Задание
1) Выбрать инструментальный материал и геометрические параметры режущей части резца.
2) Аналитически рассчитать рациональный режим резания при обтачивании валика на станке 16К20
Исходные данные
Вариант №91
Материал заготовки – CЧ24
Предел прочности 
Предел текучести НВ=220
Обрабатываемый диаметр D=90 мм
Диаметр после обтачивания d=80 мм
Длина обтачивания L=400 мм
Шероховатость 
Способ крепления на станке - в центрах
инструментальный угол резание станок
1.
Выбор инструментального материала
Выбор группы твердого сплава определяется родом и механическими свойствами обрабатываемого материала.
Обработка чугунов по сравнению с обработкой сталей характеризуется меньшими температурами резания. Поэтому при обработке чугунов используют менее теплостойкие, но более дешевые сплавы группы ВК. Предпочтение этой группе в данном случае отдается вследствие их повышенной прочности, вязкости, что чрезвычайно важно при обработке чугунов, когда образуется стружка надлома и скалывания, а ударная пульсирующая нагрузка концентрируется на малой площадке контакта стружка – инструмент.
По таблице 2 – Выбор марок твердого сплава при точении из методического пособия для чернового точения по корке при неравномерном сечении и непрерывном резании чугунов с твердостью НВ меньше 240 выбираем марку твердого сплава ВК4.
Выбор геометрических параметров режущей части резца
Выбор величины переднего угла и формы передней поверхности
При оснащении резца пластинкой твердого сплава рекомендуют три формы передней поверхности
Рис.1
В нашем случае выбираем форму II – плоская с отрицательной фаской  применяется для обработки серого и ковкого чугунов. По таблице 6 методического пособия принимаем передний угол  .
1.2
Выбор задних углов
Задние углы обеспечивают зазор между трущимися поверхностями резца, поверхностью резания и обработанной поверхностью детали. Величина их мало зависит от механических свойств обрабатываемого материала и определяется в основном величиной подачи. По таблице 6 методического пособия принимаем задний угол 
1.3 Выбор углов в плане
Главный угол в плане оказывает влияние на интенсивность деформации срезаемого слоя, силы и температуру резания, шероховатость обработанной поверхности.
Для проходных резцов  в случае обработки в условиях достаточно жесткой системы СПИД (станок – приспособление – инструмент – деталь), при отношении длины детали L к ее диаметру D меньше 12 ( ).
Вспомогательный угол в плане, уменьшает участие вспомогательной режущей кромки в резании и влияет на допускаемую скорость резания и шероховатость обработанной поверхности. По таблице 5 методического пособия для черновой обработки принимаем  .
1.4 Выбор угла наклона главной режущей кромки
Угол  влияет на направление сходящей стружки и определяет точку первоначального контакта режущей кромки и срезаемого слоя. При черновой обработке предпочтительнее положительные значения угла , так как при таких значениях угла лезвие резца более массивное и стойкое. По таблице 6 методического пособия принимаем  .
Аналитический расчет режимов резания
Глубина резания определяется по формуле
 мм
где  - диаметр обрабатываемой поверхности;
 - диаметр обработанной поверхности.
t=(D-d)/2=(90-80)/2=5
Максимальные значения подач определим по формулам:
- подача, допускаемая прочностью детали,
- подача, допускаемая жесткостью детали,
- подача, допускаемая прочностью резца,
- подача, допускаемая жесткостью резца,
- подача, допускаемая прочностью слабого звена механизма подачи станка,
- подача, допускаемая прочностью пластинки твердого сплава,
- подача, допускаемая шероховатостью обработанной поверхности,
где  и  - коэффициенты учитывающие метод закрепления детали на станке: при закреплении заготовки в патроне и заднем центре принимаем Кп
=0.4 и КЖ
=2.4.
 - допустимое напряжение при изгибе для материала детали, 
Для чугуна 
где  - коэффициент запаса прочности;
 - допустимое напряжение при изгибе для материала державки резца, (материал державки- сталь 45,  );
 - модуль нормальной упругости обрабатываемого материала, (для чугуна принимаем  );
 - модуль нормальной упругости материала державки резца, (принимаем  );
 - вылет резца, мм;
 - длина детали, мм;
Н=25 – высота державки резца, мм;
В=25 – ширина державки резца, мм;
 - допускаемая стрела прогиба детали, мм, принимаем =0,1);
 - допускаемая стрела прогиба резца, мм (для предварительного точения
=0,1 мм);
 - наибольшая сила допускаемая прочностью механизма подачи станка, Н = 6000 Н;
 - наибольшая сила, допускаемая прочностью пластинки твердого сплава, =9600 Н
 - коэффициент и показатели степени, характеризующие влияние различных факторов на шероховатость обработанной поверхности;
Rz
=80- высота микронеровностей, мкм;
 - радиус закругления вершины резца, мм; r=1мм
- главный угол в плане;
- вспомогательный угол в плане;
 - коэффициент и показатели степени в формуле тангенциальной составляющей силы резания.
SЖД
=
SПР
=
SЖР
= 19.664 мм/об
Sст
=
Sпл
=
Sш
= =0.072 мм/об
По паспортным данным станка принимаем подачу  мм/об.
Скорость резания
При точении скорость резания рассчитывается по формуле
где  - постоянная, характеризующая условия обработки, 
Xv=0.2; Yv
=0.2; m=0.4 показатели степени;
 - коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала
Кm
 - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, 
 - коэффициент, учитывающий марку инструментального материала, 
 - коэффициент, учитывающий главный угол в плане,K =0.88
V= м/мин
Расчетное число оборотов шпинделя станка рассчитывается по формуле
n= мин-1
По паспорту станка принимаем ближайшее меньшее значение n=630 мин-1
Действительная скорость резание определяем по формуле :
Vд
= =178
Тангенциальная составляющая силы резания  при точении определяем по формуле:
 Н
где  - постоянная и показатели степени, характеризующие условия обработки;
 - поправочный коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой заготовки
  - поправочный коэффициент, учитывающий значение переднего угла плане, принимаем;K
 - поправочный коэффициент, учитывающий значение главного угла в плане, принимаем  .
Pz
=920* H
Мощность потребная на резание, рассчитывается по формуле
 кВт
Nэ
= =1.94 кВт
Расчетная мощность электродвигателя станка определим:
 кВт
Мощность электродвигателя и коэффициент полезного действия станка берутся из паспортных данных станка.
Nст= =2.58 кВт
Основное машинное время определим по формуле:
где l – длина обрабатываемой поверхности, мм;
 - величина врезания, мм
l1=3/885;
l2=2- величина перебега;
 - действительное число оборотов шпинделя, об/мин;
 - действительная подача, мм/об.
Tо= =8.56 мин.
|
