Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Оптимизация критериев процесса механической обработки детали Шпиндель - файл шпиндель (лаптева).doc


Оптимизация критериев процесса механической обработки детали Шпиндель
скачать (1224.4 kb.)

Доступные файлы (7):

концевая фреза 16.cdw
концевая фреза 16.tifскачать
мои схемы резания.cdw
мои схемы резания.tifскачать
шпиндель.cdw
шпиндель.tifскачать
шпиндель (лаптева).doc304kb.21.12.2010 22:16скачать

содержание
Загрузка...

шпиндель (лаптева).doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Министерство высшего образования

Ижевский Государственный Технический Университет

Воткинский филиал

Кафедра: Технология машиностроения и приборостроения

курсовая работа

по учебной дисциплине

«Резание материалов»
Тема: Оптимизация критериев процесса механической обработки детали Шпиндель.

Выполнил: студент группы Т-911 Лаптева Н.В.
Проверил: к.т.н., доцент Смирнов В.А.

Воткинск 2010 г.

Содержание

Введение………………………………………………………………………….3

1. Цель курсовой работы……………………………………………………….3

2. Задача курсовой работы……………………………………………………..3

3.Расчётно-пояснительная часть

3.1 Эскиз детали, таблица с описанием поверхностей и техническими требованиями, предъявляемыми к размерам и поверхностям детали………4

3.2 Расчет и назначение характеристик процессов резания………………5

4. Расчёт инструмента…………………………………………………………..13

5. Обоснование видов стружки возникающих в процессе резания…………14

6. Описание возникающих видов наростов………………………………….15

7. Виды разрушения инструмента……………………………………………16

8. Приложение 1. Рабочий чертеж шпинделя………………………………...17

9. Приложение 2. Кинематические схемы резания………………………….18

10. Приложение 3. Рабочий чертеж концевой фрезы……………………….19

Список литературы……………………………………………………………..20


Введение.

Наименование, назначение и область применения детали, условия ее работы: газовый вентиль предназначен для отбора газа и перекрытия отводящёго трубопровода. Клапан, нажимая на мембрану, перекрывает отверстие для выхода газов. Ход шпинделя и клапана ограничен. Герметизация при работе достигается за счёт мембраны.

Шпиндель изготавливается из стали: Сталь 45 по ГОСТ 1050-88

Физико-химические свойства Сталь 45

Плотность

Предел прочности

Предел текучести



Относительное удлинение

Твердость: НВ 229

Заготовка для шпинделя – прокат диаметром d = 40 по ГОСТ 8560-78. Выбор проката обусловлен тем, что при дальнейшей механической обработке, снимается минимальное количество металла, также этот метод экономически выгоден.
^ 1. Цель курсовой работы.

Целью выполнения курсовой работы являются знания: основных процессов, происходящих при резании, таких как стружкообразование, формирование обработанной поверхности, износ режущих инструментов
^ 2. Задача курсовой работы.

Поставленная цель является основой для решения следующих практических задач:

а) назначение для заданного обрабатываемого материала оптимального сочетания марки режущего инструмента, его геометрических параметров;

б) назначение режимов резания, в зависимости от требуемой точности изготовления, и имеющегося в наличии оборудования;

в) расчет силовых зависимостей процесса резания;

г) определение температурных полей и значений средней температуры резания;

д) назначение стойкости режущего инструмента;

е) оптимизация режимов резания основных видов обработки по различным критериям.

^ 3. Расчётно-пояснительная часть
3.1 Эскиз детали, таблица с описанием поверхностей и техническими требованиями, предъявляемыми к размерам и поверхностям детали.

Табл. 1. Технические требования, предъявляемые к поверхностям[2].


N поверхности

Назначение поверхности

Технические требования

1

Упорная поверхность

Ra 3.2

2

Резьбовая поверхность

Ra 3.2, h9

3

Посадочная поверхность

Допуск параллельности к поверхности 8=10мкм, H10

4

Резьбовая поверхность

Ra 3.2, h9


Технические требования:

  1. HRC 40..45

  2. Неуказанные предельные отклонения размеров: – отверстий H14, валов – h14, остальных – ±IT14/2.

