Жесткость технологической системы СПИД: не жесткая.
Материал валика: СТ45; предел прочность: ?B = 700 МПа.
Диаметр заготовки: D = 60 мм.
Диаметр валика: d = 55h12.
Длина заготовки: L = 385 мм.
Длина обработки: l = 385 мм.
Найти:
Рассчитать рациональные режимы резания при одноинструментальной обработке.
Валик обработать за два прохода: черновой и чистовой.
Токарная. Токарно-винторезный станок модели 1К62.
- 17 -
Рис. 1. Операционный эскиз обработки наружной поверхности токарным проходным прямым резцом.
Режимы резания
t, мм
S, мм/об
n, об/мм
V, м/мин
Черновой проход
1,875
0,78
500
94,2
Чистовой проход
0,625
0,23
1250
221
Решение.
I. Выбор инструмента.
1. Тип резца - прямой проходной (Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. С74 Т.2/ под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. 496 с., ил. В дальнейшем - Т-2) , (Т-2, стр. 119)
2. Выбор сечения: 25 x 16,согласовываем с паспортом станка (МУ, стр. 54).
Для нахождения Nрез необходимо рассчитать тангенциальную составляющую силы резания (для чернового прохода).
1. Расчет тангенциальной составляющей силы резания (только для чернового точения)
,[Н]
Значение коэффициента и показателей степеней , , (Т-2, стр.273, табл.22), зависят от обрабатываемого материала (СТ 45), материала рабочей части резца (твердый сплав), вида обработки (наружное продольное точение).
= 300,
= 1,0;
= 0,75;
= - 0,15.
KPz-общий поправочный коэффициент, представляющий собой произведение поправочных коэффициентов на механические свойства обрабатываемого материала и на выбранные геометрические параметры резца : , где
, где n = 0,75 (Т-2, стр.264, табл.9),
, , , (Т-2, стр.275, табл.23),
- не учитываем, так как резец из твердого сплава.
KM p = (700/750)0,75 = 0,930,75 = 0,947
= 1,0
= 1,0
= 1
KPz = 0,947 x 1 x 1 x 1 = 0,947
Pz= 10 x 300 x 1,8751 x 0,780,75 x 94,2-0,15 x 0,947 = 10 x 300 x 1,875 x 0,829 x 0,550 x 0,947 = 22300 Н
Pz = 22300Н
2. Расчет , кВт.
Nрез = (22300 x 94,2) / ( 60 x 1020) = 2100660 / 61200 = 34,33 кВт
Nрез = 34,33 кВт ; Nэф = 7,5 кВт => N рез > N эф, то есть условие не выполняется, поэтому пересчитываем. Для этого произведем дополнительные расчеты:
а) наибольшей скорости резания VN , допускаемой станком -- производят по формуле :
, м/мин.
VN = (7,5 x 60 x 1020) / 22300 = 459000 / 22300 = 20,58 м/мин.
б) частоты вращения шпинделя n черн по формуле:
, об/мин
n черн = (1000 x 20,58) / (3,14 x 60) = 20580 / 188,4 = 109,24 об/мин.
S ж = 0,07мм/об, S ст чист = 0,23 мм/об=> условие не выполняется.
в) Проверка по заданной шероховатости (чистовое и п/чистовое точение) из расчета, что:
, мм/об
где , - главный и вспомогательный углы в плане, в рад;
- радиус при вершине резца (мм) не учитывается, так как этот показатель включается если материал режущей части - быстрорежущая сталь, а у нас, как известно из условия задачи, твердый сплав.
S ст ? 0,08 x 201,40 . = 0,08 x 66,29 . = 5,303 = 7,2 ? 7 мм/об
0,6250,30 x 0,7850,35 x 0,7850,35 0,868 x 0,92 x 0,92 0,735
S ст чист = 0,23 мм/об , то есть выполняется условие (0,23 ? 7) S ст ? 7 мм/об
VI. Определение основного времени обработки
, мин; где
- заданная длина обработки,
- врезание резца, мм,
- перебег резца, равный 3 мм,
? - число проходов,
n - частота вращения шпинделя,
S - подача.
Общее время , где для чернового прохода, а -- для чистового.
Черновой проход:
-- 385 мм
= (1,875 / 1) + 1 = 2,875 мм
-- 3 мм
? -- 2
n -- 500 об/мин
S - 0,78 мм/об
Tо черн = ((385 + 2,875 + 3) / (500 x 0,78)) x 2 = (390,875 / 390) x 2 = 1,002 x 2 = 2,004 ? 2 мин.
Tочерн = 2мин.
Чистовой проход:
-- 385 мм
= (0,625 / 1) + 1 = 1,625 мм
-- 3 мм
? -- 2
n -- 1250 об/мин
S - 0,23 мм/об
Tо чист = ((385 + 1,625 + 3) / (1250 x 0,23)) x 2 = (389,625 / 287,5) x 2 = 1,35 x 2 = 2,7
Tочист = 2,7 мин.
Общее время = 2 + 2,7 = 4,7 мин ? 5 мин.
Tобщ ? 5 мин
Ответ: Нами были произведены расчеты рациональных режимов резания при одноинструментальной обработке при обтачивании цилиндрического валика прямым проходным резцом на токарно-винторезном станке модели 1К62. Расчеты производились для обработки валика за два прохода: черновой и чистовой.
После согласования с паспортом станка были получены данные:
Черновой проход: t -1,875 мм; S -0,78 мм/об; n - 500 об/мм; V - 94,2 м/мин.
Чистовой проход: t -0,625 мм; S -0,23 мм/об; n - 1250 об/мм; V - 221 м/мин.
Также было определено основное время обработки:
Черновой проход: Tо - 2 мин.
Чистовой проход: Tо - 2,7 мин.
И общее время обработки: Тобщ - 5 мин.
Однако при расчетах мы выявили, что максимальная подача по жесткости державки данного нам резца не удовлетворяет требованию , так как в нашем случае:
Sж = 0,07 мм/об, S ст чист = 0,23 мм/об; то есть Sж< Sст
Из чего можно сделать вывод, что при такой подаче станка необходимо использовать резец с большей жесткостью державки.
Задача 2.
На вертикально-сверлильном станке модели 2А135 производится рассверливание отверстия под последующую обработку. Обработка производится с применением смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ).
= 10 x 0,085 x 301 x 50,75 x 0,10,8 x 1 = 10 x 0,085 x 301 x 3,34 x 0,158 x 1 = 14,8 Нм
= (9750 x 6 x 0,8) / 14,8 = 46800 / 14,8 = 3162,162 об/мин.
= 3162,162 об/мин.
4. Выбор наименьшего из и : n= 439,5 об/мин, = 3162,162 об/мин.
Корректируем по паспорту станка:= 333об/мин
5. Расчет фактической скорости резания:
= (3,14 x 30 x 333) / 1000 = 31,37 / 1000 = 0,03137 м/мин ? 0,031 м/мин.
Vф= 0,031м/мин.
IV. Проверочный расчет режимов резания по мощности станка.
1. Расчет мощности резания:
, кВт
- из расчета скорости резания = 333 об/мин
- момент резания при рассверливании, = 14,8 Нм
N рез = (14,8 x 333) / 9750 = 4928,4 / 9750 = 0,505 кВт? 0,5 кВт
Nрез = 0,5кВт.
2. , если условие выполняется, то расчеты по этому пункту заканчиваются.
N = 6 x 0,8 = 4,8 кВт
0,5 кВт < 4,8 кВт => выполняется условие Nрез ?N
V. Определение основного времени обработки .
, мин; где:
, мм
- глубина сверления, мм
- глубина врезания, , мм
- половина угла при вершине сверла (стр. 150)
- перебег сверла, для глухих
- частота вращения сверла, об/мин;
- подача, мм/об
- число проходов,
l= 50 мм;
l1 = (5 x 0,6) + 2 = 3 + 2 = 5 мм
l2 = 0
L = 50 + 5 + 0 = 55 мм
Итак:
Tо = (55 / (333 x 0,5)) x 1 = (55 / 166,5) x 1 = 0,33 мин
Tо = 0,33мин
Ответ: Нами были произведены расчеты режимов резания при рассверливании отверстия под последующую обработку. Рассверливание необходимо произвести на вертикально-сверлильном станке модели 2А135. Обработка должна производиться с применением смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ).
После согласования с паспортом станка (МУ, стр.55, приложение 2) мы получили такие данные:
= 5 мм; S= 0,5 мм; n = 333 об/мин; V = 41,4 м/мин.
Также мы определили основное время обработки:Tо = 0,33 мин.