Тема 1 расчет составляющих сил резания рz, рy, рх при продольном точении заготовки резцом из твердого сплава
1. Цель работы
Приобретение навыков расчета сил резания по эмпирическим зависимостям
2. Содержание работы
2.1 Запись данных условий обработки для своего варианта;
2.2 Выбор всех составляющих сил резания;
2.3 Выполнение расчета по формулам;
2.4 Вывод о сравнении сил Рх; Рz; Ру.
3. Перечень принадлежностей
3.1 Справочник технолога-машиностроителя. 2 том / под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985 г.
3.2 Бумага писчая. Формат А-4, 3 листа;
3.3 Калькулятор, выполняющий функции yх.
4. Общие сведения
4.1. Под силой резания подразумевают ее главную составляющую Рz, определяющую расходуемую на резание мощность N и крутящий момент на шпинделе станка. Силовые зависимости рассчитывают по эмпирическим формулам, значения коэффициентов и показателей степени в которых для различных видов обработки приведены в соответствующих таблицах;
4.2. Для соответствия значений сил резания фактическим условиям резания полученные значения умножают на коэффициент Кр - общий поправочный коэффициент, учитывающий измененные условия резания. Кр представляет собой произведение из ряда коэффициентов.
5. Порядок выполнения работы
5.1 Оформить таблицу с данными своего варианта (см. таблицу 2);
5.2 Записать общую формулу расчета сил резания;
Рz,x,у
= 10
Cp
tX
SоY
Vn
Кр,
Н
5.3. Эмпирические формулы для определения каждой из составляющих;
Рz = 10*Cpz tXPZ SоYPZ VnPZ Крz, Н
Pу = 10 Cpy tXPY SоYPY VnPY Крy, Н
Рx = 10 Cpx tXPX SоYPZX VnPX Крx, Н
5.4 Из таб. 22 стр.273 выписываем значения коэффициентов и показателей степеней формул;
Cpz Xpz Ypz npz
Cpy Xpy Ypy npy
Cpx Xpx Ypx npx [4. табл.22 стр. 273]
5.5 Определяем соответствующие поправочные коэффициенты;
Км - коэффициент на характеристику механических свойств обрабатываемого материала
[ 4. .абл. 10 стр.265] - для медных и алюминиевых сплавов
[ 4. табл. 9 стр.264] - для стали и чугуна
Кγ - коэффициент на передний угол γ
Кφ - коэффициент на главный угол в плане
Кλ- коэффициент на угол наклона режущей кромки [4. табл.23 стр.275]
5.6 Определяем общие поправочные коэффициенты на силы Рz; Ру; Рх;
Крz = Км Кγрz Кφрz Кλрz
Крy = Кγрy Кφрy Кλрy
Крx = Кγрx Кφрx Кλрx
5.7 Определяем составляющие силы резания, подставив в формулу 5.3 выбранные данные;
5.8 Выполняем сравнение значений сил резания;
Рz / Рx;
Рх / Ру.
5.9 Вывод:
Сила резания Рz > Ру в ..... раз
Рz > Рх в ......раз
6. Требования к оформлению расчета
6.1 Выполненное задание оформляется на стандартных листах формат А4. Первый лист титульный (см. приложение 1)
Пример выполнения задания
Вариант № 32
1.Цель работы
Приобретение навыков расчета сил резания по эмпирическим зависимостям
2. Порядок выполнения работы
Задание: Определить составляющие силы резания Рz, Ру, Рх при продольном точении заготовки резцом из твердого сплава с глубиной резания t, подачей Sо и скоростью V.
Таблица 1
Материал
|
t, мм
|
Sо,
|
V,
|
γº
|
φº
|
λº
|
Форма
|
заготовки
|
|
мм/об
|
м/мин
|
|
|
|
передней
|
|
|
|
|
|
|
|
поверхности
|
Сталь 20σв = 50
|
3,0
|
0,6
|
130
|
+10
|
45
|
+5
|
Радиусная с
|
кгс/мм2( 500МПа)
|
|
|
|
|
|
|
фаской
|
2.1
Рz,x,у = 10 Cp tX SоY Vn Кр, Н
Рz = 10*Cpz tXPZ SоYPZ VnPZ Крz, Н
Pу = 10 Cpy tXPY SоYPY VnPY Крy, Н
Рx = 10 Cpx tXPX SоYPZX VnPX Крx, Н
2.2
Для Pz Для Py Для Px
Cp = 300 C = 243 C = 339
X = 1 X = 0,9 X = 1
Y = 0,75 Y = 0,6 Y = 0,5
n = -0,15 n = -0,3 n = -0,4 [4. табл. 22 стр. 273]
2.3
Км = (δв / 750)n ; n = 0,75 [4. табл.9 стр.264]
Км = (500 / 750)0,75 = 0,667
Для Pz Для Py Для Px
Кγ = 1 Кγ = 1 Кγ = 1
Кφ = 1 Кφ = 1 Кφ = 1
Кλ = 1 Кλ = 1.25 Кλ = 0.85 [4. табл.23 стр.275]
Крz = Км Кγрz Кiрz Кλрz
Крz = 0,667 1 1 1=0,667
Крy = Кγрy Кφрy Кλрy
Крy =1 1 1,25=1,25
Крx = Кγрx Кφрx Кλрx
Крx =1 1 0,85
2.4
Рz =10 300 31 0,610,75 130-0,15 0,667 = 10 300*3 0,682 0,5 0,667 = 2047Н≈204,7 кгс
Ру =10 243 30,9 0,610,6 130-0,3 1,25 = 10 243 2,688 0,736 0,204 1,25 = 1225,9Н≈122,6 кгс
Px = 10 339 31 0,610,5 130-0,4 0,85 = 10 339 3 0,806 0,158 0,85 = 1100,85Н≈110 кгс
2.5
Рz / Рx =204,7 / 110 = 1,9 раза;
Рх / Ру = 204,7 / 122,6 = 1,7 раза
2.6 Вывод.
