Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Курсовая работа (4 семестр) - файл Курсовая.doc


Курсовая работа (4 семестр)
скачать (179.3 kb.)

Доступные файлы (1):

Курсовая.doc560kb.13.05.2008 14:19скачать

содержание
Загрузка...

Курсовая.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
1. Аналитический расчёт режимов резания на операцию точение (чистовой переход).

Блок исходных данных:


  1. Тип производства – серийное

  2. Вид заготовки – пруток Æ30

  3. Материал детали – 12Х18Н9Т

  4. Диаметр обработанной поверхности – Æ20h8

  5. Длина заготовки – 172

  6. Шероховатость обработанной поверхности – Ra 12,5

  7. Крепление заготовки – П+Ц

Содержание операции – точить поверхность 20h8 на длину 65 мм начисто.
Решение.
1. Выбор марки инструментального материала и геометрии режущей части инструмента.
Сталь 12Х18Н9Т относится к группе коррозионно-стойкие, кислотостойкие жаростойкие, хромоникелевые стали аустенитного, аустенитно-ферритного и аустенитно-мартенситного классов, для чистового точения которых рекомендуется сплав Т15К6([1], с.56, табл.13).

Исходя из конфигурации детали и механических свойств, выбираем проходной упорный прямой резец с пластинами из твердого сплава с углом в плане 900 (по ГОСТ 18879-73 [2], с.120, табл.7), со следующей геометрией режущей части([1],с.66, табл.17):

=90о ,1=10о, =10о, 1=0о , =0о, =0о, rb=1.0 мм,

Н=20мм, В=12мм.
2. Выбор глубины резания t и числа проходов.
Припуск на обработку определяется по формуле : ,

где D - диаметр необработанной поверхности заготовки;

d – диаметр обработанной поверхности.
Получаем : мм.
Для получения шероховатости Ra=12.5 и квалитета точности h8 делаем два прохода: получистовой с глубиной резанья t1=4 мм и окончательный чистовой проход с максимальной глубиной резанья t2=1мм.
3. Выбор подачи инструмента.



    1. По шероховатости обработанной поверхности




Для чистовой обработки подачу S выбираем в зависимости от шероховатости обработанной поверхности Ra=12.5≈Ra=40
S1=0.30 мм  об.


    1. По прочности пластины твёрдого сплава


S2=S2T*k1*k2

где S– табличное значение подачи

k1- поправочный коэффициент ,зависящий от механических свойств обрабатываемого материала [в=750 мПа].

k2- поправочный коэффициент ,зависящий от величины главного угла в плане.

Выбираем из условия, что глубина резания t=1 мм и от толщины пластины n=6 мм(0.4Н=n), таким образом(2, табл.13, стр.268):

S2T=3.6 мм/об;

k1=1,2;

k2=0,4;

S2=3,6*1,2*0,4=1,728 мм/об.


    1. По прочности механизма подачи станка.


Наибольшее усилие, допускаемое механизмом подачи станка, сравнивается с осевой соответствующей силы резания Pz.
Pz=Cp*txp*Syp H;
где Cp–коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала, материала и геометрии резца на силу резания Pz.

xр, ур, – показатели степени, характеризующие влияние t и S на величину осевой силы Pz;

Рхстанка=0,25*Рz=0.25* Cp*txp*Syp
, мм/об

,где Рхстанка – величина предельно допустимой силы станка.

Cp=204, Хр=1.0, Yр=0,75([2], с.273, табл.22), t=1мм, Рхстанка=1000 Н.


мм/об.


    1. По жёсткости детали с учетом способа крепления.



В процессе обработки под действием сил резания деталь деформируется.

Это приводит к изменению взаимного расположения детали и вершины резца, определяющий геометрическую форму и размеры обрабатываемой поверхности, где деталь изгибает сила Q.


Если деталь закреплена в патроне



, часто , тогда

С другой стороны сила

,

где – модуль упругости материала детали;

- момент инерции; , для круглого сечения.

Итак, , где отсюда
;
Допустимая стрела прогиба детали  при чистовой обработке определяется по формуле:
, мм

где ∆ - допуск на D;

D-диаметр заготовки.

∆=33 мкм=33*10-3 мм;

f=0,2*0,033=0,0066 мм;

Cp=204, Хр=1.0, Yр=0,75([2], с.273, табл.22), E=195000 МПа, L=65 мм, t=1 мм.

