Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Контрольная работа - метод.DOC
Скачиваний:
2
Добавлен:
20.07.2019
Размер:
622.08 Кб
Скачать

5. Указания к выполнению контрольного задания

Выбор марки токарно-винторезного станка для обработки детали производится с учетом габаритов его рабочего пространства, диапазона изменения частоты вращения шпинделя, мощности главного привода.

При выборе инструментов обратить внимание на то, что резцы для черновой и чистовой обработки отличаются по геометрическим параметрам и применяемым инструментальным материалам.

Глубина резания (t). При продольном наружном обтачивании на токарном станке суммарный припуск на обработку определяется как разность между исходным и полученным диаметром, при растачивании - как разность между полученным и исходным диаметром: . При черновой обработке максимальная глубина резания tmax =58мм, при чистовой обработке рекомендуется t=0,51,5мм

Подача (S). Зависит от материала детали, материала и формы инструмента, а так же от характеристик станка на котором данная деталь обрабатывается. Рекомендуемые подачи для черновой и чистовой обработки резцами приведены в приложении 1.

При черновых работах выбранную по таблицам подачу согласовать с характеристиками станка, затем, после расчета скорости резания и сил Py, Pz, проверить по прочности державки резца, прочности пластинки твердого сплава, жесткости детали.

Проверка подачи расчетом державки резца на изгиб от действия вертикальной составляющей силы резания Pz в Н производится по формулам:

для державок прямоугольного сечения: ;

для державок круглого сечения: ;

где: В и Н - ширина и высота державки прямоугольного сечения в мм;

d - диаметр круглой державки в мм;

l - вылет резца в мм,

u - допускаемое напряжение на изгиб в Н/мм2.

Для державок из конструкционной стали с пределом прочности вр=600-700 Н/мм2 u=200 Н/мм2.

Проверка выбранной подачи по прочности пластинки производится для резцов с пластинками из твердого сплава по табл. 8 (приложение 1).

По жесткости детали выбранную подачу проверяют, исходя из точности обработки (стрела прогиба обработанной детали не должна превышать 0.25 поля допуска, соответствующего данной обработке).

В этом случае допускаемая точностью обработки радиальная сила Py в Н определяется по следующим уравнениям:

при закреплении заготовки в центрах ;

при закреплении в патроне ;

при закреплении в патроне и заднем центре , где

f - стрела прогиба в мм;

l - длина детали ( заготовки ) в мм;

E - модуль упругости, равный для стали 210000 Н/мм2;

J - момент инерции поперечного сечения детали (заготовки), , где D - диаметр детали в мм.

Скорость резания (V). Данный параметр зависит от глубины резания, подачи, материала обрабатываемой детали, используемого инструмента. В данной работе скорость резания V в м/мин при наружном продольном точении рассчитывается по эмпирической формуле:

Кv = Кmv Кnv Кv К1v КrvКиv Кqv Коv,, где

Кmv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на Vрез. ;

Кnv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества заготовки на Vрез;

Кv1vrv- поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на Vрез;

Киv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние материала режущей части инструмента на Vрез;

Коv- поправочный коэффициент, учитывающий влияние вида обработки на Vрез;

Кqv- поправочный коэффициент, учитывающий влияние площади поперечного сечения державки резца с режущей частью на Vрез.

При расчете по эмпирической формуле скорости резания для чистовой обработки (малые глубина резания и подача) могут быть получены завышенные значения. При использовании инструмента с твердосплавной режущей частью не следует принимать скорость резания более 250 м/мин.

Частота вращения. Параметр рассчитывается по формуле:

, где

D - наибольший диаметр детали в зоне резания. Затем, для согласования расчетных данных с техническими возможностями оборудования выбирается ближайшее меньшее значение по техническим характеристикам выбранного станка (nст), и уточняется скорость резания по формуле:

.

Pz - главная вертикальная (тангенциальная) составляющая силы резания при точении; в общем случае - сила, действующая в направлении скорости главного движения резания. Зависит от параметров режима резания, материала обрабатываемой детали, используемого инструмента. В данной работе рассчитывается по эмпирической формуле [Л2].

(Н)

, где

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на Рz. ;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества заготовки на Рz;

- поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на Рz.

Py, Px рассчитываются по аналогичной методике.

Эффективная мощность резания рассчитывается по формуле:

(Квт.) Мощность главного двигателя станка с учетом КПД должна быть больше Nрез.

