Решение конструкторско-технологических задач с использованием программных средств

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Южно-Уральский государственный университет»

(национальный исследовательский университет)

Политехнический институт

Факультет «Механико-технологический»

Кафедра «Технология автоматизированного машиностроения»

Контрольная работа

по дисциплине «Решение конструкторско-технологических задач с использованием программных средств»

Руководитель к.т.н., доцент

Шипулин Л.В.

Автор работы

студент группы ПЗ-351

Замараев И.Г.

Челябинск 2018

1. Расчет составного токарного резца

Задание: рассчитать и сконструировать составной токарный проходной резец с пластинкой из твердого сплава для черновой обработки стального вала.

Исходные данные к заданию:

Решение:

Расчет главной составляющая силы резания. Выбираем значения коэффициентов и показателей степеней формул для обработки стального вала с пределом прочности у_в = 650 МПа с пластинкой из твердого сплава:

Суммарный поправочный коэффициент принимаем равным единице: K_рz = 1.

Рассчитаем значение тангенциальной составляющей силы резания P_z с использованием программы символьной алгебры Mathcad:

2. Расчет размерного параметра поперечного сечения корпуса резца. Для круглого сечения корпуса необходимо рассчитать диаметра

в Mathcad по следующей формуле:

Руководствуясь известными данными, найдем диаметр:

Руководствуясь таблицей, выберем больший размер, приближенный к вычисленному:

3. Проверка на прочность и жесткость корпуса резца. При дальнейших расчетах необходимо перевести переменные в одну метрику, в метры и паскали:

Также необходимо рассчитать момент инерции круглого сечения корпуса резца и задать допускаемую стрелу прогиба резца f, равную 0,1 мм:

В заключение рассчитаем максимальные нагрузки, допускаемые прочностью и жесткостью корпуса резца выбранного сечения:

Сравним полученные допустимые значения с силой резания:

Таким образом, резец обладает достаточной прочностью и жесткостью, и выбранные размеры поперечного сечения подходят для указанных условий обработки.

2. Расчет массы сложнопрофильного изделия

Задание: рассчитать массу изделия, заданного изометрической моделью, в соответствии с геометрией и размерами. Материал изделия - сталь 45.

Номер варианта задания - 6.

Рисунок 1. Изделие

Решение задачи:

1. Деление тела на геометрические примитивы. Для расчета массы изделия необходимо найти его объем. Для этого целесообразно поделить изделие на геометрические примитивы и найти объем каждого из примитивов. Изделие, разделенное на примитивы, представлено на рисунке 2.

Рисунок 2. Изделие, разбитое на геометрические примитивы

Согласно рисунку 2, изделие состоит из шести геометрических примитивов:

плита с размерами 64 Ч 26 Ч 8 мм;

2. призма с размерами 30 Ч 35 Ч 8 мм;

3. плита с размерами 77 Ч 26 Ч 8 мм

4. призма с размерами 5 Ч 6 Ч 8 мм;

5. призма с размерами, равными размерам призмы 4

6. цилиндр диаметром 18 мм и высотой 9 мм.

7. цилиндр с диаметров 10 мм и высотой 17 мм.

Отметим, что тела 1, 2, 3, 6 - твердотельные, их объем занят материалом детали, а тела 4, 5 и 7 - пустые тела, объем которых занят воздухом. Для вычисления объема изделия необходимо просуммировать объемы твердотельных примитивов и вычесть объемы пустых примитивов:

V = V1 + V2 + V3 - V4 - V5 + V6 - V7

2. Расчет объемов геометрических примитивов. Для расчета объемов геометрических примитивов воспользуемся формулами расчета объемов тел из геометрии. Расчеты будем проводить в программной среде Mathcad:

3. Расчет объема изделия приведем по формуле из п. 1:

4. Расчет массы. Возьмем значение плотности для материала сталь 45 из справочника. Согласно справочнику, один см³ стали 45 весит 7,8 г. Таким образом, необходимо перевести мм³ в см³, задать плотность и вычислить массу:

В результате расчетов получаем массу изделия, представленного на рисунке 1, равную 267.096 граммам.

токарный резец геометрический примитив

Размещено на Allbest.ru