Резание металлов

ВведениеДанной курсовой работой предусмотрена разработка технологического процесса механической обработки детали подвижного состава или другой машины. Основными этапами проектирования являются:- установление конструкторско-технологической характеристики заданной детали; - определение типа производства;- выбор способа получения заготовки и определение припусков на механическую обработку; - составление структуры технологического процесса изготовления заданной детали (разбивка его на операции, установы и переходы);- выбор станочного оборудования;- выбор режущего инструмента;- выбор измерительного инструмента;- расчет рациональных режимов резания для заданных операций;- расчет основного технологического времени для заданных операций; - краткую техническую характеристику используемого станочного оборудования.В пояснительной записке приводятся чертеж заданной детали и эскизы выбранных режущих инструментов.Задание на курсовую работу Чертеж заданной детали приведен на рисунке 1.По условию задана годовая программа 1500 шт. Операции для расчета режимов резания:1 Растачивание (черновое) Ø50 мм, глубина резания t=4 мм2 Растачивание (чистовое) Ø50 мм, глубина резания t=0,4 мм3 Точение (черновое) Ø166,5 мм, глубина резания t=4 мм260359461500Рисунок 1 – Чертеж заданной детали1 Установление конструкторско-технологической характеристики заданной детали Материал детали – Сталь 40Х ГОСТ 4543-2016, масса детали – 4,2 кг (согласно 3D модели). Конструктивным элементом данного зубчатого колеса является обод с профилем зубчатого зацепления m=4,5 – модуль, z=35 – число зубьев.Наиболее точными поверхностями детали является посадочное отверстие Ø50Н7 с шероховатостью Ra0,8. Шероховатость поверхности зубчатого венца составляет Ra1,25 мкм, торцов детали Ra3,2 и Ra1,6. Заготовка закаливается до 40…44 НRC. Точно формы и взаимного расположения не заданы.По условию задан материал детали сталь 40Х. Сталь 40Х – это конструкционная легированная сталь. Предназначена для производства деталей повышенной прочности. Химический состав: 0,36-0,44% С; 0,17-0,37% Si; 0,5-0,8% Мn; 0.8-1,1% Сr; до 0,3% Ni; до 0,035% S; до 0,035% Р; до 0,035% Сu; Fe97%.Твердость стали 40Х: HB 10-1 = 217 МПа.25273023431500Таблица 1 – Механические свойства сталь 40Хгде σв – предел прочности при растяжении, [МПа];σ0,2 –предел текучести условный, [МПа];d5 – относительное удлинение при разрыве, [%];y – относительное сужение, [%];КСU – ударная вязкость, [кДж/м2].2 Определение типа производства Тип производства на данном этапе проектирования определяется ориентировочно в зависимости от массы детали и годовой программы выпуска. Годовая программа выпуска по условию задана и составляет N=1500 шт/год.При массе детали 4,2 кг и годовой программе выпуска 1500 шт/год тип производства является среднесерийным (см. таблица 2).Таблица 2 - Зависимость типа производства от объема выпуска и массы Типом производства по ГОСТ 14.004 - 83 называется классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности и стабильности объема выпуска продукции. Иными словами, тип производства определяется объемом и повторяемостью выпуска изделий. Согласно ГОСТ 14.004 - 83 в машиностроении различают три типа производства: единичное, серийное и массовое. Дадим определение серийному типу производства, так как данной курсовой работе принят среднесерийный тип производства.Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями различного объема. При данном типе производства используется универсальное, специальное и частично специализированное оборудование. Широко используются станки с ЧПУ, обрабатывающие центры.3 Выбор способа получения заготовки и определение припусков на механическую обработку Заготовкой по ГОСТ 3.1109 - 82 называется предмет труда, из которого изменением формы, размеров и свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь.Выбор метода получения заготовки может быть осуществлен при проектировании изделия конструктором и откорректирован технологом при анализе рабочей конструкторской документации. Этот выбор осуществляется на основе всестороннего анализа следующих факторов: назначения изделия, условий его эксплуатации, материала, размеров, формы, объема выпуска, технической оснащенности заготовительного производства. В нашем случае учитывая материал детали Сталь 40Х, заданную годовую программу выпуска 1500 шт., массу 4,2 кг, конфигурацию, целесообразно принять заготовку в виде штамповки. При данном способе получения заготовки формируется центральное отверстие в заготовке, в целом форма заготовки повторяет форму заданной детали. Будет использоваться штамповка на КГШП, так как она наиболее точная, экономичная и имеет большую производительность в сравнении со штамповкой на молотах. По конструктивному исполнению штампа. Наиболее универсальный способ это штамповка в открытом штампе. Он характеризуется перпендикулярным расположением поверхности разъема по отношению к направлению движения инструмента. Так же в открытом штампе имеется облойная канавка, куда выдавливаются излишки металла, что позволяет использовать менее точные исходные заготовки для штамповки, в отличие от закрытого штампа. Облой и обрезка перемычки проводится на обрезных штампах.Подробный расчет припусков и основных размеров заготовки согласно ГОСТ 7505-89 производить не требуется. Следовательно, представляется возможным определить только размеры отверстия и наружного диаметра, так как задана глубина резания по условию для данных переходов.Наружная цилиндрическая поверхность Ø166,5 мм имеет шероховатость Ra6,3 мкм, следовательно, подвергается только однократному черновому точению. Глубина резания t=4 мм по условию, следовательно, размер наружной цилиндрической поверхности у заготовки составит Ø166,5+4·2=174,5 мм.Внутренняя цилиндрическая поверхность Ø50 мм имеет шероховатость Ra0,8 мкм, следовательно, подвергается 4 этапам обработки: черновое растачивание, чистовое растачивание, шлифование предварительное и шлифование окончательное. Глубина резания для чернового растачивания задана t=4 мм, для чистового задана t=0,4 мм. Для предварительного шлифования примем t=0,15 мм, для окончательного шлифования примем t=0,05 мм. Следовательно, размер внутренней цилиндрической поверхности у заготовки составит Ø50-4·2-0,4·2-0,15·2-0,05·2=40,8 мм. Размер получаемый после чернового точения составляет Ø48,8 мм, после чистового Ø49,6 мм.Примечание – При расчете размеров дополнительные припуски, учитывающие отклонение от плоскостности и смещение по поверхности разъема штампа согласно ГОСТ 7505-89 не учитываем. 4 Составление структуры технологического процесса изготовления заданной детали (разбивка его на операции, установы и переходы)005 ЗаготовительнаяПолучение заготовки методом штамповкиОборудование: КГШП010 ТермическаяНормализация, отпуск (для снятия внутренних напряжений)015 Токарно-револьверная (подготовка баз)На первом этапе необходимо подготовить технологические базы для дальнейшей обработки заготовки, а, следовательно, обработать наружную цилиндрическую поверхность и торец. Далее используя подготовленные технологические базы, производится обработка других поверхностей.1 Подрезать правый торец предварительно2 Точить наружную цилиндрическую поверхность Ø166,5h14 мм однократно до кулачковОборудование: Токарно-револьверный станок 1Е340ППриспособление: Патрон токарный самоцентрирующийся трехкулачковый ГОСТ 2675-80020 Токарно-револьверная 1 Подрезать