	18	0,35
3	0,07	11	0,16	19	0,4
4	0,075	12	0,175	20	0,5
5	0,08	13	0,2	21	0,56
6	0,0875	14	0,25	22	0,6
7	0,1	15	0,28	23	0,64
8	0,125	16	0,3	24	0,7

 

9. Поперечные подачи S, мм.⁄об.

10. Высота от опорной поверхности резца до линии центров – 16 мм.

11. Мощность электродвигателя – 1,7кВт.

1.2 Выбор режущего  инструмента

1.2.1 Выбор материала  режущей части

Так, как Rz20 относиться 5-му классу шероховатости. Обработку поверхности произведём за два прохода. Расчёт производиться для чернового прохода.

По /3/ карте 1 выбираю материал режущей  части из твердого сплава Т15К6.

1.2.2 Выбор материала  державки резца

Державку резца изготовим  из Стали 45. Определим допустимое напряжение на изгиб, кГ./мм². [δ]_u = 20 кГ./мм².

1.2.3 Выбор главного  угла в плане

Угол φ определяется от жёсткости технологической системы. Жёсткость технологической системы зависит от закрепления.

Метод закрепления детали на станке – в патроне с упором через вращающий центр задней бабкой.

Рисунок 1. Заготовка с размерами, установленная в оборудование и момент обработки

Жёсткость закрепления заготовки определяется по формуле:

 

 

Если это условие выполняется, то система жёсткая.

В нашем случае: l_загот. = 270 мм. D₀ = 125мм.

Из этого следует, что система жёсткая.

Для точения в условиях жёсткой системы, как наиболее распространённый применим угол φ = 45^о

1.2.4 Выбираем  тип резца

Так, как высота  от опорной  поверхности до линии центров 16мм, выбираем Н16мм

Для чернового прохода  Н/В=1,25

Для чистового Н/В=1,6

В=Н/1,25=16/1,25=12,8

Выбираем резец токарный проходной прямой правый с пластиной из твёрдого сплава ГОСТ 18878 – 73, (карта 4, лист 1) Н=16мм В=12мм L=100мм длина режущей кромки m=6

1-го исполнения

Угол врезки пластин для  стальных заготовок γ_врез. = 0 ^о

Резец:2100-0069 Т15К6 ГОСТ 18878 – 73

 

Сечение резца Н×В	m1	n	h	а	r	h1	K
16×12	10,5	4,7	12,5	9,5	4	----	----

 

При  жесткой системе (обработка  в центрах), принимаю углы в плане j = 45⁰ и j₁ = 15⁰.

Параметры резца:

- (задний угол);

- (передний угол);

- (угол наклона главной режущей кромки);

Радиус при вершине r = 1,0 мм

 1.2.5 Предварительное определение размеров напаиваемой пластины

Пластина ГОСТ 25396 – 82 При выборе пластины обосновывают не только ее форму, но также толщину S

Толщина пластины может быть установлена в зависимости от высоты корпуса (державки) резца H по соотношению: S = 3,5мм.

Обозначение пластины	l	B	S	r	α,град.
70051	10	6	3,5	4	8о

 

Передняя поверхность  плоская с мелкоразмерной лункой и  т.к. обработка стали

 

Рисунок 2 – Форма заточки резцов и доводка режущей части

1.2.6 Допустимый износ  и стойкость резца

Резец проходной, с твёрдосплавной пластиной, основание резца – сталь углеродистая легированная, обработка черновая, допустимый износ по задней поверхности: h₃ = 1,0 ÷ 1,4 мм. (Карта 10, [2]). Выбираем h₃ = 1,0 мм.

Стойкость при черновой обработке, выбираем Т = 60 мин.

1.3Определение глубины резания

По  величине общего припуска на обработку h = 1.5 мм (на сторону). R_Z 20 = 20 мкм. => относится 5^му классу шероховатости. Проведём обработку за два прохода t₁=1мм, t₂=0,5мм.

1-й проход производиться черновым резцом Rz40

2-й  проход производиться чистовым  резцом Н=16мм В=10мм для получения  чистоты обработки

1.4 Определение  подач аналитическим способом

1.4.1 Подача, допустимая  прочностью державки резца

Эту подачу определяют, рассматривая резец как консольную балку, изгибаемую силой Р_Z.

 

Рисунок 3. Резец в работе и действующая сила Р_Z .

 

Сила Р_Z изгибает резец с моментом М_изг.:

Подача, допустимая прочностью державки резца определяется по формуле:

    (1)

где [σ]_и - допустимое напряжение на изгиб, кГ/мм. Для незакаленной углеродистой стали [σ]_и=20 кГ/мм²;

         l - вылет резца, мм. Вылет резца определяется по формуле: l = 1,5·H= = 24 мм. Принимаем l = 24 мм.

По таблицам общемашиностроительных нормативов режимов резания или  по карте 11 /3/ находим значения коэффициента Cp_z и показателей степеней Xp_z и Yp_z в выражении главной составляющей силы резания:

     Pz = Cp_z ·t^Xpz ·S^Ypz ·Kp_z,

            Cp_z = 214; Xp_z = 1; Yp_z = 0,75.

По  этой же карте (11 /3/) находим поправочные  коэффициенты на измененные условия  работы:

            Kp_Z = Km_Pz·Kj_Pz·Kg_Pz·Kv_Pz·Kh_Pz·Kr_Pz,

где  Km_Pz - поправочный коэффициент на P_Z в зависимости от механических   свойств обрабатываемого материала: