Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Институт материалов, машиностроения и транспорта Высшая школа машиностроения Отчёт по практическому заданию № 9 Дисциплина: Резание материалов Тема: Расчет сечения корпуса резца с СМП Выполнил: студент гр. Преподаватель Санкт-Петербург 2024 Цель работы Освоить методику расчета сил и скорости резания при точении резцами с СМП. Задание 1 Рассчитать сечение корпуса проходного резца с механическим креплением твердосплавных пластин из условия прочности и жесткости. Исходные данные для проектирования приведены в таблице 1. Таблица 1 № вар γ α α1 φ 11 6 10 8 45 Вариант задания №7 φ1 t s0 15 2 0,6 Материал Твердость обрабатываемый НВ Сталь 150 1. Определить группу применяемости твердосплавного инструмента в зависимости от вида обработки и типа стружки табл. 2. Нам заданы режимы резания: глубина – 2 мм, подача –0,6 мм/об. Эти значения попадают лишь в одни пределы из четырех: t = 2 ≤ 4 ≤ 10 мм, s0 = 0,4 ≤ 0,6 ≤ 1 мм/об. Поэтому вид обработки – получистовая, соответственно группа применяемости при обработке – P30. 2. Для выбранной группы применяемости определить марку твердого сплава [1, табл. 4.10], [2, табл.1.1]. Группа применяемости Р30 соответствует Т5К10. 2 3. Выбрать твердосплавную пластину, обеспечивающую заданную геометрию резца. Допустимое отклонение углов φ и φ11 не более ±3°, углов γ, α, α11 не более ±1°[1 табл.4.13…4.17]. φ = 45°, φ11 = 15°; Угол при вершине ε: ε = 180° – φ – φ11 = 180° – 45 – 15 = 120°; Твердосплавная пластина, обеспечивающая заданную геометрию резца – пластина ромбической формы с углом 80°, отверстием и стружколомающими канавками на одной стороне для специальных резцов с φ = 75° и торцевых фрез. lак = t/sin = 2/sin φ 450 = 2,82мм; l = (1,5…2) lак = (1,5…2) ·6.2 = 12.4 мм и более. 3 Выбираем п/п № 22 (s = 6,35). 4. Рассчитать углы расположения пластины в корпусе резца [2, стр. 53]. 4 В соответствии со справочником [2, стр. 53] положение плоскости N-N относительно главной режущей кромки определяется углом β: tg β = (tg α · sin ε) / (tg α1 + tg α · cos ε) = (tg 10° · sin 120°) / (tg 8° + tg 10° · cos 120°) = = 2,91 Тогда угол β приблизительно равен 42°. Угол μ рассчитывают по формуле: tg 𝜇 = tg 𝛼 / sin = tg 10° sin 71° 0,18 Тогда угол μ приблизительно равен 10°. Знание углов β и μ необходимо для фрезерования паза под пластину в корпусе резца, однако вместо угла β удобнее использовать угол ψ между прямой, перпендикулярной к оси детали, и плоскостью N-N. 𝜓 = φ + β − 90° = 45° + 71° − 90° = 26° 5. Определить силы резания и рассчитать сечение корпуса резца из условия прочности и жесткости, формулы (3),(4). Принять допустимые напряжения в корпусе []в = 250 МПа, допустимый прогиб резца [f] = 0,05 мм, сила резания Рz определяется по формуле из справочника [3, стр. 271...273]. (При 5 определении силы необходимо определить скорость резания [3, стр. 265] из расчета, что период стойкости равняется 60-ти минутам) Для определения силы резания необходимо определить скорость резания v: 𝐶𝑣 𝑣 (м/мин), 𝑇 𝑠 где 𝐶𝑣 – постоянная (зависит от условий обработки); 𝑇 – стойкость, мин; 𝐾𝑣 – поправочный коэффициент; t – глубина резания, мм; s – подача, мм/об. 𝐾𝑣 – произведение ряда коэффициентов: 𝐾𝑣 = 𝐾м𝑣 𝐾и𝑣, где 𝐾м𝑣 – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала; 𝐾п𝑣 – коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки; 𝐾и𝑣 – коэффициент, учитывающий качество материала инструмента. Нам заданы режимы резания: глубина – 6 мм, подача – 1 мм/об, поэтому: 0.3< s < 0,7: 𝐶𝑣 = 290, x = 0,15, y = 0,35, m = 0,20; 6 Т = 60 мин; Для Для стали: 𝐾м𝑣 𝐾п𝑣 = 0,9 𝐾и𝑣 = 0,65 Таким образом: 𝐾𝑣 = 𝐾м𝑣 ∙ 𝐾п𝑣 ∙ 𝐾и𝑣 = 1,63 · 0,9 · 0,65 = 0,95 Km𝑣 290 600.2 ×20,15 ×0,60,35 =137.8 (м/мин), Сила резания Рz определяется по формуле: 𝑃𝑧 = 10 ∙ 𝐶𝑝 ∙ 𝑡𝑥 ∙ 𝑠𝑦 ∙ 𝑣𝑛 ∙ 𝐾𝑝, где 𝐶𝑝 – постоянная (зависит от условий обработки); 𝑡 – глубина резания, мм; 𝑠 – подача, мм/об; 𝑣 – скорость резания; 7 𝑥, 𝑦, 𝑛 – показатели степени (зависят от условий обработки); 𝐾𝑝 – поправочный коэффициент. Вид обработки: наружное продольное и поперечное точение и растачивание, поэтому: 𝐶𝑝 = 300, 𝑥 = 1,0, 𝑦 = 0,75, 𝑛 = –0,15; 𝐾𝑝 – произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания: 𝐾р = 𝐾мр 𝐾𝜑р 𝐾𝛾р 𝐾𝑟𝑝 Для нашего случая имеем следующие значения параметров: []в 𝑛 𝐾мр = ( ) =( 750 0,75 ) 𝐾𝜑р = 0,89 𝐾𝛾р = 1,0 𝐾𝜆р = 1,0 𝐾𝑟𝑝 = 0,93 8 = 0,69; 𝐾р = 𝐾мр 𝐾𝜑р 𝐾𝛾р 𝐾𝑟𝑝 = 0,69 × 1 × 1 × 1 × 0.93 =0.64 Отсюда: 𝑃𝑧 ×0.64 = 1250 (Н) 10 × 300 × 21.0 × 0.60.75 × 137.8-0.15 × Условия прочности и жесткости резца запишутся следующим образом: 𝑃 𝑧 𝑙в 1) МПа и 𝑊 С учетом: ВН2 𝑊= ; 𝑙в 5Н; Н 6В; 6 Откуда получается: Н ≥ √ 14.4×𝑃𝑧 []и =√ 14.4 ×1250 250 = 8.48 2) мм 𝐸𝐽 С учетом соотношений: 𝐽= 𝐵𝐻 3 12 ; Е – модуль упругости, Е Откуда получается: H≥ 21,6 𝑃𝑧 𝐸 ×[𝑓] ≥ 21,6 ×1250 2×105 ×0.05 Принимается Н = 8 мм, тогда: 8≈ 1,6 Отсюда: В= 8 1,6 = 5 (мм) 9 ; Размеры державки выбираются из стандартного ряда. В данном случае принимается державка с размерами 12*12 мм. 6. Выполнить эскиз резца с указанием исходных и рассчитанных размеров. Вывод В ходе выполнения данной практической работы мы освоили методику расчета сил и скорости резания при точении резцами с СМП. Было рассчитано сечение корпуса проходного резца с механическим креплением твердосплавных пластин из условия прочности и жесткости для заданного варианта задания. 10 Литература 1. Справочник инструментальщика / П.А. Ординарцев и др. под общей редакцией И.А. Ординарцев – Л: Машиностроение Ленингр. Отд-ние, 1987 – 846с. 2. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов Г.Н. Сахаров и др. – М.: Машиностроение, 1989 – 328 с. 3. Справочник технолога-машиностроителя в 2-х т. Т. 2/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. 11
