Назначение режимов резания для цилиндрической поверхности детали, выбор оборудования и режущего инструмента на операции механической обработки

Балтийский Государственный Технический Университет

«ВОЕНМЕХ»

им. Д. Ф. Устинова

Курсовая работа

«Назначение режимов резания, выбор оборудования и режущего

инструмента на операции механической обработки»

Вариант 2027

Выполнил: Наумов О.

Студент группы Е492

Проверил: Сойкин Б. М.

Санкт-Петербург

2011 год

Точение.

Припуск на обработку цилиндрической поверхности не точнее 12 квалитета на диаметр до 100 мм равен 2.2 мм .

L=48 , 2*l1=2 , l2=4 , l3=50, l4=5

L1=L+2*l1+l2+(l3+l4)/m

(L+2*l1+l2)*m+l3=600…800  m=11

L1=58.5

Выбор оборудования.

Выбираем токарно-винторезный станок модели 1М63.

Выбор режущего инструмента.

Для обточки ступени цилиндра выбираем резец токарный проходной упорный прямой твердосплавный сечением H*B=32*20 мм. Для условий чистового точения рекомендуется твердый сплав марки ВК4. Выбираем резец с напайной твердосплавной пластинкой.

Материал: КЧ33-8 НВ155

Для чугуна с такими характеристиками прочности выбираем форму плоскую с отрицательной фаской.

Резец с выбранной формой передней поверхности имеет отрицательную фаску шириной 4 мм под углом -5°. При такой геометрии передней поверхности передний угол γ=12°, главный задний угол  α=10°.

Выбираем стандартный резец, выписываем маркировку резца и основные параметры конструкции:

Резец – 2102-0059 ВК4 ГОСТ 18877-73

Расчет режимов резания.

Глубина резания

t=3,5 мм

Выбор подачи

Уточняем величину радиуса при вершине r=1 мм. Рекомендуемый интервал подач 0,45…0,60 мм/об. По техническим характеристикам станка выбираем S=0,6 мм/об.

Расчет скорости резания при обточке цилиндра

Значение эмпирических коэффициентов и показателей степени: C_v=215; X_v=0,15; Y_v=0,45; m=0,2.

K_v=K_mv*K_nv*K_uv*K_φv*K_bv

K_v=0,25*0,9*2,5*0,7=0,394

Задаемся стойкостью резца T=60 мин.

V=K_v*C_v/T^m*t^xv*S^yv

V=0,394*215/60^0,2*3,5^0,15*0,3^0,4=54 м/мин.

Частота вращения:

n=1000*V/π*D

n=1000*54/3,14*60=287 об/мин.

По паспорту станка ближайшая частота вращения шпинделя: n=350 об/мин.

Действительная скорость резания:

V= π*D*n/1000

V=3,14*60*350/1000=57 м/мин.

Расчет сил резания

Касательная составляющая сил резания:

P_z=C_pz*t^xpz*S^ypz*V^np*K_pz

C_p=75

X_p=1

Y_p=1

n_p=0

Поправочный коэффициент на измененные условия обработки рассчитываются по формуле:

K_pz=k_mpz*k_φpz*k_λpz*k_γpz

K_mpz=2

k_φpz=0,89

k_λpz=1

k_γpz=1

K_pz=2*0,89*1*1=1,78

P_z=75*4,6¹*0,3¹*59*1,78=184 кГс

Осевая составляющая силы резания:

C_px=38

X_px=1

Y_pz=0,4

n_px=0

k_mx=2

k_φpx=1,17

k_γpx=1

k_λpx=1

k_p=1,17*2*1*1=2,34

P_x=38*4,6¹*0,3^0,4*59⁰*2,34=253 кГс

Для станка модели 1М63 наибольшая величина осевой составляющей, допускаемая механизмом подачи, [P_x]=20000 Н. Для выбранного режима резания [P_x]>P_x, следовательно механизм подачи станка может работать в таком режиме.

Расчет мощности, потребляемой на резание

N=P*V/60000

N=1840*59/60000=1,81 кВт

С учетом КПД станка η=0,75 требуемая мощность электродвигателя станка определяется по формуле:

N_тр=N/ η

N_тр=1,81/0,75=2,41 кВт

Мощность электродвигателя станка N_э=10 кВт

N_э> N_тр, следовательно такой режим осуществим.

Расчет основного технического времени

T=3,5/315*0,3=0,04 мин.

Окончательно принятый режим обработки

Глубина резания – 3,5 мм

Подача – 0,6 мм/об

Скорость резания при обработке 350 м/мин

Частота вращения шпинделя 350 об/мин

Сверление

Выбор металлорежущего оборудования

Выбираем вертикально сверлильный станок 2Н118

Выбор режущего инструмента.

Выбираем сверло и устанавливаем значение его геометрических параметров. Для сверления отверстия выбираем сверло из быстрорежущей стали марки Р18.

Геометрические параметры: форма заточки – нормальная Н, 2φ=116…120, γ=18…33, α=11…14, ω=20…29 .

Назначение режима резания

Находим подачу для сверления стали по таблице с диаметром сверла до 7.6 мм, S_табл=0,22 – 0,28. По техническим характеристикам станка 2Н118 S=0,28 мм/об.

Назначаем стойкость сверла Т=35 мин. Допустимый износ сверла h_з=0,4…0,8 мм.

Определяем скорость резания при сверлении

C_v=7; q_v=0,4; y_v=0,7; m=0,2; k_mv=0,9; k_uv=1; k_lv=1

K_v=k_mv*k_φv*k_lv=1*1*1=1

V=k_v*C_v*D^qv/(T^m*S^yv)

V=1*7*(11,5)^0,4/25^0,2*(0,2)^0,7=32,7 м/мин.

Частота вращения шпинделя

n=1000*V/π*D

n=1000*32,7/3,14*5=2082 об/мин.

По паспорту станка ближайшая частота вращения шпинделя n_д=2000 об/мин.

Следовательно, действительная скорость сверления будет равна

V=π*D*n/1000

V=3,14*7.6*2000/1000=32.1 об/мин

Делаем проверку выбранного режима резания. Вначале проверяем величину принятой подачи по осевой силе, допускаем прочностью механизма подачи станка, т. е. находим

C_p=68; q_p=1; y_p=0,7; k_p=0,93

P₀=C_p*D^qp*S^yp*k_p

P₀=68*(5)¹*(0,14)^0,7*0,93=80 Н

Механизм подачи станка модели 2Н118 допускает осевую силу P_доп=5600 Н

Следовательно, назначенная подача допустима.

Проверка по мощности привода станка

Величина крутящего момента

K_m=K_p=0,93; C_m=0,0345; q_v=2; y_m=0,8

M= C_m*S^ym*D^ym*k_m=0,0345*(0,14)^0,8*(5)²*0,93=0,17

Эффективная мощность потраченная на резание:

N_эф=n_д*M/975

N_эф=2000*0,17/975=0,35 кВт

Мощность электродвигателя станка N_э=1,5 кВт

Мощность на шпинделе станка

N_шп=η*N_э

N_шп=0,8*1,5=1,2

N_шп>N – обработка отверстия возможна

Окончательно принятые режимы работы

Форма заточки – нормальная

Подача – 0,28 мм/об

Скорость резания – 32.1 м/мин

Частота вращения шпинделя – 2000 об/мин