мм4 и находим подачу :
, мм /об

3.5. По прочности державки резца.

Резец можно считать балкой, защемленной одним концом и нагруженной на другом тремя силами: Pz, Py, Px ,создающими сложное напряженно-деформированное состояние в державке резца. Однако, как показывает анализ, с достаточной для практики точностью прочность резца может быть рассчитана по силе .

Прочность державки резца проверяют расчётом на изгиб от действия вертикальной составляющей силы резания.

Итак, , а ,

где - момент сопротивления;

– допускаемое напряжение на изгиб материала державки резца, 20 кг мм2=200Н/мм2.

Для прямоугольного сечения :

;

где В и H толщина и высота державки резца соответственно;

; , откуда
(10)
В=12 мм, Н=20 мм, ([2], стр.120, табл. 6), l=1,25Н мм.
мм/ об.



    1. По жёсткости державки резца.

Под действием сил резания державка резца деформируется и в результате отклонения вершины резца от первоначального положения возникают погрешности.

Стрелка прогиба при чистовом точении =0,03…0,05 мм; момент инерции для круглого сечения ,

Отсюда

, (11)
где – модуль упругости материала державки резца.
мм/ об

В результате расчётов получили:

S1 = 0,3 мм об

S2 =1,728 мм/об

S3 = 52,87мм об

S4 = 0,43 мм об

S5 = 3,6 мм  об

S6 = 279,78мм об

Из полученных значений принимаем наименьшую подачу S1 = 0,3 мм об.

4. Расчёт периода стойкости стойкости инструмента из обеспечения максимальной производительности обработки, используя в качестве критерия трудоемкости норму штучно-калькуляционного времени
Переменная доля себестоимости операции, зависящая от скорости резания определяется формулой.

,

где - машинное время на операцию, ;

– минутная зарплата рабочего с начислениями, ;

– затраты связанные с эксплуатацией станка в течение 1 минуты; ;

- стоимость станкоминуты; ;

– время на смену затупившегося инструмента и его подналадку за период стойкости, мин;

– стоимость эксплуатации инструмента за период стойкости, ;

- количество обрабатываемых деталей за период стойкости, .

Для отыскания экономического периода стойкости , соответствующего минимуму , находим первую производную и приравниваем к нулю:

.




Тогда ,

где m – показатель степени, зависящий от подачи и механических свойств обрабатываемого материала [в=550 мПа], который равен 0,2 ([2],табл. 17, стр.269).

При выборе экономического критерия в расчете периода стойкости можно использовать значения е =2,5 руб., Е=1,84 руб. для тарифной ставки 4-го разряда.

Рассчитываем периода стойкости :

мин
Для обеспечения максимальной производительности труда на данном рабочем месте обработку необходимо вести на . При определении периода стойкости , соответствующего скорости , пренебрегают затратами на эксплуатацию инструмента за период его стойкости, т. е. принимают =0.

Тогда,

, мин

Рассчитываем период стойкости :

мин.
Так как ТМПЭ, то скорость резания ., при которой достигается максимальная производительность труда на данном рабочем месте, выше экономической скорости резания, т.е. .

5. Расчёт скорости резания из условия обеспечения максимальной производительности обработки.
Скорость резания определяется по формуле:

м  мин

где Cv – коэффициент, характеризующий условия обработки,

kv – обобщённый поправочный коэффициент, учитывающий влияние изменённых условий резания на величину скорости резания;

x, y – показатели степени, характеризующие влияние t и s на скорость резания.

kv=
где k - поправочный коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане на скорость резания;

k1 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние вспомогатель-ного угла в плане на скорость резания;

kr – поправочный коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца r.

Найдем коэффициенты ([2], табл.18, стр. 271):

для φ=90º k = 0,7

для φ1=10º k1 = 1,0

для r=1 мм kr =0,94
kv = 0,7*1,0*0,94=0,658

В зависимости от характеристики подачи выбираем (2,табл. 17, стр.269):

Cv=350; xv = 0,15; yv = 0,35; m = 0,2

м/мин.


  1. Уточнение скорости резания по ряду чисел оборотов шпинделя.


Частота вращения шпинделя определяется по формуле:

об мин

Вычисляем значение частоты вращения шпинделя :

обмин.