левый торец предварительно2 Подрезать левый торец однократно, выдерживая размер 30h143 Точить наружную цилиндрическую поверхность Ø166,5h14 мм (оставшуюся поверхность)4 Расточить отверстие Ø48,8Н14 ммОборудование: Токарно-револьверный станок 1Е340ППриспособление: Патрон токарный самоцентрирующийся трехкулачковый ГОСТ 2675-80025 ТермическаяНормализация, отпуск (для снятия внутренних напряжений)030 Токарно-револьверная Установ А1 Подрезать левый торец окончательно (под шлифование)2 Точить две фаски 2х45°3 Расточить отверстие Ø48,8Н11 мм окончательно4 Расточить фаску 2х45°Установ Б1 Подрезать правый торец окончательно 2 Точить фаск3 2х45°3 Расточить фаску 2х45°Оборудование: Токарно-револьверный станок 1Е340ППриспособление: Патрон токарный самоцентрирующийся трехкулачковый ГОСТ 2675-80035 Зубофрезерная1 Фрезеровать зубья (z=35) под шлифование согласно чертежуОборудование: Зубофрезерный полуавтомат модели 5306К040 Слесарная1 Зачистить заусенцы на торцых зубьевОборудование: Полуавтомат для снятия заусенцев 5525045 ТермическаяКалить заготовку согласно чертежу050 Протяжная1 Протянуть шпоночный паз 16 мм согласно чертежуОборудование: Вертикально-протяжной станок 7А622055 Вертикально-фрезерная1 Фрезеровать паз 13,2 мм согласно чертежу Оборудование: Вертикально-фрезерный станок 6Р11060 Внутришлифовальная1 Шлифовать отверстие предварительно Ø49,9Н92 Шлифовать отверстие окончательно Ø50Н7Оборудование: Станок внутришлифовальный 3А227065 Плоскошлифовальная1 Шлифовать торец однократно в размер 40h8Оборудование: Станок плоскошлифовальный 3Б740070 Зубошлифовальная1 Шлифовать зубья (z=35) предварительно согласно чертежу2 Шлифовать зубья (z=35) окончательно согласно чертежуОборудование: Зубошлифовальный автомат 5В883075 Моечная080 Контрольная1 Контролировать размеры согласно чертежу5 Выбор станочного оборудования При выборе оборудования принимают во внимание конструктивные особенности и размеры детали, технические требования, определяющие точность обрабатываемых заготовок, технологические возможности, производительность и эксплуатационные свойства оборудования, экономическую целесообразность его применения.Применяемое оборудование указано в разделе 4 под описанием каждой операции. Приведем краткую характеристику оборудования для заданной операции (по условию заданы переходы точение и растачивание). На данной операции используется токарно-револьверный станок модели 1Е340П. Краткая техническая характеристика представлена в таблице 3. -2794030480000Таблица 3 - Техническая характеристика ТРС модели 1Е340ПЭто станок повышенной точности с вертикальной осью вращения револьверной головки. Револьверная головка размещена на револьверном суппорте и имеет шесть позиций для размещения инструмента. Поперечный суппорт может перемещаться с продольной и поперечной подачей. На нем можно установить два резцедержателя - передний ПР, четырехпозиционный, и задний, неподвижный 3Р, в котором можно устанавливать один или несколько резцов. Револьверный и поперечный суппорты могут передвигаться независимо друг от друга. Благодаря возможности размещения в револьверной головке и на суппорте многих инструментов, при проектировании технологической операции удается совмещать во времени несколько переходов. Станок относится к классу автоматизированных станков, в которых автоматически переключаются приводы рабочих и ускоренных перемещений револьверного и поперечного суппорта, а также частота вращения и скорость подачи. Для включения ускоренного хода вначале вручную поворачивается в нужное положение мнемоническая рукоятка, а дальнейший переход с ускоренного хода на рабочую подачу и отключение рабочей подачи в конце рабочего хода выполняется автоматически.6 Расчет режимов и основного времени для заданных операций. Выбор режущего и измерительного инструментаЧерновое точение Исходные данные: сталь 40Х; в=590 МПа; D=174,5 мм; d=166,5h11 мм; l=30 мм; Ra6,3 мкм.1 Выбор режущего инструментаДля чернового точения поверхности из материала Сталь 40Х принимаем токарный проходной отогнутый резец правый с пластинкой из твердого сплава Т5К10 (по ГОСТ 18877-73). Материал корпуса резца – сталь 45.