Реферат: Расчет режимов резания при механической обработке
Название: Расчет режимов резания при механической обработке Раздел: Промышленность, производство Тип: реферат | |
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 СодержаниеТочение …………………………………………………………3-7 Сверление ……………………………………………………….8-10 Фрезерование ……………………………………………………11-14 Литература ……………………………………………………….15
Точение. Задание : Провести оптимизацию режимов резания в целях достижения наибольшей производительности обработки. Исходные данные :
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 геометриейН=16 мм, 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, rb = 0,5 мм, d b = 550 МПа, . 3.2 По прочности пластины твердого сплава – табличным способом (). S=1,3 мм/об, Кσ =1,2, ks =1 [К., табл.13 стр. 268] Кσ – коэффициент, зависящий от мех. свойств стали ( для σ = 550 МПа ) ks – поправочный коэффициент на главный угол в плане φ бл. 3.3 По прочности механизма подачи станка
=1000 Н (величина предельно допустимой силы ).
Ср=204, xp =1 yp =0,75 [ К., табл.22 стр.273]
3.4 По жесткости детали с учетом способа крепления:
С учетом того, что деталь закреплена в центрах - , получим Ср=204, xp =1 yp =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] бразом механизма подачи – 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, xp =1 yp =0,75 [ К., табл.22 стр.273] [ σи ]= 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, xp =1 yp =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: Cv =420, m = 0,2, x = 0,15, y = 0,2 [ К., табл.17 стр.269] Ki = 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 nmax = 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 xp =1 yp =0,75 np =0 [К., табл.22 стр.273] поправочный коэффициент kPz [К., табл.23 стр.275] PZ =10·204×21 ×0,160,75 ×0,69=704 Н. 7.2 . Составляющая - радиальная сила PY =10×243×20,9 ×0,160,60 ×155-0,3 ×(550/750)0,75 ×1×1×1×0,66=172 Н 7.3. Составляющая - осевая сила PX =10×339×21 ×0,160,5 ×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 . – длина обрабатываемой поверхности в мм. Сверление. Исходные задания : Материал детали – 12Х18Н9Т. в = 18 мм, d= 8 мм Глубина отверстия – L= 50 мм Тип отверстия - глухое
1. Выбор марки инструментального материала и геометрии режущей части инструмента. Для стали 12Х18Н9Т принимаем сплав ВК8. [К.,табл.3.стр.117] Выбираем спиральное сверло с коническим хвостовиком (ГОСТ 22736 -77) со следующей геометрией D=18 мм, L=140 мм, l =60 мм и геометриейН=16 мм, режущей части : . [Режимы лезвийной обработки деталей ГТД , табл. 3.10 стр.22 ] 2. Выбор глубины резания t и числа проходов. При рассверливании глубина резания равна
При рассверливании отверстий подача, рекомендуемая для сверления, увеличивается в 2 раза. Значения подач рассчитаны на обработку отверстий глубиной менее 3D в условиях жесткой технологической системы. S = 0,45·2 = 0,9 мм/об [К.,табл.25.стр.277]
, , где – коэффициент на обрабатываемый материал; – коэффициент на инструментальный материал; – коэффициент, учитывающий глубину сверления.
KГ = 0,8, nv =1 [К.,табл.2.стр.262], Kи =1 [К.,табл.6.стр.263], Кl =1 [К.,табл.31.стр.280] T – период стойкости инструмента : T = 20 мин [К.,табл.30.стр.279] СV =10,8, q=0,6, x=0,2, y=0,3, m=0,25 [К.,табл.29.стр.279] T = 20 инструмента 5. Уточнение скорости резания по ряду чисел оборотов шпинделя. об/мин Применяем nшп = 400 об/мин [для станков типа 2Н135 - К.,табл.11.стр.20 ] V Ш = м/мин 6. Определение осевой силы и крутящего момента . При рассверливании: , Нм; , Н. С m =0,106, q =1, x =0,9, y =0,8, С o =140 x =1,2, y =0,65 [К., табл.32 стр.281]
7. Расчет мощности. Мощность, затрачиваемую на сверление, подсчитывают по формуле , кВт, где – число оборотов сверла; - суммарный крутящий момент. Мощность электродвигателя станка определяется по формуле , где – КПД станка. 8. Определение машинного времени . Машинное время при сверлении и рассверливании подсчитывается по формуле , , где L – длина прохода сверла в направлении подачи, ; , где – глубина сверления, ; - величина врезания, ; – величина перебега, . Приближенно для сверл с одинарным углом в плане 2φ принимается .
Фрезерование. Задание: Провести оптимизацию режимов резания в целях достижения наибольшей размерной стойкости инструментов. Исходные задания: Материал детали – 12Х18Н9Т. Вид обработки ( фреза ) - концевая Наружные поверхности шириной 12 мм. Глубина резания – t=15 мм Диаметр фрезы – D=15 мм Длина фрезы – L=80 мм Решение.
Для стали 12Х18Н9Т для получистового и чистового фрезерования выбираем в качестве материала инструмента Т14К8 [К.,табл.3.стр.117]. Тип фрезы: концевая с коническим хвостовиком, оснащенная прямыми пластинами из твердого сплава (по ТУ 2-035-591-77). Диаметр фрезы D=15мм. Длина фрезы L=80 мм. Длина рабочей части l=16мм. Число зубьев z = 4 Конус Морзе 2. . 2. Выбор глубины резания и количества проходов . Оставляем на чистовой проход t= 1мм Допустимая величина чернового фрезерования – до 5 мм [К., табл.36. стр.285]. В итоге разбиваем глубину резания на 4 прохода: t 1 =5 мм t 2 =5 мм t 3 =4 мм t 4 =1 мм 3. Выбор подачи инструмента . = 0,04 мм/ зуб = 0,03 мм/ зуб мм/ зуб [К.,табл.36.стр.285]. 4. Определение оптимальной скорости фрезерования из условия максимальной размерной стойкости фрезы.
Принимая Т max = 80 мин [К.,табл.40.стр.290], Cv =22,5; q = 0,35; x = 0,21; y = 0,48; u = 0,03; p =0,1; m = 0,27 [К.,табл.39.стр.287] где - поправочный коэффициент; ,
Частота вращения фрезы об/мин. об/мин. об/мин. Принимаем для вертикально-фрезерного станка 6T104 [К.,табл.37.стр.51]: n1,2 =900 мин-1 n3 =1000 мин-1 n4 =2000 мин-1 Отсюда скорость резания равна:
4имаем для вертикально-фрезерного станка 6Е 5. Ограничение по температуре резания q опт = 1000 0 С – постоянная оптимальная температура для любых сочетаний v , S , t , B и износа инструмента . 6. Ограничения по силе резания и крутящему моменту . Ср =82, x =0,75, y =0,6, q =1, u =1, w=0 [К., табл.41 стр.291] КМр =, n = 0,3 [К., табл.9 стр.264]
Ph =1.1 Pz – сила подачи Py =0.5 Pz – радиальная составляющая.
7. Ограничение по мощности резания
кВт < Nстанка = 2,2 кВт – обработка возможна кВт< Nстанка = 2,2 кВт– обработка возможна кВт< Nстанка = 2,2 кВт– обработка возможна 8. Расчет машинного времени. Машинное время определяют по формуле ; где – общая длина прохода фрезы в направлении подачи; – длина обработанной поверхности, ; – перебег фрезы (1–5 ); – путь врезания фрезы; =12 мм , =5 мм,
Список литературы1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. 656 с. 2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. 656 с.
|