Принимаем nшп = 2000 об/мин для станков типа 16К20Ф3 [2, табл.19, стр.17]

Действительная скорость резания :

ммин

ммин

Получим:

ммоб

или

ммоб

Для каждого числа оборотов шпинделя может быть найдена такая подача S, при которой режущие свойства резца будут использованы полностью, т.е. будет обеспечиваться выбранный период стойкости инструмента Тмп.

мм/об.


  1. Расчёт скорости резания из условия полного использования мощности станка.


Необходимо проверит условие, что мощность на шпинделе станка Nшп. должна быть больше мощности процесса резания Nрез.

Для станка 16К20Ф3 Nшп.=10 кВт. [2, табл. 9,стр. 17]
кВт

Сила Pz определяется по формуле Н

Поправочный коэффициент kp , учитывающий фактические условия резания вычисляется по формуле

где kMp – поправочный коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала.

kp – поправочный коэффициент, учитывающий главный угол в плане 

kp – поправочный коэффициент, учитывающий передний угол .

kp – поправочный коэффициент, учитывающий угол наклона главной режущей кромки .

krp–поправочный коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца r.
Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента определяется по ([2], табл. 23, cтр.275):

- при главном угле в плане φ=90º kр=1,82

- при переднем угле в плане γ=0º kр=1,4

- при угле наклона главного лезвия λ=0º kр=1

- с радиусом при вершине r=1 мм krр=1


n=0.75 ([2] табл. 9 стр. 264);


Тогда поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания равен: kp=1*1,82*1,4*1*1= 2,5

Cp=204, Хр=1.0, Yр=0,75, n=0 ([2] табл. 22 стр. 273)
Pz = 204110,30,7512602,5=206,5 Н

Мощность резания :

кВт

Проверяем условие по мощности резания :

Nрез=4,3 кВт.< Nстанка=10 кВт.

Условие выполняется, значит дальнейшая обработка возможна.

Мощность станка с учетом КПД () и перегрузки kn:



Получим:
мм  об

или мм об

По уравнению для каждого числа оборотов шпинделя может быть найдена такая подача S, при которой мощность станка будет использована полностью.

Подача, при которой полностью используются режущие свойства резца и

мощность станка, называется одновременной и обозначается Sодн.

Для нахождения подачи Sодн. делим уравнения. Получаем:
ммоб
ммоб.


  1. Расчёт машинного времени выполняется по формуле

, мин.
где L – общая длина прохода инструмента в направлении подачи, мм

n – число оборотов заготовки в минуту;

S – подача, мм об

i – число проходов .

Выбирается подача S1 или Sодновр, при которой обеспечивается большая минутная подача, т.е. ^ Sодновр=0,7 мм об
L= l + l1 + l2, мм

где l – длина обрабатываемой поверхности, мм

l1 =t*ctg – величина врезания, мм

l2= 1 – 3 мм – величина перебега.
мин.


2. Расчёт режимов резания аналитическим методом на операцию сверления.

Блок исходных данных:

1. Диаметр сверла D=12 мм,

2. Диаметр рассверливаемого отверстия d=0 мм,

3. Длина прохода сверла в направлении подачи L=100 мм,

4. Содержание операции : сверлить отверстие Ø12 на глубину 100 мм


  1. Выбор марки инструментального материала.


Исходя из исходных данных принимаем сверло спиральное из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком удлиненное по ГОСТ 2092-77 ([2], табл. 40 стр. 138) с материалом режущей части Р6М5 ([3], табл. 2.2 стр.11).

Устанавливают размеры сверла в зависимости от обрабатываемого материала: Длина сверла L=260 мм,

Длина рабочей части l=180 мм ([2], табл. 42 стр.147),

Конус Морзе относительно диаметра сверла выберем № 1 ([2] табл.42, стр. 150)

Геометрические параметры сверла определяют по следующим критериям :

  1. в зависимости от материала заготовки [№ гр., в ] ;

  2. в зависимости от материала режущей части сверла [Р6М5] ;

  3. от диаметра сверла [D=12 мм]

γ=0º ; 2φ=110º ; ψ=55º ; =12º ([3], табл. 3.10., стр. 21)


  1. Выбор подачи инструмента.

