Расчет мощности резания при точении

Размеры заготовки, мм

Расчет мощности резания при точении

Рис.1. – Эскиз обработки

· ЖС6К – жаропрочный литейный сплав на никелевой и хромовой основах. Выбор марки инструментального материала, сечения державки резца и геометрических параметров режущей части инструмента.

1) Выбираем марку инструментального материала. Для токарных резцов державку изготавливают из обычной конструкционной стали ст45, для рабочей части применяют твердосплавные пластины, их соединяют с крепежной частью с помощью пайки.

Марку твердого сплава выберем для чистового и получистового точения (VI группа табл.2 стр.11) жаропрочного сплава на основе никеля и хрома – ВК6М.

2) Выбираем токарный проходной упорный отогнутый резец правый с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 188879-73.

Расчет мощности резания при точении

Рис. 2 Эскиз резца

Таблица 2 Размеры резца

Форму заточки передней поверхности резца выбираем в зависимости от марки обрабатываемого материала и его прочностных свойств, жесткости технологической системы, характера выполняемой операции и необходимости завивания и дробления стружки. Для жаропрочной стали с передний угол = 10°, f=-5°, задний угол , угол в плане

Расчет мощности резания при точении

Рис. 3 Форма заточки передней грани твердосплавного резца.

При выборе глубины резания необходимо снять весь припуск за один проход и лишь при повышенных классах чистоты и точности припуск снимается за два и более проходов.

Например, при черновой обработке с чистотой поверхности до весь припуск следует снимать за один проход, т.е. . При получистовой обработке Rz от 10 до 40 мкм припуск мм следует снимать за один проход, т.е. . Если же припуск более 2 мм, то обработку производят за два прохода:

Расчет мощности резания при точении

В нашем задании чистота поверхности Rz=2,5мкм.

Обработка будет производиться двух видов черновая и чистовая.

Глубина резания для чернового прохода t = 2,25 мм, припуск на черновую обработку 4,5 мм, на чистовую 0,5 мм.

Находим число проходов черновой обработки

Расчет мощности резания при точении

Глубина резания для чистового прохода t = 0,5 мм

Находим число проходов чистовой обработки

Расчет мощности резания при точении

Подачу для чернового перехода выбираем в зависимости от диаметра детали и величины припуска

Подачу для чистового перехода выбираем по чистоте поверхности и радиусе при вершине резца r=0,5 мм табл.24 стр.70

Расчет скорости резания V для черновой обработки

Скорость резания V, м/мин рассчитывается по формуле:

Расчет мощности резания при точении

Т – период стойкости резца, Т = 60 мин при одноинструментальной обработке;

T – глубина резания, мм;

S – подача на оборот, мм/об;

– поправочный коэффициент на скорость;

Су, KV,– выбирается из таблице 28 стр.74

Расчет мощности резания при точении

При этом частота вращения заготовки

Расчет мощности резания при точении

D – диаметр заготовки, мм.

Согласно паспорта станка 16К25 принимаем nш-50 об/мин.

Тогда фактическая скорость резания будет равна

Расчет мощности резания при точении

Определение силы резания растачивания

Окружную силу резания находим по формуле:

Где t – глубина резания, мм;

Sz – подача на оборот, мм/зуб;

V – скорость резания, м/мин;

Сv, x,y, – коэффициенты, выбираются по таблице для жаропрочной стали, откуда.

Расчет мощности резания при точении

Определение мощности резания

Мощность резания точения находим по формуле:

Где Рz – окружная сила, Н;

Читать также:  Каучуки доклад по химии кратко

Vфакт – фактическая скорость резания, м/мин.

Расчет мощности резания при точенииРасчет мощности резания при точении

По паспорту станка 1К25 мощность двигателя Nдв=11 кВт, то есть станок будет работать нормально.

Определение машинного времени черновой обработки

Машинное время находим по формуле:

Расчет мощности резания при точении

L – длина рабочего хода резца и врезания, здесь L=30+1+1=32 мм;

S – подача на зуб, мм/об;

i – число проходов; i = 1

n – частота вращения шпинделя, об/мин.

Расчет мощности резания при точении

1Расчет скорости резания V для чистовой обработки

Скорость резания V, м/мин при чистовом точении рассчитывается по формуле:

Расчет мощности резания при точении

Т – период стойкости резца, Т = 30 мин ;

t- глубина резания, мм;

S – подача на оборот, мм/об;

Су, KV, m, x, у – выбирается из таблице 28 стр.74

Расчет мощности резания при точении

При этом частота вращения заготовки

Расчет мощности резания при точении

D – диаметр заготовки, мм.

Согласно паспорта станка 1К25 принимаем nш-100 об/мин.

Тогда фактическая скорость резания будет равна

Расчет мощности резания при точении

Определение силы резания точения

Окружную силу резания находим по формуле:

Где t – глубина резания, мм;

Sz – подача на оборот, мм/зуб;

V – скорость резания, м/мин;

Сv, x,y, – коэффициенты, выбираются п.28 стр.73

Расчет мощности резания при точении

Определение мощности резания

Мощность резания точения находим по формуле:

Где Рz – окружная сила, Н;

Vфакт – фактическая скорость резания, м/мин.

