Расчет режима резания при точении

Министерство  образования и науки Украины

Херсонский  национальный технический университет

Кафедра ОПП

 

 

 

 

Расчетно-графическая  работа

по дисциплине: «Оборудование и оснащение

 ремонтных  мастерских»

 

 

 

 

Выполнил:

студент гр.                                                                                      Стародубец А.В.

 

Проверил:

ст. преподаватель                                                                               Грубник А.В.

 

 

 

 

 

Херсон 2013

Содержание

1. Расчет  режима резания при точении.

2. Расчет  режима резания при сверлении.

3. Эскиз детали.

4. Анализ  технологичности.

5. Выбор метода  получения заготовки.

6. Маршрутный  техпроцесс.

7. Эскиз приспособления.

 

1. Расчет режима резанья при  точении.

На токарно-винторезном  станке 16К20 обтачивают заготовку диаметром D=152 мм до диаметра d=150h9. Длина обрабатываемой поверхности l=50 мм, длина заготовки l₁=80 мм. Необходимо выбрать режущий инструмент; назначить режим резанья; определить основное время.

Материал заготовки – серый  чугун 220 НВ;

Заготовка – отливка без корки;

Способ крепления – в патроне;

Обработка и параметр шероховатости, мкм – обтачивание напроход получистовое Ra=2,0;

Система СПИД – жесткая.

Решение

1. Выбираем резец.

Тип резца: токарный проходной правый;

Материал рабочей части резца: ВК4;

Материал корпуса резца –  Сталь45.

Выбираем сечение поперечного  сечения корпуса резца. У станка 16К20 расстояние от опорной плоскости  резца до линии центров 25 мм. Поэтому для установки резца на станке вершиной по центру принимается высота корпуса Н=25 мм. Этому размеру соответствует по стандарту ширина корпуса В=16 мм. Т.о., принимаем В˟Н=16˟25; длина резца 150 мм.

Геометрические элементы резца: форма передней поверхности  – радиусная с упрочняющей  фаской, ширина радиусной лунки В=2 мм, радиус лунки R=4 мм, передний угол γ=-5°; главный задний угол α=12°; угол наклона главной режущей кромки λ=0°; главный угол в плане φ=60°; вспомогательный угол в плане φ₁=15°; радиус вершины r=1 мм.

2. Назначаем режим резанья.

- Определяем глубину резанья.  Припуск на обработку снимаем  за 1 проход, т.е. принимаем i=1

Тогда

- Назначаем подачу. Для параметра  шероховатости Ra=2,0, обработки чугуна резцом с радиусом при вершине r=1 мм. . Учитываем поправочный коэффициент К_s=0,45 подача будет равна:

Принимаем .

- Скорость резанья v, м/мин:

где − поправочный коэффициент на скорость резания;

Т – стойкость, среднее значение при одноинструментной обработке  Т=30-60 мин.

m=0,2

x=0,15

y=0,2

C_V =292

 определим по формуле:

где − коэффициент учитывающий влияние материала заготовки;

 − коэффициент учитывающий состояние поверхностей;

 − коэффициент учитывающий материал инструмента.

- Сила резания:

где

у=0,75

п=0

Сила резания будет равна:

- Мощность резания, кВт:

- Рассчитываем частоту вращения  шпинделя:

- Определяем действительную скорость резания:

- Рассчитываем основное технологическое  время:

По условию l=50 мм. Врезание резца . Перебег резца , принимаем 2 мм.

.

Тогда

 

2. Расчет режима резания при  сверлении.

На вертикально-сверлильном станке 2Н135 рассверливают отверстие диаметром  d=20 мм до диаметра D=50H12  на глубину l=65 мм. Необходимо выбрать режущий инструмент; назначить режим резания; определить основное время.

Материал  заготовки: Бронза БрАЖ9-4 120 НВ

Отверстие – сквозное, без охлаждения.

Решение

1. Выбираем сверло.

Тип сверла: спиральное;

Материал рабочей части сверла: Р6М5;

Геометрические элементы сверла: форма заточки – двойная, принимаем 2φ=118°; 2φ₀=70°; ψ=55°; α=11°; длина вторичной кромки b=9мм; w=30°

 

2. Назначаем режим резанья.

- Определяем глубину резанья. 

- Назначаем подачу. Подача при рассверливании выбирается в 2 раза больше подачи при сверлении. Подача при сверлении для D=50 при НВ<160: 0,78-0,89. Принимаем . Тогда подача при рассверливании:

- Скорость резанья v, м/мин:

где − поправочный коэффициент на скорость резания;

Т – стойкость, среднее значение при одноинструментной обработке  Т=140 мин.

m=0,125

x=0,1

y=0,4

C_V =34,7

q=0,25

 определим по формуле:

где − коэффициент учитывающий влияние материала заготовки;

 − коэффициент учитывающий состояние поверхностей;

 − коэффициент учитывающий материал инструмента.

- Рассчитываем частоту вращения  шпинделя:

- Определяем действительную скорость резания:

- Определяем крутящий момент  и осевую силу:

где

q= 0,85

у=0,8

у=0,4

Rрутящий момент и осевая сила будут равны:

- Мощность резания, кВт:

- Рассчитываем основное технологическое  время:

По условию l=65 мм. Врезание сверла ( , ). Перебег резца , принимаем 2 мм.

