Определение параметров резания при токарной обработке деталей

Определение параметров резания при токарной обработке деталей

Министерство общего и профессионального образования

СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

Свердловской области

«Нижнетагильский техникум металлообрабатывающих производств и сервиса»

Контрольная работа № 1

«Процессы формообразования и инструменты»

Студент: Чернышев А. Ю.

Форма обучения: заочная

Срок обучения: 2 года 10 месяцев

Специальность: «Технология машиностроения»

Нижний Тагил. 2012

Задача № 2

Выбрать геометрические параметры токарного расточного резца с пластиной из твёрдого сплава, предназначенного для предварительного растачивания на проход без ударных нагрузок заготовки из стали 40ХНМА с пределом прочности ơ_в = 850 МПа (~85 кгс/мм²). Размеры поперечного сечения державки резца 30 × 30 мм. Система станок - инструмент - заготовка нежёсткая.

Решение:

. По справочнику(16) выбираем радиусную форму передней поверхности резца с фаской IIб (табл. 29, с.187). Фаску с отрицательным передним углом делают для упрочнения наименее прочного и наиболее нагруженного участка режущей кромки резцов с пластиной из твердого сплава, предназначенных для обработки заготовок из конструкционных сталей высокой прочности. Необходим стружколоматель.

2. Передний угол γ = 15°; для конструкционной стали ơ_в ≤ 100 кгс/мм².

3. Передний угол на упрочняющей фаске γ = - 3° ÷ - 5°; принимаем γ = - 3°:

4. Главный задний угол на пластине из твердого сплава α = 6°;

5. Угол наклона главной режущей кромки λ = 0, так, как осуществляется растачивание без ударных нагрузок (в табл. 30 значение угла не приведено).

6. Главный угол в плане φ^о = 90° (табл. 31, с. 190), так как по условию задачи точение производится на проход при нежесткой системе станок - инструмент - заготовка.

7. Вспомогательный угол в плане φ₁ = 20° (табл. 31, с. 190), так как обработка осуществляется расточным резцом с пластиной из твердого сплава.

8. Радиус при вершине резца r = 0,75 - 1,5 мм, выбираем r = 1, так как резец расточной с пластиной из твердого сплава, с державкой сечением 30 X 30 мм (табл. 32, с 190и табл. 4, примечание3, с. 420).

Задача № 3

Определить скорость резанья при обработке заготовки диаметром D= 95 мм на токарном станке с частотой вращения шпинделя n = 630 об/мин.

Решение. Скорость резанья при точении

Задача № 4

токарный станок шпиндель резание

Определить частоту вращения шпинделя станка при обтачивании заготовки диаметром D = 54 мм на токарном станке со скоростью резанья υ = 170 мм/мин (~ 2,84 м/с).

Решение. Частота вращения шпинделя токарного станка

Задача № 5

Определить минутную подачу s_м при обтачивании заготовки на токарном станке с частотой вращения шпинделя n = 160 об/мин; подача резца за один оборот шпинделя s = 0,95 мм/об

Решение. Минутная подача резца

s_м = sn = 0,95 × 160 = 152 мм/мин

Задача № 6

Определить глубину резанья t при обтачивании заготовки диаметром D = 50 мм на токарном станке в два прохода.

При переходе предварительной обработки заготовка обтачивается до D₀ = 43,5 мм, а при окончательной обработке - до d = 42 мм.

Решение. При предварительном обтачивании глубина резания

При окончательном обтачивании

Задача № 7

Определить основное время при продольном обтачивании на проход заготовки диаметром D = 37 мм до d = 35 мм на длине Ɩ = 45 мм. Частота вращения шпинделя станка n = 2000 об/мин; подача резца s = 0,17 мм/об. Резец проходной с главным углом в плане φ = 45^о

Решение. Основное время при точении

По условию известны все величины, входящие в формулу, кроме длины прохода резца L = Ɩ + y + ∆, где врезание резца y = t ctg φ; перебег резца .

