Виготовлення корпуса гідроциліндра Г 29-3 (стр. 12 из 13)

9.2 Проектування й розрахунок різця

Як об'єкт проектування приймемо токарський упорний різець, використовуваний при обробці торцевої поверхні заготівлі на 040 токарській операції.

Як матеріал для корпуса різця вибираємо сталь 40Х с

_в= =690МПа й допустимим напруженням на вигин _{и. буд.} = 200 МПа, що ріже частина твердий сплав Т15К6.

2. Головна сили різання

P_z = 10·C_p·t^x·S^y·Vⁿ· K_p, H (9.1), K_p = K_мр·K_{j р}·K_gр·K_lр (9.2),

де K_мр = 0,94. K_jр ^- коефіцієнт, що враховує вплив головного кута в плані, приймаємо по [9]: K_jр^z = 0,89; K_jр^y = 0,5; K_jр^x = 1,17; K_gр - коефіцієнт, що враховує вплив переднього кута, приймаємо по [9]: K_gр^z = 1,25; K_gр^y = 2,0; K_gр^x = 2,0. K_lр - коефіцієнт, що враховує вплив кута нахилу головної ріжучої крайки, приймаємо по [9]:

K_lр^z= 1; K_lр^y= 1,25; K_lр^х = 0,85.

K_p^z = 0, 94 ·0,89·1,25·1 = 1,05;

K_p^y =0,94·0,5·2,0·1,25=0,94;

K_p^x = 0,94·1,17·2,0·0,85=1,87.

Режими різання на 2-ом переході операції 040: t=0,9мм; S=0,12 мм/об.; V=110м/хв [див. табл.6.6.]

Розрахунок тридцятимільйонні сили різання зробимо за методикою викладеної в [9]: для P_z:

C_p = 300; x = 1.0; y= 0.75; n = - 0,15;

для P_y: C_p = 243; x = 0,9; y= 0.6; n = - 0,3;

для P_х: C_p = 339; x = 1.0; y= 0.5; n = - 0,4.

P_z = 10·300·0,9¹·0.12^0.75·110^-0,15·1,05 = 2865,6 H;

P_y = 10·243·0,9^0.9·0.12^0.6·110^-0,3·0.94 = 142 H;

P_x = 10·339·0,9¹·0.12^0.5·110^-0,4·1,87 = 260,5 H.

3. Розрахунок перетину корпуса різця зробимо за методикою викладеної в [18] з 50. За умови, що державка має квадратний перетин, тобто h??b

Ширину державки визначимо по формулі:

b =

(9.3)

де L-Виліт різця, приймаємо L=70 мм.

Підставивши дані у формулу (9.3), одержимо:

b =

= 0,0182м = 18,2 мм;

Приймаємо найближчий більший перетин корпуса (b=20мм). Керуючись наведеними співвідношеннями, одержимо висоту корпуса різця h b =20 мм. Приймаємо: h( b??20(20 мм.

4. Перевіряємо корпуса різця на міцність і твердість:

Максимальне навантаження, що допускається міцністю різця:

P_{z. доп}. =b×h²_{и. буд.} /6×L=20×10^{-3 (}20 ×10^-3) ² 200 /6×70×10^-3 = 914,3 Н

Максимальне навантаження, що допускається твердістю різця:

P_{z. ж.} =3f E J /L³ =3 ×0,05×10^-3×2×10 ¹¹ ×10^-31,33 ×10^-8/ (70 ×10^-3) ³ =326 Н

де f - допускається стріла, що, прогину різця при чистовому гострінні f=0,05мм

Е - модуль пружності матеріалу корпуса різця Е=2×10 ¹¹Па.

J - момент інерції прямокутного перетину корпуса:

J = bh ^3/12=20×10^-3 (20×10^-3) ^3/12=1333 мм ⁴

Різець має достатню міцність і твердістю, т.до виконується умова: P_{z. доп}.  P_z P_{z. ж.} 914,3 Н  286,5Н326 Н - умова виконується.

