Токарні операції призначення режимів різання

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Міністерство освіти і науки Російської Федерації

Федеральне агентство з освіти

Державна освітня установа вищої професійної освіти

Магнітогорський державний технічний університет

ім. Г.І. Носова

Кафедра Технології машинобудування

Контрольна робота

з дисципліни «Різання матеріалів»

Варіант 6, 17

Магнітогорськ 2010

Варіант завдання № 6

У відповідності з варіантом завдання (додаток 1, варіант № 6) та ескізу деталі (додаток 2, рис. 3) підрізати торець деталі з діаметра Ø52 мм на діаметр Ø45 мм шорсткістю 80 мкм. Матеріал заготовки - сірий чавун Сч 15-32 твердість 1800 НВ. Оброблювана поверхня виливок з ливарної кіркою. Система верстат - пристосування - інструмент - заготівля жорстка. Ескіз заготівлі зображений на рис. 1. Задана шорсткість досягається чорновим гострінням, тому вибір різального інструменту та режими різання визначаємо для чорнової токарної операції.

Рис. 1. Ескіз заготовки



1. Загальні відомості про токарних операціях

Токарні верстати складають близько 50% верстатного парку машинобудівної промисловості.

На токарних верстатах виконуються основні операції з виготовлення типових деталей машин: обточування валиків циліндричної та конічної форми, розточування отворів, нарізування різьблення зовнішніх і внутрішніх, торцювання, відрізка, прорізання торців і галтелей.

Для зовнішнього точіння застосовуються прохідні різці. Якщо поздовжня подача не паралельна лінії центрів, то можна отримати не циліндричну поверхню, а конічну.

Розточування застосовується для обробки внутрішніх поверхонь отворів, для збільшення діаметрів отворів. При розточуванні застосовують розточувальні глухі і наскрізні різці.

Відрізання застосовується для відрізки готової деталі, для розрізання заготовок. Для відрізання застосовуються вузькі відрізні різці.

Прорізка застосовується для нарізування різних канавок. Прорізні - це ті ж самі різці, що і відрізні, але ширина ріжучої кромки у них повинна дорівнювати ширині паза.

Підрізування застосовується для обробки торців заготовки, а також для обробки похилих поверхонь. Підрізування проводиться підрізними різцями.

Отже, на токарних верстатах можна отримати майже всі види деталей, що мають форму тіл обертання.

Основні положення теорії різання металів при експлуатації верстатів та інструментів зводяться до призначення режимів різання з найбільш повним використанням ріжучих властивостей інструменту, кінематичних та динамічних даних верстата за неодмінної умови отримання якісної обробленої поверхні.

Призначити основні елементи режиму різання - це значить визначити глибину різання, подачу, швидкість різання (число оборотів) і основний час.

Для призначення елементів режиму різання необхідно знати матеріал оброблюваної деталі (заготовки) та його фізико-механічні властивості, розміри заготовки, розміри деталі і технічні умови її виготовлення, матеріал і геометрію ріжучого інструменту, його розміри, максимально - допустимий знос і стійкість, кінематичні дані верстата , на якому будуть обробляти заготовку.

2. Вибір формоутворювального інструменту для чорного точіння Ø 52

Для чорнового точіння зовнішньої поверхні по шкірці вибираємо різець [1]. Вибираємо різець і встановлюємо його геометричні елементи. Приймаються токарний прохідний різець відігнутий правий (рис. 2). Матеріал робочої частини - пластини - твердий сплав ВК6 (табл. 3, с. 116); матеріал корпусу різця - сталь 45; перетин корпусу різця 16 х 25 мм, завдовжки різця 150 мм.

Вибираємо геометричні елементи різця за довідником [5]: форма передньої поверхні - плоска з фаскою типу II б (табл. 29, с. 187); γ = 12 о; γ ф =- 3 о; α = 10 о; λ = 0 о (табл. 30, с. 188); φ = 45 о; φ 1 = 45 о (табл. 31, с. 190); r = 1мм (табл. 32, с. 190 і табл. 4, приміт. 3 , с.420).

Рис. 2. Різець токарний прохідний відігнутий



3. Розрахунок режимів різання для чорнового зовнішнього точіння поверхні Ø 52

Встановлюємо глибину різання t = 3,5 мм, при чорновому точінні припуск на обробку дорівнює глибині різання ([1], с. 256), отже приймаємо t = h = 3,5 мм при знятті припуску на один прохід.

Призначаємо подачу ([1] за табл. 11, с. 268), для параметра шорсткості R z = 80 мкм при обробці чавуну різцем з r = 1 мм рекомендується s 0 = 0,66 мм / об (для r = 0,8 ) і s 0 = 0,81 мм / об (для r = 1,2).

