• RU
  • icon На проверке: 3
Меню

Оптимизация критериев процесса механической обработки детали Шпиндель

  • Добавлен: 24.01.2023
  • Размер: 353 KB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Оптимизация критериев процесса механической обработки детали Шпиндель

Состав проекта

icon
icon СВЕРЛО.bak
icon Чертеж.cdw
icon СВЕРЛО.cdw
icon Документ Microsoft Office Word (2).docx
icon кинематика Чертеж.cdw
icon Чертеж.bak
icon кинематика Чертеж.bak

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Чертеж.cdw

Чертеж.cdw
Курсовая работа по РМ
Кинематические схемы
Сталь 45Л ГОСТ 977-75

icon СВЕРЛО.cdw

СВЕРЛО.cdw
Материал хвостовой части - сталь 45 ГОСТ 1050-88
Твердость рабочей части 62 65 HRC
твердость хвостовой части 30 45 HRC
Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий H14
Профиль сверла (2:1)
Конус Морзе №1 (1:2)
Материал режущей части сверла - быстрорежущая сталь Р9

icon Документ Microsoft Office Word (2).docx

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
по курсу «Резание Материалов»
Наименование назначение и область применения детали условия ее работы 4
Выбор и обоснование типа заготовки назначение припусков ..4
Назначение технических требований к поверхности детали .5
Выбор инструмента материала и геометрии режущей части 6
Расчет и назначение характеристик процессов резания .7
1.Подрезка торца токарным проходным левым резцом Т15К6 7
2. Растачивание отверстия D=90 токарный проходной отогнутый
3. Сверление отверстия d=20 спиральным свёрлом . .14
Обоснование видов стружки возникающих в процессе резания ..17
Описание возникающих видов наростов .17
Виды разрушения инструмента 18
Список литературы ..21
Сущность технологии изготовления деталей машин состоит в последовательном использовании различных технологических способов воздействия на обрабатываемую заготовку с целью придать ей заданную форму и размеры указанной точности. Одним из таких способов является механическая обработка заготовок резанием. Она осуществляется металлорежущим инструментом и ведется на металлорежущих станках. Обработка резанием заключается в срезании с обрабатываемой заготовки некоторой массы металла специально оставленной на обработку и называемой припуском. Припуск может удаляться одновременно с нескольких поверхностей заготовки или последовательно друг за другом с каждой обрабатываемой поверхности. В ряде случаев припуск может быть настолько большим что его срезают не сразу а за несколько проходов. После срезания с заготовки всего припуска оставленного на обработку заготовка прекращает свое существование и превращается в готовую деталь.
Металл удаляемый в процессе резания с заготовки подвергается пластическому деформированию и разрушению. В результате этого материал припуска отделенный от обрабатываемой заготовки приобретает характерную форму и в таком виде его принято называть стружкой. Срезанная с заготовки стружка является побочным продуктом – отходом обработки металлов резанием. Пластическое деформирование и разрушение материала припуска с превращением его в стружку протекает при резании в специфических условиях. Это предопределяет и специфические закономерности процесса отражаемые функциональными зависимостями справедливыми только для обработки металлов резанием. Таким образом характерным признаком обработки металлов резанием является стружка. Все способы и виды обработки металлов основанные на срезании припуска и превращении его в стружку составляют разновидности определяемые термином «резание металлов». Все разновидности резания подчиняются общим закономерностям. Способы разделения металлов на части при которых стружка не образуется к обработке резанием не относится.
Наименование назначение и область применения детали условия ее работы
Деталь «Зубчатое колесо» применяется в машинах устройствах механизмах редукторах приборах. В нашем примере приводное колесо подкрановой тележки получает движение от электродвигателя через редуктор и зубчатое колесо и приводит в движение тележку.
Марка материала задана из условий для отливок Сталь 45Л конструкционных углеродистых качественных сталей она обеспечивает нормализование улучшение и подвергаемость поверхностной термической обработке изделия из стали 45.В производстве шестерен бандажей вал шестеренок коленчатых валов распределительных валов шпинделей фрикционных дисков зубчатых реек прокатных валков и многих других не ответственных деталей сталь 45 считается лучшим исходным материалом.