Расчет мощности резания при точенииРасчет мощности резания при точении

Станок будет работать нормально.

Определение машинного времени чистового точения

Машинное время чистового точения находим по формуле:

L – длина рабочего хода резца: сумма длины обработки и величина врезания, здесь L=30+1+1=32, мм;

Читайте также:

  1. Динамика материальной точки. Законы сохранение импульса и энергии. Работа. Мощность 2 страница
  2. Динамика материальной точки. Законы сохранение импульса и энергии. Работа. Мощность 3 страница
  3. Динамика материальной точки. Законы сохранение импульса и энергии. Работа. Мощность 4 страница
  4. Звуковая мощность установленных групп станков в цехе
  5. Интенсивность или коллективная мощность дозы J неблагоприятного воздействия факторов условий труда
  6. Кинетическая энергия. Мощность. Работа
  7. Комплексная мощность
  8. Международные расчеты.
  9. Международные торговые расчеты.
  10. Механическая работа и мощность
  11. Мощность
  12. Мощность

Равнодействующая R представляет собой геометрическую сумму трех

_ _ _ _ ______________

составляющих: R = Pz + Py + Px, модуль | R | = √ P 2 z + P 2 y + P 2 x или

Так как главная составляющая Рz отличается от равнодействующей R всего на 10%, при расчетах используют только значение Рz, такая погрешность удовлетворяет силовые расчеты и уменьшает их объём.

При наружном точении и растачивании значение Рz, в килограммах определяется по формуле:

Рz = Срt x S y V z кг., (5)

где Ср – коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала и условия обработки определяется по справочным таблицам. t – глубина резания, назначается технологом из допустимых справочных данных. S – подача, назначается технологом из допустимых справочных данных. При изменении условий обработки в формулу вводятся поправочные коэффициенты. Х,У,Z показатели степени, являющиеся тангенсами угла наклона прямых графиков зависимости силы резания от глубины резания, подачи и скорости резания определяются из справочных таблиц.

Для создания необходимых усилий резания требуется станок, который сможет создать такие условия, то есть все его детали и двигатель выдержат предполагаемую нагрузку. Промышленность выпускает станки различной мощности, и чтобы определить, на каком станке можно обработать заготовку заданными режимами определяют мощность, которая образуется в зоне резания от заданных условий обработки по формуле: Ne = Расчет мощности резания при точениикВт, (6)

Эффективная мощность (мощность в зоне резания) где Pz сила резания, кгс; V скорость резания, м/мин.

Для определения мощности электродвигателя станка с учетом его к.п.д. используют формулу:

Читать также:  Как сделать тепляк для бетона

Расчет мощности резания при точении, кВт, (7)

Для определения мощности, потребляемой электродвигателем станка из

сети, используют формулу:

Расчет мощности резания при точении, кВт (8)

– к.п.д. электродвигателя (0,97).

В резании принимают участие и резец, и двигатель, и деталь, и механизмы станка. Во время больших перегрузок один из элементов системы СПИД может не выдержать нагрузку, поэтому расчет ведут по наиболее слабому звену. Станки подбирают по требуемой мощности, детали станков рассчитываются и проверяются на заводах-изготовителях, поэтому слабым звеном могут быть заготовка (изделие) или инструмент. Изделие проверяют на жесткость, то есть определяют какую силу резания, выдержит заготовка до допустимого для неё прогиба. В зависимости от способа закрепления заготовки её прогиб от одинаковой силы резания может быть больше или меньше, поэтому одна и та же заготовка может выдержать большую или меньшую допустимую силу резания в зависимости от способа закрепления.

Допустимую силу резания определяют по формуле:

Pz доп= Расчет мощности резания при точении; (9)

κж – коэффициент жесткости, учитывает способ закрепления детали

κ = 3 – деталь закреплена в патроне консольно

κ=48 – деталь закреплена в двух центрах

κ=110 – деталь закреплена в патроне и в центре задней бабки

ƒ – допустимый прогиб (не более 0,4 мм)

Е – модуль упругости ≈ 2∙10 4 , кг/мм 2

J – момент сопротивления ≈ 0,04 d 4 , мм 4

L – расстояние между точками крепления и опасным сечением.

Резец проверяют по прочности на изгиб, так как резец для работы закрепляется в резцедержателе и четверть или третья часть резца выступает за опорную поверхность резцедержателя, а на вершину резца действует сила резания, поэтому резец испытывает деформацию изгиба. Резец должен выдерживать изгибающий момент от сил резания. Для проверки резца определяют допустимую силу, которую он выдержит на изгиб, и эта сила должна быть больше действующей силы резания или равна ей. Допустимую силу определяют из равенства изгибающих моментов – момента действующего на резец и момента, который может выдержать резец:

Рz∙ℓ = [σизг]∙ w; Pz доп= Расчет мощности резания при точении; (10)

изг] – допустимое напряжение на изгиб державки резца прямоугольного сечения

ℓ – плечо (вылет резца) – расстояние от вершины резца до опорной поверхности резцедержателя ≤1,5 Н; Н – высота державки резца.

w – момент сопротивления; w = Расчет мощности резания при точении, где (11)

В – ширина державки, Н – высота державки.

