Расчет оптимального режима резания

                 Министерство образования Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

                                Расчетно-графическая работа

               на тему: « Расчет оптимального режима резания »

Факультет: МТ

        Группа:      КП – 11

        Выполнил: Максимов Ю.Б.

Преподаватель: Гущин А.В.

                                                Новосибирск 2004 г.

1. Расчет оптимального режима резания при работе токарного станка.

                                                        Данные:

диаметр заготовки до обработки– ;

диаметр заготовки после обработки– ;

длина обработки– ;

шероховатость поверхности по ГОСТ 2789-73– ;

материал– сталь 2Х13;

предел текучести– :

способ крепления заготовки: в центрах.

Подбор станка:

Выберем токарно-винторезный станок IK62 со следующими параметрами:

мощность– ;

КПД– ;

высота центров– ;

межцентровое расстояние–.

Проверяем по высоте центров: .

Делаем вывод, что данную заготовку можно обрабатывать на подобранном станке.

Подбор резца:

выбираем пластинку из твердого сплава– Т5К10, главный угол в плане– , вспомогательный угол в плане– , толщина– .

Расчет режимов резания:

рассчитаем глубину из соображений, чтоб выполнить за один проход– ,

выберем подачу в зависимости от заданной чистоты поверхности и радиуса при вершине резца ()–  .

Предварительный расчет скорости резания:

,

где     - коэффициент скорости;

- поправочный коэффициент для скорости резания, для предварительного расчета принимаем ;

     - период стойкости резца;

     - глубина прохода;

- подача;

     ,        ,      - показатели степеней берем из справочника.

Проверяем полученную скорость на попадание в интервал по шероховатости и подаче, попадаем, так как диапазон скоростей и больше.

                Считаем поправочный коэффициент скорости:

- так как обрабатываемый материал сталь,

- так как по заданию не задано состояние материала, то возьмем прокат горячекатаный,

- так как по заданию не задано состояние корки на поверхности, то возьмем прокат без корки,

- так как материал инструмента твердый сплав Т5К10,

- так как главный угол в плане ,

- так как вспомогательный угол в плане ,

- так как радиус при вершине равен ,

- так как выбранный резец с радиусной фаской передней грани,

Считаем окончательную скорость:

- все коэффициенты и показатели степеней выбраны выше.

                            Определения сил резания:

где          ,               ,         ;

          ,                 ;

                                 ;

    

где     - зависит от материала,

     - зависит от главного угла в плане,

     - зависит от переднего угла,

     - зависит от скорости резания,

     - зависит от износа по задней грани,

               - зависит от радиуса при вершине.

Сравним  с силой резания выбранного станка: , условие выполняется.

                         Проверка по ограничениям:

1.  Режущая способность резца:

                

2.  Мощность привода станка:

, получаем - . Условие выполняется.

3.  Жесткость обрабатываемой детали:

,    

 ,      

где - установочная длина заготовки, ;

       - модуль упругости заготовки в данном случае стали;

       - момент инерции поперечного сечения детали, для цилиндрической детали ;

        - диаметр обрабатываемой заготовки, ;

        - коэффициент зависящий от способа крепления заготовки, в моем случае для центров ;

        - максимальная величена прогиба делали, , где - для чистового точения.

4.  Прочность державки резца:

,        

                 ,     

  где - вылет резца из резцедержателя;

        - ширина поперечного сечения державки резца, ;

       - высота поперечного сечения державки резца, ;

       - допускаемое напряжение на изгиб державки резца, для незакаленных   сталей, как у меня .

4.  Прочность механизма подачи станка:

,   

где   - максимальное усилие, допускаемое механизмом подачи станка, ;

5.  Прочность пластинки твердого сплава:

Максимальное усилие воздействия на пластинку твердого сплава- ;

        ,  

 где  - толщина пластинки, ;

         - главный угол в плане, .

Графический способ расчета оптимального режима:

Для того чтобы решить задачу нужно решить систему неравенств:

- система для нахождения оптимального режима резания.

  где ,

- ограничения по режущей способности резца,

- ограничения по мощности стана,

- ограничения по жесткости обрабатываемой детали,

- ограничения по прочности державки резца,

- ограничения по прочности механизма подачи,

- ограничения по прочности пластинки твердого сплава,

- ограничения по шероховатости.

График решения задачи

По графику находим оптимальную подачу и скорость:

      

     

    

Заметим, что результаты графического и аналитического метода почти    совпали.

2. Расчет оптимального режима резания при  сверлении   и зенкеровании.