Nрез N ст

При отсутствии информации о КПД станка, можно принять = 0,8

Длина рабочего хода инструмента. Определяется длиной обрабатываемой инструментом поверхности детали с учетом длин ходов медленного подвода, врезания и перебега.

Длина рабочего хода определяется по формуле:

(мм),

где: - длина обрабатываемой поверхности детали (по чертежу);

- длина хода медленного подвода инструмента к обрабатываемой поверхности. Назначается с целью исключения возможности удара инструмента о заготовку на быстром ходу. Величина зависит от габаритов заготовки, состояния ее поверхностей (кривизна торцев, наличие заусенцев, облоя и др. дефектов) и составляет обычно от 2 до 6 мм;

- длина хода инструмента в процессе врезания. Зависит от величины глубины резания t и главного угла в плане φ. Lвр = t · ctg φ;

- длина хода перебега инструмента в конце рабочего движения. Назначается при обработке «на проход» с целью исключения возможности сохранения на обработанной поверхности дефектов (облоя) образующихся вследствие пластического выдавливания обрабатываемого материала из зоны стружкообразования. Величина зависит от габаритов заготовки, свойств обрабатываемого материала, геометрических параметров инструмента и составляет обычно от 1 до 4 мм;

Основное время выполнения технологических переходов t0 рассчитывается по формуле:

(мин), где

Lчерн - длина соответствующего рабочего хода инструмента;

i- число проходов с одинаковым режимом резания;

n – соответствующая частота вращения детали, согласованная с техническими характеристиками станка;

S – соответствующее значение подачи, согласованное с техническими характеристиками станка.

6. ЛИТЕРАТУРА К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

1. Нефедов, Н.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту / Н.А. Нефедов, К.А. Осипов -5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990 - 448с.,

2. Справочник технолога - машиностроителя. Т.2 /Ю.А.Абрамов, В.Н.Андреев, Б.И.Горбунов и др.; Под ред. А.Г.Косиловой, Р.К.Мещерякова - М.: Машиностроение, 1985 - 496с.

Приложение 1

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТОВ

Таблица 1

Технические характеристики универсальных токарно-винторезных станков

Техническая характеристика

1А616

16К20

1М63

1А64

Наибольший диаметр обработки над станиной, мм

320

400

630

600

Расстояние между центрами, мм

750

710;1000; 1400;2000

1400;2800

2800

Наибольший диаметр обработки над суппортом, мм

175

220

340

480

Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм

34

50

64

80

Частота вращения шпинделя, мин-1

9...1800

12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600

10...1250

7,1; 10; 14; 17; 20; 24; 29; 33; 40; 48; 57; 67; 82; 94; 114; 13; 160; 190; 230; 267; 321; 375; 536; 750

Подача на один оборот шпинделя, мм/об:

продольных

0,065...0,91

0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0;15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1; 1,6; 2; 2,4; 2,8

0,064...1,025

0,2; 0,23; 0,26; 0,28; 0,3; 0,33; 0,36; 0,38; 0,4; 0,46; 0,51; 0,56; 0,61; 0,66; 0,71; 0,76; 0,81; 0,92; 1,02; 1,!2; 1,22; 1,32; 1,43; 1,53; 1,63; 1,83; 2,04; 2,24; 2,44; 2,65; 2,85: 3,05

поперечных

0,065… 0,91

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; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1; 1,2; 1,4

0,026…0,378

0,07; 0,08; 0,09; 0,1; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,16; 0,17; 0,19; 0,21; 0,23; 0,24; 0,26; 0,28; 0,31; 0,35; 0,38; 0,42; 0,45; 0,48; 0,52; 0,55; 0,62; 0,69; 0,76; 0,83; 0,9; 0,97; 1,04

Мощность электродвигателя, кВт

4

10

13

22

Наибольшее сечение резца, мм

25  25

25  25

35  40

45  45

Габариты станка, мм

2335852

2505  1190

46601690

5780  2000

Таблица 2

Выбор марок твердого сплава

при различных видах обработки резанием

Рекомендуемые марки твердого сплава при обработке:

Виды и характер обработки

углеродистой и легированной стали

труднообрабатываемых материалов

нержавеющей стали аустенитного класса

закаленной стали

чугуна

цветных металлов и их сплавов

НВ 240-400

НВ

400-700

Точение черновое по корке и окалине при неравномерном сечении срезаемого слоя и прерывистом резании с ударами

