3.2 Расчет державки на прочность.

Расчёт резца на прочность ведем, исходя из величины силы резания P_z, которая зависит от величины снимаемого слоя стружки и механических свойств обрабатываемого материала.

Для определения величины силы резания P_z необходим определить режимы резания при фасонном точении.

Определим режимы резания, используя методические указания [2, с.13-14]:

1. Определение глубины резания.

t_max= =3 мм - наибольшая глубина профиля

2. Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя S_о.

S_о=0,02 мм/об [2, с. 34, карта ТА-2].

3. Определение стойкости инструмента по нормативам Т_р в мин

Т_р=50 мин, [2, с. 41, карта ТА-4].

4. Определение скорости резания.

V = 90 м/мин [2, с. 43, карта ТА-5].

5. Расчет числа оборотов шпинделя в минуту

n= = = 716,56 об/мин

Принимаем n_ст=750 об/мин. Уточняем значение скорости

V = = = 94,2 м/мин

6. Определение силы резания. Согласно примечаниям 1 и 2 [2, с. 27, карта Т-6]

Р_{z табл}= 0,34 кН.

P_z = Р_{z табл} L_р = 0,3454=18,75 кН.

7. Мощность резания

N_рез = = = 29,43 кВт.

Под действием силы P_z резец подвергается плоскому изгибу вследствие действия изгибающего момента

M_изг=P_zl,

где M_изг - изгибающий момент (Н·мм), l - длина выступающей из суппорта части резца, мм.

С другой стороны, максимальный изгибающий момент, допускаемый сечением державки резца,

M_доп=W[_изг],

где W - момент сопротивления сечения резца изгибу, мм³; [_изг] - допускаемое напряжение на изгиб, Н/мм². Для державок из конструкционной стали [_изг]=100-250 Н/мм².

Принимая M_изгM_доп, можно определить минимальное сечение державки резца из условия её прочности:

P_zl  W[_изг]. (1)

Для державки резца прямоугольного сечения

W = ,

l =(1,0…1,5)H,

где B –ширина державки, H – высота державки.

Тогда неравенство примет вид:

BH .

В результате определения режимов резания было установлено, что при фасонном точении детали на неё действует сила резания P_z=18,75кН. Подставляя полученное значение в правую часть неравенства, получаем

= =450

Тогда для обеспечения прочности державки резца необходимо подобрать по ГОСТу такие размеры поперечного сечения резца, при котором BH450. Например, этому неравенству удовлетворяет державка шириной В=35мм и высотой Н=35мм. При этом В·Н=35·35=1225>450.

Заключение:

Для повышения эффективности инструментов следует при их проектировании учитывать конкретные условия обработки, т.е. должно развиваться конкретное проектирование.

В результате данной работы мы сконструировали призматический фасонный резец, который повторяет профиль заготовки, что обеспечит лучшую обработку, более качественную.

С целью более рационального распределения нагрузки на режущие кромки (лезвия), повышения производительности обработки и стойкости инструмента, повышения качества получаемых поверхностей необходимо применение фасонных резцов.

Однако применение фасонных резцов экономически выгодно и целесообразно лишь в условиях массового и серийного производства.

Библиографический список

1. Грановский Г.И. Фасонные резцы / Г.И. Грановский, К.П. Панченко. – М.: Машиностроение, 1975. – 309 с.

2. Нефёдов Н.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту : Учеб. пособие для техникумов по предмету «Основы учения о резании металлов и режущий инструмент» / Н.А. Нефёдов, К.А. Осипов. - 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1990. - 448 с., ил. – ISBN 5-217-01018-5.

3. Режимы резания металлов: Справочник / Ю.В. Барановский, Л.А. Брахман, А.И. Гдалевич [и др.]; под ред. А.Д. Корчемкина. – Изд. 4-е, перераб. и доп. - М: НИИавтопром, 1995. – 456 с.

4. Торопов Ю.А. Припуски, допуски и посадки гладких цилиндрических соединений. Припуски и допуски отливок и поковок: справочник / Ю.А. Торопов – СПб.: Изд-во «Профессия», 2004. – 598 с.

5. Шатин А.Р. Режущий и вспомогательный инструмент. Справочник / А.Р. Шатин, П.С. Денисов. – Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1968. – 420 с.

15