Выбор режущего инструмента
Выбранный режущий инструмент сведен в таблицу 2.

Табл. 2. Инструмент для обработки детали

№ перехода

Режущий инструмент

1

Резец 2102-0021 ВК8 ГОСТ 18877-73

2

Цековка 2350-0669 ГОСТ 26258-87 (d=4 мм)

3

Резец 2103-0017 ГОСТ 18879-73

4

Резец канавочный

5

Резец канавочный

6

Резец 2102-0021 ВК8 ГОСТ 18877-73

7

Резец 2660-0501 ГОСТ 18876-73

8

Фреза ГОСТ 17026-71 (d=16 мм)

9

Резец 2102-0021 ВК8 ГОСТ 18877-73

10

Резец 2103-0017 ГОСТ 18879-73

11

Резец отрезной ГОСТ 18874-73

12

Резец фасонный




    1. Расчет и назначение характеристик процессов резания




  1. Переход - Подрезка торца токарным проходным резцом ВК 8.

Назначаем геометрию резца:



Назначаем глубину резания: [2, стр. 265]

t = 2мм

Назначаем подачу: [2, стр. 266, табл. 11]

s = 0,5 мм/об

Назначаем стойкость инструмента:

Т = 30мин [2, стр. 268]

Определяем скорость резания:

м/мин [2, стр. 265]

[2, стр. 269, табл. 17]

[2, стр. 261]







Определяем составляющие силы резания Р z, y, x:

При наружном продольном поперечном точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов и фасонном точении эти составляющие рассчитываются по формуле: [2, стр. 271]

Рассчитаем тангенциальную силу:

[2, стр. 273, табл. 22]

[2, стр. 271]

[2, стр. 264, табл. 9]



[2, стр. 275 табл. 23]





Рассчитаем радиальную силу:

[2, стр. 273, табл. 22]

[2, стр. 271]

[2, стр. 264, табл. 9]
[2, стр. 275 табл. 23]





Рассчитаем тангенциальную силу:

[2, стр. 273, табл. 22]

[2, стр. 271]

[2, стр. 264, табл. 9]



[2, стр. 275 табл. 23]





Определяем мощность резания: [2, стр. 271]



Определяем машинное время: [3, стр. 42]



Определим шероховатость поверхности: [1]



Определим температуру резания:





С0 = 1490 – коэ-т для нержавеющей стали [4, стр. 64]

Определим глубину наклепа:



где R – радиус обрабатываемой поверхности 10 мм

t – глубина резания 2 мм

а – толщина стружки 0,4 мм
Расчет высоты нароста: [4, стр. 42]


^ 2)Переход – фрезерование поверхности шпинделя, прилегающей к маховику.

Режущий инструмент - концевая фреза с коническим хвостовиком диаметром 16 мм по ГОСТ 17026-71.

^ Материал режущей части инструмента: Р6М5

Геометрия режущей части фрезы: концевая фреза диаметром , длинной , число зубьев , конус морзе 2

Глубина фрезерования: ,

Ширина фрезерования:

Подача на оборот:

Подача на 1 зуб:

Скорость резания – окружная скорость фрезы:



- табличные данные



Коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала для стали марки Сталь 45: ,06 при

Коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки:

Коэффициент, учитывающий материал инструмента для стали марки Р6М5:



Составляющие силы резания:

Окружная сила:









Горизонтальная сила (сила подачи):



Вертикальная сила:



Радиальная сила:



Осевая сила:



Крутящий момент на шпинделе:



Мощность резания эффективная (эффективная):



Машинное время: , где - длина рабочего хода.

