Расчет режимов резания и техническое нормирование.

Качество и эффективность изготовления деталей зависят от рационального проведения процессов обработки заготовок резанием, которое достигается в тех случаях, когда режущая часть инструмента имеет оптимальные геометрические параметры и качественную заточку лезвий и обработка заготовок ведется с технически и экономически обоснованными подачами S и скоростями резания V.

Режимы резания характеризуются числовыми значениями глубины резания, подачи (или скорости движения подачи) и скорости резания, а также геометрическими параметрами и стойкостью инструментов, силами резания, мощностью и другими параметрами процесса резания, от которых зависят его технико-экономические показатели.

Расчет режимов резания на наружную цилиндрическую поверхность Ø40 . Шероховатость Rz = 80 мкм.

Исходные данные: деталь «Вал» из стали 45. Заготовка – «поковка». Обработка производится на токарно-винторезном станке 16К20. Режущий инструмент – резец токарный Т15К6 ГОСТ 18879-73 [7, П.2, таб. 7, стр. 120].

Операция «Токарная».

Переход 1. Точить поверхность Ø40 предварительно.

1. Глубина резания – t, мм

t = 1,75 мм [7, стр. 261].

2. Подача – S, мм/об

S = 0,5 мм/об [7, таб.11, стр.265-266].

3. Скорость резания – V, м/мин [6, стр.265].

 

(1)

 

где Сυ – коэффициент,

х, у, m – показатели степени,

T – период стойкости инструмента (мин),

Кυ – является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки.

Сυ = 350; х = 0,15; у = 0,35; m = 0,20; T = 60 мин [7, стр.268-270].

Находим поправочный коэффициент по формуле (2) [6, стр.268-270].

 

Кυ = Кмυ • Кпυ • Киυ (2)

 

где Кмυ - поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от материала заготовки,

Кпυ – поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности,

Киυ - поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от режущего инструмента.

Что бы определить поправочный коэффициент по формуле (2) необходимо рассчитать Кмυ - поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от материала заготовки по формуле (3) [7, таб.1, стр.261].

 

(3)

 

где – предел прочности,

К – коэффициент для материала инструмента,

n – показатель степени при обработке.

=750 МПа; [7, табл.2, стр.262],

К = 1 [7, табл.2, стр.262],

n = 1 [7, табл.2, стр.262],

Кпυ = 0,8 [7, таб. 5, П.3, стр.263],

Киυ = 1 [7, П. 4, таб.5, стр.263],

Кυ =

м/мин

4. Определяем частоту вращения шпинделя - n, об/мин [7, стр.280].

 

(4)

 

где – скорость резания (м/мин),

– диаметр обрабатываемой поверхности (мм),

– постоянное число Пи равное 3,14.

об/мин

5. Уточняем частоту вращения шпинделя по паспорту токарного станка 16К20 и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону. [8, стр.63].

Принимаем n = 1000 об/мин.

6. Пересчитываем скорость резания, Vф.

Vф – фактическая скорость резания, м/мин: [7, стр.280].

 

(5)

 

м/мин

 

 

7. Определим силу резания Р, Н по формуле (6) [7, стр.271].

 

(6)

 

где – коэффициент,

– показатели степени для конкретных условий обработки,

– глубина резания (мм),

– подача (мм/об),

– скорость резания (м/мин),

– поправочный коэффициент.

Находим поправочный коэффициент по формуле (7) [7, стр. 271].

 

(7)

 

где – коэффициент, для стали и чугуна учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости,

– коэффициент, зависящий от главного угла в плане,

– коэффициент, зависящий от переднего угла,

– коэффициент, зависящий от угла наклона главного лезвия,

– коэффициент, зависящий от радиуса при вершине резца.

Что бы определить поправочный коэффициент по формуле (7) необходимо рассчитать – коэффициент, для стали и чугуна учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости (8) [7, таб.1, стр.261].

 

(8)

 

где – предел прочности,

n – степень.

=300; х =1; у =0,75; n= -0,15; =1,75; =0,5 мм/об; =132,5 м/мин; [7, таб.22, стр. 273],

=0,89 [7, таб.23, стр. 275],

=1 [7, таб.23, стр. 275],

=1 [7, таб.23, стр. 275],

=1 [7, таб.23, стр. 275],

=750 Мпа, [7, таб.9, стр.264],

n =0,75 [7, таб.9, стр.261].

Н

8. Определим мощность резания , кВт по формуле (9) [7, стр.271].

 

(9)

 

где – тангенсальная сила резания (Н),

– скорость резания (м/мин).

кВт

Мощность резания не должна превышать эффективную мощность главного привода станка N_е<N_э .

кВТ [8, стр.63].

Сравнивая рассчитанную мощность резания с мощностью резания указанную в паспорте станка делаем вывод, что условие выполняется, значит инструмент подобран верно.

9. Основное время , мин. Рассчитывают по формуле (10) [4, стр. 77].

 

(10)

 

где – длина рабочего хода инструмента (мм),

– подача (мм/об),

– частота вращения шпинделя (об/мин),

– число проходов инструмента.

Длина рабочего хода инструмента рассчитывается по формуле (11) [4, стр. 77].

 

(11)

 

где – длина обрабатываемой поверхности (мм),

– величина врезания инструмента (мм),

– величина перебега инструмента (мм).

=1, [4, стр. 163],

= 5(мм), [4, стр. 163],

= 1(мм), [4, стр. 163],

= 3 (мм), [4, стр. 163].

(мм)

(мин)

Переход 2. Точить поверхность Ø40 окончательно.

Шероховатость Rz 80 мкм.

1. Глубина резания – t, мм

t = 0,25 мм [7, стр. 261].

2. Подача-S мм/об

S = 0,7 мм/об [7, таб. 14, стр.268].

3. Скорость резания – V, м/мин [7, стр.265].

 

(1)

 

где Сυ – коэффициент,

х, у, m – показатели степени,

T – период стойкости инструмента (мин),

Кυ – является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки.

Сυ = 350; х = 0,15; у = 0,35; m = 0,20; T = 60 мин [7, стр.268-270].

Находим поправочный коэффициент по формуле (2) [6, стр.268-270].

 

Кυ = Кмυ • Кпυ • Киυ (2)

 

где Кмυ - поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от материала заготовки,

Кпυ – поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности,

Киυ - поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от режущего инструмента.

Что бы определить поправочный коэффициент по формуле (2) необходимо рассчитать Кмυ - поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от материала заготовки по формуле (3) [7, таб.1, стр.261].

 

(3)

 

где – предел прочности,

К – коэффициент для материала инструмента,

n – показатель степени при обработке.

=750 МПа; [7, табл.2, стр.262],

К = 1 [7, табл.2, стр.262],

n = 1 [7, табл.2, стр.262],

Кпυ = 0,8 [7, таб. 5, П.3, стр.263],

Киυ = 1 [7, П. 4, таб.5, стр.263],

Кυ =

м/мин

4. Определяем частоту вращения шпинделя - n, об/мин [7, стр.280].

 

(4)

 

где – скорость резания (м/мин),

– диаметр обрабатываемой поверхности (мм),

– постоянное число Пи равное 3,14.

об/мин

5. Уточняем частоту вращения шпинделя по паспорту токарного станка 16К20 и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону. [8, стр.63].

Принимаем n = 1250 об/мин.

6. Пересчитываем скорость резания, Vф.

Vф – фактическая скорость резания, м/мин: [7, стр.280].

 

(5)

 

м/мин

7. Определим силу резания Р, Н по формуле (6):

 

(6)

 

где – коэффициент,

– показатели степени для конкретных условий обработки,

– глубина резания (мм),

– подача (мм/об),

– скорость резания (м/мин),

– поправочный коэффициент.