5. Конструктивні розміри різця беремо за ДСТ 20872-80; загальна довжина різця L=150 мм; ріжуча пластина із твердого сплаву Т15К6 № 01114-220408, за ДСТ 19046-80.

6. Геометричні параметри леза різця: головний кут у плані 93

7. За ДСТ 5688-61 приймаємо: якість обробки (параметри шорсткості) передньої й задньої поверхні леза різця й опорної поверхні корпуса; граничні відхилення габаритних розмірів різця; марку твердого сплаву пластини й матеріалу корпуса; зміст і місце маркування.

8. Вибираємо матеріал різця: для корпуса - сталь 40Х (твердість 40...45 HRCЕ), оксидувати, для пластини - твердий сплав Т15К6 для гвинта й гайки - сталь 45 (головку гвинта, скіс, ролик до 32...37 HRCЕ).

9. Технічні вимоги на різець приймаємо за ДСТ 266613-85.

Для вдосконалення конструкції різця змінимо, спосіб кріплення ріжучої пластини, це дозволить підвищити надійність кріплення пластини й знизити час заміни пластини. Пластина в стані витримати велике зусилля різання, що дозволяє збільшити подачу інструмента, а отже, і продуктивність обробки. Скорочується час на заміну або поворот ріжучої пластини при затупленні. Різець зручний в експлуатації, простий по конструкції, не складний у виготовленні.

9.3 Опис конструкції різця

Різець токарський збірний з механічним кріпленням пластини 2 містить державку 1, у різьбові отвори якої загвинчені гвинти 7 і 8, які служать для регулювання положення різця. Для закріплення пластини служить гвинт 3 з гайкою 6 і шайбою 5, що своїм скосом упирається в ролик 4.

Складальне креслення різця із вказівкою всіх граничних відхилень і технічних вимог представлений на аркуші графічної частини дипломного проекту.

10. Лінійна оптимізація режимів різання на токарській операції

10.1 Вихідні дані

Перехід чистового гостріння отвору пов. Æ39,828^{+0,062 мм на токарно-гвинторізному верстаті 16Б16П різцем з кут у плані -}

= 600.

оброблюваний матеріал - сталь 45Л ДЕРЖСТАНДАРТ 977-75;

межа міцності матеріалу інструмента

= 690 МПа;

діаметр оброблюваної поверхні -. Æ39,828^{+0,062 мм;}

різальний інструмент - Різець розточувальної із пластинами із твердого сплаву за ДСТ 18882-73, Т15К6;

головний кут у плані -

= 60⁰;

6) глибина різання - t = 0,26мм;

7) устаткування - токарський - гвинторізний верстат 16Б16П:

7.1) потужність електродвигуна

= 8 кВт;

7.2) Подача мінімальна (хвилинна)

= 2 мм/хв;

Подача максимальна (хвилинна)

= 1200 мм/хв;

7.3) Частота обертання мінімальна

= 20 об./хв;

Частота обертання максимальна

= 2000 об./хв.

10.2 Розрахунок обмежень

10.2.1 Обмеження по кінематиці верстата

а) Розрахуємо обмеження, що встановлюють зв'язок між розрахунковою подачею й кінематичними, відповідно мінімальними й максимальними, можливостями верстата:

> , ^мм/_об.; ; ;

, ^мм/_об.; ; ;

;

;

.

б) Розрахуємо обмеження, що встановлюють зв'язок між швидкістю різання й кінематичними, відповідно мінімальними й максимальними, можливостями верстата:

, , ,

.

мал.10.1. Обмеження по кінематиці верстата

10.2.2 Обмеження по потужності привода головного руху:

(10.1)

(10.2)

Мал..10.2.Обмеження по потужності привода головного руху

10.2.3 Обмеження по температурі в зоні різання

(10.3)

,