Подача в зависимости от диаметра сверла, глубины сверления, шероховатости обработанной поверхности, точности и прочности сверла, свойств обрабатываемого материала по нормативным данным по таблице ([1] табл.72 стр.91).

Sо = 0,2 мм/об


  1. Выбор периода стойкости.

Период стойкости инструмента определяем табличным способом в зависимости от материала обрабатываемой делали, диаметра сверла и материала режущей части сверла Т=15 мин ([2] табл. 30 стр. 279).


  1. Выбор скорости резания.

По известным D, S и принятому периоду стойкости сверла определяют скорость резания и число оборотов. Скорость резания при сверлении, так же как и при точении, зависит от целого ряда факторов и может быть выражена формулой:

, м/мин

где Сv – постоянная для определенной группы обрабатываемого материала;

q, m, y – коэффициент и показатели степени;

D – диаметр сверления, мм;

Т – период стойкости сверла, мин;

S – подача, мм/об;

Kv – поправочный коэффициент на скорость резания.

Kv = kмv· kиv ·knv· klv ;

Где К – коэффициенты, учитывающие влияние свойств обрабатываемого и инструментального материалов, геометрию инструмента, его износ и др.

kмv – поправочный коэффициент на обрабатываемый материал;

kиv – поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания ;

klv – поправочный коэффициент на скорость резания при сверлении, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия ;

knv – поправочный коэффициент, учитывающий влияния состояния поверхности заготовки на скорость резания;

;

где kг – коэффициент, характеризующий группу стали

nv – показатель степени.

В зависимости от материала режущей части инструмента при сверление для сплава с в=550 МПа определяем :

Сv = 9,8; q = 0,4; у = 0,5; m = 0,2 ([2], табл. 28, стр. 278)

В зависимости от марки обрабатываемого материала и материала режущей части инструмента определяем поправочные коэффициенты :

kг =0,7 ; nv = 0,9 ([2],табл. 2, cтр.262)



Kиv = 1 ([2],табл. 6 , стр.263)

knv = 0,3 ([2], табл. 5, cтр.263)

kiv =1 ([2], табл. 31, cтр.280)

Поправочный коэффициент на скорость резания равен : Kv=0.9*1*0.3*1=0.27

Находим скорость резания при сверление:

м/мин.


  1. Определение значения крутящего момента.

Мкр=10 * См * Dq * sy * Kp;



См=0.041, q=2, y=0.7 ([2] табл. 32 стр. 281);

n=0.75 ([2] табл. 9 стр. 264);

S=0.2 мм/об, в=550 МПа;

;

Мкр=10 * 0.041 * 122 * 0.20,7 * 0.79=15,11 Н*см.


  1. Определение значения осевой силы.

;

;

Ср=143, q=1, y=0,7 ([2] табл. 32 стр. 281);

n=0.75 ([2] табл. 9 стр. 264);

t=6 мм, S=0,2 мм/об, в=550 МПа;

Ро=10* 143 * 0.20.7 * 0.79=366 Н.


  1. Определение числа оборотов сверла.

, об/мин

где V – скорость вращения заготовки, м/мин;

D – диаметр обрабатываемой заготовки, мм.

об/мин.

  1. Определение мощности резанья.

Действующее на сверло в процессе работы осевая сила и крутящий момент являются исходными для расчета сверла и частей станка на прочность и деформацию, а также для определения мощности.

Мощность резания, затрачиваемую на сверление, определяется по формуле : , кВт, кВт.
Выбираем станок 2Н125Л ([2], табл. 11, стр. 20). Nрез=0,38 кВт < Nстанка=1,5 кВт следовательно обработка возможна.


  1. Расчет машинного времени при сверлении.


Машинное время при сверлении подсчитывается по формуле:

, мин,

где L – длина прохода сверла в направлении подачи, мм;

,

где – глубина сверления, ;

- величина врезания, ;

– величина перебега, .

Приближенно для сверл с одинарным углом в плане 2φ=1100 принимается мм
мин


3. Расчёт режимов резания аналитическим методом на операцию фрезерования.

Блок исходных данных:

1. Вид обработки (фреза) – торцевая

2. Ширина фрезерования : В=50 мм

3. Глубина резания : t=2 Содержание операции

4. Диаметр фрезы : D=…
Сталь 12Х18Н9Т относится к группе коррозионно-стойкие, кислотостойкие жаростойкие, хромоникелевые стали аустенитного, аустенитно-ферритного и аустенитно-мартенситного классов, для чистового фрезерования которых рекомендуется сплав Р6М5 ([1], с.116, табл.13).

Исходя из исходных данных размеров фрезы выбираем : режущий инструмент –торцевая насадная фреза из быстрорежущей стали по ГОСТ 9304-69; диаметр фрезы D=100 мм, число зубьев z = 18 мм., внутренний диаметр фрезы d=32 мм ([2],табл. 92, стр.187)

Геометрия фрезы: =60о ,1=15о, =15о, =15о, ω=30о([1] стр.128 табл. 113)

  1. Выбор подачи.

Для условий чистового фрезерования торцевыми фрезами в зависимости от шероховатости обработанной поверхности Ra=1,25([1] стр 129) назначаем Sо=0,5 мм/об ([2],табл. 37, стр.285)

Тогда подача на зуб:

мм/об

  1. Расчет оптимальной скорости резания.

Определение скорости фрезерования из условия максимальной размерной стойкости фрезы делаем табличным методом, используя зависимость:



где Cv, m, q, x, y, p, u – коэффициент и показатели степени;

Т – стойкость сверла, мин;

Sz – подача на зуб фрезы, мм/зуб;

t – глубина фрезерования, мм;

z – число зубьев фрезы;

В – ширина фрезерования, мм;

kv – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания

Для жаропрочной стали выбираем следующее :

Сv = 49,6; q = 0,15; х =0,2; y = 0,3; u=0,2 ; m = 0,14; р = 0,1 [2, табл. 39, стр. 287]

Кv = Кмv · Кnv · Кuv,

где kм – поправочный коэффициент, учитывающий качество, обрабатываемого материала;

kuv – поправочный коэффициент, учитывающий материал инструмента;

kпv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

,

где – пределы прочности обрабатываемого материала;

nv – показатель степени.

kг – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости

nv = 1; кг = 0,85; ([2], табл.2, cтр.262)



В зависимости от марки обрабатываемого материала и материала режущей части инструмента определяем поправочные коэффициенты :

kuv = 0,3 ([2],табл. 6 , стр.263)

knv =1 ([2], табл. 5, cтр.263)
Поправочный коэффициент на скорость резания равен : Kv=1,16*0,3*1=0,348

В зависимости от вида фрезы и его диметра среднее значение периода стойкости T равно :

Т=180 мин ([2], табл. 40, стр. 290)

Отсюда скорость резания при фрезеровании равна:
м/мин

  1. Частота вращения фрезы.

Частота вращения фрезы, соответствующая найденной скорости главного движения резания:



об/мин,

  1. Расчет ограничений по силе резания.

    1. Окружная сила.

Главная составляющая силы резания при фрезеровании – окружная сила, Н :
, Н (39)

где кmp – поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала;

z – число зубьев фрезы;

n – частота вращения фрезы , об/мин
, (40)

где n-показатель степени;

n = 0,75 ([2], табл. 9, стр.264)


Для жаропрочных сплавов имеем :

Ср = 218; х =0,92; у = 0,78; u = 1; q = 1,15; w = 0 ([2], табл. 41, стр. 291)

Главная составляющая силы резания :
Н

    1. Сила подачи.

    1. Ph =1.1 *Pz= 904,14 H

    1. Радиальная составляющая.

    1. Py =0.5* Pz= 451,9 H

  1. Ограничения по мощности резания.

Определяем мощность, затрачиваемую на резание:

, кВт (41)

кВт

Выбираем станок 6Р13Ф3-01 ([2], табл.,37, стр. 51)

Для того, чтобы была возможна обработка, необходимо, чтобы выполнялось условие:

Nрез ≤ Nст

В действительности мы получили:

0,216 ≤ 7,5 , т.е. обработка возможна.

Содержание:

  1. Режимы лейзвийной обработки деталей ГТД6 Учеб. пособие /В.Ц. Зориктуев, В.В. Постнов, Л.Ш. Шустер и др. Уфа: УАИ, 1991. 80 с.

  2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. 656 с.

  3. Режимы резания трудно-обрабатываемых материалов: Справочник / Я.Л. Гуревич, М.В. Горохов. – М.: Машиностроение, 1986, 240 с.



Скачать файл (179.3 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации