Методические указания и контрольные задания для студентов заочного отделения по специальности 190604. Чита 2008 (стр. 3 из 6)
(Значения всех коэффициентов и показателей степеней см. в таблицах приложения 1.)
C F = 225 табл. 1, приложение 1. - для наружного точения стали углеродистой конструкционной с пределом временного сопротивления разрыву σв = 750МПа.
x, y – показатели степеней, учитывающие конкретные условия обработки;
x = 1 табл. 1, приложение 1.
y = 0,75 табл. 1, приложение 1.
В условии задачи σв = 680МПа, но этой величины в табл.1 нет. В этом случае, т.е. когда заданные условия обработки отличаются от нормативных, эти различия должны быть учтены путем введения соответствующих поправочных коэффициентов.
KH – поправочный коэффициент, зависящий от прочности обрабатываемого материала;
KH = 0,89 табл. 2, приложение 1.
K γ - поправочный коэффициент, зависящий от главного переднего угла резца;
K γ = 1 табл. 3, приложение 1.
K φ - поправочный коэффициент, зависящий от главного угла в плане;
K φ = 0,96 табл. 4, приложение 1.
K o - поправочный коэффициент, зависящий от охлаждения;
K o = 1 табл. 5, приложение 1.
K cu – коэффициент перевода кгс в Н.
K cu = 9,81
Подставляем все значения в формулу 1 и подсчитываем силу резания.
F z = C F * t x * S y * KH * K γ * K φ * K o * K cu =
= 225*1,251*0,30,75*0,89*1*0,96*1*9,81 = 980Н
Числа в дробных показателях степеней см. в таблицах приложения 2.
Например 0,30,75 = 0,405
Пример № 2.
Определите рабочую мощность, затрачиваемую на процесс резания, если при продольном точении заготовки на станке 16К20 со скоростью νд = 4 м/с, сила резания составила F z = 1050Н.
Решение.
Рабочая мощность определяется по формуле
где
Pраб – рабочая мощность станка, затрачиваемая на процесс резания, кВт;
F z – сила резания, Н;
νд – действительная скорость резания, м/с;
η – КПД станка
η = 0,75 приложение 3.
Рассчитаем рабочую мощность
Pраб =
Сравним рабочую мощность с действительной мощностью станка (см. паспортные данные станка 16К20 в приложении 3.)
Pраб = 5,5 кВт < Pэд = 10 кВт, т.е. рабочая мощность меньше мощности электродвигателя станка. Следовательно, данная мощность достаточна для работы с указанным режимом резания.
Пример № 3.
На токарно-винторезном станке 16К20 производится обтачивание заготовки от диаметра D = 40мм до диаметра d = 36мм на длине 120мм. Материал заготовки – сталь 40 с пределом временного сопротивления разрыву σв =650МПа. Резец токарный проходной, прямой правый, с пластинкой из твердого сплава марки Т15К6 , сечение державки 16х25. Теоретическая подача Sт = 0,43 мм/об, теоретическая скорость резания
νт = 3 м/с, стойкость Т = 60 мин. Геометрические параметры резца: форма передней поверхности – плоская с фаской; φ = 45о, φ1 = 30о, α = 12о, γ = +15о, λ = 0о, r = 1,5мм. Назначить режим резания и рассчитать основное время.
Решение.
1. Назначим режим резания.
1.1. Рассчитаем глубину резания
t =
где
t - глубина резания, мм;
D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм;
D = 40мм
d – диаметр обработанной поверхности, мм;
d = 36мм
t =
1.2. По данной теоретической подаче Sт = 0,43 мм/об в паспорте станка 16К20 (см. приложение 3) определяем ближайшее меньшее значение действительной подачи Sд = 0,4мм/об.
1.3. Рассчитаем теоретическую частоту вращения, соответствующую данной теоретической скорости резания
nт =
где νт = 3 м/с – теоретическая скорость резания
π = 3,14
D = 40мм – диаметр обрабатываемой поверхности
60 - переводной коэффициент. (если скорость задана в м/с, то коэффициент оставляем в формуле; если скорость задана в м/мин, то коэффициент убираем.)
Получаем nт =
1.4. Найденную теоретическую частоту вращения nт = 1438об/мин корректируем по паспорту станка 16К20 (см. приложение 3) и принимаем ближайшее меньшее значение действительной частоты вращения nд = 1250об/мин.
1.5. Рассчитываем действительную скорость резания по формуле
ν д =
где
ν д – действительная скорость резания, м/с;
π = 3,14;
D = 40мм – диаметр обрабатываемой поверхности;
nд = 1250об/мин - действительная частота вращения.
Получаем
ν д =
Назначаем режим резания:
глубина резания - t = 2мм;
действительная подача - Sд = 0,4мм/об;
действительная частота вращения - nд = 1250об/мин;
действительная скорость резания - ν д = 2,61м/с.
2.Рассчитываем основное (технологическое) время:
Tо =
где
Tо – основное время, мин;
l = 120мм длина обрабатываемой поверхности;
y = t*ctg φ = 2*ctg45o = 2*1 = 2мм – недовод резца;
- перебег резца (от 1 до 3 мм)
выбираем =2мм
i = 1 – число проходов;
nд = 1250об/мин - действительная частота вращения;
Sд = 0,4мм/об – действительная подача.
Получаем
Tо =
Задания для контрольной работы №2.
Вариант №1.
