Розрахунок режимів різання при обробці деталі "Шайба ступінчаста"

Розрахунок режимів різання розрахунково-аналітичним методом для токарної та фрезерної операції. Знаходження коефіцієнтів для визначення складових сили різання. Визначення загального поправочного коефіцієнту на швидкість різання. Види фрезерних операцій.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык украинский
Дата добавления 04.07.2010
Размер файла 1,2 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Міністерство освіти і науки України

Житомирський державний технологічний університет

Кафедра ТМ і КТС

Група

Контрольна робота

з курсу „Теорія різання”

ТЕМА: «Розрахунок режимів різання при обробці деталі - Шайба ступінчаста»

Виконав:

Перевірив:

Житомир

1. Вибір деталі та методів обробки

Обрана деталь (рис. 1) являє собою ступінчасту шайбу, виготовлену з сірого чавуну СЧ20, ув=196 МПа = 19,6 кг/мм2; НВ 170…241.

Рис. 1. Шайба ступінчаста. Ескіз

Для подальших розрахунків призначимо наступні методи обробки:

1) обточування діаметру 113,3 мм (токарна операція);

2) фрезерування пазу 56,65 мм (фрезерна операція);

3) свердління отворів 1 і 3 (див. рис. 1) - (свердлильна операція);

4) зенкування фасок 2 і 4 (свердлильна операція);

5) зенкерування отворів 1 і 3 (свердлильна операція);

6) розвертання отворів 1 і 3 (свердлильна операція).

Для кожного виду обробки вибираємо різальні інструменти, керуючись рекомендаціями [1], виходячи із оброблюваного матеріалу та заданих початкових умов:

- для обточування діаметру 113,3 - токарний прохідний різець ГОСТ 18878-73 з пластинами з твердого сплаву ВК6 [с. 120, 1].

- для фрезерування пазу 56,65 мм - фреза торцева насадна ш125 ГОСТ 9473-80, матеріал твердосплавних пластин - ВК6, кількість зубів z =12, ширина B = 42 мм [табл. 94, с. 187, 1]; геометричні параметри фрези за ГОСТ 9473-80;

- для свердління отворів 1 і 3 - свердла ш18,5 і ш30 ГОСТ 10903-77 [табл. 42, с. 147, 1], матеріал - швидкорізальна сталь Р6М5;

- для зенкування фасок 2 і 4 - конічна зенковка ш22, матеріал - швидкорізальна сталь Р6М5;

- для зенкерування отворів 1 і 3 - зенкери ш19,9 і ш31,8 ГОСТ 12489-71, матеріал - швидкорізальна сталь Р6М5;

- для розвертання отворів 1 і 3 - розвертки ш20 і ш33 ГОСТ 1672-80, матеріал - швидкорізальна сталь Р6М5.

2. Виконання ескізів

Ескіз деталі наведений і п. 1 (рис. 1).

Ескізи різальних інструментів (свердла та торцевої фрези) подано на рис. 2 і 3.

Рис. 2. Свердло ш18,5. Ескіз.

Рис. 3. Торцева фреза. Ескіз.

3. Розрахунок режимів різання

Для токарної та фрезерної операції визначимо режими різання розрахунково-аналітичним способом, а для свердлильної - табличним способом.

3.1 Розрахунок режимів різання розрахунково-аналітичним методом

Токарна операція

Оскільки точність поверхні 113,3 після обробки не задана, приймемо для даної поверхні - чорнове точіння. Верстат 16К20. Призначимо глибину різання t = 1 мм. Розрахунок режиму різання будемо вести у такій послідовності:

1. Для чорнового точіння за [табл. 11, с.266, 1] при заданому діаметрі обробки -133,3 мм та глибині різання 1 мм рекомендується подача S = 0,3...0,4 мм/об.

Приймаємо подачу за паспортом верстата S = 0,35 мм/об.

2. Швидкості різання визначатимемо за формулами теорії різання, згідно [п. 3, с.265, 1]:

.

Період стійкості приймемо Т = 30 хв за [с.268, 1].

Значення коефіцієнтів та показників степені знаходимо за [табл. 17, с.270, 1]:

.

Швидкісний коефіцієнт: .

В цій формулі:

За [табл. 1, с. 261, 1]: ,

За [табл. 5, с. 263, 1]: ;

За [табл. 6, с. 263, 1]:.

Отже, загальний швидкісний коефіцієнт: .

