Расчёт режимов резания и определение норм времени

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

«Северо-Кавказский государственный  технический университет»

 

 

Кафедра «Технологии машиностроения и технологическое оборудование»

 

Расчётно-графическая  работа

 

Дисциплина  «Резание материалов»

 

 

 

 

 

Выполнил: студент  группы

 

Принял:

 

 

 

 

 

 

Ставрополь, 2012

Оглавление:

Оглавление

Введение…………………………………………………………………4

1. Операция точения………………………………………………….5
1. Исходные данные……………….……………………….......5
2. Выбор оборудования..…………………..…………………...5
3. Выбор режущего инструмента…..…………..……………...6
1. Режущая часть инструмента………………………………6
2. Выбор резца………………………………………………...6
4. Расчёт режимов обработки………..………..……………...…6
1. Определение подачи для чернового точения…..………...7
2. Определение скорости резания………………………..….7
3. Определение частоты вращения при черновой обработке…………………………………………………...8
4. Определение сил резания при черновой токарной операции……………………………………………………9
5. Расчёт мощности при черновом точении……………...…..11
6. Расчёт режимов резания для чистовой токарной операции………………………………………………………………………….11
1. Определение глубины резания и диаметра заготовки при чистовом точении………………………..……………….12
2. Определение подачи при чистовой обработке………….12
3. Определение скорости резания при чистовой токарной   операции………………..…………………………………12
4. Определение частоты вращения при чистовом точении…………………………………………………….13
7. Определение сил резания при чистовой обработке…….....14
2. Операция сверления………………………..………………….…...15
1. Исходные данные……………………….…..……………….15
2. Выбор оборудования……………………………...................15
3. Выбор режущего инструмента………………………….......15
4. Расчёт режимов обработки……….………....………………16
1. Определение глубины резания………………………..…16
2. Подача при сверлении……………………..……...……...16
3. Скорость резания при сверлении…………………..……17
4. Определение частоты вращения……….……………..…18
5. Определение крутящего момента…………..…..……….18
6. Мощность при сверлении……………………..…………19
7. Осевая сила………………………………………………..19
3. Расчёт норм времени…………………………………………..…..20
1. Нормы времени для черновой операции………………......20
2. Нормы времени для чистовой операции…..….…………...21
3. Нормы времени для операции сверления………………….22

Заключение……………………………..……………………………..…24

Использованная литература…………………………………..………...25

Приложение…………………………..………………………………….26

 

Введение

Заготовки деталей машин, полученные ковкой, литьем, прокаткой  в подавляющем большинстве не имеют точности размеров и качества поверхности, необходимых при установке  их в различные механизмы. Завершающей  операцией в превращении заготовки  в деталь машины является обработка  металлов резанием. Обработка металлов резанием – технологический процесс  производства деталей машин, который  заключается в срезании режущим  инструментом с поверхности заготовки  слоя материала в виде стружки  для получения заданной геометрической формы, точности и шероховатости  поверхности детали. Поэтому в данной работе мне необходимо будет определить параметры режущих инструментов и рассчитать режимы резания механической обработки детали, при  черновой, чистовой операции точения и операции сверления.

 

 

1 Операция точения

1.1 Исходные данные

Эскиз детали, обрабатываемый материал – Сталь 45; диаметр поверхности – 60мм.

 

Таблица 1 – Химический состав в % материала Сталь 45

C	Si		Mn	Ni	S	P	Cr		Cu
0,42-0,50	0.17 - 0.37	0.5 - 0.8		Не более 0,25	Не более 0,04	Не более 0.035	Не более 0,25	Не более 0,25

 

 

1.2 Выбор оборудования

Назначаю токарно-винторезный станок 16Б16Т1 (таб. 9, с.15) [2], так как диаметр заготовки входит в диапазон наибольшего диаметра заготовки, которую может обрабатывать данный станок.

 

Основные характеристики станка:

- наибольший диаметр  обрабатываемой заготовки: над  станиной – 320 мм, над суппортом  – 125 мм;

- наибольшая длина обрабатываемой  заготовки – 750 мм;

- частота вращения шпинделя – 40-2000 об/мин;

- число скоростей шпинделя  – 18;

- мощность электродвигателя  главного привода – 4,2 кВт.

 

 

 

 

 

1.3 Выбор режущего инструмента

1.3.1 Режущая часть инструмента

Для чернового точения по корке принимаю марку стали режущей части – Т15К6 (таб. 3, с.116) [2].

1.3.2 Выбор резца

Выбираю резец токарный расточной с пластинами из твёрдого сплава для сквозных отверстий по ГОСТ 18882-73 со всеми параметрами:

 

h=25 мм;

b=20 мм;

m=10 мм;

L=240 мм;

l=120 мм.

                   Рисунок 1 – Эскиз резца

 

1.4 Расчёт режимов обработки

Припуск на механическую обработку определяется по формуле [2]:

                                                                               (1)

где – припуск на механическую обработку (принимаю 6 мм);

 – припуск на черновую  обработку;

 – припуск на чистовую  обработку (принимаю 1,5 мм);

                                              (2)

Глубина резания определяется по формуле [2]:

,                                                 (3)

где t – глубина резания;

.

 

1.4.1Определение подачи для чернового точения

Исходя из геометрии выбранного резца S=0,3 мм/об (таб. 12, с.267) [2].

1.4.2 Определение скорости резания

Скорость резания определяется по формуле [2]:

,                                                (4)

где – скорость резания;

 – коэффициент, зависящий  от вида обработки;

Т – стойкость инструмента;

t – глубина резания;

S – подача;

 – коэффициент, учитывающий  поправки на скорость резания.

Определяем и показатели степеней m,x,y (таб. 17, с.269) [2] (для наружной обработки согласно приложению 1 с дальнейшем введением поправочного коэффициента 0,9 при расчёте скорости резания):

 

 

 

 

При одноинструментальной обработке для резцов принимаем стойкость инструмента в пределах T=30…60 мин.

Принимаю T=60 мин.

,                                       (5)

где – коэффициент, учитывающий физико-механические свойства материала:

 По таб. 1 с. 261 [2], исходя из материала заготовки:

,           (6)   

 

 

где – фактический параметр, характеризующий обрабатываемый материал ();

 – коэффициент, характеризующий  группу стали по обрабатываемости (;

 – показатель степени  при обработке ().

 

 

 – коэффициент, учитывающий  состояние поверхности заготовки, );

 – коэффициент, характеризующий  материал режущего инструмента ).

 

 

 

Скорость резания с учётом поправочного коэффициента для внутренней обработки:

 

 

1.4.3 Определение частоты вращения при черновой обработке

Частота вращения определяется по формуле [2]:

,                                                 (7)

где n – частота вращения;

 – диаметр поверхности заготовки с припуском:

                        (8)

 мин^-1

 

Из ряда частот вращения станка 16Б16Т1выбираю ближайшее меньшее значение:

;

Из формулы (7) фактическая  скорость резания равна:

.

 

1.4.4 Определение сил резания для черновой токарной операции

Силы резания определяется по формуле [2]:

,                                  (9)

где – силы резания;

С_р – постоянная, зависящая от вида обработки;

K_p – поправочный коэффициент, зависящий от геометрии режущего инструмента:

,                                   (10)

где – поправочный коэффициент, учитывающий влияние качество обрабатываемого материала на силовые зависимости:

По таб. 9, с.264) [2] учитывая обрабатываемый материал:

,                                               (11)

 

где n – показатель степени при определении составляющей P_z (n=0,75 для твёрдого сплава);

 

 

Определение силы .

По таб. 23, с.275 [2], исходя из геометрии резца, находим :

 

0,94;

;

1,0;

.

.

По таб. 22, с.273 [2] для резца из твёрдого сплава и вида обработки, находим C_p, x, y, n:

C_p = 300;

x = 1;

y = 0,75;

n = -0,15.

.

 

Определение силы P_y.

По таб. 23, с.275 [2], исходя из геометрии резца, находим :

0,77;

;

1,0;

.

 

.

По таб. 22, с.273 [2] для резца из твёрдого сплава и вида обработки, находим C_p, x, y, n:

C_p = 243;

x = 0,9;

y = 0,6;

n = -0,3.

.

Определение силы P_x.

По таб. 23, с.275 [2], исходя из геометрии резца, находим :

1,11;

;

1,0;

,0.

.

По таб. 22, с.273 [2] для резца из твёрдого сплава и вида обработки, находим C_p, x, y, n:

C_p = 339;

x = 1;

y = 0,5;

n = -0,4.

.

 

1.5 Расчёт мощности при черновом точении

Мощность определяется по формуле [2]:

,                           (12)

где N – мощность при черновом точении.

Так как мощность резания  меньше мощности привода станка (2,66кВт<2,8кВт), то режимы резания допустимы.

 

1.6 Расчёт режимов резания для чистовой токарной операции.

Для чистовой обработки  подходит тот же резец, так как  материал заготовки – Сталь 45.

 

 

1.6.1 Определение глубины резания и диаметра заготовки при чистовом точении

Глубина резания при  чистовом точении определяется по формуле  [2]:

,                (13)

где t – глубина резания.

Диаметр заготовки при  чистовой токарной операции определяется по формуле [2]:

,     (14)

где – диаметр заготовки с припуском для чистовой обработки.

 

 

1.6.2 Определение подачи при чистовой обработке

Для определения подачи нужно задаться необходимой шероховатостью по формуле [2]:

Ra = 4·Rz = 4·6,3 = 25,2мкм;                           (15)

По таблице таб. 14, с.268 [2], учитывая параметр шероховатости и радиус при вершине резца, принимаю подачу:

S_чист = 0,3 мм/об.

 

1.6.3 Определение скорости резания при чистовой токарной операции

Из таб. 17, с.269 [2] выбираю коэффициенты для наружного продольного точения с последующим учётом поправочного коэффициента при расчёте скорости резания при чистовом точении:

 

 

 

 

 

,     (16)

где – принимается тот же, как и в черновой обработке;

= 1 (для чистовой обработки);

= 1;

;

 

 

Скорость при чистовом точении с учётом поправочного коэффициента для внутреннего точения:

.

 

1.6.4 Определение частоты вращения при чистовом точении

Частота вращения определяется по формуле [2]:

,                         (17)

где –иаметр поверхности заготовки с припуском определяется по формуле [2]:

     (18)