Механические свойства и назначение ([3] с. 570–571):
Литейные свойства — температура начала затвердевания 1480 – 1490°С.
Выбор и обоснование типа заготовки назначение припусков
Для данной детали выбираем вид заготовки отливка ГОСТ 977-75. Обоснование выбора способа изготовления заготовки методом литья в кокиль:
Максимальное приближение формы и размеров отливки к форме и размерам готовой детали.
Высокая прочность металлической формы позволяет многократно получать отливки одинаковых размеров (от нескольких сот до десятков тысяч). Минимальное физико-химическое взаимодействие металла отливки и формы повышает качество поверхности отливки.
Этот способ литья экономически целесообразен при заданном типе производства (крупносерийном). Возможна механизация и автоматизация технологического процесса (для более полной реализации пункта 3 отливку предлагаемой формы можно отлить в неразъёмном кокиле).
Назначение припусков производится по [3] с. 54 Таблица 24 Припуски и отклонения на заготовки отливаемые в металлические формы.
Припуски (назначаются на сторону):
На внутренний диаметр 85 мм — 3 мм;
На растачивание отверстия диаметр 90мм- 5мм
На наружный диаметр 440 мм — 5 мм;
На боковые поверхности — 2 мм;
Назначение технических требований к поверхности детали.
Таблица 1. Таблица для назначения технических
Назначение поверхности
Технические требования
Посадочное отверстие
поверхность под головку болта
Поверхность для зацепления
Свободная поверхность
Выбор инструмента материала и геометрии режущей части
Для переходов 1 4 5(смотрим чертеж «Кинематические схемы обработки») выбираем резец: Проходной отогнутый левый с углом φ=45º Материал режущей части Т15К6 (титановольфрамовый твёрдый сплав: 15% карбидов титана 6% кобальта остальное карбиды вольфрама) ГОСТ 18868-73 углы: α = 8º γ = 10º λ = 0º.
Для перехода 2 3 выбираем резец: проходной упорный правый с углом φ = 90 º. Материал режущей части Т15К6 ГОСТ 18879-73 углы: α = 8º γ = 10º λ = 0º r =0.5.
Для перехода 6 выбираем сверло:с нормальной формой заточки [2 стр. 151 табл. 43]ГОСТ 10903-77 из быстрорежущей стали Р9 [2 стр. 115 табл. 2] диаметром 20 мм. Назначаем угол при вершине ; угол наклона винтовой канавки [4 стр. 163 табл. 28].
Для перехода 7 выбираем цельную пальцевую фрезу: По рекомендациям [4] с. 287 и [5] с. 33 выбирается титано-вольфрамовый сплав Т15К6. Состав сплава (массовая доля компонента в смеси порошков): карбида вольфрама WC – 79% карбида титана TiC – 15% кобальта Co – 6%. Геометрические элементы режущей части назначаются с использованием [6] c. 286. Угол подъёма зубьев = 30° (фреза с нормальным зубом) главный передний угол γ = 10° (В = 550 МПа) для чистового точения главный задний угол принимается α = 12° угол наклона главной режущей кромки λ = 0° вспомогательный задний угол α1 = 12°. Число зубьев z = 4.
Расчет и назначение характеристик процессов резания
1 Подрезка торца токарным проходным левым резцом Т15К6
Назначаем геометрию резца:
Назначаем глубину резания t=2 мм выбираем подачу s=07 ммоб [2 стр. 268 табл. 14] стойкость инструмента Т=60 мин [2 стр. 268].
Скорость резания определяем по формуле:
где Сv=350; y=035; m=02 – поправочный коэффициент при обработке резцами из сплава Т15К6 [2 стр. 269 табл. 17] значение Кv находим по формуле:
где Кмv рассчитываем по формуле:
где Кг=1 nv=10 [2 стр. 262 табл. 2]
Кпv=08 [2 стр. 263 табл. 5] Киv=10 [2 стр. 263 табл. 6].
Вычисляем силы резания по формуле:
где коэффициенты для определения Рz:
Сp=300 х=10 у=075 n=-015 [2 стр. 273 табл. 22] Кр вычисляем по формуле:
где значение коэффициента Кмр определяем по формуле:
n=075 [2 стр. 264 табл. 9]
; ; [2 стр. 275 табл. 23]
где коэффициенты для определения Ру:
Сp=243 х=09 у=06 n=-03 [2 стр. 273 табл. 22]
где коэффициенты для определения Рх:
Сp=339 х=10 у=05 n=-04 [2 стр. 273 табл. 22]
[2 стр. 275 табл. 23]
Составляющие силы резания:
Вычисляем мощность резания по формуле:
Определяем машинное время:[3 стр. 42]
где длину траектории перемещения рассчитываем:
l – длина обрабатываемой поверхности
мм – перебег (для всех операций кроме снятия фасок)
У-вычисляется по формуле:
n рассчитываем по формуле:
s=07 ммоб v=18244 ммин t=2 мм l=25 мм =4 мм
Определим шероховатость поверхности: [1]
Определим температуру резания:
С0 = 1075 – коэ-т для стали 45Л[4 стр. 64]
Определим глубину наклепа:
где R – радиус обрабатываемой поверхности 10 мм
t – глубина резания 4 мм
а – толщина стружки 04 мм
Расчет высоты нароста:[4 стр. 42]
2 Растачивание отверстия D=90 токарный проходной отогнутый левый резец.
Назначаем глубину резания t=5 мм выбираем подачу s=07 ммоб [2 стр. 268 табл. 14] стойкость инструмента Т=60 мин [2 стр. 268].
где Сv=350 y=035 x=015 m=02 [2 стр. 269 табл. 17]
значение Кv находим по формуле:
Сp=300 х=10 у=075 n=-015 [2 стр. 273 табл. 22]
Сp=243 х=09 у=06 n=-03 [2 стр. 273 табл. 22]
Сp=339 х=10 у=05 n=-04 [2 стр. 273 табл. 22]
Кр вычисляем по формуле:
s=07 ммоб v=18244 ммин t=5 мм l=30 мм =4 мм
С0 = 1075 – коэ-т для стали 45Л [4 стр. 64]
где R – радиус обрабатываемой поверхности 45 мм
t – глубина резания 5 мм
а – толщина срезаемого слоя равная а = s*sinφ =07sin450 = 049 мм
3 Сверление отверстия d=20 спиральным свёрлом ГОСТ 10903-77
Назначаем глубину резания t=10 мм выбираем подачу s=035 ммоб [2 стр. 277 табл. 25] стойкость инструмента Т=60 мин [2 стр. 279 таб. 30].
Определяем скорость резания:
где Сv=98 q=04 y=050 m=02 [2 стр. 278 табл. 28] значение Кv находим по формуле:
где Кг=1 nv=09 [2 стр. 262 табл. 2]
Кlv=1 [2 стр. 280 табл. 31] Киv=10 [2 стр. 263 табл. 5].
Кls=09 [2 стр. 277 табл. 25] Кзv=075 [2 стр. 278 табл. 28].
Вычисляем крутящий момент и осевую силу соответственно по формулам:
где См=00345 q=20 у=08 Ср=68 q=10 у=07 [2 стр. 281 табл. 32] Кр определяем из выражения:
где n=075 [2 стр. 264 табл. 9]
где n вычисляем по формуле:
s=035 ммоб v=30.9 ммин t=10 мм l=30 мм =2 мм
Определим шероховатость поверхности:
Обоснование видов стружки возникающих в процессе резания.
Тип стружки зависит от механических свойств материала и от геометрических параметров режущего инструмента. С увеличением прочности и твердости материала сливная стружка переходит в стружку скалывания а потом в элементную. Так же на стружку влияют передний угол и угол наклона главной режущей кромки режущего инструмента.
Сливная стружка образуется при небольших толщинах и высоких скоростях резания. Стружка скалывания образуется при больших толщинах и относительно небольших скоростях резания. Элементная стружка возникает при большой толщине среза низкой скорости резания и небольшом переднем угле.
Т.к. в процессе изготовления детали при токарной обработке снимается относительно не большой слой металла при средних скоростях резания то в большинстве случаев будет образовываться сливная стружка и стружка скалывания.
Описание возникающих видов наростов.
Под наростом понимают клиновидную относительно неподвижную область материала расположенную на передней поверхности лезвия его режущей кромки. Нарост состоит из продуктов взаимодействия обрабатываемого и инструментального материалов и окружающей среды. Нарост выполняя функции режущего лезвия предохраняет переднюю и заднюю поверхность инструмента от истирания их сходящей стружкой и обработанной поверхностью и уменьшает нагревание. Это приводит к повышению периода стойкости инструмента. Наличие нароста увеличивает шероховатость обработанной поверхности.
Существует 4 вида нароста.
При относительно низких скоростях резания образуется нарост 1 вида. Он имеет форму близкую к треугольнику мало развит по высоте имеет небольшой радиус округлении вершины. Задний угол нароста близок к нулю а передний – велик.
При более высоких скоростях образуется нарост 2 вида. Он значительной высоты с большим передним углом и задним углом достигающим 5-12º. Стружка постоянно контактирует с передней поверхностью нароста а с остальной частью контакт прерывистый. Основание нароста достаточно стабильно а верхняя часть часто разрушается и уносится стружкой или поверхностью резания.
С дальнейшим возрастанием скорости резания нарост преобразуется в нарост 3 вида. Его форма прямоугольная или близка к трапецеидальной и имеет значительную величину. Передний угол не большой иногда меньше нуля. Нарост выступает за заднюю поверхность и защищает ее от контакта с поверхностью резания. Нарост такого вида наиболее стабилен его срыв происходит крупными частицами или полностью.
При еще более высоких скоростях резания возникает нарост 4 вида по форме и расположению близкий к 1 виду. За счет малой высоты и большого действительного переднего угла сходящая стружка входит в плотный контакт с передней поверхностью. Это – нестабильное образование постоянно изменяющееся во всем объеме.
Виды разрушения инструмента.
Наиболее распространенный вид износа – это износ задней поверхности режущего лезвия. Причина его – абразивная природа процесса изнашивания. При чистовой обработке в случае увеличения износа по задней поверхности инструмента возрастает шероховатость обработанной поверхности а также трение и количество выделяемого тепла. При черновой обработке увеличение износа задней поверхности может вызвать вибрации что повышает вероятность серьёзной поломки инструмента.
При повышенном износе задней поверхности следует убедиться что скорость резания соответствует рекомендациям для применяемого материала инструмента и типа операции. Чрезмерное увеличение износа задней поверхности может быть вызвано высокой твёрдостью обрабатываемого материала или его неоднородностью. В этом случае нужно выбрать более стойкий режущий инструмент или подобрать более легко обрабатываемый материал заготовки.
Износ передней поверхности в зоне контакта со сходящей стружкой происходит в виде лунки. Лункообразование в умеренных пределах считается нормальным для точения. Интенсивное лункообразование может привести к значительному изменению геометрии ослаблению режущего лезвия и его поломке. Если имеет место сродство обрабатываемого
материала с материалом инструмента то процесс изнашивания передней поверхности происходит из-за слипания (адгезии) родственных частиц этих материалов. Другой причиной ускоренного образования лунки может быть слишком высокая скорость резания и в этом случае необходим более износостойкий. Так же возможно что скорость подачи слишком велика и чрезмерное выделение тепла приводит к катастрофическому лункообразованию. Для устранения этого вида износа необходимо применять большие передние углы.
В ряде случаев из-за высокой температуры и высокого давления может возникнуть пластическая деформация режущего лезвия. Это приводит к увеличению трения и соответственно увеличению количества выделяемого тепла изменению геометрии режущего лезвия и к нарушению процесса формирования стружки. При чистовой обработке пластическая деформация приводит к росту шероховатости обрабатываемой поверхности. Чтобы избежать пластической деформации следует выбирать более прочную и износостойкую марку материала режущего лезвия снижать скорость резания и подачи.
При резких колебаниях температуры на режущей части возникают трещины. Они могут привести к выкрашиванию инструментального материала между ними а затем и к разрушению режущего лезвия. При точении термические трещины возникают в случае если толщина снимаемой стружки сильно колеблется. Важно отметить что главной причиной образования термических трещин является неправильное применение смазывающее охлаждающих жидкостей (СОЖ). Так фрезерование лучше производить без СОЖ. С другой стороны при сверлении или растачивании поток СОЖ в качестве дополнительной функции удаляет стружку из обрабатываемого отверстия. При таком виде износа как выкрашивание повреждается всё режущее лезвие и вместо постепенного изнашивания начинается процесс её катастрофического разрушения. Поломка инструмента – это экстремальное явление которого ни в коем случае допускать не следует. Оно происходит когда абсолютно неправильно выбраны и инструмент и режимы обработки. Поломка инструмента может привести к аварии когда возможны серьёзные повреждения обрабатываемой детали и даже станка.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. – 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1986. 656 с. ил.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. – 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1986. 496 с. ил.
В. Г. Сорокин А. В. Волосникова С.А. Вяткин и др.; Марочник сталей и сплавов. Под. Общ. Ред. В. Г. Сорокина.— М.: Машиностроение 1989.— 640 с.
Филоненко С.Н. Резание материалов. – «Техника» 1975 232с.
В. В. Данилевский. Справочник молодого машиностроителя. Изд. 3-е. доп. и перераб. М.: Высш. школа 1973.— 648 с.
Аршинов В.А. Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. Изд. 3-е перераб. и доп. Учеб. для машиностроительных техникумов. М.: «Машиностроение» 1976.
Ящерицин П. И. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах: Учеб. для вузов – Мн.: Высш. шк. 1990
Смирнов В.А. Выбор кинематических схем резания. 2009. 17 с. ил.
Резников А.Н. Теплообмен при резании и охлаждение инструментов.- М.: Машгиз 1963.- 200 с.
Справочник инструментальщика. И. А. Ординарцев Г. В. Филиппов А. Н. Шевченко и др.; Под Общ. ред. И. А. Ординарцева.— Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние 1987.— 846 с. ил

icon кинематика Чертеж.cdw

кинематика Чертеж.cdw

Рекомендуемые чертежи

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 21 час 39 минут
up Наверх