Реферат Проектирование технологического процесса изготовления детали
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
2.8.Режимы резания и нормы
1. Глубина резания.
t1=2 мм.- черновое точение
t2=1,1 мм.- получистовое точение
2. Выбор инструмента.
Резец с сечением державки 25*25 мм. Толщина пластины- исходя из условий обработки принимают 6,4 мм., трехгранной формы с углом при вершине ε=600 из твердого сплава Т5К10- для черновой и получистовой стадий обработки. Способ крепления пластины- клин-прихват для черновой и получистовой стадий обработки.
Геометрические параметры пластины.
φ=930 [к.1, с.36]
φ1=320
γ=100
α=60
Ширина фаски вдоль главного режущего лезвия – f=0,5 мм.
Радиус округления режущей кромки – ρ=0,03 мм.
Радиус вершины резца – rв=1 мм.
Нормативный период стойкости- Т=30 мин.
3. Подача.
-при черновом точении
Sот= 0,35 мм/об. [к3, с.38]
Ksи=1,1- инструментальный материал
Ksp=1- крепление пластины
-при получистовом точении
Sот=0,16 мм/об.
Ksи=1,1- инструментальный материал
Ksp=0,9- крепление пластины
Окончательная подача для черновой и получистовой стадий обработки.
So=Soт*Ksи*Ksр*Ksд*Ksn*Ksу*Ksп*Ksφ*Ksi*Ksм (2.18)
So=0,35*1*1*1*1,2*1*1,3*1=0,55 мм/об.
So=0,16*1*1*1*1,2*1*1,3*1=0,25 мм/об.
Сечение державки резца - Ksд [к.3, с.39]
Прочность режущей части - Ksп
Механических свойств обрабатываемого материала- Ksм
Схемы установки заготовки - Ksу
Состояние поверхности заготовки - Ksn
Геометрических параметров резца - Ksφ
Жесткость станка - Ksi
Рассчитанные подачи для черновой и получистовой стадий обработки проверяются по осевой Px и радиальной Py составляющим силы резания, допустимыми прочностью механизма подач станка.
-при черновой обработке поверхности с глубиной t=2 мм. и подачей So=0,55 мм/об., Pxт=750 Н, Pyт=270 Н.
-при получистовой обработке поверхности с глубиной t=1,5 мм. и подачей So=0.25 мм/об., Pxт=630 Н, Pyт=230 Н.
Определяем поправочные коэффициенты на силы резания для изменённых условий в зависимости от:
-механических свойств обрабатываемого материала
Kpмx = Kpмy = 1,0
-главного угла в плане:
б) Kpφx = 1; Kpφy = 1
в) главного переднего угла Kpγx = Kpγy =0,9
г) угла наклона кромки Kpλx = 0,8; Kpλy = 1,3.
Окончательно составляющие силы резания определяются по формулам:
Px = Pxт * Kpмx * Kpφx * Kpγx * Kpλx (2.19)
Py = Pyт * Kpмy * Kpφy * Kpγy * Kpλy (2.20)
а) Px1 = 750 * 1 * 1 * 0,9 * 0,8 = 540H-при черновой обработке
Py1 = 270 * 1 * 1 * 0,9 * 1,3 = 315H
б) Px2 = 630 * 1 * 1 * 0,9 * 0,8 = 454H-при получистовой обработке
Py2 = 230 * 1 * 1 * 0,9 * 1,3 = 269H
Рассчитанные значения составляющих сил резания меньше, чем допускается механизмом подач станка.
Рхдоп = 8000Н; Рудоп = 3600Н
а) Sот = 0,78 мм/об [к9, с50]
б) Sот = 0,64 мм/об [к10, с51]
4. Скорость резания.
При черновой стадии обработки стали без корки:
-с глубиной резания t = 2,0 мм, и подачей S0 = 0,55 мм/об, скорость резания Ưт = 172 м/мин
-КƯu = 0,85- поправочный коэффициент в зависимости от инструментального материала. [к21,с73]
При получистовой стадии обработки стали без корки:
-с глубиной резания t = 1,5 мм и подачей S0 = 0,25 мм/об, скорость резания Ưт = 228 мм/мин.
-КƯu = 0,85-поправочный коэффициент в зависимости от инструментального материала [к21, с73]
-группы обрабатываемости материала КƯс = 1 [к.22, с.75]
-вида обработки КƯо = 1
-жесткости станка КƯi = 1
-механических свойств обрабатываемого материала КƯм = 1
-геометрических параметров резца:
а) КƯφ = 1,15- при черновой обработке
б) КƯφ = 0,95- при получистовой обработке
-периода стойкости режущей части КƯт =1
-наличия охлаждения КƯтж = 0,75
Общий поправочный коэффициент на скорость резания:
КƯ = КƯи * КƯс * КƯ0 * КƯi * КƯм *КƯφ * КƯт * КƯж (2.21)
КƯ = 0,85 * 1 * 1 * 1 * 1 * 1,15 * 1 * 0,75 = 0,73 – черновая
КƯ = 0,85 * 1 * 1 * 1 * 1 * 0,95 * 1 * 0,75 = 0,6 – получистовая
Окончательная скорость резания при черновой и получистовой стадиях обработки:
а) Ư = Ưт * КƯ = 1,72 * 0,73 = 126 м/мин. - черновая
б) Ư = Ưт * КƯ = 228 * 0,6 = 139 м/мин. - получистовая
n=1000Ư/πD (2.22)
n1 = 1000 * 126 / 3,14 * 32 = 126000 / 100,48 = 1254 об/мин.- при черновой обработке [прил.46, с.454]
Принимаем по паспорту станка: nф = 1000 об/мин.
n2 = 1000 * 228 / 100,48 = 2269 об/мин.- при получистовой обработке
Принимаем по паспорту станка: nф = 2000 об/мин.
6. Фактическая скорость резания.
Ưф = πD * nф / 1000 (2.23)
Ưф1 = 3,14 * 32 * 1000 / 1000 = 100,48 м/мин.-при черновой обработке
Ưф2 = 3,14 * 32 * 2000 / 1000 = 200,96 м/мин.-при получистовой обработке
7. Проверка выбранных режимов по мощности привода главного движения.
Для черновой и получистовой стадий обработки мощность резания определяется по карте 21.
-при черновой стадии обработки стали без корки, при глубине резания t = 2,0 мм и подаче S0 = 0,55 мм/об, Nт = 8,9 кВт.
КN = 1- поправочный коэффициент на мощность [к 24, с 85]
-при получистовой стадии обработки стали без корки, при глубине резания t = 1,5 мм и подаче S0 = 0,25 мм/об, Nт = 5,7 кВт
КN = 1- поправочный коэффициент на мощность [к 24, с 85]
Табличную мощность резания корректируем по формуле:
N = Nт * КN * Ưф / Ưт (2.24)
N = 8,9 * 1 * 100,48 / 172 = 5,2 кВт-при черновой обработке
N = 5,7 * 1 * 200,96 / 228 = 5 кВт-при получистовой обработке
Ни одно из рассчитанных значений не превышает мощности привода главного движения станка. Следовательно, установленный режим резания по мощности осуществим.
8. Минутная подача.
Sм= nф * S0 (2.25)
Sм2 = 2000 * 0,25 = 500 мм/мин.-при получистовой обработке
2.8.2 Назначение режимов резания табличным методом на все поверхности
005-токарно-винторезная
Режущий инструмент: резец токарный Т15К6.
1. Глубина резания.
t=23,75 мм.
2. Подача.
S=0,12 мм/об. [2,т.15,с.268]
3. Скорость резания.
Ư=250 мм/мин. [2,т.19,с.271]
4. Частота вращения шпинделя.
n=1000Ư/πD=1000*250/3,14*173,9=458 м/мин.
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка модели 16К20 и устанавливаем действительное значение частоты вращения: nд=600 об/мин. [прил.1, с.421]
5. Действительная скорость резания.
Ưд = πD*nд/1000=3,14*173,9*600/1000=327 мм/мин.
6. Основное время.
То=L/nS=1/600*0,12=0,01 мин.
010 Токарно-винторезная
Режущий инструмент: резец токарный расточной Т15К6.
Диаметр круглого сечения резца d=10 мм.
Вылет резца 50 мм.
1. Глубина резания.
t=6 мм.
2. Подача.
S=0,08 мм/об. [2,т.15,с.268]
3. Скорость резания.
Ư=250 мм/мин. [2,т.19,с.271]
4. Частота вращения шпинделя.
n=1000Ư/πD=1000*250/3,14*126,4=629 м/мин.
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка модели 16К20 и устанавливаем действительное значение частоты вращения: nд=630 об/мин. [прил.1, с.421]
Ưд = πD*nд/1000=3,14*126,4*630/1000=250 мм/мин.
6. Основное время.
То=L/nS=19,1/630*0,08=0,37 мин.
015 Токарно-винторезная
1. Глубина резания.
t=13,85 мм.
2. Подача.
S=0,08 мм/об. [2,т.15,с.268]
3. Скорость резания.
Ư=250 мм/мин. [2,т.19,с.271]
4. Частота вращения шпинделя.
n=1000Ư/πD=1000*250/3,14*167,7=474 м/мин.
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка модели 16К20 и устанавливаем действительное значение частоты вращения: nд=500 об/мин. [прил.1, с.421]
5. Действительная скорость резания.
Ưд = πD*nд/1000=3,14*167,7*500/1000=263,2 мм/мин.
6. Основное время.
То=L/nS=19/500*0,08=0,47 мин.
Круг шлифовальный ПП,nкруга-90 мм. , высота круга-30 мм.
1.Vвращения детали-30 м/мин.
2.Vвращения круга-50 м/сек.
030 Зубофрезерная
m>2 – обрабатывается за 3 прохода
1.Подача на оборот
Sчернов.=3 мм.
Sчист.=1,5 мм.
2.Скорость резания определяется по формуле:
где z-число зубьев
S-подача на зуб
M-модуль
C,u,K,m,x,y-Остальные показатели [5,T.85.c.392]
3. Число оборотов
n=10 об/мин.
035 Зубозатыловочная
1.Подача на зуб
S=1.5 мм.
2.Скорость резания
V=15 м/мин
3.Число оборотов
n=30 об/мин.
2.9Влияние режимов резания на шероховатость обработанной поверхности при токарной обработке.
2.9.1Определение и основные понятия
Эксплуатационные свойства деталей машин и их долговечность в значительной степени зависят от состояния их поверхности. В отличие от теоретических поверхностей деталей, изображаемых на чертежах, на реальных поверхностях в процессе обработки всегда имеются неровности различной формы и высоты. Высота, форма, характер расположения и направление неровностей на поверхностях обрабатываемых заготовок зависят от ряда причин: режима обработки, условий охлаждения и смазки режущего инструмента, химического состава и микроструктуры обрабатываемого материала, конструкции, геометрии и режущей способности инструмента и приспособлений. Различают следующие отклонения от теоретической поверхности: макрогеометрические, волнистость и микрогеометрические.
Макрогеометрические отклонения – единичные, не повторяющиеся регулярно отклонения от теоретической формы поверхности к высоте отклонения (L/h>1000). Макрогеометрические отклонения характеризуют овальность, конусоовальность и другие отклонения от правильной геометрической формы.
Волнистость поверхности представляет собой совокупность периодически чередующихся возвышений и впадин с отношением
L/h = 50/…1000. Волнистость является следствием вибрации технологической системы, а так же неравномерности процесса резания.
Микрогеометрические отклонения или микро неровности, образуются в результате воздействия режущей кромки инструмента на обрабатываемую поверхность. Микронеровности определяют шероховатость (негладкость) обработанной поверхности. Они характеризуются небольшим значением отношения шага микронеровности к их высоте (L / h <50).
2.9.2 Параметры шероховатости поверхности
ГОСТ 2789-73 и СТСЭВ 638-77 устанавливают следующие параметры шероховатости: Rа =400…0,008 мкм); Sm – средний шаг неровностей (Sm = 12,5…0,002мм); tp – относительная опорная длина профиля (10…90%), где p –числовое значение уровня сечения профиля.
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra есть среднее значение расстояний (y1,у2,…,уn)точек профиля до его средней линии:
n
Ra = 1 / n ∑ ׀ yi ׀,
I =1
где уi – абсолютные (без учета алгебраического знака) расстояния до средней линии; n – число измерённых отклонений.
Средняя линия m профиля делит измеряемый профиль таким образом, что в пределах длины участка поверхности, выбираемого для измерения шероховатости, сумма квадратов расстояний (у1, у2,…, уn)
точек профиля до этой линии минимальна. При определении положения средней линии на профилограмме можно использовать следующие условия: средняя линия должна иметь направление измеренного профиля и делить его таким образом, чтобы в пределах базовой линии l площади А по обеим сторонам от этой линии по линии профиля были равны между собой: А1 + А3 + … + Аn-1 = А2 + А4 + … + Аn.
2.9.3 Влияние режимов резания на шероховатость обработанной поверхности при токарной обработке
Качество поверхностного слоя детали машин определяется шероховатостью и физико – механическими свойствами их поверхностного слоя.
Реальная поверхность независимо от метода её обработки представляет собой сочетание выступов и впадин с различными шагами. Совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности, рассматриваемая в пределах базовой длины, называется шероховатостью поверхности.
Шероховатость поверхности в процессе обработки образуется в результате действия многих факторов. Одни из них определяют характер расположения неровностей и их форму, другие определяют размеры.
Режим резания, геометрия инструмента и обрабатываемый материал оказывают влияние на шероховатость поверхности.
Увеличение подачи приводит к увеличению остаточной площади среза, а следовательно к увеличению шероховатости поверхности. Об этом же говорят и формулы:
-для резца с радиусом вершины равным нулю:
H = S / ctgφ + ctgφ1,
-для резца с радиусом закругления отличным от нуля:
H = S2 / 8r ,
где Н – высота неровностей в мм; S – подача в мм/об; r – радиус закругления вершины резца в мм; φ и φ – главный и вспомогательный углы в плане.
Скорость резания оказывает большое влияние на шероховатость поверхности. Высокую шероховатость можно получить либо при очень малых скоростях резания (протягивание, развертывание), либо при очень больших (скоростное резание металлов). В зоне средних скоростей (40 -60
м/мин) на резце возникает нарост, в результате которого резко ухудшается
шероховатость поверхности. Значительное увеличение скорости резания
повышает температуру резания, уменьшает степень пластической
деформации и улучшает шероховатость поверхности.
На первый взгляд может показаться, что высоту неровностей можно легко рассчитать аналитическим путем. В первом приближении шероховатость можно рассматривать как след инструмента на обработанной поверхности, обусловленный сочетанием главного движения и движения подачи. Например, при токарной обработке высоту неровностей в направлении подачи инструмента можно определить из сопоставления двух смежных положений резца, смещенных на величину подачи.
Однако, непосредственные измерения показывают, что действительная высота неровностей существенно отличается от теоретической. Это различие обуславливается следующими причинами:
Наличием пластической деформации металла при резании.
Срезаемый слой металла, превращаясь в стружку, а также поверхностный слой металла претерпевают пластическую деформацию. Степень пластической деформации определяется величиной усадки стружки. Чем больше усадка стружки при постоянной подаче и радиусе закрепления вершины резца, тем больше высота неровностей на обработанной поверхности.
Наличием трения между задними гранями резца и поверхности детали. Наличием вибрации при резании и некоторыми другими причинами.
2.9.1Определение и основные понятия
Эксплуатационные свойства деталей машин и их долговечность в значительной степени зависят от состояния их поверхности. В отличие от теоретических поверхностей деталей, изображаемых на чертежах, на реальных поверхностях в процессе обработки всегда имеются неровности различной формы и высоты. Высота, форма, характер расположения и направление неровностей на поверхностях обрабатываемых заготовок зависят от ряда причин: режима обработки, условий охлаждения и смазки режущего инструмента, химического состава и микроструктуры обрабатываемого материала, конструкции, геометрии и режущей способности инструмента и приспособлений. Различают следующие отклонения от теоретической поверхности: макрогеометрические, волнистость и микрогеометрические.
Макрогеометрические отклонения – единичные, не повторяющиеся регулярно отклонения от теоретической формы поверхности к высоте отклонения (L/h>1000). Макрогеометрические отклонения характеризуют овальность, конусоовальность и другие отклонения от правильной геометрической формы.
Волнистость поверхности представляет собой совокупность периодически чередующихся возвышений и впадин с отношением
L/h = 50/…1000. Волнистость является следствием вибрации технологической системы, а так же неравномерности процесса резания.
Микрогеометрические отклонения или микро неровности, образуются в результате воздействия режущей кромки инструмента на обрабатываемую поверхность. Микронеровности определяют шероховатость (негладкость) обработанной поверхности. Они характеризуются небольшим значением отношения шага микронеровности к их высоте (L / h <50).
ГОСТ 2789-73 и СТСЭВ 638-77 устанавливают следующие параметры шероховатости: Rа =400…0,008 мкм); Sm – средний шаг неровностей (Sm = 12,5…0,002мм); tp – относительная опорная длина профиля (10…90%), где p –числовое значение уровня сечения профиля.
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra есть среднее значение расстояний (y1,у2,…,уn)точек профиля до его средней линии:
n
Ra = 1 / n ∑ ׀ yi ׀,
I =1
где уi – абсолютные (без учета алгебраического знака) расстояния до средней линии; n – число измерённых отклонений.
Средняя линия m профиля делит измеряемый профиль таким образом, что в пределах длины участка поверхности, выбираемого для измерения шероховатости, сумма квадратов расстояний (у1, у2,…, уn)
точек профиля до этой линии минимальна. При определении положения средней линии на профилограмме можно использовать следующие условия: средняя линия должна иметь направление измеренного профиля и делить его таким образом, чтобы в пределах базовой линии l площади А по обеим сторонам от этой линии по линии профиля были равны между собой: А1 + А3 + … + Аn-1 = А2 + А4 + … + Аn.
Качество поверхностного слоя детали машин определяется шероховатостью и физико – механическими свойствами их поверхностного слоя.
Реальная поверхность независимо от метода её обработки представляет собой сочетание выступов и впадин с различными шагами. Совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности, рассматриваемая в пределах базовой длины, называется шероховатостью поверхности.
Шероховатость поверхности в процессе обработки образуется в результате действия многих факторов. Одни из них определяют характер расположения неровностей и их форму, другие определяют размеры.
Режим резания, геометрия инструмента и обрабатываемый материал оказывают влияние на шероховатость поверхности.
Увеличение подачи приводит к увеличению остаточной площади среза, а следовательно к увеличению шероховатости поверхности. Об этом же говорят и формулы:
-для резца с радиусом вершины равным нулю:
H = S / ctgφ + ctgφ1,
-для резца с радиусом закругления отличным от нуля:
H = S2 / 8r ,
где Н – высота неровностей в мм; S – подача в мм/об; r – радиус закругления вершины резца в мм; φ и φ – главный и вспомогательный углы в плане.
Скорость резания оказывает большое влияние на шероховатость поверхности. Высокую шероховатость можно получить либо при очень малых скоростях резания (протягивание, развертывание), либо при очень больших (скоростное резание металлов). В зоне средних скоростей (40 -60
шероховатость поверхности. Значительное увеличение скорости резания
повышает температуру резания, уменьшает степень пластической
деформации и улучшает шероховатость поверхности.
На первый взгляд может показаться, что высоту неровностей можно легко рассчитать аналитическим путем. В первом приближении шероховатость можно рассматривать как след инструмента на обработанной поверхности, обусловленный сочетанием главного движения и движения подачи. Например, при токарной обработке высоту неровностей в направлении подачи инструмента можно определить из сопоставления двух смежных положений резца, смещенных на величину подачи.
Однако, непосредственные измерения показывают, что действительная высота неровностей существенно отличается от теоретической. Это различие обуславливается следующими причинами:
Наличием пластической деформации металла при резании.
Срезаемый слой металла, превращаясь в стружку, а также поверхностный слой металла претерпевают пластическую деформацию. Степень пластической деформации определяется величиной усадки стружки. Чем больше усадка стружки при постоянной подаче и радиусе закрепления вершины резца, тем больше высота неровностей на обработанной поверхности.
Наличием трения между задними гранями резца и поверхности детали. Наличием вибрации при резании и некоторыми другими причинами.