Длина поверхности детали на которой осуществляется перемещение и направление подачи - , длина врезания - , перебег - (работа на проход)



Каждый зуб фрезы снимает одинаковую стружку в виде запятой. Стружка, снимаемая одним зубом, определяется двумя дугами контакта соседних зубьев. Расстояние между этими дугами, измеренное по радиусу фрезы, переменное. Оно определяет толщину среза. Толщина среза изменяется от нуля до максимального значения.


  1. ^ Переход – продольное точение токарным проходным упорным прямым резцом.

Назначаем геометрию резца:



Назначаем глубину резания: [2, стр. 265]

t = 4мм

Назначаем подачу: [2, стр. 266, табл. 11]

s = 0,4 мм/об

Назначаем стойкость инструмента:

Т = 30мин [2, стр. 268]

Определяем скорость резания:

м/мин [2, стр. 265]

[2, стр. 269, табл. 17]

[2, стр. 261]







Определяем составляющие силы резания Р z, y, x:

При наружном продольном поперечном точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов и фасонном точении эти составляющие рассчитываются по формуле: [2, стр. 271]

Рассчитаем тангенциальную силу:

[2, стр. 273, табл. 22]

[2, стр. 271]

[2, стр. 264, табл. 9]



[2, стр. 275 табл. 23]





Рассчитаем радиальную силу:

[2, стр. 273, табл. 22]

[2, стр. 271]

[2, стр. 264, табл. 9]



[2, стр. 275 табл. 23]





Рассчитаем тангенциальную силу:

[2, стр. 273, табл. 22]

[2, стр. 271]

[2, стр. 264, табл. 9]
[2, стр. 275 табл. 23]





Определяем мощность резания: [2, стр. 271]



Определяем машинное время: [3, стр. 42]



Определим шероховатость поверхности: [1]



Определим температуру резания:





С0 = 1490 – коэ-т для нержавеющей стали [4, стр. 64]

Определим глубину наклепа:



где R – радиус обрабатываемой поверхности 8 мм

t – глубина резания 4 мм

а – толщина стружки 0,4 мм
Расчет высоты нароста: [4, стр. 42]





  1. ^ Расчёт инструмента


Задание: концевая фреза с коническим хвостовиком диаметром 16 мм

Исходные данные: Деталь – материал заготовки Сталь 45 , σв=700 Мпа.

Концевые фрезы имеют в отличии от торцовых и цилиндрических фрез конический или цилиндрический хвостовик. Зубья на цилиндрической части рассчитывают так же, как зубья цилиндрических фрез.

Концевые фрезы выпускают двух типов: с нормальным зубом, когда число зубьев z=√D, а угол ω=30o, и с крупным зубом, когда число зубьев z=0,6√D, а угол ω=45о. окружной шаг от зуба к зубу у таких фрез переменный с целью уменьшения вибраций. Фрезы с цилиндрифеским хвостовиком имеют D=3….20 мм и l=2…45 мм.

У концевых фрез малых диаметров режущую часть делают целиком из твердого сплава.

При выборе диаметра необходимо обеспечить требуемую жесткость оправки для заданных условий работы фрезы

da= 0.4*B0.2*t0.175*Sz0.14*Z0.2*l0.62*y-0.2=

=0,4*200,2*1,50,175*0,180,14*40,2*450,62*2,6-0,2=20,9 мм

где В=12- ширина фрезерования, мм

t=2,5 - глубина резания, мм

Sz=0,2- подача, мм/об

Z=4 – число зубьев фрезы

L =48мм – вылет фрезы относительно шпинделя

Рассчитанные диаметры округляют до ближайших стандартных размеров.

Расчет числа зубьев по условию равномерности фрезерования

Z=360ξ/ψ=360*4/340=4

Где ψ=arсcos(1-2t/da)= arсcos -0,087 -угол контакта фрезы с заготовкой

ξ>2-коэффициент равномерности фрезерования.

Рассчитанное число зубьев округляют до целого четного числа. С целью обеспечения равномерности фрезерования угол ω наклона зубьев должен быть обратным направлению резания, т.е. у праворежущих фрез должно быть выбрано левое направление зубьев .


