Главная страница
Навигация по странице:

  • Курсовая работа по «Выбору режима резания» по дисциплине «Резание материалов»

  • 1.Введение.Обоснование последовательности расчета элементов режима резания

  • 3. Сверление

  • 4. Фрезерование

  • 5. Шлифование

  • Список литературы.

  • Ничков мой курсач. Курсовая работа по Выбору режима резания по дисциплине Резание материалов


    НазваниеКурсовая работа по Выбору режима резания по дисциплине Резание материалов
    АнкорНичков мой курсач.docx
    Дата01.06.2017
    Размер1 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаНичков мой курсач.docx
    ТипКурсовая
    #6849

    Министерство образования и науки Российской Федерации

    Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

    высшего профессионального образования

    «Уральский федеральный университет

    имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

    Кафедра «Металлорежущие станки и инструменты»

    Курсовая работа по «Выбору режима резания»

    по дисциплине «Резание материалов»


    Выполнил: Бабраков А.И.

    гр. М-300201

    Проверил: Ничков А.Г.

    Екатеринбург

    2013
    СОДЕРЖАНИЕ
    1.Введение (Последовательности расчета) ………………………………………….3
    2.Точение ………………………………………………………………………………4
    3.Сверление …………………………………………………………………………...11
    4.Фрезерование………………………………………………………………………..15
    5.Шлифование…………………………………………………………………………20
    6.Вывод……………. ...………………………………………………………….…….23
    7.Список литературы …………………………………………………………………24

    1.Введение.Обоснование последовательности расчета элементов режима резания
    Параметры режима резания – скорость резания V, подача S и глубина резания t в одинаковой степени влияют на объем металла, срезаемого в единицу времени (Q = VSt). Однако они по-разному влияют на стойкость режущего инструмента

    , где

    СТ, n, yT, xT – эмпирический коэффициент и показатели степени. При этом

    n > yT > xT

    Таким образом, наибольшее влияние на стойкость и износ инструмента оказывает скорость резания и наименьшее – глубина резания, поэтому скорость рассчитывается после назначения глубины резания и подачи.


    2. Точение
    На токарно-винторезном станке модели 16К20 обрабатываются шейки вала диаметром до на длине . Длина вала. Способ крепления трех кулачковый патрон с поджатием торца центром.

    Сталь 40 ХГТ .

    Шероховатость .

    Точность .

    Паспортные данные токарно-винторезного станка 16К20.

    Высота центров, 215

    Расстояние между центрами, до 2000

    Мощность двигателя, 11

    КПД станка .

    Частота вращения шпинделя, об/мин: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.

    Продольные подачи, мм/об: 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,36; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8.

    Поперечные подачи, мм/об: 0,025; 0,03; 0,0375; 0,045; 0,05; 0,0625; 0,075; 0,0875; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4.

    Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи.

    .

    1. При назначении элементов режимов резания учитываем характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

    Элементы режима резания обычно устанавливают в следующем порядке:

    а) глубина резания;

    б) подача;

    в) скорость резания;

    г) стойкость;

    д) сила резания.

    2. Выбор режущего инструмента

    Для обтачивания шеек вала из стали 40ХГТ принимаем токарный проходной резец прямой правый с пластиной из твердого сплава Т15К6, (толщина пластинки твёрдого сплава ; сечение державки , [4, стр. 45]; вылет резца [4, стр. 45]).



    Форма передней поверхности радиусная с фаской; геометрические параметры режущей части резца: .

    3. Выбор параметров режима резания.



    Глубина резания.



    Подача, допустимая прочностью державки резца, рассчитывается по формуле



    где  поправочный коэффициент

     поправочные коэффициенты учитывающие влияние соответственно механических свойств обрабатываемого материала, главного угла в плане, переднего угла, радиуса при вершине угла, угла наклона главной режущей кромки [6, стр. 430, табл. 9, 10 ,23].

    , , ,





    – допустимое напряжение на изгиб материала державки резца, МПа [3, стр. 86];

    , , – эмпирические коэффициенты и показатели степеней в

    формуле [6, стр. 273];



    Подача, допускаемая жесткостью державки определяется, по формуле



     допускаемая величина прогиба резца, для чистовой обработки ;

    Е – модуль упругости материала державки;



    Подача, допустимая твердостью твердосплавной пластины.

    При черновой обработке резцами, оснащенными пластинками из твердого сплава, подача часто ограничивается прочностью этой пластинки:



    .

    Подача, допустимая прочностью механизма подач станка, рассчитывается по формуле:

    мм/об, (9)

    где – максимально–допустимое усилие подачи по паспорту станка, Н.

    .

    Подача, допустимая заданной шероховатостью обработанной поверхности, определяется по формуле:

    мм/об (12)

    где – высота микронеровностей, мкм;

    – радиус при вершине резца в плане, мм;

    , , , , – эмпирические коэффициент и показатели степеней (табл. 5).



    Подача, допустимая заданной точностью обработки, вычисляется из выражения:



    где – жесткость станка (D– максимальный диаметр обрабатываемой детали по паспорту станка);

    – жесткость детали;

    – диаметр детали, м;

    – коэффициент, определяющий жесткость закрепления детали (консольно в патроне с поджимом задним центром – А = 110);

    – длина детали, м;



    – жесткость резца;

    – величина поля допуска выполняемого размера, мм;

    – коэффициент, определяющий допустимую долю погрешности обработки ();



    Подача не должна превышать ни одну из рассчитанных выше подач. Она подбирается из ряда подач, имеющихся на выбранном станке.

    В соответствии с паспортными данными станка принимаем .

    Стойкость инструмента: .

    Скорость резания, допускаемая материалом резца



    где ;; ; . [6. стр. 269, табл. 17].

    Поправочный коэффициент для обработки резцом с твердосплавной пластиной



    где ,;[6. стр. 262, табл. 2].



    ; ; ; [6. стр. 263-271, табл. 5, 6, 18],

    тогда



    .

    Частота вращения, соответствующая найденной скорости резания

    .

    Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка

    .

    Действительная скорость резания

    .

    Элементы срезаемого слоя

    ;

    .

    4 .Сила резания.



    Мощность резания.

    Вычислим требуемую мощность, затрачиваемую на обработку заготовки детали по формуле:

    .

    Вычислим мощность на шпинделе . и сопоставим с затрачиваемой мощностью на обработку заготовки, .

    .

    Следовательно, станок не лимитирует выбранного режима резания.

    5. Основное время



    где - длина рабочего хода, мм;

    - количество проходов.



    где - размер обрабатываемой поверхности в направлении подачи;

    - величина врезания;

    - величина перебега.



    .

    3. Сверление
    На вертикально – сверлильном станке 2Н135 производится сверление отверстия диаметром и глубиной сверления в заготовке . Способ крепления в тисах.

    Сталь 40 ХГТ .

    Шероховатость .

    Точность .

    Паспортные данные вертикально – сверлильного станка 2Н135

    Мощность двигателя, 4

    КПД станка .

    Частота вращения шпинделя , об/мин: 31,5; 45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000; 1440.

    Подачи, мм/об: 0,1; 0,14; 0,2; 0,28; 0,4; 0,56; 0,8; 1,12; 1,6.

    Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи станка .

    1. При назначении элементов режимов резания учитываем характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

    Элементы режима резания обычно устанавливают в следующем порядке:

    а) глубина резания;

    б) подача;

    в) сила резания.

    г) стойкость;

    д) скорость резания;

    Наиболее распространенный метод получения отверстий резанием – сверление.

    Движение резания (главное движение) при сверлении – вращательное движение инструмента, движение подачи поступательное движение инструмента относительно детали.. В качестве инструмента при сверлении применяются сверла. Самые распространенные из них – спиральные, предназначены для сверления и рассверливания отверстий, глубина которых не превышает 10 диаметров сверла. Градация диаметров спиральных сверел должна соответствовать: ГОСТ 885 – 77. Отличительной особенностью назначения режима резания при сверлении является то, что глубина резания .

    2. Выбор режущего инструмента

    Для сверления стали 40 ХГТ() выбираю сверло , из стали Р18, ГОСТ 10903 – 77 заточенное по методу В.И. Жирова, угол привершения сверла ; задний угол ; угол наклона поперечной кромки , [6. стр. 146, табл. 42], [6. стр. 151, табл. 44].

    3. Эскиз инструмента.


    4. Выбор параметров режима резания.

    Глубина резания.

    .

    Выбор подачи.

    Для сверления заготовки сталь 40 ХГТ (), сверлом диаметром , выбираем подачу [6. стр. 277, табл. 25]

    При сверлении отверстия глубиной поправочный коэффициент из этого следует: .

    По паспорту станка устанавливаем ближайшую подачу к расчетной: .

    Стойкость инструмента: , [6. стр. 279, табл. 30].

    Выбор скорости и числа оборотов.

    Скорость резания, м/мин, при сверлении:



    Значение коэффициентов Сv и показателей степеней приведены для сверления в [6. стр. 278, табл. 28].



    Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

    .



    ; .

    .



    По найденной скорости резания подсчитывается необходимое число оборотов инструмента в минуту:

    .

    По теоретически найденной частоте вращения шпинделя (принимают ближайшее меньшее значение) подберем число оборотов шпинделя, существующие по паспорту станка, она составляет .

    Тогда фактическая скорость резания будет равна;

    .

    Параметры срезаемого слоя.

    ;

    .

    5. Проверка выбранного режима по осевому усилию и мощности.

    Для установленных условий сверления , и

    , проведем следующие вычисления:

    Крутящий момент и осевую силу при сверлении рассчитаем по формулам:





    где коэффициенты:

    крутящий момент: ;;.

    осевой силы: ;;[6. стр. 281, табл. 32].

    [6. стр. 264, табл. 9].





    Так как меньше , следовательно механизмы подачи станка выдержат выбранные режимы резания.

    Вычислим требуемую мощность, затрачиваемую на обработку заготовки детали по формуле:

    .

    Вычислим мощность на шпинделе и сопоставим с затрачиваемой мощностью на обработку заготовки, .

    .

    Следовательно, станок не лимитирует выбранного режима резания.
    6. Расчет машинного времени на обработку.

    ;

    ;

    .

    4. Фрезерование
    При решении задачи следует проанализировать предложенные для заданных условий методы обработки и сопоставить эффективность их применения по машинному времени и качеству обработки.

    Обработать заготовка: длина , ширина , толщиной , материал Чугун СЧ18 (НВ = 207). Требуемое значение шероховатости поверхности . Припуск на обработку .

    Назначить режимы резания для обработки плоской поверхности на вертикально-фрезерном станке модели 6Р12.

    Паспортные данные вертикально – фрезерного станка 6Р12:

    Рабочая поверхность стола:

    ширина 320

    длина 1250.

    Мощность электродвигателя главного движения 7.

    КПД станка .

    Частота вращения шпинделя, мин-1 : 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500.

    Подачи стола (мм/мин) : 19; 23,5; 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 900.

    Наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной подачи стола, .

    1. При назначении элементов режимов резания учитываем характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

    Элементы режима резания обычно устанавливают в следующем порядке:

    а) глубина резания;

    б) подача;

    в) скорость резания;

    г) стойкость;

    д) сила резания;

    е) ширина фрезерования.

    Фрезерованием называется процесс обработки металлов резанием при помощи многолезвийного режущего инструмента – фрезы. Фрезерование является весьма распространенным прогрессивным методом обработки плоских и фасонных поверхностей.

    При фрезеровании различают подачу на один зуб , подачу на один оборот фрезы и минутную подачу , которые находятся в следующем соотношении:



    Где – частота вращения фрезы, ;

    – число зубьев фрезы.

    2. Выбор инструмента.

    Для фрезерования на вертикально-фрезерном станке заготовки из чугуна выбираем торцевую фрезу с механическим креплением пластин из твердого сплава ВК6, диаметром , угол в плане . Принимаем ; , ГОСТ 22085 – 76, [6. стр. 188, табл. 96].

    3. Режим резания.



    Глубина резания.

    Заданный припуск на чистовую обработку срезают за один проход, тогда

    .

    Назначение подачи.

    Для получения шероховатости Rz = 40 мкм подача на оборот , [6. стр. 283, табл. 33].

    Период стойкости фрезы.

    Для фрез торцевых диаметром до 110 мм с пластинками из твердого сплава применяют период стойкости

    , [6. стр. 290, табл. 40].

    Скорость резания определяем по формуле:



    Значения коэффициента и показателей степени определяем по таблице [6. стр. 288, табл. 39].

    Для чернового и чистового фрезерования серого чугуна с применением твердосплавных пластин:

    , ; ; ; ; ; .

    Общий поправочный коэффициент: .

    Кv находим по таблице [6. стр. 261, табл. 1], для обработки чугуна расчетная формула:

    [6. стр. 262, табл. 2],

    ; [6. стр. 263, табл. 5 и 6],



    Скорость резания при чистовом фрезеровании равна:



    Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания

    .

    Корректируем по паспорту станка

    .



    Перегруз не превышает значения в 5% следовательно разрешено взять данные обороты.

    Действительная скорость резания

    .

    Для уточнения величин подач необходимо рассчитать движения подачи по величине подачи на зуб и на оборот

    .

    По паспорту станка находим возможную подачу, выбираю значения, .

    Исходя из принятых величин уточняем значения подач на зуб и на оборот

    ;

    .

    4. Параметры срезаемого слоя.

    ;

    .

    5. Проверка выбранного режима резания.

    Выбранный режим резания проверяем по характеристикам станка: мощности на шпинделе станка и максимально допустимому усилию, прилагаемому к механизму подачи.

    Мощность, затрачиваемая на резание, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе: .

    Мощность на шпинделе определится по формуле

    .

    где - мощность электродвигателя привода главного движения резания, .

    Мощность резания при фрезеровании определяется по формуле



    где - главная составляющая (касательная) силы резания, .

    Крутящий момент на шпинделе станка определится по формуле:



    - крутящий момент на шпинделе, .

    Главная составляющая силы резания при фрезеровании определяется по формуле:



    где - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и другие условия;

    - коэффициент, учитывающий свойства материала обрабатываемой заготовки,

    ; [6. стр. 264, табл. 9],

    Значения коэффициента и показателей степеней , , , , приведены [6. стр. 291, табл. 41],

    ; ; б; ; ; .





    .

    Следовательно, станок не лимитирует выбранного режима резания.

    6. Основное время



    где .

    .
    Строгальная обработка.
    Паспортные данные поперечно – строгального станка 736.

    Наименьший ход ползуна 95

    Наибольший ход ползуна 650.

    Пределы рабочих скоростей 3-37

    Число двойных ходов ползуна – 12,5; 17,9; 25,0; 36,5; 52,5; 73,0 .

    Пределы горизонтальной подачи – 0,33; 0,67; 1,00; 1,23; 1,67; 2,00; 2,33;

    2,67; 3,00; 3,30 .

    Наибольшее усилие 1700 .

    Мощность 2,8 .

    1. Выбор инструмента.

    Для обработки плоскости из серого чугуна марки СЧ18 твердостью НВ=207 принимаем строгальный проходной прямой с пластиной из твердого сплава ВК6.

    Параметры срезаемого слоя.

    2. Глубину резания принимаем равной . Согласно требованиям шероховатости и величине припуска подачу выбираем ; .

    В соответствии с паспортом станка принимаем ближайшую из имеющих на станке скоростей резания .

    Длина хода определяется по формуле

    ,

    где - длина строгания;

    - величина перебега резца.

    .

    Находим число двойных ходов стола в минуту по формуле;





    .

    По паспорту станка принимаем ближайшее из имеющихся на станке чисел двойных ходов .

    При получистовом строгании и надобность в проверке соответствия станка на мощность отпадает.

    3. Определяем машинное время.



    .

    .



    В результате расчёта выбираю обработку фрезерованием, так как время на обработку значительно меньше.
    5. Шлифование
    На круглошлифовальном станке мод. 3М131 шлифуется участок вала и длиной . Припуск на обработку , длина вала . Способ крепления заготовки – в центрах.

    Сталь 40 Х – закаленная 45…47 HRC.

    Шероховатость .

    Круглошлифовальный станок 3М131

    Наибольший диаметр шлифуемой заготовки 280.

    Наибольшая длина заготовки 700.

    Мощность двигателя шлифовальной бабки 7,5 .

    КПД станка .

    Частота вращения круга, об/мин: 1112 и 1285.

    Частота вращения обрабатываемой заготовки регулируется бесступенчато: 40400 .

    Скорость продольного хода стола регулируется бесступенчато: 505000 .

    Периодическая поперечная подача шлифовального круга регулируется бесступенчато: 0,0020,1.

    Непрерывная подача для врезного шлифования: 0,14,5.

    Размеры шлифовального круга , .

    1. Выбор шлифовального круга.

    Для круглого наружного шлифования с продольной подачей (шлифовать с радиальной подачей нельзя из-за большой длины шлифуемой поверхности), параметра шероховатости , конструкционной закаленной стали до HRC45 принимаем шлифовальный круг формы ПП, [2],

    характеристика – 24 А401К, [6],

    индекс зернистости – Н, [2],

    структура – 5, [6],

    класс – А, [2],

    Полная маркировка круга ПП24 А40НС15КА 35.

    Размеры шлифовального круга , (по паспорту станка).

    2. Режим резания



    Скорость шлифовального круга Vk =35 м/с [2].

    Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки



    Корректируя по паспортным данным станка, принимаем

    .

    Окружная скорость заготовки ; принимаем .

    Частота вращения шпинделя передней бабки, соответствующая принятой окружной скорости заготовки,



    Так как частота вращения заготовки регулируется бесступенчато, принимаем .

    Глубина шлифования

    .

    Принимаем, учитывая бесступенчатое регулирование поперечной подачи шлифовального круга на ход стола,

    .

    2.4 Продольная подача

    .

    Принимаем .

    Скорость продольного хода стола

    .

    С учетом паспортных данных (бесступенчатое регулирование скорости продольного хода стола) принимаем

    .

    3. Проверка достаточности мощности станка

    Мощность затрачиваемая на резание

    [2], [3],

    где – коэффициент, учитывающий условия шлифования;

    , , , – показатели степени;

    Для круглого наружного шлифования закаленной стали с подачей на каждый ход шлифовальным кругом зернистостью 40, твердостью СМ1

    ; ; ; ; ,

    тогда

    .

    Мощность на шпинделе станка

    .

    Так как , то обработка возможна.

    4. Основное время





    где – доля перебега круга, принимаем (т.е. половина круга); – число сторон перебега круга,

    тогда



    – коэффициент выхаживания

    .
    6.Вывод
    Для повышения производительности процесса резания выгодно работать с большими сечениями среза, чем с большими скоростями резания. При больших скоростях резания повышается износ инструмента, тепловыделение и как следствие ухудшение качества обработанной поверхности и низкая стойкость инструмента.
    Поэтому первый режим, который следует выбрать это глубина резания t, во вторую очередь подачу S, и на конец скорость V.
    Такой порядок выбора режимов резания объясняется тем что глубина, подача и скорость в неодинаковой степени влияет на стойкость инструмента.
    Показатели степени соответственно n1>n2>n3, так как на температуру резания в большей мере влияет скорость, а значит и на износ тоже.
    Кроме того, при заданном сечении среза более выгодно увеличивать глубину резания, чем подачу.
    Однако необходимо учесть, что большое сечение среза скажется на качестве, точности обработки, а так же на силах резания.

    7. Список литературы.


    1. Справочник технолога машиностроителя: В 2 т. 3 – е изд., перераб. Т 1 /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова М.: Машиностроение 1972. 694 с.

    2. Справочник технолога машиностроителя: В 2 т. 3 – изд., перераб. Т 2 /Под ред. А.Н. Малова М.: Машиностроение 1972. 569 с.

    3. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: В 3 т. 5 – е изд. перераб. и доп. Т.1 /Под ред. А.Н. Малова М.: Машиностроение 1986.

    4. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальности: "Технология машиностроения", "Металлорежущие станки и инструменты" /Г.Н. Сахаров, В.Б. Арбузов, Ю.Н. Боровой и др. М.: Машиностроение 1989. 328 с.

    5. Ящерицын П.И., Еременко И.Л., Фельцштейн Е.З. Теория резания, физические и тепловые процессы в технологических системах: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1990. 512 с.

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

    7. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение 1975. 344 с.

    8. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов: Учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов. М.: Высш. шк. 1985. 304 с.

    9. Общие машиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Ч. 1 – 3. 3 – е изд. М.: ЦЕНТНИИ труда, 1978. 360 с.

    10. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач по резанию металлов и режущему инструменту. М.: Машиностроение, 1984.

    11. Седельников А.И., Флаксман А.Л. Расчет режимов резания: Методические указания. Киров: ВГТУ. 1994. 38 с.
    написать администратору сайта