Таким чином швидкість різання:

(м/хв);

3. Розрахункова частота обертання шпинделя визначається за наступною формулою: , розраховане значення уточнюємо за паспортом верстата:

(об/хв); об/хв;

4. Уточнюємо значення швидкості різання: .

(м/хв).

5. Визначаємо сили різання при обробці:

Величини тангенційної PZ, радіальної PY і осьової PX складових сили різання визначаються за формулою:

.

За [табл. 22, с. 274, 1] знаходимо коефіцієнти для визначення складових сили різання:

;

;

.

Поправочний коефіцієнт на силу різання являє собою добуток наступних коефіцієнтів:

.

За [табл.9, с.264 і табл.23, с.275, 1] визначаються поправочні коефіцієнти для складових сили різання в залежності від:

- механічних властивостей матеріалу, що оброблюється:

;

Поправочні коефіцієнти що враховують вплив геометричних параметрів:

- головного кута в плані:

КРцХ = 1; КРцУ =1; КРцZ =1;

- переднього кута:

КРгХ = КРгУ = КРгZ =1,0;

- кута нахилу різальної кромки:

КРлХ = 1; КРлУ = 1; КРлZ = 1.

Складові сили різання:

(Н);

(Н);

(Н);

6. Потужність різання розраховують за формулою:

:

(кВт);

7. Визначення основного часу:

Основний технологічний час на перехід, підраховується за формулою згідно [р. ІІ , с. 55, 4]:

,

де l - довжина оброблюваної поверхні (за кресленням) = 44 мм;

l1 - величина на врізання і перебіг інструменту, що визначається за [4].

(хв);

Фрезерна операція

Оскільки точність поверхні 56,6 мм після обробки не задана, приймемо для даної поверхні - чорнове фрезерування. Верстат 6Р12. Призначимо глибину різання t = 1 мм.

Розрахунок режиму різання будемо вести у такій послідовності:

1. Визначаємо подачу:

Приймаємо подачу на зуб фрези sz в межах 0,14...0,24 мм/зуб за [табл. 33, с. 283, 1] в залежності від потужності верстата (5...10 кВт), оброблюваного та оброблюючого матеріалів. Враховуючи примітку до [табл. 33, с. 283, 1], оскільки ширина фрезерування більша 30 мм, зменшуємо табличне значення подачі на 30%:

sz ? 0,1 мм/зуб.

Тоді подача на оберт складе:

(мм/об).

2. Визначимо швидкість різання (колову швидкість фрези):

,

де D = 125 мм - діаметр фрези;

B = 56,65 мм - ширина фрезерування;

z = 12 - кількість зубів інструменту.

Значення коефіцієнта СV та показників степенів в цій формулі визначаємо за [табл. 39, с. 288, 1] в залежності від типу фрези, виду операції, матеріалу ріжучої частини:

СV = 445, q = 0,2, x = 0,15, y = 0,35, u = 0,2, p = 0, m = 0,32.

Т = 180 хв - період стійкості фрези за [табл. 40, с. 290, 1], взалежності від її діаметру;

Загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання:

,

В цій формулі:

За [табл. 1, с. 261, 1] поправочний коефіцієнт, що враховує вплив фізико-механічних властивостей оброблюваного матеріалу на швидкість різання для сірого чавуну:

,

де - показник степені, що визначається за [табл. 2, с. 262, 1].

За [табл. 5, с. 263, 1] визначаємо поправочний коефіцієнт, що враховує вплив стану поверхні заготовки на швидкість різання за: .

За [табл. 6, с. 263, 1] визначаємо поправочний коефіцієнт, що враховує вплив інструментального матеріалу на швидкість різання: .

Отже, розрахункова швидкість різання:

(м/хв).

3. Розрахункова частота обертання інструменту:

(об/хв).

4. Хвилинна подача:

(мм/хв)

5. Узгодимо за паспортними даними верстата і остаточно приймемо фактичну частоту обертання: (об/хв).

Тоді фактична хвилинна подача: (мм/хв).

Уточнимо значення швидкості різання:

(м/хв).

6. Визначимо значення складових сили різання:

Знайдемо значення головної складової сили різання (при фрезеруванні - колова сила):

.

Значення коефіцієнта Ср та показників степенів в цій формулі визначаємо за [табл. 41, с. 291, 1] в залежності від типу фрези, оброблюваного і оброблюючого матеріалів:

Ср = 54,5, q = 1,0, x = 0,9, y = 0,74, u = 1,0, w= 0.

