Методические указания к курсовой работе по «Технологии конструкционных материалов» раздел «Обработка металлов резанием» (стр. 5 )

Эффективная мощность рассчитывается по формуле:

, кВт.

Потребляемая мощность рассчитывается по формуле:

, кВт.

Численное значение КПД станка () см. в табл. 16.

Коэффициент использования станка по мощности рассчитывается по формуле:

%.

Численное значение см. в табл. 16.

Величина не должна превышать 120 %.

Основное время , мин. Основное время операции (точения) включает сумму времени выполнения всех технологических переходов. Основное время технологического перехода рассчитывается по формуле:

, мин,

где          – расчетная длина обработки поверхности, мм;

        – частота вращения шпинделя станка, об/мин;

        – подача, мм/об;

         – количество проходов.

Расчетная длина обработки при точении: , мм,

где         – действительная длина детали (чертежный размер), мм;

        – величина врезания резца, мм

        ;

        – выход (пробег) резца, мм

       .

Технические характеристики токарно-винторезных станков представлены в табл. 16.

Таблица 16

Токарно-винторезные станки

№ п/п	Параметры	16Б16А	16Л20	16К20	16К25
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной	320	400	400	500
Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя	36	34	53	53
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки	750	1500	2000	2000
Шаг нарезаемой резьбы: метрической дюймовой (число ниток на дюйм)	0,25…56 112…0,5	0,25…56 56…0,25	0,5…112 56…0,5	0,5…112 56…0,5
Частота вращения шпинделя, об/мин	20…2000	16…1600	12,5…1600	12,5…1600
Число скоростей шпинделя	21	21	22	22
Наибольшее перемещение суппорта продольное поперечное	700 210	1440 240	1935 300	1935 300
Подача суппорта, мм/об продольное поперечное	0,01…0,7 0,005…0,35	0,05…2,8 0,025………1,4	0,05…2,8 0,025………1,4	0,05………2,8 0,025…….1,4
Число ступеней подач	-	-	24	-
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	4,6	6,3	11	11
КПД станка	0,75	0,75	0,75	0,75
Габаритные размеры: длина ширина высота	2280 1060 1485	2920 1035 1450	3795 1190 1500	3795 1240 1500
Масса, кг	2100	2050	3685	3775

Примечание.

Частоту вращения шпинделя назначать из следующего ряда чисел, 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; 2000.

4. Пример

Задача. Выбрать инструмент и рассчитать режим резания при обработке наружной цилиндрической поверхности детали.

Исходные данные: диаметр обработки 60 мм; длина обработки 40 мм; материал обрабатываемой детали Сталь 45 ГОСТ 1050–94; припуск на обработку 1,5 мм; требуемая чистота обработанной поверхности Rz20; поверхность заготовки без корки после черновой обработки.

Решение. Для обработки используем токарно-винторезный станок модели 16К20 со следующими характеристиками (табл. 16):

наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной − 400 мм; наибольший диаметр прутка,  проходящего через отверстие шпинделя − 53 мм; наибольшая длина обрабатываемой заготовки − 2000 мм; частота вращения шпинделя, об/мин − 12,5 … 1600 об/мин.; число скоростей шпинделя − 21; ряд чисел оборотов 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; 2000; подача суппорта:  продольная − 0,05…2,8 мм/об;  поперечная − 0,025…1,4 мм/об; число ступеней подач − 24; мощность электродвигателя главного привода − 11кВт; КПД станка − 0,75.

В качестве инструмента для обработки принимаем токарный проходной прямой резец правый, оснащенный неподвижно закрепленной твердосплавной пластиной марки Т15К6. Стойкость резца устанавливаем Т = 60 мин. ([2] стр. 268). Главный угол в плане ц = 45°. Передний и задний углы резца соответственно: г = 10°, б = 8° ([5] стр. 347). Радиус закругления при вершине резца r = 0,4 мм. Размеры сечения державки 25×16 мм ([2] стр.119) принимаем, исходя из допустимых значений для выбранной модели станка.

Предел прочности при растяжении для обрабатываемого материала ув = 598 МПа ([5] стр. 108). По характеру данный процесс обработки можно охарактеризовать как получистовое точение (табл. 1). Для достижения требуемой точности и чистоты поверхности принимаем глубину резания t = 1,5 мм, т. е. обработку можно осуществить за один проход, i = 1.

По таблице 9 установим следующее значение продольной подачи  S = 0,25 мм/об.

Рис.1. Технологическая схема обработки

Рассчитаем скорость резания  V  по формуле:

,

где:        Cv  – коэффициент эмпирической формулы и  m, x, y – показатели степени выбираются по таблице 12;

       – поправочный коэффициент, получаемый расчетным путем по формуле:        

.

– коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала:

=  (табл. 3),  где = 1 ,  nv = 1 (табл. 4),

= = 1,25.

– коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки.

Т. к. поверхность заготовки без корки, то  =1 по табл. 5.

– коэффициент, учитывающий качество материала инструмента.

По табл. 6 =1.

= 1,25.

Подставляя полученные табличные и расчетные значения в формулу расчета скорости резания, получим:

250,8 м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя:

где: Vр – скорость резания; D – наибольший диаметр обработки,  D= 63 мм.

об/мин.

По паспорту станка принимаем nшп  = 1250 об/мин.

Рассчитаем фактическую скорость резания:

,

где nст – принятое по паспорту станка число оборотов шпинделя.

247,28 м/мин.

Определим тангенциальную составляющую силы резания:

,

где        Cp = 300; x = 1; y = 0,75; n = -0,15 − коэффициенты эмпирической формулы, определяемые по табл. 13.

       Кр – поправочный коэффициент на условия резания.

.

Определим значения коэффициентов, влияющих на условия резания по таблицам 14, 15.

,  n=0,75 / 0,35.

,, , .

Таким образом,  .

Подставив полученные значения в формулу расчета Pz,, получим:

Н.

Рассчитаем эффективную мощность резания:

, кВт;

= 1,73 кВт.

Рассчитаем потребляемую мощность:

, кВт,

где  Юст  − КПД станка  - 0,75.

= 2,31 кВт.

Коэффициент использования станка по мощности рассчитывается по формуле:

;

=21 %.

Рассчитаем основное технологическое время:

, мин,

где: L – длина обработки; nст.– число оборотов шпинделя; Sст. − подача;  i – число проходов.

Расчетная длина обработки при точении:

, мм,

где – действительная длина детали (чертежный размер),  =40 мм;

        – величина врезания резца, мм;

       =1,5 мм;

        – выход (пробег) резца, мм;

       =0,5 мм.

= 0,134 мин.

рекОмендованная Литература

Справочник технолога-машиностроителя. Т.1. /Под ред. и − М.: Машиностроение, 1985. – 655 с. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2. /Под ред. и . − М.: Машиностроение, 1985. – 495 с. Порхачев конструкционных материалов. Задание на курсовую работу. − М.: ВЗИИТ, 1986. – 34 с. и др. Обработка резанием, металлорежущий инструмент и станки. − М.: Машиностроение, 1990. – 448 с.