Миноборнауки России

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный технологический институт

(технический университет)»

УГС (код, наименование)150000

Направление подготовки (код, наименование) 15.03.02

Профиль (наименование)Механический

Факультет 3

Кафедра Теоретических основ материаловедения

Учебная дисциплина «Технология конструкционных материалов»

Курс 2 Группа 666

КУРСОВАЯ РАБОТА (КУРСОВОЙ ПРОЕКТ)

Тема«Расчёт оптимального режима резания при токарной обработке деталей»

Студент _________________ Ноунейм

(подпись, дата) (инициалы, фамилия)

Руководитель,

доцент ________________ Богданов С.П,

(подпись, дата) (инициалы, фамилия)

Оценка за курсовую работу

(курсовой проект) ___________ ____________________

(подпись руководителя)

Санкт-Петербург

2099999

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................3

1. Расчет режимов резания.................................................................................... 5

1.1. Выбор режущего инструмента и его характеристик................................... 5

1.2. Глубина резания.............................................................................................. 5

1.3. Выбор значения подачи.................................................................................. 5

1.4. Скорость резания............................................................................................. 6

1.5. Частота вращения шпинделя.......................................................................... 7

2. Проверка выбранного режима резания........................................................... 7

2.1. Проверка на прочность державки резца....................................................... 7

2.2. Проверка по прочности механизма подачи станка...................................... 8

2.3. Проверка по мощности станка....................................................................... 8

2.4. Проверка по жесткости детали...................................................................... 9

3. Электромагнитный неразрушающий контроль…......................................... 10

3.1 Методы неразрушающего контроля………………………………..…....…10

3.2 Вихретоковый метод контроля ………………..…………………....……...11

3.3 Практическое применение вихретокового метода контроля ………….....12

3.4 Вихревой дефектоскоп ……………………………………………………...15

Список использованной литературы ................................................................. 17

ВВЕДЕНИЕ

Оптимальным режимом резания называется режим, обеспечивающий наибольшую производительность и наименьшую себестоимость обработки при условии получения заданной точности размеров и шероховатости поверхности. При этом желательно наиболее полное использование режущих свойств инструмента и эксплуатационных возможностей станка. Целью настоящей работы является (часть № 1), пользуясь нормативными таблицами и эмпирическими формулами, определить наиболее рациональный режим токарной обработки детали на заданном токарном станке. Основными элементами режима резания при точении являются:

---

1. Глубина резания t (мм)

2. Значение подачи S (мм/об)

3. Скорость резания V (м/мин)

Часть № 2 – написание реферата объёмом 0,5 - 2 печатных листа на заданную тему. Приложение Д. (1 п.л. = 16 стр.)

Для решения первой задачи должны быть известны:

1. Размеры и материал заготовки (марка, твердость, прочность, состояние поверхности);

2. Размеры обрабатываемой детали, точность размеров и шероховатость поверхности;

3. Паспортные данные станка;

4. Способ закрепления детали на станке (определяется из размеров заготовки – соотношения её диаметра и длины) .

Оптимальный режим резания устанавливают в такой последовательности:

1. Выбирают режущий инструмент по материалу и геометрическим параметрам режущей части;

2. Устанавливают глубину резания t (мм);

3. Определяют подачу s (мм/об) и принимают ближайшее ее значение по паспорту станка;

4. Задавшись периодом стойкости инструмента, по принятым t и s, определяют скорость резания V (м/мин). (СТОЙКОСТЬ инструмента Т – время его работы между переточками, при достижении нормы износа);

5. По найденной скорости резания рассчитывают частоту

вращения детали и принимают ближайшее меньшее значение из имеющихся по паспорту станка;

6. Проверяют выбранные режимы:

а. по прочности державки резца;

б. по прочности механизма подачи станка;

в. по мощности станка;

г. по жесткости детали.

Способ закрепления заготовки:

a б в

1.Расчет режимов резанья

Задание по курсовой работе (Вариант №8):

Материал: Углеродистая конструкционная Cталь 40;

σ_в МПа (кГс/мм²): 568;

Твёрдость HB МПа (кГс/мм²): 2170;

Диаметр детали d, мм: 69;

Диаметр заготовки d, мм: 75;

Длина L, мм: 700;

Характер поверхности: Черновая

Шероховатость поверхности после обработки R_z, мкм: 40;

Размер державки, мм х мм: 16х25;

Материал инструмента: Т5К10;

Условие обработки: Чистовая обработка по корке с ударами со сварным швом

1.1 Выбор режущего инструмента и его характеристик

По таблице 3 и 4 определяем геометрические элементы режущей части резца: L / d_з = 700/ 75 = 9,33;

Главный угол в плане φ = 45^о, передний угол γ=14^о, задний угол α=8^о.

1.2 Глубина резания

Глубина резания принимается равной припуску, снимаемому за один заход:

При припуске на сторону h > 2 мм обработку ведут за два прохода. Первый проход осуществляют с глубиной t₁= (2/3 – 3/4) h, а второй проход — с глубиной t₂ = (1/3 – 1/4) h.

t₁= 2/3*3 = 2 мм

t₂ = 1/3*3 = 1 мм

1.3 Выбор значения подачи

Для твердого сплава радиус закругления r = 1 мм.

Значения коэффициентов и показателей степени принимаются:

Сталь — C_s = 0,008; x= 0,3; y=1,4; z=0,35; u=0,7;

Вспомогательный угол φ₁ в плане для проходных резцов при чистовой обработке принимается 45^o.

По таблицам 5 и 6 S_табл=0,8 мм/об, К_п=0.85.

По паспорту станка (приложение А) принимаем продольную подачу, учитывая шероховатость R_z= 40 мкм (таблица 7)

S=0,47 мм/об;

1.4 Скорость резания

Определяем скорость резания V(м/мин) двумя способами:

Первый способ

По таблицам 8, 9, 10 для стали при глубине резания t = 3 мм, подаче S = 0,47 мм/об, главном углу в плане φ = 45^о и режущей пластине резца из твёрдого сплава находим табличную скорость V_табл = 110 м/мин.

---

Поправочные коэффициенты: К₁ = 0,75; К₂ = 1,0 для P18, Т = 60 мин

Второй способ

По таблице 11 для стали и принятых S=0,47 мм/об, φ = 45^о, φ₁ =45^о, и режущей пластины из Т5К10 принимаем коэффициенты равные:

C_v=227; X_v=0,15; y_v=0,35; m=0.2; T_min=60

Поправочные коэффициенты:

- в зависимости от твёрдости обрабатываемого материала;

- в зависимости от главного угла в плане;

- в зависимости от марки твердого сплава;

- в зависимости от состояния поверхности заготовки (черновая);

Принимаем скорость резания равной

1.5 Частота вращения шпинделя

Определяем частоту вращения заготовки при данной скорости

По принятой скорости резания определяется частота вращения шпинделя:

По паспорту станка принимаем n_шп=315 об/мин.

Пересчитываем скорость резания:

Таким образом, частота резанья уменьшается. Оптимальный режим резания для заданных условий:

t=3 мм;

S=0,47 об/мин;

v= м/мин;

n_шп=315 об/мин;

Стойкость резца изменится:

Машинное время:

2. Проверка выбранного режима резанья

2.1 Проверка на прочность державки резца

1:По прочности державки резца усилие, допускаемое прочностью державки резца 16x25 мм x мм:

Примем вылет резца:

Действующая сила резания P_z определяется по таблицам 16-18. P_{z табл}=6800 Н, поправочные коэффициенты:

K₁=0,85 - в зависимости от обрабатываемого материала - K₁;

K₂=1 - в зависимости от скорости резания и переднего угла γ при точении сталей инструментом из твёрдого сплава;

P_z<P_zp - принятый режим допустим.

2.2. Проверка по прочности механизма подачи станка

Допустимая нагрузка на механизм подачи станка задается в паспорте станка, в данном случае она равна P_ст=3600 Н. Значения коэффициентов:

C_Px=3390; X_Px=1; y_Px=0.5; n=-0.4;

Действующее при найденных режимах резания усилие P_x определяем по формуле:

;

2.3. Проверка по мощности станка

По мощности станка проверка проводится по крутящему моменту.

Крутящий момент, обеспечиваемый станком:

Крутящий момент, необходимый для осуществления резания:

Условие M_кр.ст > M_кр.р удовлетворяется. Следовательно, по мощности станка принятый режим осуществим.

2.4. Проверка по жесткости детали

Деталь закреплена в центрах. Определим P_y, по таблицам 19-22:

C_Py = 2430; X_Py = 0,9; y_Py = 0,6; n = –0,3;

; Кφ = 1; Кγ = 1.

Суммарная сила R, действующая на деталь, определяется по формуле:

Для расчета силы, допустимой жесткостью детали необходимы коэффициенты:

E=2,2∙10¹¹ Па - модуль упругости обрабатываемого материала;

-момент инерции сечения заготовки;

f=0,4 мм - стрела прогиба заготовки при точении под шлифование;

L=700 мм - расстояние между точками опоры заготовки;

Сила, допустимая жёсткостью детали:

Таким образом, условие Р<Р_ж.д выполняется. Жесткость детали достаточна для принятия режимов резания.

В заключение расчета следует подсчитать машинное время по формуле:

T=L/n∗s=700/(315∗0.47)=4.73 мин

Где L=l*Δl, Δl принимается от 2 до 4 мм.

Принятые режимы резания:

t = 3 мм; S = 0,47 мм / об; v = м / мин;

n_шп = 315 об / мин; Т = 4.73 мин.

Сталь 40 – Содержание углерода 0,35 - 0,45%, 97% -железа.

---

Т5К10- содержит 5% титана, 10% кобальта и 85% карбидов вольфрама

Эскиз закрепления заготовки

Список использованной литературы

1. Коробко, В.Н. Токарная обработка: методические указания к лабораторной работе / В.Н. Коробко, А.И. Кузнецов, С.И. Гринёва, М.М. Сычёв – СПб. СПбГТИ(ТУ), 2004. – 36с.

2. Технология конструкционных материалов: учебное пособие для вузов /под ред. Шатерина М.А. – М.: «Политехника», 2005. – 560 с.

3. Солнцев, Ю.П., Ермаков Б.С., Пирайнен В.Ю. Технология конструкционных материалов: учебник для вузов. [Электронный ресурс] / Солнцев Ю.П., Ермаков Б.С., Пирайнен В.Ю. // СПб.: ХИМИЗДАТ, 2006 г. — Режим доступа: www.ibooks.ru

4. Карпман, М.Г. Материаловедение и технология металлов: учебное пособие для вузов / М.Г. Карпман, Г.П. Фитисов, В.М. Матюнин. – М.: «Высшая школа», 2007. – 862 с.

5. ГОСТ 24289-80 Контроль неразрушающий вихретоковый.

6. Клюев В. В. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий — М.: Машиностроение, 1986.

7. Неразрушающий контроль – https://ru.wikipedia.org/wiki/Неразрушающий_контроль. [Электронный ресурс]

8. Дефектоскопы. Виды и принципы работы дефектоскопов –http://techdiagnostica.ru/stati/defectoscope.html. [Электронный ресурс]

9.Толщиномеры: устройство ультразвуковых, вихретоковых и магнитных толщиномеров – http://www.devicesearch.ru/article/8488. [Электронный ресурс]

10. Методы. Вихретоковый метод контроля – http://www.defectoscop.ru/index.php?show_aux_page=62. [Электронный ресурс]

11. Методы проведения неразрушающего контроля –http://www.devicesearch.ru/article/metody_nerazrushayuschego_kontrolya. [Электронный ресурс]

Справочная литература.

1. Резание металлов и металлорежущие станки: руководство к лабораторным работам Ч.1 / под ред. Н.М. Иванова, В.М. Павловской. – Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1961.- 229 с.

2. Лабораторные работы и практические занятия по разделу «Резание конструкционных материалов» курса «Технология конструкционных материалов»: методические указания / составители М.Ф. Барсуков, М.Г. Безверхий. – Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1983. – 35с.

---

Смотрите также файлы

• титульник курсача.docx

• Otvety_po_termodinamiki_ekzamen.pdf

• Вопросы к экзамену.docx

• печать.docx

• Контр. раб. №9832 Office Word 97 - 2003.doc