Т5К10

ВК8

Т5К12В

ТТ7К12

ВК8

Т5К12В

ВК8

-

ВК8

ВК6

ВК4

ВК8

ВК4

ВК6

ВК8

Точение черновое по корке при неравномерном сечении срезаемого слоя и непрерывном резании

Т14К8

Т5К10

ВК8

ВК4

ВК8

ВК4

-

ВК8

ВК6

ВК4

ВК6

ВК4

ВК4

ВК6

Точение черновое по корке при равномерном сечении срезаемого слоя и непрерывном резании

Т15К6

Т14К8

Т15К10

ВК8

ВК4

ВК6М

ВК4

-

ВК4

ВК8

ВК6

ВК2

ВК2

ВК3

ВК4

Точение получистовое и чистовое при прерывистом резании

Т15К6

Т14К8

Т5К10

ВК8

ВК4

ВК6М

ВК4

Т5К10

ВК4

ВК8

ВК4

ВК6

ВК8

ВК6

ВК2

ВК3

ВК4

Точное точение при прерывистом резании

Т15К6

Т30К4

-

ВК6М

Т14К8

Т5К10

ВК4

ВК2

ВК3

ВК4

ВК6

ВК2

ВК2

ВК3

Точное точение при непрерывном резании

Т30К4

-

ВК6М

ВК4

Т30К4

Т15К6

ВК3

ВК3

ВК2

ВК2

ВК3

ВК6

ВК2

ВК3

Таблица 3

Величины главного угла в плане для резцов с пластинками твердого сплава

Условия работы

Угол  (град)

Обработка в условиях особо жесткой технологической системы станок - инструмент – деталь, чистовая обработка с малой глубиной резания и

подачей

10 - 30

Чистовая и черновая обработка при достаточно жесткой технологической системе

45

Обработка с ударами и при недостаточно жесткой технологической

системе

60 -75

Обработка длинных и тонких деталей (нежесткая технологическая

система)

80 - 90

Таблица 4

Величины вспомогательного угла в плане 1 для резцов

с пластинками твердого сплава

Условия работы

Угол 1 (град)

Чистовая обработка при жесткой технологической системе

0 - 5

Чистовая и получистовая обработка при достаточно жесткой технологической системе

5 - 10

Обработка при недостаточно жесткой технологической системе

15 -30

Обработка при недостаточно нежесткой технологической системе с врезанием

30 - 45

Таблица 5

Величины угла наклона главной режущей кромки  для резцов с пластинками твердого сплава

Условия работы

Угол  (град)

Обработка деталей с равномерным припуском без ударов

0 - 5

Обработка деталей резцами с  от –50 до – 100 и  более 700 (для дробления стружки)

10 - 12

Обработка деталей с неравномерным припуском и работа с ударами.

10 -30

Таблица 6

Величины главного заднего угла , вспомогательного заднего угла 1, переднего угла для резцов с пластинками твердого сплава

Обрабатываемый материал

Угол  и 1 (град)

Угол  (град)