Поправочний коефіцієнт на якість оброблюваного матеріалу знаходимо в [табл. 9, с. 264, 1]: .

Отже, колова сила дорівнює:

(Н).

Величини решти складових сили різання визначаємо із їх співвідношення з головною складовою - коловою силою за [табл. 42, с. 292, 1]:

Горизонтальна сила (сила подачі): (Н).

Вертикальна сила: (Н).

Радіальна сила: (Н).

Осьова сила: (Н).

7. Визначимо крутний момент на шпинделі:

(Н•м).

8. Ефективна потужність різання:

(кВт)

9. Основний технологічний час згідно [п. ІІ , с. 190, 4]:

(хв),

де L - довжина шляху, що проходить інструмент в напрямку подачі;

l - довжина оброблюваної поверхні (за кресленням) = 113,3 мм;

l1 - величина на врізання і перебіг інструменту, що визначається за [дод. 4, арк. 6, с. 378, 4] в залежності від типу фрези (торцева), схеми її установки (несиметрична) й ширини фрезерування (за кресленням = 56,65 мм);

sхв - хвилинна подача фрези, визначена раніше;

3.2 Розрахунок режиму різання табличним методом

Свердлильна операція

Обробка проводиться на верстаті 2Н55.

Приймаємо попередньо:

по карті 46, с. 110, [4] подачу для свердління поверхонь 1 і 3

Для свердла Ш30 мм , група подач I - S=0,47-0,57 мм/об

Для свердла Ш18,5 мм , група подач I - S=0,34-0,43 мм/об

Узгоджуємо за верстатом:

S1=0,45 мм/об,

S2=0,315 мм/об.

По карті 58, с. 122, [4] подачу для зенкування поверхонь 1 і 3

Для зенкера Ш19,9 мм и зенкера Ш31,8 мм , група подач II - S=0,7 мм/об. Узгоджуємо за верстатом:

S3=S4=0,63 мм/об.

Для конічної зенковки (поверхні 2, 4) приймаємо аналогічно, як и для зенкера S=0,7 мм/об

Узгоджуємо за верстатом:

S5=S6=0,63 мм/об

По карті 62, с. 125, [4] подачу для розвертання поверхні 1

Для розверток Ш20 и Ш32, група подач III - S=1,9 мм/об.

Узгоджуємо за верстатом:

S7= S8= 1,8 мм/об

Швидкість різання попередньо визначаємо по карті 47, с. 111, [4], для свердління поверхонь 1 і 3.

Для обробки чавуну група твердості 170-255 НВ і подачі S=0,4:

При діаметрі свердла більше 20:V1=31 м/хв.

При діаметрі свердла до 20:V2=27 м/хв.

По карті 60, с. 123, [4], для зенкування поверхонь 1 і 3 для обробки чавуну група твердості 170-255 НВ, подачі S=0,75, зенкер суцільний Р6М5, глибина різання 1мм:

V3= V4=22 м/хв.

Приймаємо аналогічну швидкість різання для конічної зенковки (поверхні 2 і 4) :

V5=V6= 22 м/хв.

По карті 64, с. 127, [4], для розвертання поверхонь 1 і 3 для обробки чавуну група твердості 170-255 НВ, подачі S=2:

V7= V8= 5,8 м/хв.

Знаходимо частоти обертання шпинделя для кожної поверхні:

Поверхні 1, 3 свердління Ш18,5:

n1=1000V1/(d1)=1000*27/(3,14*18,5)=464,6 хв-1.

Приймаємо по верстату n1=400 хв-1.

Поверхня 1, розсвердлювання Ш30.

n2=1000V2/(d2)=1000*31/(3,14*30)=328,9 хв-1.

Приймаємо по верстату n2=315 хв-1.

Поверхня 3, зенкування Ш19,9.

n3=1000V3/(d3)=1000*22/(3,14*19,9)=351,9 хв-1.

Приймаємо по верстату n3=315 хв-1.

Поверхня 1, зенкування Ш31,8.

n4=1000V4/(d4)=1000*22/(3,14*31,8)=220,2 хв-1.

Приймаємо по верстату n4=200 хв-1.

Поверхня 2, зенкування фаски 2х45є конічною зенковкою.

n5=1000V5/(d5)=1000*22/(3,14*(32+2*2))=194,5 хв-1.

Приймаємо по верстату n5=200 хв-1.

