^{Министерство образования и науки Российской Федерации}

ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Кафедра «Металлорежущие станки и инструменты»

Курсовая работа

по дисциплине “резание металлов и режущий инструмент”

Студент: Гейн С.Ю.

Преподаватель: Ничков А.В.

Группа: ММ-340015

Вариант : 49

Екатеринбург 2016

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………3

2. Точение…………………………………………………………………..4

3. Сверление……………………………………………………………….14

4. Фрезерование…………………………………………………………...18

5. Шлифование…………………………………………………………….22

6. Заключение………………………………………………………………26

Введение

Повышение производительности, снижение себестоимости и обеспечение требуемой точности и качества обработанной поверхности во многом зависит от правильного выбора параметров режима резания с учетом технической характеристики металлорежущего станка и режущих способностей инструмента.

Оптимальные параметры режима резания могут быть выбраны аналитическим или табличным методом. В данной работе используются оба метода: аналитический – при выборе режимов резания при точении и табличный – для остальных видов обработки.

Работа содержит четыре задания по выбору режимов резания при точении, сверлении, фрезеровании и шлифовании.

1. Точение

На токарно-винторезном станке модели 16К20 обрабатываются шейки вала диаметром до на длине . Длина вала . Способ крепления трех кулачковый патрон с поджатием торца центром.

Сталь 40 ХН2МА .

Шероховатость .

Точность .

Паспортные данные токарно-винторезного станка 16К20.

Высота центров, 215

Расстояние между центрами, до 2000

Мощность двигателя, 11

КПД станка .

^{Частота вращения шпинделя, об/мин: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.}

^{Продольные подачи, мм/об: 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,36; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8.}

^{Поперечные подачи, мм/об: 0,025; 0,03; 0,0375; 0,045; 0,05; 0,0625; 0,075; 0,0875; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4.}

^{Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи.}

.

1. При назначении элементов режимов резания учитываем характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

Элементы режима резания обычно устанавливают в следующем порядке:

а) глубина резания;

б) подача;

в) скорость резания;

г) стойкость;

д) сила резания.

2. Выбор режущего инструмента

Для обтачивания шеек вала из стали 40ХГТ принимаем токарный проходной резец прямой правый с пластиной из твердого сплава Т15К6, (толщина пластинки твёрдого сплава ; сечение державки , ; вылет резца ).

Форма передней поверхности радиусная с фаской; геометрические параметры режущей части резца: .

3. Выбор параметров режима резания.

Глубина резания.

Подача, допустимая прочностью державки резца, рассчитывается по формуле

где ‑ поправочный коэффициент

‑ поправочные коэффициенты учитывающие влияние соответственно механических свойств обрабатываемого материала, главного угла в плане, переднего угла, радиуса при вершине угла, угла наклона главной режущей кромки.

, , ,

– допустимое напряжение на изгиб материала державки резца, МПа;

, , – эмпирические коэффициенты и показатели степеней в

формуле ;

Подача, допускаемая жесткостью державки определяется, по формуле

‑ допускаемая величина прогиба резца, для черновой обработки ;

Е – модуль упругости материала державки;

Подача, допустимая твердостью твердосплавной пластины.

При черновой обработке резцами, оснащенными пластинками из твердого сплава, подача часто ограничивается прочностью этой пластинки:

.

Подача, допустимая прочностью механизма подач станка, рассчитывается по формуле:

мм/об,

где – максимально–допустимое усилие подачи по паспорту станка, Н.

.

Подача, допустимая заданной шероховатостью обработанной поверхности, определяется по формуле:

мм/об,

где – высота микронеровностей, мкм;

– радиус при вершине резца в плане, мм;

, , , , – эмпирические коэффициент и показатели степеней (табл. 5).

