Расчет безвибрационной скорости резания при токарной обработке

Тип работы:
Контрольная
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Расчёт безвибрационной скорости резания при токарной обработке

Екатеринбург 2010 г.

Рассчитать безвибрационную скорость резания при следующих данных: обрабатываемый материал: сталь 45, ув=750 МПа; Е =2,1?105 МПа; с=7,8?10-6 кг/м3; dв=20 мм; lв=400 мм; Ев=2,1?105 Па; dш=7 мм; zп=34; µв=0,25 Па? с; h=0,01 мм; дн=0,02 мм; kе=0,3

D1

l

r

mпб

mзб

D

Y

F0-Fk

mсуп

Pнат

R

40

150

50

80

-

200

100

11 000

27

120

7?106

Заготовку диаметром 40 мм длиной 150 мм из Стали 45 () требуется обточить до диаметра 36 мм по длине 100 мм. Выберем токарный станок с характеристиками, приведенными в таблице 1, резец с характеристиками, приведенными в таблице 2.

Таблица 1. Характеристики токарного станка

Наименование характеристики

Числовое значение

Размерность

Мощность станка,

7

кВт

КПД станка,

0,7

Наибольший обрабатываемый диаметр заготовки на станке, D

200

мм

Масса передней бабки,

80

кг

Масса задней бабки,

-

кг

Масса суппорта с инструментом,

27

кг

Таблица 2

Наименование характеристики

Числовое значение

Размерность

Токарный проходной резец с пластиной из твердого сплава Т15К6

Главный угол в плане,

45

градус

Передний угол,

10

градус

Угол наклона главного лезвия,

0

градус

Радиус при вершине,

1,0

мм

Примем глубину резания и, в соответствии с [2, стр. 364, табл. 11], назначим подачу. Скорость резания рассчитывается по формуле:

Для этого зададимся значением стойкости резца, а коэффициент и показатели степеней согласно [2, стр. 367, табл. 11] выбираем такими:

Коэффициент является произведением

— коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости,

— показатель степени, аналогичный показателям;

- коэффициент, учитывающий требуемое состояние поверхности детали;

— коэффициент, учитывающий материал инструмента.

Согласно [2, стр. 359, табл. 2, стр. 361, табл. 5 и 6] принимаем

токарный шпиндель станок винт

Расчетное значение скорости резания

Частота вращения шпинделя станка, соответствующая этому при диаметре заготовки, будет равна

Округляем ее до ближайшего значения, имеющегося на станке, получим и.

Вычисляем далее силу резания:

Согласно [2, стр. 372, табл. 22]

— коэффициенты, отвечающие геометрии резца.

Согласно [2, стр. 364, табл. 9, 2, стр. 362, табл. 9, 2, стр. 374, табл. 23]

Итак:

Мощность резания:

С учетом КПД станка:

Станок отвечает требованиям для данной обработки.

Частоты собственных колебаний технологической системы станка:

Рассчитаем массу обрабатываемой заготовки

Масса при минимальной жесткости, когда:

Масса при максимальной жесткости, когда

Масса технологической подсистемы ТС1 для первого случая:

Для второго случая:

Жесткость передней бабки:

Жесткость системы:

В результате получим предельные частоты собственных колебаний подсистемы ТС1

Обратимся у технологической подсистеме ТС2, полагая, что технические характеристики механизма поперечной подачи станка таковы, как в таблице 3.

Таблица 3. Характеристики механизма подачи станка

Наименование характеристики

Числовое значение

Размерность

Рабочий диаметр винта,

20

мм

Рабочая длина винта,

400

мм

Модуль упругости материала винта,

МПа

Расстояние от заднего конца винта до середины гайки, соединяющей винт с суппортом,

100

мм

Диаметр шарика,

7

мм

Число шариков в передаче,

34

Динамическая вязкость масла,

0,25

Разница между площадью опоры и площадью канавок образующих карман,

11 000

мм2

Зазор в направляющих,

0,01

мм

Сила предварительного натяга в передаче «винт-гайка»,

120

Н

Коэффициент, зависящий от числа шариков в подшипнике и учитывающий соотношение кривизны шариков подшипника,

Величина предварительного натяга подшипника,

0,02

мм

Коэффициент погрешности изготовления,

0,3

Коэффициент вязкого трения, обусловленный наличием несущего слоя смазки в поперечных направляющих станка, равен

Жесткость винта в осевом направлении:

Жесткость передачи «винт-гайка»

Величина жесткости для упорных подшипников с натягом равна:

Жесткость подсистемы:

Частота собственных колебаний подсистемы

Для того, чтобы избежать резонансных явлений при обработке необходимо выполнение условия:

Для нашего случая, выразив не в Гц, а в об/мин получим:

Исходя из них, назначаем частоту вращения шпинделя.

Так как частота вращения была скорректирована в меньшую сторону, причем на небольшое значение, проверку правильности выбора станка по мощности в данном случае можно не проводить.

Список литературы

1. Либерман Я. Л., Меньшенина Н. А. Расчёт безвибрационной скорости резания при токарной обработке: Учебное пособие. — Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. 36 с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. — М.: Машиностроение, 1986. Стр. 265−275.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой