Номер зачётной книжки 060430690

Номер зачётной книжки 060430690

Назначаем элементы режима резаия.
Для чистового точения t = 1,0 мм.
Для чистового точения детали из чугуна после черновой обработки скорость подачи должна обеспечить шероховатость обработанной поверхности Rа =3,2. При радиусе вершины лезвия резца с сечением 25х16 мм принимаем r = 1,0 мм.
При требуемом параметре шероховатости 3,2 назначаем S= 0,25 мм/оборот.
Скорость резания, определяем матричным методом
V = VТ *Кuν *Кnν, где
VТ – табличная скорость резания, м/мин;
Кuν и Кnν - коэффициенты, учитывающие влияние соответственно марки твердого сплава и состояния обрабатываемой поверхности заготовки на скорость резания.
VТ = 147 м/мин.
nз = 461 мин-1. Частота вращения шпинделя 630 мин-1. Действительная скорость резания -205 м/мин.
Главная составляющая силы резания
Расчет главной составляющей силы резания проводим по формуле
Рz = Ср t xр S yp V np K mp Kγp Kφp
Cp, хp, yp и nр – постоянный коэффициент и показатели степени.
t, S, V – соответственно глубина резания, подача и скорость резания
K mp Kγp Kφp – коэффициенты, учитывающие соответственно влияние механических свойств обрабатываемого материала, главного переднего угла γ и главного угла в плане φ лезвия резца на главную составляющую силы резания.
Cp = 810,
хp =1,0,
yp = 0,75,
nр = 0.
t = 1 мм,
S = 0,25 мм/об,
V = 205 м/мин
K mp = (НВ/150)0,4
Kγp = 1,1 (угол γ = 0º)
Kφp = 0,94 (угол φ = 60º)
Рz = 810*11 *0,250,75 *205 0 *(241/150)0,4 *1,1*0,94 = 355 Н
Рy = 0,5 Рz = 0,5*355 = 177,5 Н
Рx = 0,3 Рz = 0,3*355 = 106 Н
Основное технологическое время рассчитываем по формуле
tо = (l +l1 +y +∆)/n*S, где
l – длина обрабатываемой поверхности, мм
l1 – величина подвода резца к заготовке на ускоренном вспомогательном ходу,
y – величина врезания резца, мм, y = t*ctg φ
∆ - величина перебега резца ∆ = 1-2 мм.
Для чистового точения
tо =(700+0,5+1*1,73)/500*025 =3,5 мин.
Рассчитываем прогиб заготовки
Максимальный прогиб заготовки в микрометрах, установленной в центрах, происходит посредине
f max = R*L3/(48*E*J*μ )*1000, где
R - сила, изгибающая заготовку, Н, R = √1,25*Pz; с учетом коэффициента динамичности и затупления резца R = 1,4* Pz;
L – длина заготовки, мм,
Е – модуль продольной упругости обрабатываемого материала, Н/мм2. Е чугуна принимаем равным 100000;
J – момент инерции сплошного сечения заготовки, мм4; J = 0,05 Do4 , где Do – диаметр оработанной поверхности, мм;
μ – коэффициент, учитывающий гироскопический эффект, состоящий в повышении жесткости заготовки при ее вращении; при чистовом точении μ – 1+0,001 4v, где v – скорость резания, м/мин.
f max = f max = R*L3/(48*E*J*μ )*100000
R = 1,2*355 = 426 Н
J = 0,05*804 = 2048000 мм2
μ = 1+0,001*4*205 = 1,82
f max = (R*7003 /(48*100000*J*μ))*1000 = 9,5 мкм
Упругая деформация станка
Упругая деформация станка в микрометрах в рассматриваемом сечении рассчитывают по формуле
fст = R/jп.б.* (Х/ L)2 + R/jз.б.*((L-Х)/L )2 + R/jсуп.
jп.б., jз.б., jсуп. – жесткость передней и задней бабки, суппорта станка соответственно, Н/мкм.
Для станка 16Б16П эти показатели имеют следующие значения
jп.б. = 100, jз.б. = 53, jсуп = 63,7
Упругие деформации заготовки и станка в координатных сечениях рассчитывают при значениях Х = 0; 0,25L; 0,5L; 0,75L; 0,9L.
Координата сечения Х
Прогиб заготовки, fз, мкм
Упругая деформация станка, fст, мкм
Х = 0
14,72
175
1,44
11,47
350
2,55
9,76
525
1,44
9,59
630
0,33
10,21
Рассчитываем размерный износ лезвия резца и его удлинение, соответствующее моменту резания τ по формулам
u =uн + uо*V*τ
τ- время резания, τ = Х/n*S
V – скорость резания, м/мин
uо – относительный износ, мкм
uн – начальный износ, мкм
u = 6 +8*10-3 *205*Х/(0,25*461) =
ξр = ξ *τ , где
ξ – удлинение резца, мкм за минуту резания
τ – время резания, мин.
ξ = α*l*θ*103, где
α – коэффициент линейного расширения материала корпуса резца, К -1, α = 12*10-6,
lp – вылет резца, мм lp = 1.5 h, где h –высота корпуса резца, мм
θ – средняя температура нагрева корпуса резца, К.
ξ = 12*10 -6 *3,97*1,5*25*103 = 1,79 мкм
Повышение средней температуры корпуса резца за минуту резания определяем по уравнению энтальпии
θ = β*Qu/Cρ*W, где
Qu – теплота, направляемая в резец, Дж/мин
Β – коэффициент, учитывающий долю теплоты Qu, направляемой в корпус резца. Они оценивались по соотношению коэффициентов теплопроводности твердого сплава и материала корпуса резца Ст 45. Для используемых в обработке резцов с пластинами из твердого сплава марки ВК3 β = 1.
Qмин = Рz*V = 355*205 = 72775 Дж/мин
Ρ – плотность материала корпуса резца, ρ = 7,81 10 3 кг/м3
W – объем корпуса резца, W = hхbхL*10 -9 м3.
θ = β*Qu/Cρ*W
θ = 1*0,01*72775/(4,187*100*7,81*1000*25*16*140*10 -9) = 3,97 К
При точении чугуна доля теплоты, направляемой в резец, составляет от 1,5 до 1 %.
Координата сечения Х
Время резания τ, мин
Размерный износ лезвия резца, u, мкм
Удлинение резца ξр, мкм
6,00
175
1,518
8,49
0,81
350