Размещено на http://
Задание
Выбрать инструментальный материал и геометрические параметры режущей части резца.
Аналитически рассчитать рациональный режим резания при обтачивании валика на станке 16К20
Исходные данные
Вариант №91
Материал заготовки – CЧ24
Предел прочности
Предел текучести НВ=220
Обрабатываемый диаметр D=90 мм
Диаметр после обтачивания d=80 мм
Длина обтачивания L=400 мм
Шероховатость
Способ крепления на станке - в центрах
инструментальный угол резание станок
Выбор инструментального материала
Выбор группы твердого сплава определяется родом и механическими свойствами обрабатываемого материала.
Обработка чугунов по сравнению с обработкой сталей характеризуется меньшими температурами резания. Поэтому при обработке чугунов используют менее теплостойкие, но более дешевые сплавы группы ВК. Предпочтение этой группе в данном случае отдается вследствие их повышенной прочности, вязкости, что чрезвычайно важно при обработке чугунов, когда образуется стружка надлома и скалывания, а ударная пульсирующая нагрузка концентрируется на малой площадке контакта стружка – инструмент.
По таблице 2 – Выбор марок твердого сплава при точении из методического пособия для чернового точения по корке при неравномерном сечении и непрерывном резании чугунов с твердостью НВ меньше 240 выбираем марку твердого сплава ВК4.
Выбор геометрических параметров режущей части резца
Выбор величины переднего угла и формы передней поверхности
При оснащении резца пластинкой твердого сплава рекомендуют три формы передней поверхности
Рис.1
В нашем случае выбираем форму II – плоская с отрицательной фаской применяется для обработки серого и ковкого чугунов. По таблице 6 методического пособия принимаем передний угол .
Выбор задних углов
Задние углы обеспечивают зазор между трущимися поверхностями резца, поверхностью резания и обработанной поверхностью детали. Величина их мало зависит от механических свойств обрабатываемого материала и определяется в основном величиной подачи. По таблице 6 методического пособия принимаем задний угол
1.3 Выбор углов в плане
Главный угол в плане оказывает влияние на интенсивность деформации срезаемого слоя, силы и температуру резания, шероховатость обработанной поверхности.
Для проходных резцов в случае обработки в условиях достаточно жесткой системы СПИД (станок – приспособление – инструмент – деталь), при отношении длины детали L к ее диаметру D меньше 12 ().
Вспомогательный угол в плане, уменьшает участие вспомогательной режущей кромки в резании и влияет на допускаемую скорость резания и шероховатость обработанной поверхности. По таблице 5 методического пособия для черновой обработки принимаем .
1.4 Выбор угла наклона главной режущей кромки
Угол влияет на направление сходящей стружки и определяет точку первоначального контакта режущей кромки и срезаемого слоя. При черновой обработке предпочтительнее положительные значения угла , так как при таких значениях угла лезвие резца более массивное и стойкое. По таблице 6 методического пособия принимаем .
Аналитический расчет режимов резания
Глубина резания определяется по формуле
мм
где - диаметр обрабатываемой поверхности;
- диаметр обработанной поверхности.
t=(D-d)/2=(90-80)/2=5
Максимальные значения подач определим по формулам:
- подача, допускаемая прочностью детали,
- подача, допускаемая жесткостью детали,
- подача, допускаемая прочностью резца,
- подача, допускаемая жесткостью резца,
- подача, допускаемая прочностью слабого звена механизма подачи станка,
- подача, допускаемая прочностью пластинки твердого сплава,
- подача, допускаемая шероховатостью обработанной поверхности,
где и - коэффициенты учитывающие метод закрепления детали на станке: при закреплении заготовки в патроне и заднем центре принимаем Кп=0.4 и КЖ=2.4.
- допустимое напряжение при изгибе для материала детали,
Для чугуна
где - коэффициент запаса прочности;
- допустимое напряжение при изгибе для материала державки резца, (материал державки- сталь 45, );
- модуль нормальной упругости обрабатываемого материала, (для чугуна принимаем );
- модуль нормальной упругости материала державки резца, (принимаем );
- вылет резца, мм;
- длина детали, мм;
Н=25 – высота державки резца, мм;
В=25 – ширина державки резца, мм;
- допускаемая стрела прогиба детали, мм, принимаем =0,1);
- допускаемая стрела прогиба резца, мм (для предварительного точения
=0,1 мм);
- наибольшая сила допускаемая прочностью механизма подачи станка, Н = 6000 Н;
- наибольшая сила, допускаемая прочностью пластинки твердого сплава, =9600 Н
- коэффициент и показатели степени, характеризующие влияние различных факторов на шероховатость обработанной поверхности;
Rz=80- высота микронеровностей, мкм;
- радиус закругления вершины резца, мм; r=1мм
- главный угол в плане;
- вспомогательный угол в плане;
- коэффициент и показатели степени в формуле тангенциальной составляющей силы резания.
SЖД=
SПР=
SЖР=19.664 мм/об
Sст=
Sпл=
Sш==0.072 мм/об
По паспортным данным станка принимаем подачу мм/об.
Скорость резания
При точении скорость резания рассчитывается по формуле
где - постоянная, характеризующая условия обработки,
Xv=0.2; Yv =0.2; m=0.4 показатели степени;
- коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала
Кm
- коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности,
- коэффициент, учитывающий марку инструментального материала,
- коэффициент, учитывающий главный угол в плане,K=0.88
V= м/мин
Расчетное число оборотов шпинделя станка рассчитывается по формуле
n=мин-1
По паспорту станка принимаем ближайшее меньшее значение n=630 мин-1
Действительная скорость резание определяем по формуле :
Vд==178
Тангенциальная составляющая силы резания при точении определяем по формуле:
Н
где - постоянная и показатели степени, характеризующие условия обработки;
- поправочный коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой заготовки
- поправочный коэффициент, учитывающий значение переднего угла плане, принимаем;K
- поправочный коэффициент, учитывающий значение главного угла в плане, принимаем .
Pz=920* H
Мощность потребная на резание, рассчитывается по формуле
кВт
Nэ==1.94 кВт
Расчетная мощность электродвигателя станка определим:
кВт
Мощность электродвигателя и коэффициент полезного действия станка берутся из паспортных данных станка.
Nст==2.58 кВт
Основное машинное время определим по формуле:
где l – длина обрабатываемой поверхности, мм;
- величина врезания, мм
l1=3/885;
l2=2- величина перебега;
- действительное число оборотов шпинделя, об/мин;
- действительная подача, мм/об.
Tо ==8.56 мин.