Задания / ДЗ ПИОФ 2 Табличный, аналитический и графический методы выбора режимов резания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Озерский технологический институт -

филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

(ОТИ НИЯУ МИФИ)

Кафедра ТМиМАХП

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

по курсу

«Процессы и операции формообразования»

10 вариант

Выполнил студент группы 1ТМ-26Д			П.С. Сергеев
Преподаватель			Э.Р. Логунова

2018

Задание: выбрать режущий инструмент, таблично, аналитически и графически подобрать оптимальный режим резания для обработки заданной детали.

Материал обрабатываемой детали – СЧ28-48, HB160, отливка без корки;

Качество обработанной поверхности – R_z20;

Станок – 1А616;

Жёсткость системы СПИД – средняя;

D=40 [мм]; d=37 [мм]; L₁=35 [мм]; L=60 [мм].

1. Выберем материал режущей части резца [1, 8 с., 1 т.].

Для чернового и чистового растачивания отливки без корки подходят сплавы: ВК6, ВК6М, ВК8. Возьмём сплав ВК6.

2. Выберем геометрические характеристики режущей части [1, 9 с., 2 т.].

Для обработка серого чугуна подойдёт плоская передняя поверхность с положительным передним углом.

;

.

Для обработки глухих отверстий главный угол в плане должен быть больше 90°.

;

.

Для требуемой шероховатости подойдёт радиус при вершине .

3. Выберем параметры сечения резца в зависимости от высоты центров над опорной поверхностью резцедержателя.

Державка квадратного сечения .

Выбранным параметрам соответствует резец 2141-0073 по ГОСТ 18883-73.

4. Определим глубину резания при точении.

.

Для заданной чистоты поверхности детали рассчитанный припуск можно снять за один проход.

.

ТАБЛИЧНЫЙ МЕТОД

1. Определим подачу для растачивания [2, 19 с., 7 т.].

Для обработки чугуна с радиусом при вершине, равном 1 мм оптимальной будет подача . Для сравнительно небольшого обрабатываемого диаметра на станке 1А616 имеется подача .

Проверим выбранную подачу на допущение прочности державки резца [1, 22 с., 10 т.]:

При заданной глубине резания и твёрдости обрабатываемого материала допускается подача до 0,81 мм.

Проверим выбранную подачу на допущение прочности твердосплавной пластины резца [1, 23 с., 11 т.]:

Максимальная предельная подача для пластин из твёрдого сплава, независимо от их толщины 0,8 мм.

2. Определим скорость резания при растачивании [2, 28 с., 16 т.].

Скорость резания зависит от заданных твёрдости обрабатываемого материала, глубины резания и подачи. С учётом поправочных коэффициентов имеем:

.

3. Определим частоту вращения шпинделя исходя из технических характеристик станка и скорости резания.

.

Для станка 1А616 ближайшая частота вращения

.

4. Определим мощность, затрачиваемую на резание [2, 32 с., 20 т.], и установим, способен ли станок обеспечить выбранный режим резания.

Для заданного режима резания необходима мощность 1,7 кВт.

Станок 1А616 имеет двигатель мощностью 4 кВт, следовательно, выбранные режимы резания для его не превышают допустимых.

5. Сведём полученные данные в таблицу:

Таблица 1
t, [мм]	S, [мм/об]	n, [об/мин]	v, [м/мин]
1,5	0,26	1120	141

АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД

Определим поправочные коэффициенты, характеризующие вид и условия обработки заготовки [4, г. 4, т. 9, 22, 23].

C_Pz=92;

x_Pz=1;

y_Pz=0,75;

n=0,4;

m=0,2;

.

1. Определим подачу для растачивания.

1. Подача, допустимая прочностью державки резца.

Определим момент сопротивления сечения державки:

,

D – диаметр державки у основания.

Определим подачу выразив её из формулы [2, 6 с., 6 ф.]:

,

[σ]_и – предел прочности на изгиб материала державки,

l – вылет державки.

2. Подача, допустимая жёсткостью державки резца S_ж.р..

Определим момент инерции сечения державки:

,

D – средний диаметр державки.

Определим подачу выразив её из формулы [2, 6 с., 9 ф.]:

,

E – модуль Юнга,

f – допустимый прогиб резца.

3. Подача, допустимая прочностью твердосплавной пластины [2, 7 с., 12 ф.]:

,

C – толщина пластины,

φ – главный угол в плане.

4. Подача, допустимая прочностью механизма подач станка.

Определим подачу выразив её из формулы [2, 8 с., 16 ф.]:

,

Q_м.п. – усилие, допустимое механизмом подачи.

5. Подача, допустимая жёсткостью изделия.

Определим момент инерции сечения заготовки:

,

D – наружный диаметр заготовки,

d – внутренний диаметр заготовки.