Подача, допустимая заданной точностью обработки, вычисляется из выражения:

где – жесткость станка (D – максимальный диаметр обрабатываемой детали по паспорту станка);

– жесткость детали;

– диаметр детали, м;

– коэффициент, определяющий жесткость закрепления детали (консольно в патроне с поджимом задним центром – А = 110);

– длина детали, м;

– жесткость резца;

– величина поля допуска выполняемого размера, мм;

– коэффициент, определяющий допустимую долю погрешности обработки ( );

0.079

Подача не должна превышать ни одну из рассчитанных выше подач. Она подбирается из ряда подач, имеющихся на выбранном станке.

В соответствии с паспортными данными станка принимаем .

Стойкость инструмента: .

Скорость резания, допускаемая материалом резца

где ; ; ; .

Поправочный коэффициент для обработки резцом с твердосплавной пластиной

где , ; .

; ; ; ,

тогда

.

Частота вращения, соответствующая найденной скорости резания

.

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка

.

Действительная скорость резания

.

Элементы срезаемого слоя

;

.

4 .Сила резания.

Мощность резания.

Вычислим требуемую мощность, затрачиваемую на обработку заготовки детали по формуле:

.

Вычислим мощность на шпинделе _. и сопоставим с затрачиваемой мощностью на обработку заготовки, _.

.

Следовательно, станок не лимитирует выбранного режима резания.

5. Основное время

где - длина рабочего хода, мм;

- количество проходов.

где - размер обрабатываемой поверхности в направлении подачи;

- величина врезания;

- величина перебега.

.

Чистовая обработка :

Подача, допустимая прочностью державки резца, рассчитывается по формуле

где ‑ поправочный коэффициент

‑ поправочные коэффициенты учитывающие влияние соответственно механических свойств обрабатываемого материала, главного угла в плане, переднего угла, радиуса при вершине угла, угла наклона главной режущей кромки.

, , ,

– допустимое напряжение на изгиб материала державки резца, МПа;

, , – эмпирические коэффициенты и показатели степеней в

формуле ;

Подача, допускаемая жесткостью державки определяется, по формуле

‑ допускаемая величина прогиба резца, для чистовой обработки ;

Е – модуль упругости материала державки;

Подача, допустимая твердостью твердосплавной пластины.

.

Подача, допустимая прочностью механизма подач станка, рассчитывается по формуле:

мм/об,

где – максимально–допустимое усилие подачи по паспорту станка, Н.

.

Подача, допустимая заданной шероховатостью обработанной поверхности, определяется по формуле:

мм/об

где – высота микронеровностей, мкм;

– радиус при вершине резца в плане, мм;

, , , , – эмпирические коэффициент и показатели степеней.

,

Подача, допустимая заданной точностью обработки, вычисляется из выражения:

где – жесткость станка (D – максимальный диаметр обрабатываемой детали по паспорту станка);

– жесткость детали;

– диаметр детали, м;

– коэффициент, определяющий жесткость закрепления детали (консольно в патроне с поджимом задним центром – А = 110);

– длина детали, м;

– жесткость резца;

– величина поля допуска выполняемого размера, мм;

– коэффициент, определяющий допустимую долю погрешности обработки ( );

0.502

Подача не должна превышать ни одну из рассчитанных выше подач. Она подбирается из ряда подач, имеющихся на выбранном станке.

В соответствии с паспортными данными станка принимаем .

Стойкость инструмента: .

Скорость резания, допускаемая материалом резца

где ; ; ; .

Поправочный коэффициент для обработки резцом с твердосплавной пластиной

где , ; .

; ; ; ,

тогда

.

Частота вращения, соответствующая найденной скорости резания

.

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка

.

Действительная скорость резания

.

Элементы срезаемого слоя

;

.

4 .Сила резания.

Мощность резания.

Вычислим требуемую мощность, затрачиваемую на обработку заготовки детали по формуле:

.

Вычислим мощность на шпинделе _. и сопоставим с затрачиваемой мощностью на обработку заготовки, _.

.

Следовательно, станок не лимитирует выбранного режима резания.

5. Основное время

где - длина рабочего хода, мм;

- количество проходов.

где - размер обрабатываемой поверхности в направлении подачи;

- величина врезания;

- величина перебега.

.