Файл: Курсовая работа Проектирование технологического процесса механической обработки детали.docx

Поправочные коэффициенты, учитывающие геометрию резца [2], Кrp- учитывается только для резцов из быстрорежущей стали

φ=450; kφp=	1,00
γ=100; kγp=	1,00
kλp=	1,00
R=0,5 krp=	0,87

Определяем значения поправочных коэффициентов
	Kpx=	0,82
	Kμрz=	1,06
	Kμрx=	1,18
	Kμрy=	1,13

Силы резания при точении
Pz(x,y)=10CptxSyVnKp
Pz=	4494,9 Н
Pх=	1756,0 Н
Py=	1747,2 Н
Pdopz=	7200	H
Pdop1=	2880	H
S1=(Pdop1/Pя)(1/Ypя)	0,64	мм/об

---

Рекомендуется подача S=0,5...0,7 мм/об;

Следовательно, подача, допускаемая силой резания при точении (из условий обеспечения работы для твердого сплава со скоростью не ниже 70 м/мин) S=0,64 мм/об.

Проверим допустимость рекомендуемой подачи по допускаемой прочностью державки резца, мм/об

После проведения проверки по мощности резания производится проверка прочности державки резца на изгиб от действия тангенциальной составляющей силы резания (см. рис. ).

где Pdop2 - наибольшее значение тангенциальной составляющей силы резания, допускаемое прочностью державки резца, Н:

---

	Pdop2=	10417	Н
В- ширина державки резца, мм;	B =	25	мм
H - высота державки резца, мм;	Н=	25	мм
lp- длина вылета резца (расстояние от точки крепления до вершины), мм. При наружном точении можно принять lp = 1,5 H ;	lp =	37,5	мм
[ σи] = 0,3*σвр- допускаемое материалом державки напряжение изгиба, мПа.	[ σи]=	150	мПа
S2=(Pdop2/Pz)(1/Ypz)	2,32	мм/об

Следовательно, подача, допускаемая материалом державки при точении (из условий обеспечения работы для твердого сплава со скоростью не ниже 70 м/мин) S=2,32 мм/об.

Проверим допустимость рекомендуемой подачи жесткостью державки резца

P dop3 - наибольшее значение тангенциальной составляющей силы резания, допускаемое жесткостью державки резца, Н:
	Pdop3=	38889	Н
	Ер=	2,1*105	мПа
Jp - момент инерции сечения державки резца, мм4. Для прямоугольного сечения Jp = B*H3/12;	Jp=	38889	мм4
fp - допускаемая стрела прогиба резца, мм. При черновой обработке можно принять fp = 0,1 мм.	fp=	0,1	мм
S3=(Pdop3/Px)(1/Ypx)	8,7	мм/об

---

Следовательно, подача, допускаемая жесткостью державки резца при точении (из условий обеспечения работы для твердого сплава со скоростью не ниже 70 м/мин) S=8,7 мм/об.

Проверим допустимость рекомендуемой подачи прочностью детали

S4=(Pdop4/Pz)(1/Ypz)	S4=	5,1	мм/об
где Pdop 4 - наибольшее значение тангенциальной составляющей силы резания, допускаемое прочностью детали, Н :
	Pdop4=	22744	Н
L1 - расчетная длина детали	L1 =	150	мм
Qн - коэффициент нагружения при расчете на прочность. При обработке детали в патроне Qн = 1,	Qн=	1
W - момент сопротивления сечения детали, мм3. Для сплошного круглого сечения обработанной на предварительном переходе поверхности W =(π*D3/32 );	W=	26956	мм3
[ σи] = 0,3*σвр- допускаемое материалом державки напряжение изгиба, мПа.	[σи] =	150	мПа

Следовательно, подача, допускаемая жесткостью державки резца при точении (из условий обеспечения работы для твердого сплава со скоростью не ниже 70 м/мин) S=5,1 мм/об.

Проверим допустимость рекомендуемой подачи по мощности электродвигателя, прочности державки резца и прочности пластинки твердого сплава.

Для глубины резания t=0,5 мм, мощности электродвигателя N_д=10 кВт и для резца ₁0 допускается подача S=0,7мм/об. Для стали с пределом прочности _в=500 МПа (50 кг/мм²) поправочный коэффициент К_мs=1,07.

Следовательно, подача, допускаемая мощностью электродвигателя (из условий обеспечения работы для твердого сплава со скоростью не ниже 70 м/мин)

---

S=0,7*1,07=0,75 мм/об.
Из всех найденных по лимитирующим факторам значений подач необходимо выбрать наименьшую S_min, как удовлетворяющую всем ограничениям. Так как станок обеспечивает дискретный ряд значений подач, то выбранное значение S_min корректируется по паспортным данным станка и принимается ближайшее меньшее значение подачи в качестве S_ф.

Во избежание грубых ошибок при расчетах выбранное значение S_ф следует сравнить с найденным до расчетов диапазоном значений подач, рекомендуемым нормативами. Величина S_ф не должна значительно (более чем в два раза) отличаться от граничных табличных значений. При незначительном превышении верхней границы диапазона следует выбирать расчетное значение, так как оно точнее учитывает условия обработки. Если расчетное значение по критериям жесткости и прочности детали ниже нижней границы диапазона, то выбирается верхнее табличное значение и делается заключение о необходимости проведения обработки в люнете, исключающем прогиб детали, или о необходимости изменения способа закрепления и поджиме свободного конца детали задним центром (в случае зажима детали только в патроне).

