Определение параметров резания при токарной обработке деталей
Министерство
общего и профессионального образования
СВЕРДЛОВСКОЙ
ОБЛАСТИ
Государственное
образовательное учреждение
Среднего
профессионального образования
Свердловской
области
«Нижнетагильский
техникум металлообрабатывающих производств и сервиса»
Контрольная
работа № 1
«Процессы
формообразования и инструменты»
Студент: Чернышев А. Ю.
Форма обучения: заочная
Срок обучения: 2 года 10 месяцев
Специальность: «Технология машиностроения»
Нижний
Тагил. 2012
Задача № 2
Выбрать геометрические параметры токарного
расточного резца с пластиной из твёрдого сплава, предназначенного для
предварительного растачивания на проход без ударных нагрузок заготовки из стали
40ХНМА с пределом прочности ơв
= 850 МПа (~85 кгс/мм2). Размеры поперечного сечения державки резца 30
× 30 мм. Система станок - инструмент - заготовка
нежёсткая.
Решение:
. По справочнику(16) выбираем радиусную форму
передней поверхности резца с фаской IIб
(табл. 29, с.187). Фаску с отрицательным передним углом делают для упрочнения
наименее прочного и наиболее нагруженного участка режущей кромки резцов с
пластиной из твердого сплава, предназначенных для обработки заготовок из
конструкционных сталей высокой прочности. Необходим стружколоматель.
2. Передний угол γ
= 15°; для конструкционной стали ơв
≤ 100 кгс/мм2.
3. Передний угол на упрочняющей фаске γ
=
- 3°
÷ - 5°; принимаем γ
= - 3°:
4. Главный задний угол на пластине из твердого
сплава α
= 6°;
5. Угол наклона главной режущей кромки λ
= 0, так, как осуществляется растачивание без ударных нагрузок (в табл. 30
значение угла не приведено).
6. Главный угол в плане φо
=
90° (табл. 31, с. 190), так как по условию задачи точение производится на
проход при нежесткой системе станок - инструмент - заготовка.
7. Вспомогательный угол в плане φ1
= 20° (табл. 31, с. 190), так как обработка осуществляется расточным резцом с
пластиной из твердого сплава.
8. Радиус при вершине резца r
= 0,75 - 1,5 мм, выбираем r
= 1, так как резец расточной с пластиной из твердого сплава, с державкой
сечением 30 X 30 мм (табл. 32, с 190и табл. 4, примечание3, с. 420).
Задача № 3
Определить скорость резанья при обработке
заготовки диаметром D= 95 мм на
токарном станке с частотой вращения шпинделя n
= 630 об/мин.
Решение. Скорость резанья при точении
Задача № 4
токарный станок шпиндель резание
Определить частоту вращения шпинделя станка при
обтачивании заготовки диаметром D
= 54 мм на токарном станке со скоростью резанья υ
= 170 мм/мин (~ 2,84 м/с).
Решение. Частота вращения шпинделя токарного
станка
Задача № 5
Определить минутную подачу sм
при
обтачивании заготовки на токарном станке с частотой вращения шпинделя n
= 160 об/мин; подача резца за один оборот шпинделя s
= 0,95 мм/об
Решение. Минутная подача резца
sм
= sn = 0,95
× 160 = 152 мм/мин
Задача № 6
Определить глубину резанья t
при обтачивании заготовки диаметром D
= 50 мм на токарном станке в два прохода.
При переходе предварительной обработки заготовка
обтачивается до D0
= 43,5 мм, а при окончательной обработке - до d
= 42 мм.
Решение. При предварительном обтачивании глубина
резания
При окончательном обтачивании
Задача № 7
Определить основное время при продольном обтачивании
на проход заготовки диаметром D
= 37 мм до d = 35 мм на длине Ɩ
= 45 мм. Частота вращения шпинделя станка n
= 2000 об/мин; подача резца s
= 0,17 мм/об. Резец проходной с главным углом в плане φ
= 45о
Решение. Основное время при точении
По условию известны все величины, входящие в
формулу, кроме длины прохода резца L
= Ɩ + y + ∆, где
врезание резца y = t
ctg φ;
перебег резца .
При числе проходов i
= 1 глубина резанья
Тогда y
= 1 ctg 45 = 1
× 1 = 1 мм
Принимаем перебег резца ∆ = 2 мм. Таким
образом,
мм
Задача № 8
Определить основное время при подрезании сплошного
торца заготовки диаметром D
= 100 мм на токарном станке за один проход. Частота вращения шпинделя n
= 400 об/мин; подача резца s
= 0,6 мм/об. Припуск на обработку (на сторону) h
= 3,5 мм. Резец проходной отогнутый с углом φ = 45°.
Решение. Основное время при точении
Длина прохода резца при подрезке сплошного торца
Врезание резца y
= t ctg
φ.
При числе проходов i = 1 глубина
резанья t = h
= 3,5 мм. Тогда y = 3,5 ctg
45о = 3,5 мм. Перебег резца ;
принимаем ∆ = 2 мм.
Таким образом,
Задача № 9
Определить основное время при отрезании кольца
от заготовки, имеющей форму трубы, на токарном станке резцом из твёрдого
сплава. Наружный диаметр заготовки D
= 50 мм; внутренний диаметр d
= 40 мм. Частота вращения шпинделя n
= 630 об/мин; подача резца s
= 0,10 мм/об.
Решение. Основное время
Длина прохода резца при отрезке кольца
Второе слагаемое учитывает врезание и перебег
резца; принимаем его равным 2 мм. Тогда:
Задача № 10
По эмпиричеческим формулам теории резанья
определить составляющие силы резанья Pz,
Py, Px
при
продольном точении заготовки из серого чугуна твердостью 210 HB
резцом с пластиной из твёрдого сплава ВК6 без охлаждения. Глубиной резанья t
= 1 мм; подача резца S0
= 0,23 мм/об; скорость главного движения резания υ
= 180 м/мин (~ 3 м/с). Геометрические элементы резца: форма передней
поверхности - плоская; φ = 45о;
φ1
= 10о; α
= 10о; γ = +5о;
λ
= - 5о; r
= 2 мм.
Решение:
1. Общий
вид:
Главная составляющая сила резанья
Радиальная составляющая сила резания
Осевая составляющая сила резанья
2. Значение
коэффициентов и показателей
3. Поправочные
коэффициенты:
На характеристику механических свойств обрабатываемого
серого чугуна с твёрдостью 210 НВ
На угол наклона режущей кромки λ
= - 5о
На главный передний угол
γ = +5о
4. Общий
поправочный коэффициент:
5. Составляющая
сила Pz:
6. Составляющая
сила Py:
7. Составляющая
сила Px:
Задача № 11
Определить мощность Nрез,
затрачиваемую на резание, и момент сопротивления резанию Мс.р, если
при продольном точении заготовки диаметром D
= 85 мм со скоростью главного движения резания υ
= 265 м/мин (~4,42 м/с) главная составляющая силы резания Pz
= 600 Н (~ 60 кгс).
Решение:
Мощность, затрачиваемая на резанье
Момент сопротивления резанию
В единицах СИ
Задача № 12
Определить с помощью нормативов режимов резания
мощность, затрачиваемую на резание, при обтачивании резцом из твёрдого сплава
заготовки из серого чугуна твёрдостью 170 НВ. Режим резания: t
= 4 мм; S0
= 0,95 мм/об; υ = 92 м/мин (~1,53
м/с). Геометрические элементы резца: φ
= 90о; γ = +5о.
Определить, достаточна ли мощность токарно - винторезного станка 16К20 для
работы с указанным режимом резания.
Решение:
. Для твёрдости 170 - 225 HB;
t до 4 мм; S0
до 0,96 мм/об; υ ~ 100 м/мин
мощность Nтабл
= 4,9 кВт.
. Для заданных геометрических элементов
резца поправочный коэффициент на мощность КN
= 1.
Следовательно, Nрез
= Nтабл
= 4,9 кВт.
. Резание возможно при Nшп
. Мощность (кВт) Nшп
= NдȠ.
По паспортным данным станка 16К20 мощность электродвигателя Nд
= 10 кВт, а КПД Ƞ = 0,75. Следовательно, Nшп
=10 Х 0,75 = 7,5 кВт. Таким образом необходимое условие (п.3) выдержанно, т.е.
обработка возможна.