1.Расчет режимов резанья

Задание по курсовой работе (Вариант №8):

Материал: Углеродистая конструкционная Cталь 40;

σ_в МПа (кГс/мм²): 568;

Твёрдость HB МПа (кГс/мм²): 2170;

Диаметр детали d, мм: 69;

Диаметр заготовки d, мм: 75;

Длина L, мм: 700;

Характер поверхности: Черновая

Шероховатость поверхности после обработки R_z, мкм: 40;

Размер державки, мм х мм: 16х25;

Материал инструмента:Т5К10;

Условие обработки: Чистовая обработка по корке с ударами со сварным швом

1.1 Выбор режущего инструмента и его характеристик

По таблице 3 и 4 определяем геометрические элементы режущей части резца: L / d_з = 700/ 75 = 9,33;

Главный угол в плане φ = 45^о, передний угол γ=14^о, задний угол α=8^о.

1.2 Глубина резания

Глубина резания принимается равной припуску, снимаемому за один заход:

При припуске на сторону h > 2 мм обработку ведут за два прохода. Первый проход осуществляют с глубиной t₁= (2/3 – 3/4) h, а второй проход — с глубиной t₂ = (1/3 – 1/4) h.

t₁= 2/3*3 = 2 мм

t₂ = 1/3*3 = 1 мм

1.3 Выбор значения подачи

Для твердого сплава радиус закругления r = 1 мм.

Значения коэффициентов и показателей степени принимаются:

Сталь — C_s = 0,008; x= 0,3; y=1,4; z=0,35; u=0,7;

Вспомогательный угол φ₁ в плане для проходных резцов при чистовой обработке принимается 45^o.

По таблицам 5 и 6 S_табл=0,8 мм/об, К_п=0.85.

По паспорту станка (приложение А) принимаем продольную подачу, учитывая шероховатость R_z= 40 мкм (таблица 7)

S=0,47 мм/об;

1.4 Скорость резания

Определяем скорость резания V(м/мин) двумя способами:

Первый способ

По таблицам 8, 9, 10 для стали при глубине резания t = 3 мм, подаче S = 0,47 мм/об, главном углу в плане φ = 45^о и режущей пластине резца из твёрдого сплава находим табличную скорость V_табл = 110 м/мин.

Поправочные коэффициенты: К₁ = 0,75; К₂ = 1,0 для P18, Т = 60 мин

Второй способ

По таблице 11 для стали и принятых S=0,47 мм/об, φ = 45^о, φ₁ =45^о, и режущей пластины из Т5К10 принимаем коэффициенты равные:

C_v=227; X_v=0,15; y_v=0,35; m=0.2; T_min=60

Поправочные коэффициенты:

- в зависимости от твёрдости обрабатываемого материала;

- в зависимости от главного угла в плане;

- в зависимости от марки твердого сплава;

- в зависимости от состояния поверхности заготовки (черновая);

Принимаем скорость резания равной

1.5 Частота вращения шпинделя

Определяем частоту вращения заготовки при данной скорости

По принятой скорости резания определяется частота вращения шпинделя:

По паспорту станка принимаем n_шп=315 об/мин.

Пересчитываем скорость резания:

Таким образом, частота резанья уменьшается. Оптимальный режим резания для заданных условий:

t=3 мм;

S=0,47 об/мин;

v=м/мин;

n_шп=315 об/мин;

Стойкость резца изменится:

Машинное время:

2. Проверка выбранного режима резанья

2.1 Проверка на прочность державки резца

1:По прочности державки резца усилие, допускаемое прочностью державки резца 16x25 мм x мм:

Примем вылет резца:

Действующая сила резания P_z определяется по таблицам 16-18. P_{z табл}=6800 Н, поправочные коэффициенты:

K₁=0,85 - в зависимости от обрабатываемого материала - K₁;

K₂=1 - в зависимости от скорости резания и переднего угла γ при точении сталей инструментом из твёрдого сплава;

P_z<P_zp - принятый режим допустим.

2.2. Проверка по прочности механизма подачи станка

Допустимая нагрузка на механизм подачи станка задается в паспорте станка, в данном случае она равна P_ст=3600 Н. Значения коэффициентов:

C_Px=3390; X_Px=1; y_Px=0.5; n=-0.4;

Действующее при найденных режимах резания усилие P_x определяем по формуле:

;

2.3. Проверка по мощности станка

По мощности станка проверка проводится по крутящему моменту.

Крутящий момент, обеспечиваемый станком:

Крутящий момент, необходимый для осуществления резания:

Условие M_кр.ст > M_кр.р удовлетворяется. Следовательно, по мощности станка принятый режим осуществим.

2.4. Проверка по жесткости детали

Деталь закреплена в центрах. Определим P_y, по таблицам 19-22:

C_Py = 2430; X_Py = 0,9; y_Py = 0,6; n = –0,3;

; Кφ = 1; Кγ = 1.

Суммарная сила R, действующая на деталь, определяется по формуле:

Для расчета силы, допустимой жесткостью детали необходимы коэффициенты:

E=2,2∙10¹¹ Па - модуль упругости обрабатываемого материала;

-момент инерции сечения заготовки;

f=0,4 мм - стрела прогиба заготовки при точении под шлифование;

L=700 мм - расстояние между точками опоры заготовки;

Сила, допустимая жёсткостью детали:

Таким образом, условие Р<Р_ж.д выполняется. Жесткость детали достаточна для принятия режимов резания.

В заключение расчета следует подсчитать машинное время по формуле:

T=L/n∗s=700/(315∗0.47)=4.73 мин

Где L=l*Δl, Δl принимается от 2 до 4 мм.

Принятые режимы резания:

t = 3 мм; S = 0,47 мм / об; v = м / мин;

n_шп = 315 об / мин; Т = 4.73 мин.

Сталь 40 – Содержание углерода 0,35 - 0,45%, 97% -железа.

Т5К10- содержит 5% титана, 10% кобальта и 85% карбидов вольфрама

Эскиз закрепления заготовки