Поверхня 4, зенкування фаски 1,6х45є конічною зенковкою.

n6=1000V6/(d6)=1000*22/(3,14*(20+2*1,6))=301,8 хв-1.

Приймаємо по верстату n6=315 хв-1.

Поверхня 1, розвертання Ш32Н7.

n7=1000V7/(d7)=1000*5,8/(3,14*32)=57,7 хв-1.

Приймаємо по верстату n=50 хв-1.

Поверхня 3, розвертання Ш20Н7.

n8=1000V8/(d8)=1000*5,8/(3,14*202)=92,3 хв-1.

Приймаємо по верстату n8=80 хв-1.

Результати розрахунків режимів різання зводимо в табл. 1.

Таблиця 1 Режими різання на свердлильній операції

Номер

поверхні

Зміст переходу

Частота обертання шпинделя,

хв-1

Подача,

мм/об

1

Свердління Ш18,5

400

0,315

Розсвердлювання Ш30

315

0,45

Зенкування Ш31,8

200

0,63

Розвертання Ш32Н7

50

1,8

2

Зенкування фаски 2*45є

200

0,63

3

Свердління Ш18,5

400

0,315

Зенкування Ш19,9

315

0,63

Розвертання Ш20Н7

80

1,8

4

Зенкування фаски 1,6*45є

315

0,63

4. Стислі відомості про інструментальні матеріали

Матеріал інструментів на свердлувальній операції (зенкерів, свердел, розверток, зенковки) - швидкорізальна сталь Р6М5.

Основні відомості щодо матеріалу свердла для обробки отворів визначимо згідно [с. 48, п. 3.4., 5].

Основним легуючим елементом швидкорізальних сталей є вольфрам (Р), який взаємодіє з вуглецем, завдяки чому сталь набуває високої твердості, температуро- і зносостійкості. Окрім того, сталь містить молібден (М), який є хімічним аналогом вольфраму. Легування молібденом сприяє підвищенню теплопровідності сталі. Вольфрамо-молібденові сталі більш пластичні і куються краще, ніж вольфрамові, мають нижчий бал карбідної неоднорідності.

До хімічного складу сталі Р6М5 входить 6% вольфраму (W) та 5% молібдену (Mo).

Сталь Р6М5 доцільно застосовувати при виготовленні інструментів, що використовуються при невеликих швидкостях різання, але з великими перерізами шару, що зрізається, тобто при важкому силовому режимі. Внаслідок високої пластичності сталь придатна для виготовлення інструментів методами пластичного деформування.

Основні властивості сталі Р6М5:

- твердість: 62...64 HRC;

- теплостійкість, и: 620°С;

- границя міцності на згин, узг: 2900...3100 МПа;

- швидкості різання, v: 25...35 м/хв.

Матеріал твердосплавних пластин торцевої фрези та прохідногоо різця - вольфрамовий (однокарбідний) твердий сплав ВК6 [с. 50, п. 3.5., 5]. Основою твердого сплаву ВК6 є карбіди вольфраму (WC), що мають високу тугоплавкість і мікротвердість, їх зерна з'єднуються між собою кобальтом (Co). Чим більше в сплаві WC, тим вища твердість і теплостійкість і менша міцність сплаву. Твердий сплав ВК6 характеризується високою твердістю, теплостійкістю та швидкостями різання, проте має відносно низьку міцність на згин. Застосовується для чорнової і напівчистової обробки чавунів і кольорових сплавів.

Хімічний склад сплаву ВК6: 6% кобальту (Co), решта - 94% карбідів вольфраму (WC).

Основні властивості твердого сплаву ВК6:

- твердість: 87...90 HRА;

- теплостійкість, и: 800...900 °С;

- границя міцності на згин, узг: 1000...1200 МПа;

- швидкості різання, v: 90...300 м/хв.

5. Встановлення взаємозв'язку елементів режиму різання та параметрів перерізу шару, що зрізається

Точіння

На (рис. 4) зображені елементи різання при обточуванні заготовки прохідним різцем згідно [6]. Глибина різання рівна припуску на обробку на даному переході: t = 1 мм.

Подача на оберт заготовки встановлена у п.3. даної роботи і рівна S = 0,35 мм.

Товщина шару, що зрізається, рівна: (мм).

Ширина шару, що зрізається: (мм).