Принимаем размеры поперечного сечения корпуса резца НхВ=25х16 мм. Длину l проходного резца, зависящую от размеров резцедержателя станка типа резца, берем 140 мм.Геометрические параметры режущей части резца определяем по [2]:γ=10°, α=8°, λ=0°, φ=45°, φ1=10°, r=1,2 мм. Получаем Резец 2102-0055 ГОСТ 18877-73.Эскиз выбранного режущего инструмента представлен на рисунке 2.143002062103000В качестве измерительного инструмента примем штангенциркуль ШЦ-1-150-0,1 ГОСТ 166-89.Рисунок 2 – Эскиз выбранного режущего инструмента2 Выбор режима резанияОпределение глубины резания При продольном точении глубина резания t, мм определяется по формуле t=D-d2 где D — диаметр обрабатываемой поверхности, мм; d— диаметр обработанной поверхности, мм.Получаем t=174,5-166,52=4 мм (согласно исходным данным).Определение подачиПодачи при черновом точении выбираем по [1, таблица 11, стр. 266]. Получаем S=0,7-1,2 мм/об. В соответствии с паспортом станка принимаем S=0,8 мм/об.Скорость резания V, м/мин при точении рассчитывают по формуле V=CvTmtхSy·Kv где СV, x, y, n – коэффициент и показатели степеней; Т – среднее значение стойкости;t – глубина резания, мм;s – подача, мм/об; KV – поправочный коэффициент рассчитывается по формуле Kv=Kmv∙Kпv∙Kuv∙Kти∙Kφ∙Kтс∙Kr где Kmv – поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;Kпv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;Kuv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания; Kти - коэффициент изменения стойкости в зависимости от числа одновременно работающих инструментов;Kтс - коэффициент изменения стойкости в зависимости от числа одновременно обслуживаемых станков; Kφ – поправочный коэффициент, учитывающий угол φ;Kr – поправочный коэффициент, учитывающий радиус r (только для резцов из быстрорежущей стали).Kmv рассчитывается по формуле Kmv=Kr·(750σв)nv где Kr – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [1, таблица 2, стр.261];σв – предел прочности обрабатываемой стали, МПа;nv – показатель степени.Все коэффициенты определяются согласно [1].Kпv=0,8; Kuv=0,65; Kти=1; Kφ=1; Kтс=1. Cv= 340; T=60 мин; m=0,2; х=0,15; у= 0,45Получаем Kmv=Kr·(750σв)nv=0,95·(750590)1=1,2 Подставив значения в формулу для Kv, получаем:Kv=1,2∙0,8∙0,65∙1∙1∙1=0,62Подставив значения в формулу скорости резания, получаем:V=340600,240,150,80,45·0,62=83 м/мин Частота вращения шпинделя станка (заготовки) подсчитывается по найденной скорости резания по формуле n=1000∙Vπ∙D где V – скорость резания, м/мин; D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм.Подставив значения в формулу, получаемn=1000∙83π∙174,5=151 об/мин.Корректируем полученное значение по паспорту станка, обозначаем nДnД=125 об/мин.Пересчет действительной скорости резания Vд, м/мин по формуле Vд=n∙π∙D1000 Получаем Vд=125∙π∙174,51000=68 м/минРасчет главной составляющей силы резания Рz, Н по формуле Рz=10∙Ср∙tx∙sy∙Vn∙Kp где CР, n, x, y – коэффициент и показатели степеней; t – глубина резания, мм;s – подача, мм/об; V – скорость (действительная) резания, м/мин; Kp – поправочный коэффициент на измененные условия обработки, находится по формуле Kр=Kmр∙Kγр∙Kφр∙Kλр ∙Krр где Kmр – учитывает влияние материала заготовки; Kφр, Kγр, Kλр – учитывают углы резца;Krр– учитывает радиус при вершине резца (только для резцов с пластинами из быстрорежущей