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Анализ технологичности детали

Конструкция детали «ось»  достаточно проста и технологична, не вызывает особых трудностей при  изготовлении, т.к. является жесткой  , поэтому не требуется применение люнетов при токарной обработке. Деталь не имеет больших ступеней, что обеспечивает высокий коэффициент использования при изготовлении из цилиндрической заготовки. У детали отсутствует закрытые, трудно доступные, не технологичные элементы, в конструкции предусмотрены канавки для выхода резьбонарезного инструмента, фаски унифицированы. Предъявляются требования к точности и качеству поверхности, поэтому требуется применение дополнительного оборудования для шлифования. Наиболее точной является поверхность Ø65k6, которая получается шлифованием.

Не технологичным является резьбовой конец М45, т.к. он располагается вместе со шпоночным пазом на одной поверхности. Необходимо предусмотреть центровые отверстия для обеспечения единства базирования на основных операциях обработки и минимизации погрешности установки. Также требуется закалка токами высокой частоты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обоснование метода получения заготовки

В качестве заготовки для  деталей типа осей и валов с  небольшим числом ступеней и с  незначительным перепадом диаметров  используют заготовки из проката. При  этом мы можем использовать:

а) горячекатаный прокат, точность которого соответствует 14 квалитету;

б) холоднотянутый прокат – точность 9-11 квалитет.

Холоднотянутый прокат используют когда это дает существенной снижение механической обработки и соответственно снижение технологического времени. В нашем случае применять холоднотянутый прокат не имеет смысла, т.к. протяженность точных поверхностей не велика, а самый длинный участок имеет точность 12 квалитета (Ø70b12). Поэтому использование холоднотянутого проката не целесообразно, т.к. это приведет к удорожанию детали.

Поэтому в условиях мелкосерийного производства принимаем заготовки  из стали горячекатаной круглой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Маршрутный  технологический процесс

 

№ операции	Наименование операции	Оборудование	Примечание
005	Фрезерно-отрезная. -Отрезать заготовку L=392 мм.	Фрезерно-отрезной 8Б66 Фреза дисковая
010	Горизонтально-фрезерная. -Фрезеровать торец 1; -Фрезеровать торец 2.	Горизонтально-фрезерный 6Р82 Фреза торцовая Т15К6
015	Вертикально-сверлильная. -Сверлить центровые отверстия.	Вертикально-сверлильный 2Н118 Сверло А3, 15 Р6М5
020	Токарно-винторезная.   -Подрезать канавку 1; -Точить поверхность 2 под резьбу; -Подрезать фаски 3, 4; -Точить поверхность 5 в размер Ø55f7 под шлифование; -Точить поверхность 6 в размер Ø65k6 под шлифование; -Нарезать резьбу М45 на поверхность  2; -Точить поверхность 7 под Ø70b12.	Токарно-винторезный 16К20 Резец прорезной Т15К6  Резец проходной, прямой, правый Т15К6               Резец резьбовой Т5К10
025	Горизонтально-фрезерная. -Нарезание шпонки 8.	Горизонтально-фрезерный 6Р82 Шпоночная фреза Т15К6
030	Вертикально-сверлильная. -Сверление отверстия 9 по Ø12.	Вертикально-сверлильный 2Н118 Сверло 12
035	Термическая. -Закалка ТВЧ участка l=75.
040	Круго-шлифовальная. -Шлифовать поверхность 2 в Ø45 6g; -Шлифовать поверхность 5 Ø55f7; -Шлифовать поверхность 6 в Ø65k6	Круглошлиф. 3Б12 Шлиф. круг ПП
045	Контрольная.	Контрольный стол

 

Выбор приспособления

Для сверления отверстия используем самоцентрирующие тиски, показанные на рис. 1., в которых одна из призматических губок 1 заменена плоской губкой 2 со скосом. Это позволяет устанавливать и снимать заготовки при минимальных перемещениях губок. Губка 2 может несколько смещаться в горизонтальной плоскости. Для того чтобы обеспечить центрирование обрабатываемых деталей, левая и правая резьбы винта 3 имеют различные шаги, соотношение которых согласовано с углом β призмы. Из схемы видно, что условие самоцентрирования обеспечивается, если при перемещении плоской губки на величину , равную разности радиусов заготовок, призма переместится на величину

Требуемой соотношение  перемещений плоской губки и

призмы достигается соответствующим  отношением шагов левой и правой резьб винта 3. Обозначив Р_лев − шаг резьбы, перемещающей губку 2, Р_прав − шаг резьбы, перемещающий призму 1, получим условие

Конструктивно удобнее определять необходимый угол β призмы, задаваясь стандартными шагами резьб винта. В данном случае принято:

Р_лев = 5 мм; Р_прав = 6 мм. Соответственно и угол

призмы β = 113°. Нетрудно рассчитать, что при такой конструкции суммарное перемещение губок, необходимое для удаления заготовки диаметром 40 мм, составляет всего лишь 6 мм, а для заготовок диаметром 100 мм − 10 мм. Этому соответствуют пол-оборота и один полный оборот винта 3, тогда как при двух призмах потребовалось бы три-четыре оборота.

Рис. 1 Тиски  самоцентрирующие