Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический университет

КУРСОВАЯ РАБОТА

Расчет режимов резания при механической обработке

по дисциплине

«Физические основы рабочих процессов»

Выполнил: студент гр. МХС-205-д Миняева А.В.

Проверил: Дерябин

Стерлитамак 2007



Содержание

Точение

Сверление

Фрезерование

Литература



Точение

Задание

Провести оптимизацию режимов резания в целях достижения наибольшей производительности обработки.

Исходные данные:

1. Тип производства - серийное

2. Материал детали - 12Х18Н9Т.

3. Наружные поверхности обрабатывать одним резцом.

4. Тип лезвийной обработки - получистовая (Rz 40)

5. Содержание операции: точить наружный 28, обеспечив длинновой размер 26h11 и шероховатость Rz 40.

6. Закрепление заготовки - в центрах.

Решение

Выбор марки инструментального материала и геометрии режущей части инструмента.

Сталь 12Х18Н9Т относится к группе коррозионно-стойких хромоникелевых сталей, для получистового и чистового точения которых рекомендуются твердые сплавы ВК8(ВК4) [К.,табл.3.стр.117]. Принимаем сплав ВК8.

Выбираем проходной прямой левый резец (ГОСТ 18879 -73) со следующей геометрией В= 10 мм, Н=16 мм, l =30 мм и геометрией режущей части: .

Выбор глубины резания t и числа проходов.

Для нормирования выбираем окончательный проход с максимальной глубиной резания (для обеспечения максимальной производительности) t=2мм, предельной для обработки с 20 Rz 80. Таким образом мы обеспечиваем заданную шероховатость обработанной поверхности Rz =40.

Выбор подачи инструмента

Далее производится выбор подачи из следующих ограничивающих факторов:

шероховатости обработанной поверхности;

прочности пластины твердого сплава;

прочности механизма подачи станка;

жесткости детали с учетом способа крепления;

прочности державки резца;

жесткости державки резца.

По величине шероховатости обработанной поверхности подача выбирается табличным способом ().

Для чистовой обработки подачу S принимаем в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обрабатываемой поверхности с учетом радиуса при вершине резца [К.,табл.14.стр. 268] при Rz = 40, rb= 0,5 мм,

b = 550 МПа, .

По прочности пластины твердого сплава - табличным способом ().

S=1,3 мм/об, Ку =1,2, ks=1 [К., табл.13 стр. 268]

Ку - коэффициент, зависящий от мех. свойств стали ( для у = 550 МПа)

ks - поправочный коэффициент на главный угол в плане ц

По прочности механизма подачи станка

=1000 Н (величина предельно допустимой силы ).



Ср=204, xp=1 yp=0,75 [ К., табл.22 стр.273]

По жесткости детали с учетом способа крепления:

С учетом того, что деталь закреплена в центрах - , получим

Ср=204, xp=1 yp=0,75 [ К., табл.22 стр.273]

Допустимая стрела прогиба принимается равной при чистовой обработке

,

где допуск на .

Д=130 мм (с учетом квалитета точности) [ К., табл.2 стр.441]

- модуль упругости материала детали (для стали Е= 200 кН/ мм2 ) ;

- момент инерции; , для круглого сечения.

По прочности державки резца:

, а , где

- момент сопротивления;

- допускаемое напряжение на изгиб.

Для прямоугольного сечения

;

где В и H - толщина и высота державки резца соответствнно;

; , откуда

Ср =204, xp=1 yp=0,75 [ К., табл.22 стр.273]

[ уи ]= 20 кг/мм2 (ГОСТ 5949-51)

По жесткости державки резца:

Стрелка прогиба при получистовом и чистовом точении =0,03…0,05 мм; момент инерции для квадратного сечения .

Отсюда

,

Е= 200 кН/ мм2

Ср =204, xp=1 yp=0,75 [ К., табл.22 стр.273]

Самая малая из этих шести подач - , значит принимаем для дальнейших расчетов максимальную технологически допустимую подачу .

Расчет периода стойкости инструмента из обеспечения максимальной производительности обработки.



,

резание обработка инструмент производительность

где m - показатель степени в зависимости

m=0,2 [ К., табл.17 стр.269]

- время на смену затупившегося инструмента и поднастройку его на размер за период стойкости (нормативная величина) = 1,6мин.

мин.

5. Расчет скорости резания из условия обеспечения максимальной производительности обработки проводят по формуле:

Cv=420, m=0,2, x=0,15, y=0,2 [ К., табл.17 стр.269]

Ki=10,870,94=0,82 [ К., табл.18 стр.271]]

м/мин

Уточнение скорости резания по ряду чисел оборотов шпинделя.

об/мин

Так как nmax=2000об/мин [для станков типа 16К20Ф3], то полученное число оборотов не удовлетворяет условию максимальной производительности. Необходимо уменьшить скорость. Для этого найдем период стойкости исходя из экономического фактора:

где Е - стоимость станкомитуты, - стоимость эксплуатации инструмента за период стойкости.

Возьмем Е=1,84 руб., =25 руб.

Тогда м/мин

об/мин

Корректируем число оборотов по паспорту станка n= 1900 об/мин.

V=м/мин

Рассчитываем ограничения по силе резания

Составляющая - тангенциальная сила

Сp=204 xp=1 yp=0,75 np=0 [К., табл.22 стр.273]

поправочный коэффициент kPz



[К., табл.23 стр.275]

PZ=10·204210,160,750,69=704 Н.

Составляющая - радиальная сила

PY=1024320,90,160,60155-0,3550/7500,751110,66=172 Н

7.3. Составляющая - осевая сила

PX=10339210,160,5155-0,4550/7500,751111=279 Н

Ограничение по мощности резания

кВт. < Nстанка=10 кВт., значит обработка возможна.

Расчет машинного времени.

, ;

где

- величина врезания

величина перебега инструмента .

- длина обрабатываемой поверхности в мм.



Сверление

Исходные задания

Материал детали - 12Х18Н9Т.

D = 18 мм, d= 8 мм

Глубина отверстия - L= 50 мм

Тип отверстия - глухое

Выбор марки инструментального материала и геометрии режущей части инструмента.

Для стали 12Х18Н9Т принимаем сплав ВК8. [К.,табл.3.стр.117]

Выбираем спиральное сверло с коническим хвостовиком (ГОСТ 22736 -77) со следующей геометрией D=18 мм, L=140 мм, l =60 мм и геометрией режущей части :

. [Режимы лезвийной обработки деталей ГТД , табл. 3.10 стр.22 ]

Выбор глубины резания t и числа проходов.

При рассверливании глубина резания равна



Выбор подачи инструмента

При рассверливании отверстий подача, рекомендуемая для сверления, увеличивается в 2 раза. Значения подач рассчитаны на обработку отверстий глубиной менее 3D в условиях жесткой технологической системы.

S = 0,45·2 = 0,9 мм/об [К.,табл.25.стр.277]

Расчет скорости резания при рассверливании :

,

,

где - коэффициент на обрабатываемый материал; - коэффициент на инструментальный материал; - коэффициент, учитывающий глубину сверления.

KГ = 0,8, nv=1 [К.,табл.2.стр.262], Kи =1 [К.,табл.6.стр.263], Кl =1 [К.,табл.31.стр.280]

T - период стойкости инструмента : T = 20 мин [К.,табл.30.стр.279]

СV =10,8, q=0,6, x=0,2, y=0,3, m=0,25 [К.,табл.29.стр.279]

Уточнение скорости резания по ряду чисел оборотов шпинделя.

об/мин



Применяем nшп=400 об/мин [для станков типа 2Н135 - К.,табл.11.стр.20 ]

VШ=м/мин

Определение осевой силы и крутящего момента .

При рассверливании:

, Нм;

, Н.

Сm=0,106, q=1, x=0,9, y=0,8, Сo=140 x=1,2, y=0,65 [К., табл.32 стр.281]

Расчет мощности.

Мощность, затрачиваемую на сверление, подсчитывают по формуле

, кВт,

где - число оборотов сверла;

- суммарный крутящий момент.

Мощность электродвигателя станка определяется по формуле

,

где - КПД станка.

Определение машинного времени.

Машинное время при сверлении и рассверливании подсчитывается по формуле

, ,

где L - длина прохода сверла в направлении подачи, ;

,

где - глубина сверления, ;

- величина врезания, ;

- величина перебега, .

Приближенно для сверл с одинарным углом в плане 2ц принимается .



Фрезерование

Задание

Провести оптимизацию режимов резания в целях достижения наибольшей размерной стойкости инструментов.

Исходные задания:

Материал детали - 12Х18Н9Т.

Вид обработки ( фреза ) - концевая

Наружные поверхности шириной 12 мм.

Глубина резания - t=15 мм

Диаметр фрезы - D=15 мм

Длина фрезы - L=80 мм

Решение

Выбор марки инструментального материала, типа фрезы, ее конструктивных и геометрических параметров.

Для стали 12Х18Н9Т для получистового и чистового фрезерования выбираем в качестве материала инструмента Т14К8 [К.,табл.3.стр.117].

Тип фрезы: концевая с коническим хвостовиком, оснащенная прямыми пластинами из твердого сплава (по ТУ 2-035-591-77).

Диаметр фрезы D=15мм.

Длина фрезы L=80 мм.

Длина рабочей части l=16мм.

Число зубьев z = 4

Конус Морзе 2.

.

Выбор глубины резания и количества проходов.

Оставляем на чистовой проход t= 1мм

Допустимая величина чернового фрезерования - до 5 мм [К., табл.36. стр.285]. В итоге разбиваем глубину резания на 4 прохода:

t1=5 мм

t2=5 мм

t3=4 мм

t4=1 мм

Выбор подачи инструмента.

= 0,04 мм/ зуб

= 0,03 мм/ зуб

мм/ зуб [К.,табл.36.стр.285].

Определение оптимальной скорости фрезерования из условия максимальной размерной стойкости фрезы.

Принимая Тmax= 80 мин [К.,табл.40.стр.290],

Cv=22,5; q= 0,35; x= 0,21; y= 0,48; u= 0,03; p=0,1; m= 0,27[К.,табл.39.стр.287]

где - поправочный коэффициент;

,

Частота вращения фрезы

об/мин.

об/мин.

об/мин.

Принимаем для вертикально-фрезерного станка 6T104 [К.,табл.37.стр.51]:

n1,2=900 мин-1

n3=1000 мин-1

n4=2000 мин-1

Отсюда скорость резания равна:

Ограничение по температуре резания

опт= 1000 0 С - постоянная оптимальная температура для любых сочетаний v, S, t, B и износа инструмента .

Ограничения по силе резания и крутящему моменту .

Ср=82, x=0,75, y=0,6, q=1, u =1, w=0 [К., табл.41 стр.291]

КМр =, n = 0,3 [К., табл.9 стр.264]

Ph =1.1 Pz- сила подачи

Py =0.5 Pz - радиальная составляющая.

Ограничение по мощности резания



кВт < Nстанка = 2,2 кВт - обработка возможна

кВт< Nстанка = 2,2 кВт- обработка возможна

кВт< Nстанка = 2,2 кВт- обработка возможна

Расчет машинного времени.

Машинное время определяют по формуле

;

где - общая длина прохода фрезы в направлении подачи;

- длина обработанной поверхности, ;

- перебег фрезы (1-5 );

- путь врезания фрезы;

=12 мм , =5 мм,



Список литературы

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. 656 с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. 656 с.

3. Режимы лезвийной обработки деталей ГТД6 Учеб. пособие / В.Ц. Зориктуев, В.В. Постнов, Л.Ш. Шустер и др. Уфа: УАИ, 1991. 80 с.

Размещено на Allbest.ru