  1. ^ Обоснование видов стружки возникающих в процессе резания.


Тип стружки зависит от механических свойств материала и от геометрических параметров режущего инструмента. С увеличением прочности и твердости материала сливная стружка переходит в стружку скалывания, а потом в элементную. Так же на стружку влияют передний угол и угол наклона главной режущей кромки режущего инструмента.
При фрезеровании стружка, срезанная за один оборот фрезы, представляет собой не ленту, как при точении или сверлении, а отдельные, не связанные между собой элементы. Каждый зуб фрезы снимает одинаковую стружку в виде запятой. Стружка, снимаемая одним зубом, определяется двумя дугами контакта соседних зубьев. Расстояние между этими дугами, измеренное по радиусу фрезы, переменное. Оно определяет толщину среза. Толщина среза изменяется от нуля до максимального значения.



  1. ^ Описание возникающих видов наростов.


Под наростом понимают клиновидную, относительно неподвижную область материала, расположенную на передней поверхности лезвия его режущей кромки. Нарост состоит из продуктов взаимодействия обрабатываемого и инструментального материалов и окружающей среды. Нарост, выполняя функции режущего лезвия, предохраняет переднюю и заднюю поверхность инструмента от истирания их сходящей стружкой и обработанной поверхностью и уменьшает нагревание. Это приводит к повышению периода стойкости инструмента. Наличие нароста увеличивает шероховатость обработанной поверхности.

Нарост вызывается «застоем» металла вблизи вершины инструмента при определенных скоростях резания. Нарост, постоянно меняясь по высоте, вызывает неравномерную деформацию срезаемого слоя. Он то резко возрастает, то срывается с передней поверхности и внедряется в обработанную поверхность. Высота остаточных неровностей сильно увеличивается. Наибольшая высота нароста бывает при температуре в зоне резания около 200°С, что для обычных конструкционных сталей соответствует скоростям резания 20—30 м/мин. С повышением температуры нарост уменьшается.



  1. ^ Виды разрушения инструмента.


При фрезеровании изнашиванию подвергаются задние поверхности главных лезвий на цилиндрической части и вспомогательных лезвий на торцовой части фрез. Наиболее интенсивному изнашиванию подвергаются угловые участки сопряжения главных и вспомогательных лезвий. [4]

При малых скоростях резания, когда фрезы нагреваются слабо, стойкость их уменьшается из-за выкрашивания хрупких кромок.
Список литературы.


  1. Общетехнический справочник/ Е.А. Скороходов, В.П. Законников, А.Б. Паннис и др.; Под общ. ред. Е.А. Скороходова. – 4-е изд., испр. – М.: Машиностроение, 1990. – 496с.: ил.

  2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т 2/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова, 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. 496 с., ил.

  3. Аршинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. Изд. 3-е, перераб. и доп. Учеб. для машиностроительных техникумов. М.: «Машиностроение», 1976.

  4. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов: Учебник для машиностроительных и приборостроительных вузов. – М: Высш. шк., 1985. – 304с., ил.

  5. Режущие инструменты: учебное пособие / В.А. Гречишников, С.Н. Григорьев, Старый Оскол: ТНТ, 2009. - 300с..

  6. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учеб. пособие для техникумов по предмету «Основы учения о резании металлов и режущий инструмент». – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: «Машиностроение», 1990. – 448с.: ил.

7. В.В. Данилевский. Справочник молодого машиностроителя. Справочник для молодых рабочих машиностроительных заводов и учащихся проф.-техн. училищ. Изд. 3-е, доп. и перераб. М. «Высш. школа», 1973. 648с. с ил.

8. В.А. Гречишников, С.Н. Григорьев, Проектирование режущих инструментов. учебное пособие, Старый Оскол: ТНТ, 2009. - 300с.


Скачать файл (1224.4 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru