Выбор резца для штампованной заготовки (марка материала – Ст40ХН, длинна – 600 мм)

Исходные данные:

Вариант №8

Заготовка – штампованная.

Марка материала – Ст40ХН

[σ_в] – 700 мПа

Длинна L – 600мм

Диаметр до точения D – 74мм

Диаметр после точения d – 65h9

Шероховатость поверхности – Ra мкм 3,2

Обоснование выбора резца:

Тип резца назначают по главному углу в плане φ.

Для чернового точения

Выбрать токарный резец. [Резец прямой проходной правый размером 25х16х140мм с напаянной пластиной из твердого сплава марки Т15К6. Форма передней поверхности лезвия резца I, т.к. предел прочности обрабатываемого материала равна 750 мПа.

Геометрические параметры лезвия резца: φ = 75⁰ т.к. L = 600мм = 10.75D; φ₁ = 15⁰; a = 10⁰ y = 12⁰ y_f = -5⁰ f = 0.2мм R = 10мм b = 4мм]

Назначаю элементы режима резания:

[Припуск на токарную обработку h равен 0,5*(D-d)=0,5*(74-65)=4.5мм

Глубина резания t = 3мм. Подача резца S = 0,58мм/об.

Скорость матричная по формуле (1) b прил. 7 U  = 110,5 м/мин.

= D – 2t где t – глубина резания = 9,079

= 74 – 2*9 = 56

Глубина чернового резания за один проход резца – t = 2/3h =

= 2/3*0,5*(D-d)=2/3*0,5(74-65)=3мм

Глубина чистового резания за один проход резца – t = 0,9мм

Подача S = 0,58мм/об.

Скорость резания в метрах в минуту (формула 2, прил. 7):

V =

V = 130*0,8*1*1,08 = 112,32м/мин.

 =  *  = 0.8 *  = 0.85

U =  =

=  = 0,68 =

= 162,4 * 0,68 = 110,5 метров за минуту.

Сила и мощность при точении

 =   =  = 1.07^0.75 = 1.05

Главная составляющая силы резания:

P_z = C_p * t^Xp * S^Y_p * Vⁿ_p * K_мр * K_yp * K_φp = 3000 * 3 * 0,58^0.75 *112,32^-0.15 *    * 1.05 * 1 * 0,95 = 3000 * 3 * 0,66 * 0,49 * 1,05 * 0,95 = 2903,3235

Мощность резания:

N_p =  =  = 6,855069375

K_N =  * 100 =  * 100 = 68,5506 не превышает ста процентов.

Для чистового точения

= d = 64,926

φ = L = 600мм = 10.75D =

Следовательно, выбираем прямой резец с напаянной пластиной из твердого углом 75 градусов, соответственно углом = 15⁰ Геометрические параметры лезвия:

a = 10⁰ y = 12⁰ y_f = -5⁰ f = 0.2мм R = 10мм b = 4мм

Назначаю элементы режима резания:

[Припуск на токарную обработку h равен 0,5*(D-d)=0,5*(74-65)=4.5мм

Глубина резания t = 3мм. Подача резца S = 0,58мм/об.

Скорость матричная по формуле (1) b прил. 7 U  = 110,5 м/мин.

в приложении 9 выбираю для угла 75⁰ 145 м/мин

Марку твердого сплава для режущей пластинки резца выбираю

Частота вращения шпинделя:

n =  = = 483,38

Выбираем ближайшую паспортную частоту

n = 500

Элементы режима резания:φ

Основное технологическое время для чернового точения: 𝓵 Δ

t₀ =  =  =  =  = 2,08

Основное технологическое время для чистового точения: 𝓵 Δ

t₀ =  =  =  =  = 3,17мин.μ

Упругая деформация заготовки.

ƒ₃ = =  = = 2*10^-7 мкм

ƒ₃ = = =2*10^-7 * *7593750 = 1,82.мки

ƒ₃ = = =2*10^-7 * *13500000 = 3,24мкм

ƒ₃ = = =2*10^-7 * *7593750 = 1,82мкм

ƒ₃ = = =2*10^-7 * *1749600 = 0,42мкм

R = 1.2*P_Z = 1,2*193,914 = 232,6968

R =  =  = 15.57

ƒ_ст =  =   = 2,32 + 4,39 + 3,65 = 10,36мкм.

ƒ_ст =  =   

= 6,264375мкм

ƒ_ст =  =   

= 5,3275мкм

ƒ_ст =  =   

= 5,229375мкм

ƒ_ст =  =   

= 5,5731мкм

τ =  =  = 1315,7

τ =  =  = 2631,57

τ =  =  = 3947,36

τ =  =  = 4736,84

u = u_н * u₀ *U*τ = 4*6*0,001*180,15*1315,78 = 5688,94мкм

u = u_н * u₀ *U*τ = 4*6*0,001*180,15*2631,57 = 11377,85 мкм

u = u_н * u₀ *U*τ = 4*6*0,001*180,15*3947,36 = 17066,80 мкм

u = u_н * u₀ *U*τ = 4*6*0,001*180,15*4736,84 = 20480,20 мкм

Температура деформации резца

ζ_Р = ζτ

ζ = a 𝓵_Pθ1000 = 0,000001*16*1,5*200 = 0,0048

ζ_Р = 0,0048*1315,7= 6,31536

ζ_Р = 0,0048*2631,57= 12,631536

ζ_Р = 0,0048*3947,36= 18,947328

ζ_Р = 0,0048*4736,84= 22,736832

Повышение температуры заготовки.

θ =  =   = 38,25К.

Температурная деформация заготовки в пяти местах.

ζ₃ = K_ua θ*1000

ζ₃ = 0,0000012*1243125 = 1,49175мкм

ζ₃ = 0,6*0,0000012*1243125= 0,89505мкм

ζ₃ = 0,65*0,0000012*1243125=0,9696375мкм

ζ₃ = 0,7*0,0000012*1243125=1,044225мкм

ζ₃ = 2*0,0000012*1243125=2,9835мкм

Результирующая погрешность обработки:

y = ƒ₃ + ƒ_ст + u + ζ_Р + ζ₃ =

y = 10,36+1,49175+0,0048 =11,85655

y =1,82+6,2+5688,94+0,89505+6,31536 = 5704,17041

y =3,24+5,3+11377,85+0,9696375+12,631536 = 11399,9911735

y =1,82+5,2+17066,80+1,044225+18,947328 = 17093,811553

y =0,42+5,5+20480,20+2,9835+22,736832 = 20511,840332

Δ = 0,5(d_max – d_min) = y_max – y_min = 20511,840332-11,85655=20499,983782мкм

Степень точности формы –