Приймаємо для r = 1 мм середнє значення s 0 = 1,005 мм / об, коригуючи за паспортом верстата, встановлюємо s 0 = 1 мм / об.

Швидкість різання, м / хв

V = (C ν / T m t х S y) K V,

(1)

де Т-60 хв - стійкість інструменту;

C ν = 292; х = 0,15; у = 0,20; m = 0,20 - коефіцієнт і показники ступеня ([1] за табл. 17, с. 270);

До V = К mV K nV K uV,

(2)

Де До mV - коефіцієнт, що враховує вплив матеріалу заготовки на швидкість різання:

До mV = (190/НВ) nV,

(3)

де n V = 1,25 - показник ступеня ([1] за табл. 2, с. 262);

НВ = 180 - фактичний параметр, який характеризує матеріал, мПа



До mV = (190/180) 1,25 = 1,07,

де K nV - Коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовки ([1] за табл. 5, с. 263);

K nV = 0,8.

K uV = 1,0 - коефіцієнт враховує вплив інструментального матеріалу ([1] за табл. 6, с. 263).

До V = 1,07 х0, 8х1, 0 = 0,86.

З урахуванням всіх знайдених коефіцієнтів:

V = (292/60 0,2 3,5 0,15 1 0,2) х0, 86 = 91,32 м / хв.

Частота обертання заготовки, об / хв

n = 1000V / (πD),

(4)

де D - діаметр оброблюваної заготовки, мм;

n = 1000х91, 32 / (3,14 х52) = 91320/163, 28 = 559,3 об / хв.

За паспортними даними верстата приймаємо частоту обертання заготовки n = 500 об / хв. Тоді дійсна швидкість складе, м / хв:

V д = π Dn / 1000;

(5)

V д = 3,14 х52х500/1000 = 81,64 м / хв.

Потужність різання, кВт



N = P z V/1020 х60

(6)

де P z - Тангенціальна складова сили різання, Н


P z = 10С р t x s y V n K P,

(7)

де

З р = 92;

х = 1,0;

у = 0,75;

n = 0 - постійна і показники ступеня ([1] за табл. 22, с. 274);

К р - поправочний коефіцієнт

К р = K mP K φP K γP K λP,

(8)

де K mP - коефіцієнт, що враховує вплив якості оброблюваного матеріалу на силові залежності:

До m Р = (190/НВ) n,

(9)

де n = 0,4 - показник ступеня ([1] за табл. 9, с. 264).

До m Р = (190/180) 0,4 = 1,02,

де K φP = 1,0;

K γP = 1,0;

K λP = 1,0 - коефіцієнти, що враховують фактичні умови різання ([1] за табл. 23, с. 275).

К р = 1,02 х1х1х1 = 1,02.

P z = 10х92х3, 5 1 х1 0,75 х81, 64 0 х1, 02 = 3284,4 Н.

N = 3284,4 х81, 64/1020х60 = 4,38 кВт.

Виконуємо перевірку по потужності.


N шп = N дв η,

(1 0)

де η - ККД = 0,75 ... 0,8

N шп = 10х0, 75 = 7,5 кВт.

N = 4,38 кВт <N шп = 7,5 кВт

Так як умова N <N шп виконується, то обробка поверхні можлива.

4. Розрахунок основного часу для чорнового зовнішнього точіння поверхні Ø 52

Розрахунок основного часу, хв

Т 0 = l i / V s,

(11)

де l - розрахункова довжина оброблюваної поверхні, мм;

i - число проходів;

V s - швидкість руху подачі, мм / хв.

Швидкість руху подачі, мм / хв

V s = ns 0,

(12)

де n - частота обертання шпинделя, об / хв;

s 0 - подача, мм / об.

Розрахункова довжина оброблюваної поверхні, мм

l = l обр + l вр + l п + l сх,

(13)

l обр - довжина оброблюваної поверхні в напрямку подачі, мм;

l вр - довжина врізання інструменту, мм;

l п - довжина підведення інструмента до заготівлі, мм;

l сх - довжина перебігаючи (сходу) інструменту, мм.

Довжину l обр беруть з креслення оброблюваної заготовки l вр, l п, l сх визначають за нормативами l п = l сх ≈ 1 ... 3 мм. Значення l вр = t ctg φ = 3,5 ctg 45 про = 3,5 мм.

Т 0 = 100 +3,5 +3 / 500х1 = 0,213 хв.