стали).Kmр=(σв750)nПодставив значения в формулу, получаем Kmр=(590750)0,75=0,84Подставив значения в формулу, получаем Kр=Kmр∙Kγр∙Kφр∙Kλр=0,84·1·1·1=0,84 Коэффициенты определяем по [1]. Cp=300; n=-0,15; х=1; у= 0,75. Подставив значения в формулу, получаем Рz=10∙300∙41∙0,80,75∙68-0,15∙0,84=4527 НРасчет мощности резания N, кВт по формуле N=Pz∙V1020∙60 где Рz – тангенциальная составляющая сила резания, Н; V – скорость (действительная) резания, м/мин. Получаем N=Pz∙V1020∙60=4527∙681020∙60=5 кВт Проверка выбранного режима по мощности станка Мощность электродвигателя станка сравнивают с действительной мощностью электродвигателя станка по формуле N ≤ Nэдв ∙η где N – мощность резания, кВт; Nэдв – мощность электродвигателя станка, кВт;η – КПД станка. В рассматриваемом примере Nст=0,75·6,3=4,725 кВт.5 > 4,725 следовательно, эффективная мощность резания превышает мощность станка, принятый режим резания является недопустимым.Откорректируем значение подачи. В соответствии с паспортом станка принимаем ближайшее меньшее значение S=0,4 мм/об.Kпv=0,8; Kuv=0,65; Kти=1; Kφ=1; Kтс=1. Cv= 350; T=60 мин; m=0,2; х=0,15; у= 0,35Получаем Kmv=Kr·(750σв)nv=0,95·(750590)1=1,2 Подставив значения в формулу для Kv, получаем:Kv=1,2∙0,8∙0,65∙1∙1∙1=0,62Подставив значения в формулу скорости резания, получаем:V=350600,240,150,40,35·0,62=107 м/мин Получаемn=1000∙107π∙174,5=195 об/мин.Корректируем полученное значение по паспорту станка, обозначаем nДnД=180 об/мин.Пересчет действительной скорости резания Vд, м/мин Получаем Vд=180∙π∙174,51000=99 м/минРасчет главной составляющей силы резания Рz, Н Подставив значения в формулу, получаем Kmр=(590750)0,75=0,84Подставив значения в формулу, получаем Kр=Kmр∙Kγр∙Kφр∙Kλр=0,84·1·1·1=0,84 Коэффициенты определяем по [1]. Cp=300; n=-0,15; х=1; у= 0,75. Подставив значения в формулу, получаем Рz=10∙300∙41∙0,40,75∙99-0,15∙0,84=2545 НРасчет мощности резания N, кВт Получаем N=Pz∙V1020∙60=2545∙991020∙60=4,1 кВт Проверка выбранного режима по мощности станка 4,1 < 4,725 следовательно, эффективная мощность резания не превышает мощность станка, принятый режим резания является допустимым.3 Расчет основного времени Основное время То, мин подсчитывается с учетом действительной частоты вращения и действительной величины подачи по формуле ТО = L·i / (n S) где L – длина рабочего хода резца, мм, находится по формуле i – число проходов резца (припуск снимаем за один проход i = 1);n – частота вращения, об/мин;s – подача, об/мин. L= l + l1 + l2 где l – длина обрабатываемой поверхности, мм; l2 – величина перебега (1-3 мм);l1 – величина врезания резца, мм, находится по формуле l1= t∙ctgφУчтем, что в разработанном технологическом процессе обработка данной поверхности осуществляется на двух разных операциях 015 и 020. В 015 операции точение производится до кулачков, примем длину обработки l=20 мм, при операции 020 точится оставшаяся поверхность l=10 мм.Для операции 015: l2 – величина перебега равняется 0, так как обработка до кулачков;Подставив значения в формулу для l1, получаем l1=4∙ctg45°=4∙1=4 мм. Следовательно, То1=(20+4)·1180·0,4=0,33 мин. Для операции 020: l2 – величина перебега примем 2 мм;Подставив значения в формулу для l1, получаем l1=4∙ctg45°=4∙1=4 мм. Следовательно, То2=(10+4+2)·1180·0,4=0,22 мин. Получаем То=То1+То2=0,33+0,22=0,55 мин.Черновое растачивание Исходные данные: сталь 40Х; в=590 МПа; D=48,8Н14 мм; d=40,8 мм; l=40 мм; Ra6,3 мкм.1 Выбор режущего инструментаДля чернового растачивания поверхности из материала Сталь 40Х принимаем токарный расточной резец правый с пластинкой из твердого сплава Т5К10 для обработки сквозных отверстий (по ГОСТ 18882-73). Материал корпуса резца – сталь 45.Принимаем размеры поперечного сечения корпуса резца НхВ=25х20 мм. Длину l проходного резца, зависящую от размеров резцедержателя станка типа резца, берем 140 мм.Геометрические параметры режущей части резца определяем по [2]:γ=10°, α=8°, λ=0°, φ=60°, φ1=15°, r=1,2 мм. Получаем Резец 2140-0083 ГОСТ 18882-73.Эскиз выбранного режущего инструмента представлен на рисунке 3.175323564071500В качестве измерительного инструмента примем штангенциркуль ШЦ-1-150-0,1 ГОСТ 166-89.Рисунок 3 – Эскиз выбранного режущего инструмента2 Выбор режима резанияОпределение глубины резания При растачивании глубина резания t, мм определяется по формуле t=D-d2 где D — диаметр обрабатываемой поверхности, мм; d— диаметр обработанной поверхности, мм.Получаем t=48,8-40,82=4 мм (согласно исходным данным).Определение подачиПодачи при черновом растачивании выбираем по [1, таблица 12, стр. 267]. Получаем S=0,12-0,2 мм/об. В соответствии с паспортом станка принимаем S=0,2 мм/об.Скорость резания V, м/мин при растачивании рассчитывают по формуле V=CvTmtхSy·Kv где СV, x, y, n – коэффициент и показатели степеней; Т – среднее значение стойкости;t – глубина резания, мм;s – подача, мм/об; KV – поправочный коэффициент рассчитывается по формуле Kv=Kmv∙Kпv∙Kuv∙Kти∙Kφ∙Kтс∙Kr где Kmv – поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;Kпv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;Kuv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания; Kти - коэффициент изменения стойкости в зависимости от числа одновременно работающих инструментов;Kтс - коэффициент изменения стойкости в зависимости от числа одновременно обслуживаемых станков; Kφ – поправочный коэффициент, учитывающий угол φ;Kr – поправочный коэффициент, учитывающий радиус r (только для резцов из быстрорежущей стали).Kmv рассчитывается по формуле Kmv=Kr·(750σв)nv где Kr – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [1, таблица 2, стр.261];σв – предел прочности обрабатываемой стали, МПа;nv – показатель степени.Все коэффициенты определяются согласно [1].Kпv=0,8; Kuv=0,65; Kти=1; Kφ=0,9; Kтс=1. Cv= 420; T=60 мин; m=0,2; х=0,15; у= 0,2Получаем Kmv=Kr·(750σв)nv=0,95·(750590)1=1,2 Подставив значения в формулу для Kv, получаем:Kv=1,2∙0,8∙0,65∙1∙0,9∙1=0,56Подставив значения в формулу скорости резания, получаем:V=420600,240,150,20,2·0,56=116 м/мин Так как растачивание, введем поправочный коэффициент 0,9. Получаем скорость резания 104 м/мин. Частота вращения шпинделя станка (заготовки) подсчитывается по найденной скорости резания по формуле n=1000∙Vπ∙D где V – скорость резания, м/мин; D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм.Подставив значения в формулу, получаемn=1000∙104π∙48,8=678 об/мин.Корректируем полученное значение по паспорту станка, обозначаем nДnД=500 об/мин.Пересчет действительной скорости резания Vд, м/мин по формуле Vд=n∙π∙D1000 Получаем Vд=500∙π∙48,81000=77 м/минРасчет главной составляющей силы резания Рz, Н по формуле Рz=10∙Ср∙tx∙sy∙Vn∙Kp где CР, n, x, y – коэффициент и показатели степеней; t – глубина резания, мм;s – подача, мм/об; V – скорость (действительная) резания, м/мин; Kp – поправочный коэффициент на измененные условия обработки, находится по формуле Kр=Kmр∙Kγр∙Kφр∙Kλр ∙Krр где Kmр – учитывает влияние материала заготовки; Kφр, Kγр, Kλр – учитывают углы резца;Krр– учитывает радиус при вершине резца (только для резцов с пластинами из быстрорежущей стали).Kmр=(σв750)nПодставив значения в формулу, получаем Kmр=(590750)0,75=0,84Подставив значения в формулу, получаем Kр=Kmр∙Kγр∙Kφр∙Kλр=0,84·1·0,94·1=0,79 Коэффициенты определяем по [1]. Cp=300; n=-0,15; х=1; у= 0,75. Подставив значения в формулу, получаем Рz=10∙300∙41∙0,20,75∙77-0,15∙0,79=1684 НРасчет мощности резания N, кВт по формуле N=Pz∙V1020∙60 где Рz – тангенциальная составляющая сила резания, Н; V – скорость (действительная) резания, м/мин. Получаем N=Pz∙V1020∙60=1684∙771020∙60=2,1 кВт Проверка выбранного режима по мощности станка Мощность электродвигателя станка сравнивают с действительной мощностью электродвигателя станка по формуле N ≤ Nэдв ∙η где N – мощность резания, кВт; Nэдв – мощность электродвигателя станка, кВт;η – КПД станка. В рассматриваемом примере Nст=0,75·6,3=4,725 кВт.2,1 < 4,725 следовательно, эффективная мощность резания превышает мощность станка, принятый режим резания является недопустимым.3 Расчет основного времени Основное время То, мин подсчитывается с учетом действительной частоты вращения и действительной величины подачи по формуле ТО = L·i / (n S) где L – длина рабочего хода резца, мм, находится по формуле i – число проходов резца (припуск снимаем за один проход i = 1);n – частота вращения, об/мин;s – подача, об/мин. L= l + l1 + l2 где l – длина обрабатываемой поверхности, мм; l2 – величина перебега (1-3 мм), примем 2 мм;l1 – величина врезания резца, мм, находится по формуле l1= t∙ctgφПодставив значения в формулу для l1, получаем l1=4∙ctg60°=4∙0,58=2,32 мм. Следовательно, То=(40+2+2,32)·1500·0,2=0,44 мин. Чистовое растачивание Исходные данные: сталь 40Х; в=590 МПа; D=49,6Н11 мм; d=48,8 мм; l=40 мм; Ra3,2 мкм.1 Выбор режущего инструментаДля чистового растачивания поверхности из материала Сталь 40Х принимаем токарный расточной резец правый с пластинкой из твердого сплава Т15К6 для обработки сквозных отверстий (по ГОСТ 18882-73). Материал корпуса резца – сталь 45.Принимаем размеры поперечного сечения корпуса резца НхВ=25х20 мм. Длину l проходного резца, зависящую от размеров резцедержателя станка типа резца, берем 140 мм.Геометрические параметры режущей части резца определяем по [2]:γ=10°, α=12°, λ=-2°, φ=60°, φ1=10°, r=0,8 мм. Получаем Резец 2140-0083 ГОСТ 18882-73.Эскиз выбранного режущего инструмента представлен на рисунке 4.175323564071500В качестве измерительного инструмента примем штангенциркуль ШЦ-1-150-0,1 ГОСТ 166-89.Рисунок 4 – Эскиз выбранного режущего инструмента2 Выбор режима резанияОпределение глубины резания При растачивании глубина резания t, мм определяется по формуле t=D-d2 где D — диаметр обрабатываемой поверхности, мм; d— диаметр обработанной поверхности, мм.Получаем t=49,6-48,82=0,4 мм (согласно исходным данным).Определение подачиПодачи при чистовом растачивании выбираем по [1, таблица 14, стр. 268]. Получаем S=0,2 мм/об. Введем поправочный коэффициент 0,45. Получаем 0,09 мм/об.В соответствии с паспортом станка принимаем S=0,1 мм/об.Скорость резания V, м/мин при растачивании рассчитывают по формуле V=CvTmtхSy·Kv где СV, x, y, n – коэффициент и показатели степеней; Т – среднее значение стойкости;t – глубина резания, мм;s – подача, мм/об; KV – поправочный коэффициент рассчитывается по формуле Kv=Kmv∙Kпv∙Kuv∙Kти∙Kφ∙Kтс∙Kr где Kmv – поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;Kпv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;Kuv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания; Kти - коэффициент изменения стойкости в зависимости от числа одновременно работающих инструментов;Kтс - коэффициент изменения стойкости в зависимости от числа одновременно обслуживаемых станков; Kφ – поправочный коэффициент, учитывающий угол φ;Kr – поправочный коэффициент, учитывающий радиус r (только для резцов из быстрорежущей стали).Kmv рассчитывается по формуле Kmv=Kr·(750σв)nv где Kr – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [1, таблица 2, стр.261];σв – предел прочности обрабатываемой стали, МПа;nv – показатель степени.Все коэффициенты определяются согласно [1].Kпv=1; Kuv=1; Kти=1; Kφ=0,9; Kтс=1. Cv= 420; T=60 мин; m=0,2; х=0,15; у= 0,2Получаем Kmv=Kr·(750σв)nv=0,95·(750590)1=1,2 Подставив значения в формулу для Kv, получаем:Kv=1,2∙1∙1∙1∙0,9∙1=1,08Подставив значения в формулу скорости резания, получаем:V=420600,20,40,150,10,2·1,08=390 м/мин Так как растачивание, введем поправочный коэффициент 0,9. Получаем скорость резания 351 м/мин. Частота вращения шпинделя станка (заготовки) подсчитывается по найденной скорости резания по формуле n=1000∙Vπ∙D где V – скорость резания, м/мин; D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм.Подставив значения в формулу, получаемn=1000∙351π∙49,6=2254 об/мин.Корректируем полученное значение по паспорту станка, обозначаем nДnД=2000 об/мин.Пересчет действительной скорости резания Vд, м/мин по формуле Vд=n∙π∙D1000 Получаем Vд=2000∙π∙49,61000=311 м/минРасчет главной составляющей силы резания Рz, Н по формуле Рz=10∙Ср∙tx∙sy∙Vn∙Kp где CР, n, x, y – коэффициент и показатели степеней; t – глубина резания, мм;s – подача, мм/об; V – скорость (действительная) резания, м/мин; Kp – поправочный коэффициент на измененные условия обработки, находится по формуле Kр=Kmр∙Kγр∙Kφр∙Kλр ∙Krр где Kmр – учитывает влияние материала заготовки; Kφр, Kγр, Kλр – учитывают углы резца;Krр– учитывает радиус при вершине резца (только для резцов с пластинами из быстрорежущей стали).Kmр=(σв750)nПодставив значения в формулу, получаем Kmр=(590750)0,75=0,84Подставив значения в формулу, получаем Kр=Kmр∙Kγр∙Kφр∙Kλр=0,84·1·0,94·1=0,79 Коэффициенты определяем по [1]. Cp=300; n=-0,15; х=1; у= 0,75. Подставив значения в формулу, получаем Рz=10∙300∙0,41∙0,10,75∙311-0,15∙0,79=71 НРасчет мощности резания N, кВт по формуле N=Pz∙V1020∙60 где Рz – тангенциальная составляющая сила резания, Н; V – скорость (действительная) резания, м/мин. Получаем N=Pz∙V1020∙60=71∙3111020∙60=0,36 кВт Проверка выбранного режима по мощности станка Мощность электродвигателя станка сравнивают с действительной мощностью электродвигателя станка по формуле N ≤ Nэдв ∙η где N – мощность резания, кВт; Nэдв – мощность электродвигателя станка, кВт;η – КПД станка. В рассматриваемом примере Nст=0,75·6,3=4,725 кВт.0,36 < 4,725 следовательно, эффективная мощность резания не превышает мощность станка, принятый режим резания является допустимым.3 Расчет основного времени Основное время То, мин подсчитывается с учетом действительной частоты вращения и действительной величины подачи по формуле ТО = L·i / (n S) где L – длина рабочего хода резца, мм, находится по формуле i – число проходов резца (припуск снимаем за один проход i = 1);n – частота вращения, об/мин;s – подача, об/мин. L= l + l1 + l2 где l – длина обрабатываемой поверхности, мм; l2 – величина перебега (1-3 мм), примем 2 мм;l1 – величина врезания резца, мм, находится по формуле l1= t∙ctgφПодставив значения в формулу для l1, получаем l1=0,4∙ctg60°=0,4∙0,58=0,23 мм. Следовательно, То=(40+2+0,23)·12000·0,1=0,2 мин. Список литературы1 Справочник технолога–машиностроителя. В двух томах. Т.2. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985.2 Вереина Л.И. Справочник токаря: учеб. Пособие для нач. проф. Образования / Л.И. Вереина – 3-е изд., стер. – М. : Изд. центр «Академия», 2008. – 448 с.3 Процессы формообразования и инструменты: Лабораторно-практические работы: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / Л.С. Агафонова. – М. : Издательский центр «Академия», 2012 – 240 с.4 Механическая обработка тел вращения: учебно- методическое пособие/ М.Г. Галкин, И.В. Коновалова, В.Н. Ашихмин, А.С. Смагин. – 3-е изд., испр. и доп. – Екатеринбург: УрФУ, 2015. – 222 с.5 Технология механической обработки корпусных деталей: учебно-методическое пособие / М.Г. Галкин, И.В. Коновалова. Екатеринбург: УрФУ, 2011. 210 с