Контрольная работа по машиностроению на тему Расчет электропривода станков

Рассмотрим черновое точение и параметры резания [1].
Принимаем глубину резания t=3 мм для обработки цилиндрической поверхности при размере державки режущей пластины до (∅25 мм).
Определение величина подачи.
По справочным данным выбираем максимально возможную величину подачи, исходя из прочности и жесткости системы СПИД (станок-приспособление-инструмент-деталь). Для черновой обработки принимаем твердый сплав Т5К10.
Принимаем подачу [1, с. 266]:
– 0,5 мм/об.
Определение скорости резания.
Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента, рассчитываем по формуле:
V=(C_V/(T^m×t^x×S^y ))×K_V,
где, V – расчетная скорость резания, м/мин;
C_V – коэффициент, который зависит от физико-механических свойств и структуры обрабатываемого материала, режущей части резца, а также от условий обработки.
t – глубина резания, мм;
m,x,y – показатели степеней;
T – стойкость инструмента, мин.
Общий поправочный коэффициент K_V представляет собой произведение отдельных коэффициентов, каждый из которых отражает влияние отдельного фактора на скорость резания:
K_V=K_MV×K_NV×K_UV×K_FV×K_FLV×K_QV×K_OV×K_RV,
где, K_MV – механические свойства обрабатываемого материала;
K_NV – состояние поверхности заготовки;
K_UV – материал режущей части;
K_FV,K_FLV, K_RV, K_OV, K_RV – параметры резца – главный угол в плане, вспомогательный угол в плане, радиус при вершине, поперечное сечение державки. Причем, K_FV,K_FLV, K_RV, K_OV, K_RV – только для резцов из быстрорежущей стали.
K_OV – вид обработки.
Для токарной черновой обработки принимаем режущий инструмент с твердым сплавом Т5К10.
Принимаем [1, с. 263]:
K_MV=1,0 – для стали 40Х, при обработке твердым сплавом;
K_NV=0,8 – при обработке по корке (черновое точение поковок, а также проката);
K_UV=0,65 – для обработки конструкционной стали резцом из Т5К10;
K_OV=1,0 – токарная обработка.
Подставляем данные в формулу и получаем:
K_V=1,0×0,8×0,65×1,0=0,52.
Согласно [1, с.269], принимаем:
C_V=340;
x=0,15;
y=0,45;
m=0,2;
T=60 мин.
Отсюда, подставляем данные в формулу и получаем:
V=(340/(〖60〗^0,2×〖3,0〗^0,15×〖0,5〗^0,45 ))×0,52=90,3 м/мин.
Определив расчетную скорость резания V, определяем расчетную частоту вращения:
n=(1 000×V)/(π×D),
где, n – расчетная частота вращения детали, об/мин;
D – диаметр детали, мм. Принимаем диаметр обработанной поверхности (по которой идет резец) D=60 мм.
V – расчетная скорость резания, м/мин.
Подставляем данные в формулу и получаем:
n=(1 000×90,3)/(3,14×60)=480 об/мин.
Токарно-револьверный центр с ЧПУ HAAS ST-25 оснащен приводом с бесступенчатой регулировкой частоты вращения шпинделя. Поэтому, принимаем расчетную частоту вращения шпинделя, n=480 об/мин.
Силу резания (Н), принято раскладывать на составляющие силы, направленные по осям координат станка (тангенциальную P_Z, радиальную P_Y и осевую P_X).

Силы резания при точении определяются по формулам:
P_Z=10×С_Р×t^x×S^y×K_p;
P_Y=10×С_Р×t^x×S^y×K_p;
P_X=10×С_Р×t^x×S^y×K_p.
Согласно [1, с. 273] принимаем:
- для тангенциальной силы резания P_Z:
С_Р=300;
x=1,0;
y=0,75;
- для радиальной силы резания P_Y:
С_Р=243;
x=0,9;
y=0,6;
- для осевой силы резания P_X:
С_Р=339;
x=1,0;
y=0,5;
K_p – коэффициент, учитывающий влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания при обработке:
K_p=K_мp×K_φр×K_γр×K_λр,
где, K_мp- поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала, который определяется по формуле:
K_мp=(σ_В/750)^n,
где, σ_В – предел прочности обрабатываемой стали. Для стали 40Х, принимаем, σ_В=600 МПа;
n – показатель степени. Для составляющей P_Z при точении, принимается равным n=0,75.

Отсюда, получаем:
K_мp=(600/750)^0,75=0,845.
K_φр – поправочный коэффициент на главный угол в плане. Для главного угла в плане φ=90°, принимаем равным K_φр=0,89.
K_γр - поправочный коэффициент на передний угол. Для переднего угла γ=10°, принимаем равным K_γр=1,0.
K_λр – поправочный коэффициент на угол наклона главного лезвия λ. Для угла наклона λ=-5°, принимаем равным K_λр=1,0.
Подставляем данные в формулу и рассчитываем:
K_p=0,845×0,89×1,0×1,0=0,75.
Отсюда, подставляем данные в формулы и рассчитываем силы резания:
P_Z=10×300×3^1,0×〖0,5〗^0,75×0,75=4 015 Н;
P_Y=10×243×3^0,9×〖0,5〗^0,6×0,75=3 232 Н;
P_X=10×339×3^1,0×〖0,5〗^0,5×0,75=5 394 Н.