Варіант завдання № 17

У відповідності з варіантом завдання (див. дод.1, варіант № 17) і ескізу деталі (див. дод. 2, рис. 10) на радіально-свердлильному верстаті моделі 2А53 просвердлити отвір і розгорнути на D = 30Н6 з шорсткістю поверхні R a = 3,2 мкм (рис. 3). У нашому випадку згідно вихідних даних операцію виконуємо в 2 переходу.

Рис. 3. Ескіз деталі

1. Загальні відомості про операції свердління та розгортання

Свердління є одним з найпоширеніших методів отримання отвори. Головне рух при свердлінні - обертальний, рух подачі - поступальний. Засвердлюванням можна отримати отвори 10 ... 13 квалітетів точності з шорсткістю поверхні 80 ... 40 мкм по параметру R z.

Операція свердління виконується на свердлильних, токарних і розточувальних верстатах і часто є попередньої операціями різьбонарізання, розточування, зенкерування і розгортання.

Різальним інструментом є свердло. По конструкції свердла зводяться до наступних основних групах: спіральні свердла, свердла з прямими канавками, перові свердла, свердла для глибоких отворів, свердла для кільцевого свердління, центрувальні свердла і спеціальні комбіновані свердла. Найбільш широке застосування отримали спіральні свердла. Розгортання - застосовують для остаточної обробки отворів з метою отримання високої точності і чистоти поверхні. Операція розгортання виконується - розгорткою.

2. Вибір різального інструменту для операції свердління

Перший перехід операція свердління. Свердло - осьовий інструмент для отримання отворів в суцільному матеріалі. У деталі необхідно просвердлити отвір і розгорнути на D = 30 H 6. Спіральне свердло, що застосовується для отримання отвори, складається з конічної кріпильний-приєднувальних частини, виконаної із сталі 40; робочої і ріжучої частин, виконаних з швидкорізальної сталі Р6М5 ГОСТ 19265-73.

Так як в даному завдання свердління не є заключною операцією формування отвори, необхідний діаметр свердла визначаємо за формулою;

d = D - 2 t разв.чіст, мм,

(14)

де, t разв.чіст - припуск під чистове розгортання.

Отриманий діаметр свердла необхідно уточнити на відповідність ГОСТ 885-77 (перевидання 1986 р.). встановлює діаметри спіральних свердел. Приймаються найближчим менше значення діаметра із стандартного ряду

t разв.чіст = 0,001 D + 0,03, мм,

(15)

t разв.чіст = 0,001 х30 + 0,03 = 0,06 мм;

d = 30-0,12 = 29,88 мм.

З стандартного ряду приймаємо свердло d = 29,75 мм.

Конструкція інструмента прийнята стандартна (рис. 4) за ГОСТ 10903-77, свердло спіральне з нормальним конічним хвостовиком ([2], с.368).

Інші параметри свердла ([2], с.372):

Діаметр робоче частини - D = 29,75 мм.

Довжина робочої частини - l = 175 мм.

Конус Морзе - № 3.

Рис 4. Елементи різання при свердлінні та геометричні параметри свердла

3. Розрахунок режимів обробки, операції свердління для отвори Ø 29,75 мм

Отвір Ø 29,75 мм формується при чорновій обробці заготовки. З цього отвору на наступної операції розсверждювання формується отвір Ø 30 Н6 мм. Глибина отвору дорівнює максимальній товщині заготовки і складає 40 мм.

Для здійснення операції вибрано свердло спіральне d = 29,75 мм з матеріалом ріжучої частини зі швидкорізальної сталі Р6М5, двосторонній заточення з підточений перемичкою. Хвостовик нормальний конічний за ГОСТ 10903-77. Операція здійснюється за один прохід. Оскільки дозволяє досягти визначені параметри [1].

Глибина різання t при свердлінні дорівнює половині діаметра свердління t = 0,5 Х29, 75 = 14,875 мм.

Обмежуючими факторами при розрахунку подачі є довжина отвори, що перевершує діаметр більш ніж у 5 разів; висока якість поверхні для подальшого різьбо - нарізування або розгортання; недостатня жорсткість системи СНІД. У даному випадку немає обмежуючих факторів, виходячи з міцності свердла зі швидкорізальної сталі: при діаметрі свердління 29,75 мм, σ в = 800 МПа обрана подача s о = 0,4 мм / об ([1] за табл.27, с. 433).