Результаты проверки должны удовлетворять условию Рz ≤ Pz доп, где

Рz – действующая сила резания;

Pz доп – сила, которую выдержит резец.

1. Горбунов Б.И. Обработка металлов резанием. – М.: Машиностроение, 1981. 287 с., ил. 26…29.

6. Технология конструкционных материалов / А. М. Дальский, И. А. Арутюнова, Т. М. Барсукова и др. Под общ. ред. А. М. Дальского. М.: Машиностроение, 1985.—448 с., ил. с.446…470.

1. Как располагаются составляющие силы резания в пространстве?

2. От чего зависит направление и величина силы резания?

3. Для чего нужно измерять силу Рz?

4. Какие параметры определяют мощность резания?

5. Какие элементы системы СПИД подвергают проверочным расчетам?

6. Что означают слова – «влияние элемента режима резания на главную составляющую силы резания»?

7. Почему силу Рz называют главной составляющей силы резания?

Читать также:  Радиатор для элемента пельтье

Тема 5: Физические основы процесса резания

Цель:Ознакомить студентов с процессами, происходящими в металле в процессе отделения стружки.

1. Деформация металла.

2. Упрочнение металла.

3. Нарост металла.

4. Теплота в зоне резания.

Дата добавления: 2014-11-16 ; Просмотров: 1719 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Сила резания R – результирующая сил сопротивления перемещению, действующих на инструмент.

Силу резания R принято раскладывать на составляющие силы – тангенциальную Pz , радиальную Py и осевую Px.
При точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов и фасонном точении тангенциальную составляющую, H, рассчитывают по формуле

Расчет мощности резания при точении

Сp; xp; yp; np – эмпирические коэффициент и показатели степени, приведённые в табл.15;

t – глубина резания (при отрезании, прорезании и фасонном точении – длина лезвия резца), мм;

Kp = KMp·K j p·K g p·K l p·Krp – поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов приведены в табл. 13 и 16.

Для определения сил Py и Px существуют аналогичные эмпирические формулы. Однако для упрощения и ускорения расчётов величины радиальной Py и тангенциальной Px сил резания рекомендуется [3] принимать по следующим соотношениям

Мощность резания, кВт, рассчитывают по формуле

Расчет мощности резания при точении(10)

С учётом потерь, мощность привода, кВт, определится

Расчет мощности резания при точении(11)

где h – к.п.д. станка, (принимается равным 0,85).

Проверка режима резания по мощности резания

Расчитаный режим резания необходимо проверить на достаточность мощности привода станка. Найденное значение Nпр сравнивается с паспортным значением Nпр пасп станка, проверяется условие

Расчет мощности резания при точении(12)

В случае несоблюдения этого условия следует уменьшить силу резания соответствующим изменением периода стойкости инструмента, подачи или глубины резания.

Проверка резца на изгиб

После проведения проверки по мощности резания производится проверка прочности державки резца на изгиб от действия тангенциальной составляющей силы резания (см. рис. 4).

Расчет мощности резания при точении

Рис. 4. Схема к определению длины вылета резца.

При этом должно соблюдаться условие:

Расчет мощности резания при точении(13)

B – ширина поперечного сечения державки резца, мм ;

Н – высота поперечного сечения державки резца, мм ;

lр – вылет резца из резцедержателя, мм:

[ s и]= 200 МПа – предельно допустимые напряжения на изгиб для державки из конструкционной стали.

При несоблюдении данного условия следует уменьшить вылет резца, увеличить размеры поперечного сечения державки, или уменьшить Pz соответствующим изменением режима резания.

Проверка на точность обработки

Радиальная составляющая силы резания Py может вызвать продольный изгиб заготовки. Поэтому необходима проверка жёсткости обрабатываемой детали, которая проводится исходя из условий точности обработки.

Максимальная нагрузка, Н, допускаемая жёсткостью заготовок, определяется по формуле:

Расчет мощности резания при точении(14)

f – стрела прогиба детали, мм.

    Можно рекомендовать:

  • при черновом точении f = 0,1 – 0,2 мм,
  • при получистовом – f=0,1 мм,
  • при точных работах 20 – 25 % от величины поля допуска на размер обрабатываемой поверхности;

k – коэффициент продольной упругости, зависящий от способа установки детали:

  • k = 3 – деталь закреплена в патроне;
  • k = 70 – деталь закреплена в центрах;
  • k = 130 – деталь закреплена в патроне с поджатием задним центром;

E – модуль продольной упругости, МПа, табл. 17;

Расчет мощности резания при точении– момент инерции поперечного сечения детали (круга), мм;

Если условие Расчет мощности резания при точениине выполняется, необходимо изменить схему закрепления детали; уменьшить глубину резания, величину подачи, геометрические параметры режущего инструмента.

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock detector