Находим поправочный коэффициент по формуле (7) [7, стр. 271].

 

(7)

 

где – коэффициент, для стали и чугуна учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости,

– коэффициент, зависящий от главного угла в плане,

– коэффициент, зависящий от переднего угла,

– коэффициент, зависящий от угла наклона главного лезвия,

– коэффициент, зависящий от радиуса при вершине резца.

Что бы определить поправочный коэффициент по формуле (7) необходимо рассчитать – коэффициент, для стали и чугуна учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости (8) [7, таб.1, стр.261].

 

(8)

 

где – предел прочности,

n – степень.

=300; х =1; у =0,75; n= -0,15; =1,75; =0,5 мм/об; =132,5 м/мин; [7, таб.22, стр. 273],

=0,89 [7, таб.23, стр. 275],

=1 [7, таб.23, стр. 275],

=1 [7, таб.23, стр. 275],

=1 [7, таб.23, стр. 275],

=750 Мпа, [7, таб.9, стр.264],

n =0,75 [7, таб.9, стр.261].

Н

8. Определим мощность резания, кВт по формуле (9) [7, стр.271].

 

(9)

 

где – тангенсальная сила резания (Н),

– скорость резания (м/мин).

кВт

Мощность резания не должна превышать эффективную мощность главного привода станка N_е<N_э .

кВТ [8, стр.63].

Сравнивая рассчитанную мощность резания с мощностью резания указанную в паспорте станка делаем вывод, что условие выполняется, значит инструмент подобран верно.

9. Основное время , мин. Рассчитывают по формуле (10) [4, стр. 77].

 

(10)

 

где – длина рабочего хода инструмента (мм),

– подача (мм/об),

– частота вращения шпинделя (об/мин),

– число проходов инструмента.

Длина рабочего хода инструмента рассчитывается по формуле (11) [4, стр. 77].

(11)

 

где – длина обрабатываемой поверхности (мм),

– величина врезания инструмента (мм),

– величина перебега инструмента (мм).

=1, [4, стр. 163],

= 5(мм) [4, стр. 163],

= 1(мм), [4, стр. 163],

= 3 (мм), [4, стр. 163].

(мм)

(мин)

 

Заключение

В результате выполнения курсовой работы по предмету «Процессы и операции формообразования» было описано назначение детали и условий ее работы, описан тип производства, выбор заготовки. Выполнен расчет режимов резания. Была разработана карта наладки на токарную обработку, а так же чертеж токарного прямого проходного упорного резца. Выполняя работу, был освоен подход к решению поставленной задачи.

Приобретенные навыки в данной курсовой работе в дальнейшем пригодятся для решения более сложных инженерных задач.

 

 

Список литературы

1.Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Процессы и операции формообразования» С.Ю. Жачкин 2015г.

2. Дмитриев В.А. «Проектирование заготовок в машиностроении», 2008г.

3. Лабораторный практикум по курсу "Режущий инструмент": учеб. пособие / В. М. Пачевский. - Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2004. - 146 с

4. Пачевский В.М. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2004. 177 с.

5.Грановский Г. И., Грановский В. Г. Резание металлов: Учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов.—М.: Высш. шк., 1985,— 304 с, ил.

6. Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах Т.1 А.Г. Косилова, Р.К. – 4е изд., прераб., и доп. – М: Машиностроение, 1985. 496 с., ил.

7. Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах Т. 2 А.Г. Косилова, Р.К. – 4е изд., прераб., и доп. – М: Машиностроение, 1985. 496 с., ил.

8. Московский станкостроительный завод «Красный пролетарий» им. А. И. Ефремова паспорт токарно-винторезных станков 16К20, 16К20П, 16К20Г,16К25, Москва 1975г.

 

 

Приложение А

 

 

Приложение Б

 

 

Приложение В

 

 

Приложение Г