Розрахунково – графічна робота

Автор-укладач: Істюнькін В.А.

викладач спец. дисциплін циклової комісії

спеціальності 5.05050302 «Технологія обробки

матеріалів на верстатах і автоматичних лініях»

Розрахунково – графічна робота

«Конструювання токарного різця»

(Методичні рекомендації до виконання роботи та індивідуальні завдання студентам)

Розглянуто та схвалено

на засіданні циклової комісії спеціальності

5.05050302 «Хімічне та нафтове машинобудування»

Протокол № _____ від________ 2012р.

Голова циклової комісії

_______________________ Мазур Л.В.

Розрахунково – графічна робота

Тема: Конструювання токарного різця.

Мета: Закріплення теоретичних знань з розділу «Технологія обробки металу на токарних операціях» та набуття фахових компетенцій щодо конструювання різальних інструментів.

1. Поновлення опорних знань.

1.1. Назвіть основні конструктивні елементи різця токарного в цілому і його робочі (різальні) частини зокрема?

1.2. Як класифікуються токарні різці за різними ознаками?

1.3. Назвіть і розшифруйте марки матеріалів, що використовуються для виготовлення різців?

1.4. Що називається головною січною площиною? Площиною різання?

1.5. Назвіть кути різальної частини різця, що знаходяться в головній січній площині?

1.6. Які сили діють на різець під час точіння?

1.7. Дайте визначення подачі, глибини різання та швидкості різання при точінні.

2. Завдання.

Розрахувати конструктивні розміри; призначити геометричні параметр різальної частини; встановити технічні вимоги до виготовлення і виконати робоче креслення токарного різця.

Вихідні данні: (дивись таблицю варіантів індивідуальних завдань. Варіант вказує викладач.)

3. Хід роботи.

3.1. Записати тему, мету і завдання. Вихідні данні до завдання виписати з таблиці варіантів індивідуальних завдань (варіант задає викладач).

3.2. Виконати схему обробки.

3.3. Призначити матеріал для виготовлення державки різця. Для виготовлення державок використовуються конструкційні сталі марок 45, 50, 60, 40Х, 45Х, 50Х та інші. Сталі з більш високими механічними властивостями слід призначати для різців, що працюватимуть при більших силах різання, з більшими глибинами різання тощо. Механічні властивості сталей різних марок встановлюються за [5], або [4], або див. Додаток 1 до цих методичних рекомендацій. Для визначення величини допустимих напружень при згинанні можна використовувати залежність:

[ ] = 0,6 [ ].

3.4. Призначити форму передньої поверхні та геометричні параметри різальної частини різця.

Форма передньої поверхні може бути плоскою; плоскою з радіусною канавкою, з від ємною фаскою; інша.

Для встановлення форми передньої поверхні і геометричних параметрів використовують [9], [8], або див. Додаток 2,3,4 і 5 цих методичних рекомендацій.

3.5. Визначити силу різання Рz за [6].

3.6. Визначити розміри державки різця В і H.

Сторону b або діаметр d поперечного перерізу державки різця визначають по формулах:

Квадратний переріз h=b

Прямокутний переріз (h»1,6b)

Круглий переріз

P_z – сила різання, Н (кгс);

l – виліт різця, м (мм);

s_н.д. – допустима напруга на перегин матеріалу державки, МПа (кгс/мм²); для державок із незагартованої вуглецевої сталі s_н.д.=200¸300 МПа, для державок з вуглецевої сталі, після термічної обробки за режимом швидкоріжучої сталі, s_н.д. – максимальне збільшення в 2 рази, при поривчастому знятті стружки і швидкісному різанні s_н.д.= 100¸150 МПа.

b

A-A

При розрахунку відрізних різців на міцність враховують, що небезпечним є місце переходу від головки різця до тіла. Для різців з відношенням розмірів перерізу ширина небезпечного перерізу (мал.1.)

3.7. Здійснити перевірку державки різця на жорсткість.

Максимальне навантаження, допустиме міцністю різця, якщо є розміри перерізу державки.