Рис. 4. Елементи різання при розточуванні

Торцеве фрезерування

а б

Рис. 5. Схеми зрізання припуску при торцевому фрезеруванні

На (рис. 5) зображені схеми зрізання припуску при фрезеруванні поверхні торцевою фрезою згідно [с. 228, 6]. На (рис 1, а) глибина різання t = 1 мм рівна припуску на обробку на заданому переході. В = 56,65 мм - ширина фрезерування (рівна ширині оброблюваного пазу). D = 125 мм - діаметр фрези.

Приймемо для нашого випадку симетричне фрезерування (рис. 5). Кут контакту торцевої фрези . Товщина шару, що зрізається, яка відповідає кожному значенню кута визначається співвідношенням . Ширина шару, що зрізається для торцевих фрез рівна , де - кут нахилу ріжучої кромки, - головний кут в плані ріжучої кромки зуба торцевої фрези.

Свердлильна операція

Рис. 6. Елементи різання при: а - свердлінні, б - розсвердлюванні (розвертанні, зенкеруванні)

При свердлуванні в суцільному матеріалі (рис. 6, а) глибина різання рівня половині оброблюваного діаметру (діаметру свердла):

(мм).

Щоб знайти подачу на зуб інструменту, слід розділити на кількість зубів знайдену в п. 3 подачу на оберт (кількість зубів для свердла -

2): (мм/зуб).

Товщина шару, що зрізається, рівна:

(мм).

Ширина шару, що зрізається:

(мм).

При обробці попередньо обробленого отвору (розсвердлювання, зенкерування, розвертання) - рис. 6, б - глибина різання визначається так:

(мм).

Товщина шару і ширина шару, що зрізаються, визначаються аналогічно.

Література

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - Т2 - 496 с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - Т1 - 657 с.

3. Режимы резания металлов: Справочник / Под ред. Ю.В. Барановского. - М.: Машиностроение, 1972. - 364 с.

4. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть І. Токарные, карусельные, токарно-револьверные, алмазно-расточные, сверлильные, строгальные, долбежные и фрезерные станки. Изд. 2-е, М: Машиностроение, 1974. - 406 с.

5. Виговський Г.М. Теорія різання: Навч. посібн. - Житомир: ЖДТУ, 2006. - 250 с.

6. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов: Учебн. для вузов. - М.: Высш. шк., 1985. - 304 с.


Подобные документы

  • Визначення факторів впливу на швидкість різання матеріалів. Розрахунок сили та потужності різання при виконанні операцій точіння, свердління, фрезерування, шліфування. Застосування методів зрівноважування і гальмування для вимірювання сили різання.

    реферат [582,8 K], добавлен 23.10.2010

  • Вид, призначення та характеристики деталі "Корпус", особливості технологічного процесу обробки. Вибір різальних інструментів виходячи із оброблюваного матеріалу та заданих початкових умов. Розрахунок режиму різання деталі "корпус" різними методами.

    контрольная работа [553,3 K], добавлен 04.07.2010

  • Припуск на оброблення поверхні. Визначення зусиль різання під час оброблення. Похибка установки деталі під час чистового шліфування. Розрахунок різання токарної операції. Похибка установлення при чорновому точінні. Частота обертів шпинделя верстата.

    курсовая работа [185,4 K], добавлен 18.06.2011

  • Опис призначення компресорної установки і муфти приводу. Конструкція і умови експлуатації вала привідного; технічні вимоги щодо його виготовлення. Вибір та обґрунтування схеми базування заготовки при обробці шпонкового пазу. Визначення режимів різання.

    курсовая работа [2,7 M], добавлен 05.02.2012

  • Проведення технологічних розрахунків режиму різання при точінні деталі для токарно-гвинторізного верстату. Визначення технологічної послідовності переходів на токарній операції, вибір ріжучого інструменту та потужність різання для кожного переходу.

    контрольная работа [2,4 M], добавлен 07.07.2010

  • Вибір різального та вимірювального інструменту, методів контролю. Токарна програма та норми часу. Підсумок аналітичного розрахунку режимів різання на точіння. Розрахунок режимів різання на наружні шліфування. Опис технічних характеристик верстатів.

    контрольная работа [28,1 K], добавлен 26.04.2009

  • Опис призначення та конструкції валу коробки передач. Встановлення кількості маршрутів. Вибір раціонального способу ремонту. Розрахунок режимів різання. Розробка технологічного процесу усунення дефектів. Знаходження прейскурантної вартості нової деталі.

    курсовая работа [630,1 K], добавлен 17.10.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.