Резание / 3 курс / Лаба 9 Гричачина

Санкт – Петербургский Политехнический университет Петра Великого

Институт материалов, машиностроения и транспорта

Высшая школа машиностроения

Отчёт

по практической работе №9

Дисциплина: Резание материалов

Тема: Расчет сечения корпуса резца с СМП

Студент группы 3331505/10101 Гричачина А.А.

Преподаватель Михайлов С.В.

Санкт-Петербург

2024

Цель работы

Освоить методику расчета сил и скорости резания при точении резцами с СМП.

Задание 1

Рассчитать сечение корпуса проходного резца с механическим креплением твердосплавных пластин из условия прочности и жесткости. Исходные данные для проектирования приведены в таблице 1.

Таблица 1

Вариант задания №8

№ вар	γ	α	α1	φ	φ1	t	s0	Материал обрабатываемый	Твердость НВ
8	-6	6	5	60	15	4	0.5	Чугун	200

1. Определить группу применяемости твердосплавного инструмента в зависимости от вида обработки и типа стружки табл. 2.

Нам заданы режимы резания: глубина – 4 мм, подача – 0.5 мм/об.

Поэтому вид обработки – получистовая, соответственно группа применяемости при обработке – К20.

2. Для выбранной группы применяемости определить марку твердого сплава [1, табл. 4.10], [2, табл.1.1].

Группа применяемости К20 соответствует ВК6.

3. Выбрать твердосплавную пластину, обеспечивающую заданную геометрию

резца. Допустимое отклонение углов φ и φ₁ не более ±3°, углов ɣ, α, α₁ не более ±1°[1 табл.4.13…4.17].

φ = 60°,φ₁ = 15°;

Угол при вершине ε: ε = 180° – φ – φ₁ = 180° – 60 – 15 = 105°;

Твердосплавная пластина, обеспечивающая заданную геометрию резца – пластина пятигранной формы с углом 60^∘

l_ак = t/sin φ = 4/sin 60 = 4,6 мм; l = (1,5…2)

l_ак = (1,5…2) · 4,6 = 6,9 мм и более.

Выбираем п/п № 5 (s = 3,18).

4. Рассчитать углы расположения пластины в корпусе резца [2, стр. 53].

В соответствии со справочником [2, стр. 53] положение плоскости N-N относительно главной режущей кромки определяется углом β:

tg β = (tg α · sin ε) / (tg α₁ + tg α · cos ε) = (tg 6° · sin 105°) / (tg 5° + tg 6° · cos 105°) = 1.684

Тогда угол β приблизительно равен 59°.

Угол μ рассчитывают по формуле:

tg 𝜇 = tg 𝛼 / sin = tg 6° sin 59° 0.123

Тогда угол μ приблизительно равен 7°.

Знание углов β и μ необходимо для фрезерования паза под пластину в корпусе резца, однако вместо угла β удобнее использовать угол ψ между прямой, перпендикулярной к оси детали, и плоскостью N-N.

𝜓 = φ + β − 90° = 60° + 59° − 90° = 29°

5. Определить силы резания и рассчитать сечение корпуса резца из условия прочности и жесткости, формулы (3),(4). Принять допустимые напряжения в корпусе [σ]_и = 250 МПа, допустимый прогиб резца [f] = 0,05 мм, сила резания Р_z определяется по формуле из справочника [3, стр. 271...273]. (При определении силы необходимо определить скорость резания [3, стр. 265] из расчета, что период стойкости равняется 60-ти минутам)

Для определения силы резания необходимо определить скорость резания v:

где 𝐶_𝑣 – постоянная (зависит от условий обработки);

𝑇 – стойкость, мин;

𝐾_𝑣 – поправочный коэффициент; t – глубина резания, мм;

s – подача, мм/об.

𝐾_𝑣 – произведение ряда коэффициентов:

𝐾𝑣 = 𝐾м𝑣 𝐾и𝑣,

где 𝐾_м𝑣 – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

𝐾_п𝑣 – коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки;

𝐾_и𝑣 – коэффициент, учитывающий качество материала инструмента.

Нам заданы режимы резания: глубина – 4 мм, подача – 0.5 мм/об, поэтому:

s > 0,4: 𝐶_𝑣 = 243, x = 0,15, y = 0,40, m = 0,20;

Т = 60 мин;

Для чугуна:

𝐾м𝑣 = 0,94

𝐾_п𝑣 = 0,9

𝐾_и𝑣 = 1

Таким образом:

𝐾_𝑣 = 𝐾_м𝑣 ∙ 𝐾_п𝑣 ∙ 𝐾_и𝑣 = 0,94 · 0,9 · 1 = 0,846

𝑣 = *Kv = * 0,85= 97.611 (м/мин),

Сила резания Р_z определяется по формуле:

𝑃_𝑧 = 10 ∙ 𝐶_𝑝 ∙ 𝑡^𝑥 ∙ 𝑠^𝑦 ∙ 𝑣^𝑛 ∙ 𝐾_𝑝,

где 𝐶_𝑝 – постоянная (зависит от условий обработки);

𝑡 – глубина резания, мм;

𝑠 – подача, мм/об;

𝑣 – скорость резания;

𝑥, 𝑦, 𝑛 – показатели степени (зависят от условий обработки);

𝐾_𝑝 – поправочный коэффициент.

Вид обработки: наружное продольное и поперечное точение и растачивание, поэтому:

𝐶_𝑝 = 92, 𝑥 = 1,0, 𝑦 = 0,75, 𝑛 = 0;

𝐾_𝑝 – произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания:

𝐾р = 𝐾мр 𝐾𝜑р 𝐾𝛾р 𝐾𝑟𝑝

Для нашего случая имеем следующие значения параметров:

𝐾_мр = = = 1,1;

𝐾_𝜑р = 0,94

𝐾_𝛾р = 1,25

𝐾_𝜆р = 1,0

𝐾_𝑟𝑝 = 0,93

𝐾р = 𝐾мр 𝐾𝜑р 𝐾𝛾р 𝐾𝑟𝑝 =1,1*0,94*1,25*1*0,93=1,2

Отсюда: 𝑃_𝑧 =10 ∙ 𝐶_𝑝 ∙ 𝑡^𝑥 ∙ 𝑠^𝑦 ∙ 𝑣^𝑛 ∙ 𝐾_𝑝= 10*92*4*0,59*1,2*1=2605 H

Условия прочности и жесткости резца запишутся следующим образом:

𝑃𝑧 𝑙в

1. _и МПа

𝑊

С учетом:

ВН²

𝑊 = ; 𝑙_в 5Н; Н 6В;

6

Откуда получается:

Н >= >= = 12,2 мм

2. мм

𝐸𝐽

С учетом соотношений:

Откуда получается:

Н >= >= =5,62 мм

Принимается Н = 13 мм, тогда:

Отсюда:

В = = 8,125 (мм)

Размеры державки выбираются из стандартного ряда. В данном случае принимается державка с размерами 16*12 мм.

6. Выполнить эскиз резца с указанием исходных и рассчитанных размеров.

Вывод

В ходе выполнения данной практической работы было рассчитано сечение корпуса проходного резца с механическим креплением твердосплавных пластин из условия прочности и жесткости для заданного варианта задания.