Определим подачу [2, 10 с., 21 ф.]:

,

f_доп – допустимый прогиб заготовки,

A – коэффициент, зависящий от метода закрепления детали в станке,

L – длина вылета детали.

Можно подобрать патрон, вылет кулачков которого равен длине детали. Тогда ограничений на подачу не будет.

6. Подача, допустимая шероховатостью поверхности детали [2, 10 с., ф. 22]:

,

r – радиус при вершине резца.

7. Подача, допустимая мощностью и крутящим моментом на шпинделе станка.

Подача, определяемая крутящим моментом на шпинделя станка, выражается из формулы [2, 12 с., ф. 29]:

.

Подача, определяемая мощностью станка, выражается из формулы [2, 11 с., 26 ф.]:

.

8. Подача, допустимая стойкостью резца [2, 12 с., ф. 33]:

,

T – период стойкости инструмента,

m – показатель относительной стойкости.

Таблица 2
№ ступени	n, об/мин	M, Н*м	Подача допустимая										Технологическая S, мм/об		Фактическая S, мм/об		Минутная S, мм/мин		Основное время t, мин
			Sп.д., мм/об	Sж.д., мм/об	Sп.п., мм/об	Sм.л., мм/об	Sж.д., мм/об	Sч.o., мм/об	Sм.с., мм/об	Sк.м., мм/об	Sс.р., мм/об
1	11,2	557	1,37	0,114	0,874	17,44	1,4	0,219	68,3	536	41,4	0,114		0,114		1,28		31,33
2	18	617							78,3	285	21,9	0,114		0,114		2,05		19,49
3	28	620							78,7	158	12,2	0,114		0,114		3,19		12,53
4	45	563							69,3	83,8	6,48	0,114		0,114		5,13		7,80
5	56	522							62,6	62,6	4,84	0,114		0,114		6,38		6,27
6	71	412							45,7	45,6	3,53	0,114		0,114		8,09		4,94
7	90	325							33,3	33,3	2,57	0,114		0,114		10,26		3,90
8	112	264							25,2	24,8	1,92	0,114		0,114		12,77		3,13
9	140	209							18,5	18,5	1,42	0,114		0,114		15,96		2,50
10	180	163							13,2	13,2	1,02	0,114		0,114		20,52		1,95
11	224	130							9,81	9,87	0,76	0,114		0,114		25,54		1,57
12	280	104							7,29	7,33	0,57	0,114		0,114		31,92		1,25
13	355	88							5,83	5,34	0,41	0,114		0,114		40,47		0,99
14	450	69							4,22	3,89	0,30	0,114		0,114		51,3		0,78
15	560	56							3,19	2,91	0,22	0,114		0,114		63,84		0,63
16	710	42							2,17	2,21	0,16	0,114		0,114		80,94		0,49
17	900	33							1,58	1,54	0,12	0,114		0,114		102,6		0,39
18	1120	26							1,15	1,15	0,089	0,089		0,08		89,6		0,45
19	1400	21							0,86	0,86	0,066	0,066		0,065		91		0,44
20	1800	15							0,55	0,61	0,047	0,047		0,065		–		–
21	2240	11							0,36	0,46	0,035	0,035		0,065		–		–

2. Определим скорость резания при растачивании для выбранной ступени.

.

3. Сведём полученные данные в таблицу:

Таблица 3
t, [мм]	S, [мм/об]	n, [об/мин]	v, [м/мин]
1,5	0,114	900	113,1

ГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД

1. Определим силы резания P_z при подаче и глубинах резания .

;

;

;

.

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

2. Пропотенцируем величину подачи и значения полученных сил.

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

.

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

3. Построим номограмму зависимости P_z=f(S, t).

В координатных осях S и P_z построим вертикальные линии по каждой из подач станка. Построим в точках на вертикальной линии подачи , соответствующих логарифмов сил резания наклонные прямые с угловым коэффициентом k=0,75. Минимальное значение силы резания возьмём при , , максимальное . Значения подач возьмём по всему диапазону подач станка.

4. Определим поправочные коэффициенты, характеризующие вид и условия обработки заготовки [4, г. 4, т. 1-6, 17].

C_v=240;

x=0,2;

y=0,4;

m=0,28;

.

5. Определим скорости резания v при подаче и глубинах резания .

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

6. Пропотенцируем значения полученных скоростей резания.

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

7. Построим номограмму зависимости v=f(S, t).

В координатных осях S и v построим вертикальные линии по каждой из подач станка. Построим в точках на вертикальной линии подачи, соответствующих логарифмов скоростей резания наклонные прямые под угловым коэффициентом k=-0,4. Минимальное значение скорости резания возьмём при , , максимальное при , . Значения подач возьмём по всему диапазону подач станка.

8. Определим скорости резания для различных частот вращения. Для расчёта возьмём диаметр D=100 мм.