Швидкість різання розраховується за такою залежністю, м / хв:

V = (C V D q / T m t x S y) K mV K IV,

(16)

де коефіцієнти і показники ступенів, що характеризують групу оброблюваних матеріалів, C V = 9,8, q = 0,40, m = 0,2, у = 0,5, х = 0 ([1] за табл. 28, с. 278);

період стійкості інструмента Т = 50 хв ([1] за табл. 30, с. 279);

K mV = 0,802 - коефіцієнт, що враховує якість оброблюваного матеріалу ([1] за табл. 1-4, с. 261-263);

K IV = 1,0 - коефіцієнт, що враховує довжину свердління ([1] за табл. 31, с. 280).

Підставляючи всі значення у формулу (16), розраховуємо значення швидкості

V = (9,8 Х29, 75 0,40 / 50 0,2 х14, 875 0 х0, 4 0,5) х0, 802х1 = 22,1 м / хв.

Крутний момент розрахований за формулою, Нм



М кр = C М D q t x S y K m Р (17)



де С М = 0,041,

q = 2,0,

у = 0,7,

х = 0 - коефіцієнти і показники ступеня у формулі крутного моменту при свердлінні ([1] за табл. 32, с. 281);

До МР = 1,05 - коефіцієнт, що характеризує групу оброблюваних матеріалів ([1] за табл. 9, с. 264).

М кр = 9,81 х0, 0345х29, 75 2 х14, 875 0 х0, 4 0,7 х1, 05 = 165,627 Нм.

Осьова сила розрахована за формулою, кН

Р о = C Р D q Т x S y K m Р

(18)

де С Р = 68,

q = 1,0,

у = 0,7,

х = 0 - коефіцієнти і показники ступеня у формулі осьової сили при свердлінні ([1] за табл. 32, с. 281);

До МР = 1,05 - коефіцієнт, що характеризує групу оброблюваних матеріалів ([1] за табл. 9, с. 264).

Р про = 9,81 х68х29, 75 1 х0, 4 0,7 х1, 05 = 10973,244 Н.

Необхідно виконати умову


Р про ≤ Р max

(1 9)



де Р max - максимальне значення осьової складової сили різання, що допускається механізмом подачі верстата. За паспортними даними верстата

2А53 Р max = 12500 Н. Так як 10973,244 Н <12500 Н, то призначена подача s о = 0,4 мм / об.

Частота обертання інструменту розрахована за формулою, об / хв

n = 1000V / (πD),

(20)

n = 1000 х22, 1 / (3,14 Х29, 75) = 236,579 об / хв.

Частота обертання інструменту прийнята з ряду стандартних частот обертання для верстата 220 об / хв. Швидкість різання при стандартній частоті обертання інструменту, м / хв:

V факт = n факт (πD / 1000);

(2 1)

V факт = 220 (3,14 Х29, 75/1000) = 20,55 м / хв.

Потужність різання за формулою, кВт:

N e = М кр n / 9750

(2 2)

N e = 165,627 х220/9750 = 3,73 кВт.

Потужність приводу головного руху верстата 2А53, застосовуваного в існуючому технологічному процесі, 12,5 кВт, у нашому випадку потужності верстата достатньо для виконання операції свердління.

4. Вибір різального інструменту для операції розгортання

Другий перехід операція розгортання. На радіально - свердлильному верстаті розгорнути наскрізний отвір d = 29,75 мм до D = 30 H 6 на глибину товщини заготовки l = 40 мм. Параметр шорсткості обробленої поверхні R a = 3,2 мкм. Оброблюваний матеріал - сталь 20Х з σ = 800 МПа; заготовка - поковка відпалений.

Приймаються [3] машинну насадную розгортку D = ​​30 мм з напаяними пластинами з твердого сплаву [3]. Марка твердого сплаву Т15К6, так як здійснюється остаточна обробка конструкційної сталі.

Геометричні елементи розгортки приймаємо за довідником ([1] табл. 53. С. 160): γ = 0; α = 8 о; кут в плані φ = 45 о, ескіз розгортки (рис. 5).

Рис 5. Елементи різання: а) - при зенкування, б) - розгортанні, в) - профіль ріжучої і г) - калібрує частин зуба розгортки.

3. Розрахунок режимів обробки, операції розгортання для отвору Ø 30 Н6 мм

Глибина різання

t = Dd / 2

(2 3)

t = 30-29,75 / 2 = 0,125 мм.

Призначаємо подачу, згідно довідника ([1] стор 278, таб. 27), З урахуванням рекомендацій при чистовому розгортання в один прохід з параметром шорсткості R а = 3,2 ÷ 6,3 мкм, табличне значення подачі множимо на коефіцієнт К оs = 0,8, звідси S о = S про К оs = 1,3 х0, 8 = 1,04 мм / об, подачу приймаємо S о = 1 мм / об.

Період стійкості розгортки Т = 50 хв ([1] табл. 30. С. 280).