S0,3 мм/об

S0,3мм/об

Форма передней поверхности

1

1

С отрицательной фаской

Плоская отрицательная

Конструкционные углеродистые и легированные стали

в1100, н/мм2

12

14

8

11

15

-5

в1100, н/мм2

12

13

-

-

-

-10

Чугун серый

НВ  220

10

12

6

10

12

-

НВ  220

10

11

6

9

8

-

Чугун ковкий и медные сплавы

НВ = 130  180

12

14

8

11

15

-

Таблица 7

Подачи для чернового наружного продольного и поперечного точения резцами

с пластинками из твердого сплава и из быстрорежущей стали

Диаметр

детали в мм

Обрабатываемый материал

Размеры

Сталь и стальное литье

Чугун и медные сплавы

державки

Подача s в мм/об при глубине резания t в мм

резца в мм

До 3

Св. 3 до 5

Св. 5 до 8

Св. 8 до 12

Св. 12

До 3

Св. 3 до 5

Св. 5 до 8

Св. 8 до 12

Св. 12

До 20

От 16х25

0,3 - 0,4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

до 25х25

20  40

От 16х25

до 25х25

0,4 - 0,5

0,3 - 0,4

-

-

-

0,4 - 0,5

-

-

-

-

40  60

От 16х25

0,5 - 0,9

0,4 - 0,8

0,3 - 0,7

-

-

0,6 - 0,9

0,5 - 0,8

0,4 - 0,7

-

-

до 25х40

60  100

От 16х25

0,6 - 1,2

0,5 - 1,1

0,5 - 0,9

0,4 - 0,8

-

0,8 - 1,4

0,7 - 1,2

0,6 - 1,0

0,5 - 0,9

-

до 25х40

100 400

От 16х25

0,8 - 1,3

0,7 - 1,2

0,6 - 1,0

0,5 - 0,9

-

1,0 - 1,5

0,9 - 1,4

0,8 - 1,1

0,6 - 0,8

-

до 25х40

400 500

От 20х30

1,1 - 1,4

1,0 - 1,3

0,7 - 1,2

0,6 - 1,2

0,4 - 1,1

1,3 - 1,6

1,2 - 1,5

1,0 - 1,3

0,8 - 1,0

0,7 - 0,9

до 40х60

500 600

От 20х30

1,2 - 1,5

1,0 - 1,4

0,8 - 1,3

0,6 - 1,3

0,4 - 1,2

1,5 - 1,8

1,2 - 1,6

1,0 - 1,4

0,9 - 1,2

0,8 - 1,0

до 40х60

600 1000

От 25х40

до 40х60

1,2 - 1,8

1,1 - 1,5

0,9 - 1,4

0,8 - 1,4

0,7 - 1,3

1,5 - 2,0

1,3 - 1,8

1,0 - 1,4

1,0 - 1,3

0,9 - 1,2

Примеча-

ние:

1. Меньшие значения подач соответствуют меньшим размерам державки резца и более прочным обрабатываваемым материалам, большие значения подач - большим размерам державки резца и менее прочным обрабатываваемым материалам.

2. При обработке прерывистых поверхностей и на работах с ударами табличные значения подач следует умножать на коэффициент 0,75 - 0,85.

3. При обработке жаропрочных сталей и сплавов подачи свыше 1 мм/об не применять

Таблица 8

Подачи для чернового растачивания на токарных станках резцами

с пластинками из твердого сплава и из быстрорежущей стали

Резец или оправка

Обрабатываемый материал

Размеры поперечного сечения корпуса резца или оправки в мм

Вылет инструмента в

мм

Сталь и стальное литье

Чугун и медные сплавы

Подача s в мм/об при глубине резания t в мм

2

3

5

8

2

3

5

8

10

50

0.08

-

-

-

0.12-0.16

-

-

-

12

60

0.10

0.08

-

-

0.12-0.20

0.12-0.18

-

-

16

80

0.10-0.20

0.15

0.10

-

0.20-0.30

0.15-0.25

0.10-0.18

-

20

100

0.15-0.30

0.15-0.25

0.12

-

0.30-0.40

0.25-0.35

0.12-0.25

-

25

125

0.25-0.50

0.15-0.40

0.12-0.20

-

0.40-0.60

0.30-0.50

0.25-0.35

-

30

150

0.40-0.70

0.20-0.50

0.12-0.30

-

0.50-0.80

0.40-0.60

0.25-0.45

-

40

200

-

0.25-0.60

0.15-0.40

-

-

0.60-0.80

0.30-0.60

-

40х40

150

-

0.60-1.00

0.50-0.70

-

-

0.70-1.20

0.50-0.90

0.40-0.50

300

-

0.40-0.70

0.30-0.60

-

-

0.60-0.90

0.40-0.70

0.30-0.40

60х60

150

-

0.90-1.20

0.80-1.00

0.60-0.80

-

1.00-1.50

0.80-1.20

0.60-0.90

300

-

0.70-1.00

0.50-0.80

0.40-0.70

-

0.90-1.20

0.70-0.90

0.50-0.70

75х75

300

-

0.90-1.30

0.80-1.10

0.70-0.90

-

1.10-1.60

0.90-1.30

0.70-1.00

500

-

0.70-1.00

0.60-0.90

0.50-0.70

-

-

0.70-1.10

0.60-0.80

800

-

-

0.40-0.70

-

-

-

0.60-0.80

-

-

700

-

0.80-1.00

0.70-0.80

0.50-0.60

-

1.00-1.40

0.90-1.20

0.70-0.90

Примечания: 1.Верхние пределы подач рекомендуются для меньшей глубины резания при обработке менее прочных материалов, нижние-для большей глубины резания более прочных материалов.