При числе проходов i = 1 глубина резанья

Тогда y = 1 ctg 45 = 1 × 1 = 1 мм

Принимаем перебег резца ∆ = 2 мм. Таким образом,

 мм

Задача № 8

Определить основное время при подрезании сплошного торца заготовки диаметром D = 100 мм на токарном станке за один проход. Частота вращения шпинделя n = 400 об/мин; подача резца s = 0,6 мм/об. Припуск на обработку (на сторону) h = 3,5 мм. Резец проходной отогнутый с углом φ = 45°.

Решение. Основное время при точении

Длина прохода резца при подрезке сплошного торца

Врезание резца y = t ctg φ. При числе проходов i = 1 глубина резанья t = h = 3,5 мм. Тогда y = 3,5 ctg 45^о = 3,5 мм. Перебег резца ; принимаем ∆ = 2 мм.

Таким образом,

Задача № 9

Определить основное время при отрезании кольца от заготовки, имеющей форму трубы, на токарном станке резцом из твёрдого сплава. Наружный диаметр заготовки D = 50 мм; внутренний диаметр d = 40 мм. Частота вращения шпинделя n = 630 об/мин; подача резца s = 0,10 мм/об.

Решение. Основное время

Длина прохода резца при отрезке кольца

Второе слагаемое учитывает врезание и перебег резца; принимаем его равным 2 мм. Тогда:

Задача № 10

По эмпиричеческим формулам теории резанья определить составляющие силы резанья P_z, P_y, P_x при продольном точении заготовки из серого чугуна твердостью 210 HB резцом с пластиной из твёрдого сплава ВК6 без охлаждения. Глубиной резанья t = 1 мм; подача резца S₀ = 0,23 мм/об; скорость главного движения резания υ = 180 м/мин (~ 3 м/с). Геометрические элементы резца: форма передней поверхности - плоская; φ = 45^о; φ₁ = 10^о; α = 10^о; γ = +5^о; λ = - 5^о; r = 2 мм.

Решение:

1.      Общий вид:

Главная составляющая сила резанья

Радиальная составляющая сила резания

Осевая составляющая сила резанья

2.      Значение коэффициентов и показателей

3.      Поправочные коэффициенты:

На характеристику механических свойств обрабатываемого серого чугуна с твёрдостью 210 НВ

На угол наклона режущей кромки λ = - 5^о

На главный передний угол γ = +5^о

4.      Общий поправочный коэффициент:

5.      Составляющая сила P_z:

6.      Составляющая сила P_y:

7.      Составляющая сила P_x:

Задача № 11

Определить мощность N_рез, затрачиваемую на резание, и момент сопротивления резанию М_с.р, если при продольном точении заготовки диаметром D = 85 мм со скоростью главного движения резания υ = 265 м/мин (~4,42 м/с) главная составляющая силы резания P_z = 600 Н (~ 60 кгс).

Решение:

Мощность, затрачиваемая на резанье

Момент сопротивления резанию

В единицах СИ

Задача № 12

Определить с помощью нормативов режимов резания мощность, затрачиваемую на резание, при обтачивании резцом из твёрдого сплава заготовки из серого чугуна твёрдостью 170 НВ. Режим резания: t = 4 мм; S₀ = 0,95 мм/об; υ = 92 м/мин (~1,53 м/с). Геометрические элементы резца: φ = 90^о; γ = +5^о. Определить, достаточна ли мощность токарно - винторезного станка 16К20 для работы с указанным режимом резания.

Решение:

.        Для твёрдости 170 - 225 HB; t до 4 мм; S₀ до 0,96 мм/об; υ ~ 100 м/мин мощность N_табл = 4,9 кВт.

.        Для заданных геометрических элементов резца поправочный коэффициент на мощность К_N = 1.

Следовательно, N_рез = N_табл = 4,9 кВт.

.        Резание возможно при N_шп

.        Мощность (кВт) N_шп = N_дȠ. По паспортным данным станка 16К20 мощность электродвигателя N_д = 10 кВт, а КПД Ƞ = 0,75. Следовательно, N_шп =10 Х 0,75 = 7,5 кВт. Таким образом необходимое условие (п.3) выдержанно, т.е. обработка возможна.