Задание
1) Выбратьинструментальный материал и геометрические параметры режущей части резца.
2) Аналитическирассчитать 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=90мм
Диаметр послеобтачивания d=80 мм
Длина обтачивания L=400мм
Шероховатость />
Способ крепления настанке — в центрах
инструментальныйугол резание станок
1. Выбор инструментального материала
Выбор группы твердогосплава определяется родом и механическими свойствами обрабатываемого материала.
Обработка чугунов посравнению с обработкой сталей характеризуется меньшими температурами резания.Поэтому при обработке чугунов используют менее теплостойкие, но более дешевыесплавы группы ВК. Предпочтение этой группе в данном случае отдается вследствиеих повышенной прочности, вязкости, что чрезвычайно важно при обработке чугунов,когда образуется стружка надлома и скалывания, а ударная пульсирующая нагрузкаконцентрируется на малой площадке контакта стружка – инструмент.
По таблице 2 – Выбормарок твердого сплава при точении из методического пособия для черновоготочения по корке при неравномерном сечении и непрерывном резании чугунов ствердостью НВ меньше 240 выбираем марку твердого сплава ВК4.
Выбор геометрическихпараметров режущей части резца
Выбор величиныпереднего угла и формы передней поверхности
При оснащении резцапластинкой твердого сплава рекомендуют три формы передней поверхности
/>
Рис.1
В нашем случае выбираемформу II – плоская сотрицательной фаской /> применяется дляобработки серого и ковкого чугунов. По таблице 6 методического пособияпринимаем передний угол />.
1.2 Выбор задних углов
Задние углыобеспечивают зазор между трущимися поверхностями резца, поверхностью резания иобработанной поверхностью детали. Величина их мало зависит от механическихсвойств обрабатываемого материала и определяется в основном величиной подачи.По таблице 6 методического пособия принимаем задний угол />
1.3Выбор углов в плане
Главный угол в планеоказывает влияние на интенсивность деформации срезаемого слоя, силы итемпературу резания, шероховатость обработанной поверхности.
Для проходных резцов /> в случаеобработки в условиях достаточно жесткой системы СПИД (станок – приспособление –инструмент – деталь), при отношении длины детали Lк ее диаметру D меньше 12 (/>).
Вспомогательный угол вплане, уменьшает участие вспомогательной режущей кромки в резании и влияет надопускаемую скорость резания и шероховатость обработанной поверхности. Потаблице 5 методического пособия для черновой обработки принимаем />.
1.4 Выбор угла наклонаглавной режущей кромки
Угол /> влияет на направлениесходящей стружки и определяет точку первоначального контакта режущей кромки исрезаемого слоя. При черновой обработке предпочтительнее положительные значенияугла />, так как при такихзначениях угла лезвие резца более массивное и стойкое. По таблице 6методического пособия принимаем />.
Аналитическийрасчет режимов резания
Глубина резанияопределяется по формуле
/>мм
где /> - диаметр обрабатываемойповерхности;
/> -диаметр обработанной поверхности.
t=(D-d)/2=(90-80)/2=5
Максимальные значенияподач определим по формулам:
— подача, допускаемаяпрочностью детали,
/>
— подача, допускаемаяжесткостью детали,
/>
— подача, допускаемаяпрочностью резца,
/>
— подача, допускаемаяжесткостью резца,
/>
— подача, допускаемаяпрочностью слабого звена механизма подачи станка,
/>
— подача, допускаемаяпрочностью пластинки твердого сплава,
/>
— подача, допускаемаяшероховатостью обработанной поверхности,
/>
где /> и /> — коэффициенты учитывающиеметод закрепления детали на станке: при закреплении заготовки в патроне изаднем центре принимаем Кп=0.4 и КЖ=2.4.
/>-допустимое напряжение при изгибе для материала детали, />
Для чугуна />
где /> - коэффициент запасапрочности;
/>
/>-допустимое напряжение при изгибе для материала державки резца, />(материал державки- сталь45, />);
/> -модуль нормальной упругости обрабатываемого материала, />(для чугуна принимаем />);
/> -модуль нормальной упругости материала державки резца, />(принимаем />);
/> -вылет резца, мм;
/> -длина детали, мм;
Н=25 – высота державкирезца, мм;
В=25 – ширина державкирезца, мм;
/> -допускаемая стрела прогиба детали, мм, принимаем />=0,1);
/>-допускаемая стрела прогиба резца, мм (для предварительного точения
/>=0,1мм);
/> -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 нашероховатость обработанной поверхности;
Rz=80-высота микронеровностей, мкм;
/> -радиус закругления вершины резца, мм; r=1мм
/> — главный угол вплане;
/>-вспомогательный угол в плане;
/> -коэффициент и показатели степени в формуле тангенциальной составляющей силырезания.
/>
SЖД=/>
SПР=/>
SЖР=/>19.664 мм/об
Sст=/>
Sпл=/>
Sш=/>=0.072 мм/об
По паспортным даннымстанка 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 станкапринимаем ближайшее меньшее значение n=630 мин-1
Действительная скорость резание определяем по формуле :
Vд=/>=178
Тангенциальнаясоставляющая силы резания />приточении определяем по формуле:
/>Н
где /> - постоянная и показателистепени, характеризующие условия обработки;
/>-поправочный коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой заготовки
1.06 />
/>-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 берутсяиз 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.