Курсовая работа по Механика на тему Режимы резания при токарной обработке

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЁТА
Исходные данные к курсовому проекту представлены в таблице 1 и на рисунке 1. Техническая характеристика станка модели 16К62 представлена в таблице 2
Таблица 1 – Исходные данные к курсовому проекту
Исходные данные
деталь вал
операция обточка по диаметру
вид обработки наружное продольное точение
коэффициент закрепления А = 48
материал заготовки Чугун СЧ 20
диаметр до обработки, мм D = 91
диаметр после обработки, мм D1 = 88,2
длина заготовки, мм L = 360
длина обработки, мм L1 = 150
параметр поверхности, мкм Rz = 160
модель станка 1624


Рисунок 1 – Кинематическая схема точения.
1 – резец; 2 – заготовка
Таблица 2 – Паспортные данные станка модели 1624
№ ступени Крутящий момент, Нм Оборот шпинделя, мин-1
1 580 35
2 580 45
3 580 65
4 570 90
5 420 125
6 300 175
7 210 250
8 145 355
9 105 500
10 73 710
11 52 1000
12 37 1400
Продоль-ная подача S, мм/об 0,07; 0,075; 0,08; 0,092; 0,1; 0,12; 0,13; 0,15; 0,16; 0,17; 0,185; 0,2; 0,22; 0,23; 0,25; 0,32; 0,43; 0,5; 0,67; 0,7; 0,86; 0,93; 1,0; 1,07; 1,26; 1,4; 1,86; 2,0;
Наибольшие усилие механизма подач Q, Н 3750
Высота опорной поверхности резцедержателя до линии центров, мм 20


1.2 Выбор параметров резца

В зависимости от известных исходных данных, принимаем резец пра-вый, прямой проходной с сечением державки В*Н=20*20 мм2, оснащен-ный пластинкой из твердого сплава ВК6. Форма пластинки 1011, толщина 5,5 мм по ГОСТ 2209–69. Материал державки – Сталь 45 ГОСТ 1050–93.
Для заточки и обработки принимаем следующие геометрические пара-метры:  = 45о; 1 = 15о;  = 10о;  = 8о; r = 1; ; мм; . Форму передней поверхности принимаем плоскую с отрицательной фаской по ГОСТ 18877 – 73.

Рисунок 2 – Эскиз резца


1.3 Определение глубины резания
При шероховатости Rz = 160 мкм, что соответствует предварительному обтачиванию, припуск h = 2 мм удаляют в один проход.
Находим припуск на обработку:

Найдя припуск на обработку, находим глубину резанья, мм.

1.4 Выбор подачи
Увеличение подачи приводит к повышению производительности обра-ботки. Поэтому следует назначить, возможно большую подачу. Однако стремление работать с наибольшими подачами встречает ряд технологиче-ских ограничений. Это требует расчета наибольшей технологической до-пустимой подачи.
1) подача, допустимая прочностью державки резца (мм/об), нахо-дится по формуле:
,
где В – ширина державки, мм, В = 20 мм;
Н – высота державки, мм, Н = 20 мм;
МПа– допустимое напряжение на изгиб материала держав-ки;
– коэффициент в формулах составляющих силы резания при точении, выбирается по карте 3, [3].
– показатель степени в формулах составляющей силы резания при точении, выбирается по карте 3, [3].
– показатель степени в формулах составляющей силы резания при точении, выбирается по карте 3, [3].
t – глубина резания, t = 1,4 мм;

l – вылет резца, беретс1 из формулы:
мм,
l = 30 мм;
– поправочный коэффициент, учитывающий отклонение условий обработки, считается по формуле:
,
где – поправочный коэффициент, учитываю-щий влияние обрабатываемого материала на силу резания;
– поправочный коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане резца на силу резания;
– поправочный коэффициент, учитывающий влияние переднего угла резца на силу резания;
– поправочный коэффициент, учитывающий влияние скоро-сти резания на силу резания;
– поправочный коэффициент, учитывающий влияние износа по задней поверхности на силу резания;
– поправочный коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине резца на силу резания.
Значение коэффициентов берутся из карты 4, [3].

2) подача, допустимая жесткостью державки резца (мм/об), нахо-дится по формуле:
,
где – допустимая величина прогиба резца, при черновой обработке – 0,1 мм, [1].
– модуль упругости материала державки резца, для углеродистой конструкционной стали – 22∙104 МПа, [1].

3) подача, допустимая прочностью твердосплавной пластинки (мм/об), находится по формуле:
,
где – толщина пластины, мм; с = 5 мм;
– главный угол в плане, град; , [4, таб. 2.3].

4) подача, допустимая прочностью механизма подач станка , (мм/об) находится по формуле:
,
где – наибольшее тяговое усилие механизма подач, принимается из паспорта станка – .


5) подача, допустимая жесткостью детали (мм/об), находится по формуле:

где = 0,3 – допустимая величина прогиба детали; берем ее для черно-вого точения, [1].
– коэффициент, зависящий от метода закрепления детали на станке, при обработке в патроне и центрах – 3;
– модуль упругости материала детали, для Чугуна СЧ20 – 9,5∙104 МПа, [1].

6) подача допустимая шероховатостью поверхности (мм/об) нахо-дится по формуле:

где , y = 0,8; u = 0,5; z = 0,5; х = 0,25; z1 = 0,42– коэффициент, характеризующий условие обработки, и показатели степени [4, табл. 1].
, мкм – высота шероховатостей поверхности;
мм – радиус при вершине резца; [4, табл. 2.6];
– глубина резания;
– главный угол в плане резца, [4, табл. 2.3].
– вспомогательный угол в плане резца, [4, табл. 2.4].

7) подача, допустимая мощностью или крутящим моментом на шпинде-ле станка, находится по формуле (мм/об):

где – крутящий момент станка, берется из паспорта станка.
Поскольку для каждой из ступеней чисел оборотов станка 1624 момент имеет разное значение, подачу рассчитывают для каждой из ступе-ней. Расчеты сведены в таблицу 3.

Таблица 3 – Подачи допустимые мощностью или крутящим моментом
на шпинделе станка
№ ступе-ни Крутящий момент, Нм Полученная подача, мм/об
1 580 11,894
2 580 11,894
3 580 11,894
4 570 11,621
5 420 7,735
6 300 4,939
7 210 3,07
8 145 1,874
9 105 1,219
10 73 0,751
11 52 0,478
12 37 0,303