1. Перечислите основные виды механической обработки. Начертите схему резания при наружном точении и укажите на ней элементы резания. Назовите поверхности обрабатываемой детали.
2. Определите глубину резания t при обтачивании заготовки диаметром D = 56мм на токарном станке в два перехода, если при переходе предварительной обработки заготовка обтачивается до диаметра D0 = 51мм, а при окончательной обработке до d=50мм. Дайте определение глубины резания.
3. На токарно-винторезном станке 16К20 обтачивается заготовка из стали 40 с пределом временного сопротивления разрыву σв = 640МПа твердосплавным резцом. Глубина резания t = 2мм, подача S = 0,85мм/об, скорость резания ν = 2,3м/c. Геометрические параметры резца: формы передней поверхности – радиусная с фаской, φ = 45о, φ1 = 10о, α = 8о, γ = +10о, λ = 5о, r = 1мм. Определите по эмпирической формуле силу резания Fz , мощность Pраб . Достаточна ли мощность для работы с указанным режимом резания.
4. На токарно-винторезном станке 16К20 производится обтачивание заготовки от D = 95мм до d = 88мм на длине 240мм. Материал заготовки – чугун СЧ25, твердость которого HB210. Резец токарный проходной с пластинкой из твердого сплава марки ВК8, сечение державки 25х25. Теоретическая подача Sт = 0,34 мм/об, теоретическая скорость резания νт = 1,2 м/с, стойкость Т = 45 мин. Геометрические параметры резца: форма передней поверхности – плоская; φ = 75о, φ1 = 30о, α = 6о, γ = 8о, λ = 0о, r = 1мм. Назначьте режим резания, рассчитайте основное время.
5. Напишите в общем виде уравнение кинематической цепи главного движения. Пользуясь этим уравнением, подсчитайте минимальную частоту вращения шпинделя токарно-винторезного станка 16К20. Начертите кинематическую схему коробки скоростей станка 16К20 в положении цепей согласно заданию.
Вариант 2.
1. Начертите схему резания при отрезке детали отрезным резцом и укажите на ней элементы режима резания. Дайте определение и приведите формулу расчета площади поперечного сечения среза.
2. Определите скорость резания при наружном точении заготовки, если диаметр обработанной поверхности d = 75мм, глубина резания t = 2,5мм, частота вращения n = 500 об/мин. Дайте определение скорости резания и глубины резания.
3. На токарно-винторезном станке 16К20 обтачивается заготовка из чугуна СЧ10, твердость которого HB160, твердосплавным резцом. Глубина резания t = 5мм, подача S = 0,62мм/об, скорость резания ν = 1м/с. Геометрические параметры резца: формы передней поверхности – плоская, φ = 75о, φ1 = 10о, α = 8о, γ = +5о, λ = 0о, r = 1мм. Определите по эмпирической формуле силу резания Fz и мощность Pраб. Достаточна ли мощность станка для работы с указанным режимом резания.
4. На токарно-винторезном станке 16К20 производится обтачивание заготовки от D = 66,5мм до d = 65мм на длине 85мм. Материал заготовки – сталь 40, с пределом временного сопротивления разрыву σв =750МПа. Резец токарный проходной с пластинкой из твердого сплава марки Т30К4, сечение державки 16х25. Теоретическая подача Sт = 0,17 мм/об, теоретическая скорость резания νт = 3,2 м/с, стойкость Т = 60 мин. Геометрические параметры резца: форма передней поверхности – радиусная с фаской; φ = 45о, φ1 = 10о, α = 10о, γ = +15о, λ = 0о, r = 2мм. Назначьте режим резания, рассчитайте основное время.
5. Напишите в общем виде уравнение кинематической цепи подач. Пользуясь этим уравнением, подсчитайте минимальное значение поперечной подачи токарно-винторезного станка 16К20. Начертите кинематическую схему коробки подач и суппорта станка 16К20 в положении цепей согласно заданию.
Вариант 3.
1. Начертите схему резания при подрезке торца подрезным резцом и укажите на ней элементы режима резания. Что называется главным движением и движением подачи?
2. Определите частоту вращения шпинделя станка при растачивании отверстия от диаметра d = 84мм с глубиной резания t = 3мм, если скорость резания ν = 2,9м/с. Дайте определение скорости резания и подачи.
3. На токарно-винторезном станке 16К20 обтачивается заготовка из чугуна СЧ15, твердость которого HB180, твердосплавным резцом. Глубина резания t = 6мм, подача S = 0,87мм/об, скорость резания ν = 1,25м/с. Геометрические параметры резца: формы передней поверхности – плоская, φ =90о, φ1 = 10о, α = 8о, γ = +5о, λ = 0о, r = 1мм. Определите по эмпирической формуле силу резания Fz и мощность Pраб. Достаточна ли мощность станка для работы с указанным режимом резания.
4. На токарно-винторезном станке 16К20 производится обтачивание заготовки от D = 60мм до d = 59мм на длине 100мм. Материал заготовки – сталь 33ХА с пределом временного сопротивления разрыву σв =680МПа. Резец токарный проходной с пластинкой из твердого сплава марки Т30К4, сечение державки 20х20. Теоретическая подача Sт = 0,15мм/об, теоретическая скорость резания νт = 3,8м/с, стойкость Т = 60мин. Геометрические параметры резца: форма передней поверхности – радиусная с фаской; φ = 45о, φ1 = 15о, α = 12о, γ = +10о, λ = 0о, r = 2мм. Назначьте режим резания, рассчитайте основное время.