2.При обработке прерывистых поверхностей и при обработке с ударами табличные значения подач умножать на коэффициент 0.75-0.85.

3.При обработке жаропрочных сталей и сплавов подачу свыше 1мм/об не применять.

Таблица 9

Подачи, допускаемые прочностью пластинки твердого сплава при точении стальных деталей резцами с главным углом в плане = 450

Толщина

Подача s в мм/об при глубине резания t

пластинки

в мм

твердого

сплава в мм

4

7

13

22

4

1.3

1.1

0.9

0.8

6

2.6

2.2

1.8

1.5

8

4.2

3.6

3.0

2.5

10

6.1

5.1

4.2

3.6

Примечание:

1.В зависимости от величины главного угла в плане на величину подачи вводится поправка, определяемаякоэффициентом КК=1.45 при 30°; К=0.84 при 0°; К=0.7 при =90°.

2.При обработке чугуна подачу увеличивать на 60%.

3.При работе с ударами подачи уменьшать на 20%.

Таблица 10

Подачи для чистового точения и растачивания резцами с пластинками из твердого сплава и из быстрорежущей стали

Шероховатость поверхности, Rz

Обрабатываемый

Подача s в мм/об для радиуса

при вершине резца r в мм

материал

0.5

1.0

1.5

2.0

10

Сталь

0.40-0.55

0.55-0.65

0.65-0.70

0.65-0.70

Чугун и

0.25-0.40

0.40-0.50

0.50

0.50

и медные сплавы

5

Сталь

0.20-0.30

0.30-0.45

0.35-0.50

0.35-0.50

Чугун и

0.15-0.25

0.20-0.40

0.30-0.50

0.35-0.50

и медные сплавы

2,5

Сталь

0.11-0.18

0.14-0.24

0.16-0.28

0.18-0.32

Чугун и

0.10-0.15

0.12-0.20

0.15-0.30

0.20-0.35

и медные сплавы

Примечание:

1.Значения подач даны для резцов с вспомогательным углом в плане  градусов. При уменьшении вспомогательного угла в плане до 1=5 градусов табличные значения подач могут быть повышены на 20%.

2.При чистовой обработке стали в зависимости от скорости резания производится изменение величины подачи умножением на поправочный коэффициент: при скорости резания до 50м/мин принимать коэффициент 0.8; при от 50 до 100м/мин - 1.0; при  свыше 100 м/мин - 1.2.

Обрабатываемый

материал

Материал

режущей

части

инструмента

Подача

Коэффициенты и показатели

Период

стойкости

T в мин

Охлажде-

ние

в мм/об

степени

С

xv

yv

m

Сталь конструкционная углеродистая

легированная и

стальное литье

вр<=750 МПа

До 0.3

273

0.20

Без

охлажде-

ния

Т5К10

Св.0.3 до 0.7

227

0.15

0.35

0.20

60

Св.0.7

221

0.45

Т15К6

s<t

292

0.15

0.30

0.18

45

s=>t

0.30

0.15

Р6М5

До 0.25

87.5

0.25

0.33

0.125

60

С охлаж-

Св.0.25

56

0.66

дением

ЦМ332

До 0.3

530

0.19

0.37

0.24

60

Без охлаж-

Св.0.3 до 0.7

700

0.08

0.08

Сталь жаропрочная

ВК8

-

110

0.20

0.45

0.15

60

Без охлаж-

дения

Р6М5

-

31

0.20

0.55

0.15

С охлаж-

дением

Чугун серый

ВК6

До 0.4

292

0.15

0.20

0.20

60

Без охлаж-

дения

Св. 0.4

243

0.40

s<t

324

0.20

0.20

0.28

30

s>t

0.40

0.40

Р6М5

До 0.25

37

0.15

0.30

0.1

60

Св. 0.25

35

0.40

ЦМ332

До 0.5

1560

0.20

0.20

0.43

60

Чугун ковкий

ВК8

До 0.4

317

0.15

0.20

0.20

60

Без охлаж-

дения

Св. 0.4

215

0.45

Р6М5

До 0.25

106

0.20

0.25

0.125

60

Медные

сплавы

Р6М5

До 0.2

238

0.12

0.25

0.23

60

Св. 0.2

161

0.50

Примечание: