Расчет режимов резания при механической обработке
Оптимизация режимов резания в целях достижения наибольшей производительности обработки. Выбор марки инструментального материала и геометрии режущей части. Расчет периода стойкости инструмента из обеспечения максимальной производительности обработки.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 20.12.2016 |
Размер файла | 229,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
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
Подобные документы
Табличный метод расчета режимов резания при точении, сверлении и фрезеровании. Выбор марки инструментального материала и геометрических параметров режущей части инструмента. Расчет скорости резания, мощности электродвигателя станка, машинного времени.
курсовая работа [893,5 K], добавлен 12.01.2014Выбор марки инструментального материала, сечения державки резца и геометрических параметров режущей части инструмента. Расчет скорости резания и машинного времени для черновой обработки и чистового точения, сверления отверстия и фрезерования плоскости.
контрольная работа [172,6 K], добавлен 05.02.2015Расчет параметров режимов резания для каждой поверхности по видам обработки. Определение норм времени. Назначение геометрических параметров режущей части резца. Расчет режимов резания при сверлении и фрезеровании. Выбор инструмента и оборудования.
курсовая работа [161,2 K], добавлен 25.06.2014Расчет режима резания растачивания отверстия. Выбор марки инструментального материала и геометрических параметров режущей части инструмента. Определение скорости, мощности, машинного времени сверления отверстия и фрезерования плоскости торцевой фрезой.
контрольная работа [933,7 K], добавлен 30.06.2011Расчет рационального режима резания при обтачивании валика на станке. Выбор геометрических параметров режущей части резца, инструментального материала. Выбор углов в плане, угла наклона главной режущей кромки. Расчетное число оборотов шпинделя станка.
контрольная работа [697,4 K], добавлен 20.02.2011Обработка детали на токарно-винторезном станке. Выбор типа, геометрии инструмента для резания металла, расчет наибольшей технологической подачи. Скорость резания и назначение числа оборотов. Проверка по мощности станка. Мощность, затрачиваемая на резание.
контрольная работа [239,2 K], добавлен 24.11.2012Распределение припуска и назначение глубины резания. Выбор геометрических и конструктивных параметров и материала режущей части инструмента. Суммарное время, необходимое на обработку детали. Расчет величины допустимой подачи для окончательного перехода.
курсовая работа [239,7 K], добавлен 26.05.2014Выбор станка и инструментального обеспечения. Габарит рабочего пространства, технические характеристики и электрооборудование фрезерного станка с ЧПУ 6Р13Ф3. Расчет режимов резания для операции фрезерования. Скрины этапов обработки. Описание NC-110.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 08.04.2015Полный аналитический расчет режимов резания. Выбор геометрических параметров резца. Определение подач, допускаемых прочностью пластинки, шероховатостью обработки поверхности. Расчет скорости, глубины, силы резания, мощности и крутящего момента станка.
курсовая работа [711,8 K], добавлен 21.10.2014Разработка схемы базирования для обработки поверхности. Выбор режущего инструмента при групповой обработке. Разработка конструкции комплексной детали. Расчет шероховатости и режимов резания для заданной шероховатости. Выбор токарно-револьверного станка.
курсовая работа [828,5 K], добавлен 24.11.2012