Сила резания Рz > Ру в 1,9 раз
Рz > Рх в 1,7 раз
Таблица 2
№ вар.
|
Материал заготовки
|
t, мм
|
Sо, мм/об
|
V, м/мин
|
φº
|
γº
|
λº
|
1
|
Сталь жаропрочная 12Х18Н9Т 141НВ
|
2
|
0,36
|
81
|
60
|
+10
|
-5
|
2
|
Серый чугун 210НВ
|
2,5
|
0,4
|
108
|
45
|
+5
|
0
|
3 |
Сталь 45ХН σв = 750 МПа
|
0,75
|
0,2
|
190
|
45
|
+5
|
0
|
4
|
Латунь ЛМцОС 58-2-2-2
|
1
|
0,25
|
220
|
60
|
+5
|
-10
|
5
|
Серый чугун 220НВ
|
1,5
|
0,26
|
150
|
90
|
+5
|
0
|
6
|
Сталь СТ5 σв = 600 МПа
|
3,5
|
0,52
|
200
|
60
|
0
|
+5
|
7
|
Сталь 40 σв = 650 МПа
|
4
|
0,6
|
110
|
90
|
-15
|
+5
|
8
|
Серый чугун 160НВ
|
5
|
0,78
|
76
|
60
|
0
|
+10
|
9
|
Сталь 20 σв = 500 МПа
|
4
|
0,6
|
140
|
45
|
-5
|
0
|
10
|
Сталь Ст3 σв = 460 МПа
|
3
|
0,87
|
160
|
60
|
0
|
-10
|
11
|
Серый чугун 170НВ
|
4
|
0,95
|
76
|
45
|
+5
|
+10
|
12
|
Бронза БрАЖ 9-4 120НВ
|
3,5
|
0,61
|
100
|
90
|
+10
|
-5
|
13
|
Сталь 40Х σв = 700МПа
|
3
|
0,57
|
148
|
60
|
+5
|
0
|
14
|
Сталь 38ХА σв = 680МПа
|
3
|
0,61
|
116
|
90
|
0
|
-5
|
15
|
Сталь 40 δв = 650МПа
|
4,5
|
0,7
|
117
|
60
|
+10
|
0
|
16
|
Ковкий чугун НВ150
|
1,5
|
0,27
|
165
|
60
|
+10
|
-10
|
17
|
Ковкий чугун НВ170
|
1
|
0,21
|
164
|
90
|
+10
|
-5
|
18
|
Сталь 45 σв = 700МПа
|
3
|
0,7
|
132
|
60
|
+5
|
-10
|
|
Сталь 10 σв = 470МПа
|
4
|
0,8
|
130
|
90
|
-5
|
+5
|
20
|
Сталь 40ХН σв = 750МПа
|
1,5
|
0,3
|
146
|
90
|
+10
|
-5
|
21
|
Серый чугун 180НВ
|
3
|
0,78
|
70
|
90
|
+5
|
-5
|
22
|
Сталь 20Х σв = 600 МПа
|
1
|
0,2
|
230
|
60
|
+10
|
-5
|
23
|
Сталь 12ХНЗА σв = 500МПа
|
1,5
|
0,4
|
212
|
45
|
+5
|
0
|
24
|
Сталь 30ХМ σв = 700МПа
|
1
|
0,2
|
200
|
45
|
+10
|
-5
|
25
|
Сталь 35ХГ2 σв=500МПа
|
2
|
0,5
|
165
|
90
|
+5
|
-5
|
26
|
Сталь 15 σв=550МПа
|
1,5
|
0,2
|
200
|
90
|
+10
|
-5
|
27
|
Сталь Х12М σв = 670 МПа
|
2
|
0,6
|
130
|
45
|
+5
|
-5
|
28
|
Сталь Ст3 σв = 400МПа
|
1
|
0,15
|
300
|
45
|
+10
|
-10
|
29
|
Сталь 40Х σв = 700 МПа
|
1,5
|
0,25
|
230
|
60
|
+5
|
0
|
30
|
Серый чугун 210НВ
|
3
|
0,75
|
71
|
90
|
0
|
-3
|