Швидкість різання, м / хв, при розгортанні розраховується за формулою ([1], стор 276);

V = (C V D q / T m t x S y) K V.

(24)

Значення коефіцієнта C V = 100,6 показники ступеня q = 0,3, x = 0, y = 0,65, m = 0,4 ([1], с.279, табл. 29). K V - Загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання, що враховує фактичні умови різання,

K V = K М V K І V K lV.

(25)

K М V = 0,89 - коефіцієнт на оброблюваний матеріал ([1], с.261-262, таб.1-2), K І V = 1,15 - коефіцієнт враховує вплив інструментального матеріалу ([1], с. 263, таб. 6), K lV. = 1 - коефіцієнт, що враховує глибину свердління ([1], с. 280, таб. 31).

K V = 0,89 х1, 15х1 = 1,02.

V = (100,6 х30 0,3 / 50 0,4 х0, 125 0 х1 0,65) х1, 02 = 59,53 м / хв

Для визначення крутного моменту при розгортанні кожен зуб інструменту можна розглядати як розточувальний різець. Тоді при діаметрі інструменту D крутний момент, Н м [1],

М кр = З Р t х s z у D z/2х100,

(26)

тут s z - подача, мм на один зуб інструменту, рівна s / z = 1 / 3 = 0,33 мм, де s - подача, мм / об, z - число зубів розгортки, приймаємо z = 3 [1]. Значення коефіцієнта З Р = 339, показники ступеня х = 1, у = 0,5 [1],



М кр = 339х 0,125 один х0, 33 0,5 х30х3/2х100 = 10,7 Н м



Частоту обертання шпинделя, відповідна знайденої швидкості головного руху різання визначаємо за формулою (20).

n = 1000х59, 53 / 3,14 х30 = 631,95 об / хв.

Коригуємо частоту обертання шпинделя за паспортними даними верстата і встановлюємо дійсну частоту обертання шпинделя і встановлюємо дійсну обертання n факт = 600 об / хв.

Дійсна швидкість головного руху різання за формулою (21):

V факт = 600х (3,14 х30/1000) = 56,52 м / хв.

Потужність різання визначаємо за формулою (22):

N е = 10,7 х600/9750 = 0,66 кВт

Потужність приводу головного руху верстата 2А53, застосовуваного в існуючому технологічному процесі, 12,5 кВт, у нашому випадку потужності верстата достатньо для виконання операції свердління.

Для свердління, зенкерування, розсверждювання основний час з урахуванням висновку інструменту з обробленого отвору, мм:

Т 0 = Y 1 + Y 2 + L / ns 0

(2 7)

де L - довжина отвори;

n - частота обертання заготовки;

Y 1 = t ctg φ - розрахована величина врізання - головний кут в плані, t - глибина різання);

Y 2 - 2 ... 3 мм - величина перебігаючи для наскрізного обробки;

s 0 = подача на оборот.

Тоді для операції свердління

Т 0 = (14,875 х ctg59 про +40 +2) / (0,4 х220) = 0,5 хв;

Для операції розгортання

Т 0 = (0,125 х ctg45 про +40 +3) / (1х600) = 0,078 хв;





Бібліографічний список

1. Довідник технолога-машинобудівника / Під. ред. А.Р. Косилової, Р.К. Мещерякова. М.: Машинобудування, 1963, 1972, 1986. Т 1,2

2. Довідник інструментальника / І.А. Ординарців, Г.В. Філліпов, О.М. Шевченка та ін; Під загальною ред. І.А. Ордінарцева. Л.: Машинобудування, 1979.

3. Загальномашинобудівні нормативи часу і режимів різання, Москва 1990

4. Прогресивні ріжучі інструменти та режими різання металів: Довідник / За ред. В.І. Баранникова. М.: Машинобудування, 1990.

5. Довідник технолога-машинобудівника. Т. 2 / В. Н. Гриднєв, В.В. Дощок, В.С. Замалін та ін / За ред. О.М. Малова. Изд.3-е. М.: Машинобудування, 1972.

6. Конспект лекцій з різанню матеріалів. Під ред. М.М. Огаркова.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Контрольна робота
86.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Призначення режимів різання
Оптимізація режимів різання на фрезерному верстаті
Розрахунок режимів різання при розточуванні
Розробка раціональних режимів різання при експлуатації пив круглих
Рота полку оперативного призначення ВВ МВС Росії у спеціальній операції по припиненню масових
Різання металів
Види різання деревини
Зварювання Киснева різання
Призначення озброєння екіпірування й всесторонее забезпечення підрозділів спеціального призначення
© Усі права захищені
написати до нас