S_min=0,64 мм/об.

Выбираем из стандартного ряда подач S_ф=0,61 мм/об.

Определение величины скорости резания
Ориентировочное значение тангенциальной составляющей силы резания Pz, Н, определяется для глубины резания на предварительном переходе, фактического значения подачи и ориентировочного значения скорости резания, принятого для расчетов
	Pz=	4054				H
	Pх=	1584				H
	Py=	1609				H
	Sф=	0,61				мм/об
Величина потребного для резания крутящего момента, развиваемого на обрабатываемом диаметре, Нм,
	Мкр=	172,3				Нм
	Мкрфакт.=	154,0				Нм
По найденному значению крутящего момента из паспортных данных станка (табл. 5 приложения) выбирается частота вращения шпинделя nст, соответствующая ближайшему большему допускаемому крутящему моменту на шпинделе станка.
	nст=	250,0			об/мин
Частота вращения шпинделя	Наибольший допускаемый крутящий момент на шпинделе, Нм	Эффективная мощность на шпинделе, кВт
		по приводу				по слабому звену
250,0	154,0	7,9				7,9
В соответствии с найденным значением частоты вращения шпинделя определяется максимальное значение скорости резания Vст, допускаемой прочностью механизма главного движения станка, м/мин:
	Vст=	133				м/мин
Определяется максимальная величина скорости резания Vи, допускаемой режущими свойствами инструмента, м/мин:
	Vи=	156				м/мин
где Т -стойкость инструмента, выбирается любое значение из рекомендуемых справочными данными;
	Т=	70,0				мин
СV -постоянный коэффициент, характеризующий материал заготовки и условия ее обработки;
	СV=	244
KV -общий поправочный коэффициент, учитывающий все другие конкретные условия обработки по сравнению с теми, для которых приводится в справочнике значение СV. Общий поправочный коэффициент KV представляет собой произведение отдельных частных коэффициентов, каждый из которых отражает влияние определенного фактора на скорость резания. Количество и значения частных коэффициентов определяются полнотой используемого справочника.
	KV=	1
m- показатель относительной стойкости;	m=	0,92
Xv, Yv- коэффициенты влияния глубины резания и подачи на скорость резания.
	Xv=	0,23
	Yv=	0,3
Из двух скоростей резания Vст и Vи выбирают наименьшее значение скорости Vmin, удовлетворяющее обоим ограничениям. Если наименьшей окажется скорость резания Vи, то находят соответствующую ей частоту вращения шпинделя станка на обрабатываемом диаметре:
	Vст=	133				м/мин
	Vи=	156				м/мин
	Vmin=	133				м/мин
	n =	500
и по паспортным данным станка выбирают новое фактическое значение nст. Пересчитывают новое значение фактической скорости резания Vф по формуле, аналогичной (13), при подстановке в нее фактического значения nст.
	nст.=	250,0				об./мин
	Vф=	133,5				м/мин
Частота вращения шпинделя	Наибольший допускаемый крутящий момент на шпинделе, Нм	Эффективная мощность на шпинделе, кВт
		по приводу				по слабому звену
250,0	620	8,0				8,0
	Рz=	3680
Фактическая мощность, затрачиваемая на резание, кВт:
	Nрез.ф.=	8,03				кВт
Коэффициенты использования инструмента по скорости резания:
	ηv=	0,85
Коэффициенты использования по станку по мощности:
	ηN=	1,13
где N эфф. пр - эффективная мощность шпинделя по приводу, выбирается из паспортных данных станка или определяется по формуле:
Nэфф.пр. = Nпр.эд .*ηпр.			Nэфф.пр.=					7,1	кВт
где Nпр.эд. - мощность двигателя привода главного движения, кВт;			Nпр.эд.=					10	кВт
ηпр.-коэффициент полезного действия привода главного движения, обычно ηпр.= 0,62 - 0,8, в зависимости от числа зубчатых пар, участвующих в передаче движения.			ηпр.=					0,71
Если расчеты покажут, что коэффициент использования станка по мощности имеет значение большее 1, т. е. мощности станка недостаточно для выполнения операции, следует уменьшить выбранные значения Vф или Sф, при этом уменьшение Vф является более выгодным, так как машинное время будет такое же, как и при уменьшении Sф, но период стойкости инструмента значительно возрастет. Можно также уменьшить глубину резания на каждом из переходов, увеличив их число. После проведенных изменений расчеты следует провести заново.
Машинное время Т м , мин, на операцию:
				Tм=			0,5			мин
где L –длина прохода резца: L = l + y + ∆ (l – длина обрабатываемой поверхности (в нашем случае - длина шейки заготовки), мм;
				L=			164,1			мм
y - величина врезания резца, y =t*ctgφ, мм ( для резца со значением главного угла в плане φ= 900 врезание отсутствует);				y=			2,6			мм
∆- величина перебега резца, ∆= 1-3 мм;				∆=			1,5			мм
i –число проходов резца.				i=			1

---