Для різця прямокутного перерізу:

Для різця круглого перерізу:

Максимальне навантаження, допустиме жорсткістю різця, визначають з розрахунку стріли перегину різця:

f – допустима стріла перегину різця (при попередньому точінні f=0,1×10^{-3 м), при остаточному точінні f=0,05}×10^{-3 м,}

Е – модуль пружності матеріалу різця (вуглецева сталь Е=1,9×10¹¹¸2,5×10¹¹ Па (19500¸21500 кгс (мм²);

І – момент інерції перерізу державки (для прямокутного перерізу , круглого 0,05×d⁴×l – відстань від вершини різця до небезпечного перерізу), м/мм

Необхідно, щоб сила Р_z була менше максимально допустимих навантажень Р_z.доп. та Р_{z. жорст.}

Р_z£ Р_z.доп.; Р_z£ Р_{z. жорст.}

3.8. Встановити технічні вимоги до виготовлення різця за ГОСТ 5688-61.

3.9. Виконати робоче креслення токарного різця.

Приклад

Розрахувати і сконструювати токарний прохідний різець з пластинкою з твердого сплаву для чорнового обточування вала із сталі 45 з межею міцності s_в.д.=598МПа діаметр заготовки D=80 мм, припуск на обробку (на сторону) h=3,5 мм, подача S= 0,4 мм/об, виліт різця l=60 мм.

Розрахунок

1. Для державки різця вибираємо вуглецеву сталь 50 з s_в=628 МПа і допустимою напругою на згин s_н.д.=200 МПа (Додаток 1).
2. Форма передньої поверхні – радіусна з фаскою j=45°, j₁=45°, a=8°, g=10°, l=-5°, r=1мм (Додаток 2; Додаток 3; Додаток 4; Додаток 5).
3. Сила різання визначається за формулою(ст. 271 [6]):

де С_р – коефіцієнт, який характеризує метал і умови його обробки;

С_р=300 (табл.22. ст.273 [6]);

t – глибина різання, мм (за завданням t=h=3,5мм);

s – подача, мм/об (за завданням S=0,4 мм/об);

x, y – показники степені при глибині різання і подачі;

x=1,0; y=0,75 (табл.22. ст.273 [6]);

n – показник степені при швидкості різання;

n=-0,15 (табл.22. ст.273 [6]);

К_р – загальний поправочний коефіцієнт, який враховує конкретні умови роботи.

, (табл.9. ст.264; табл.10. ст.265; табл.23. ст 275 [6]).

Отже,

Швидкість різання визначається за формулою (ст.265 [6]):

де С_v – коефіцієнт, який характеризує метал і умови його обробки;

С_v=350 (табл.17. ст.269 [6]);

t – глибина різання, мм (за завданням t=h=3,5мм);

s – подача, мм/об (за завданням S=0,4 мм/об);

x, y,m – показники степені при глибині різання і подачі;

x=0,15; y=0,35; m=0,2 (табл.17. ст.269 [6]);

Т – період стійкості різця, хв(при одноінструментальній обробці 30- 60хв);

K_v – коефіцієнт, який враховує вплив матеріалу заготовки, стан поверхні і матеріал інструменту;

,

(табл.1. ст.261; табл.5. ст.263; табл.6. ст 263 [6]).

Отже,

Отже,

Отже,

1. Ширина прямокутного перерізу за умовою, що h~1,6b

мм

де P_z – сила різання, Н(кгс); (з попередніх розрахунків P_z=1690,5 Н або 169кгс);

l – виліт різця, мм (за завданням l=60мм);

s_н.д – допустима напруга на згин, Мпа (з попередніх розрахунків s_н.д.=200 Мпа або 20 кгс/мм²).

Приймаємо найближчий за стандартом СТ СЕВ 153-75 (додаток 6) більший переріз державки (b=12 мм).

Керуючись наведеними співвідношеннями, одержимо висоту державки різця h=1,6×12=19,2 мм

Приймаємо h=20 мм

1. Перевіряємо міцність і жорсткість державки різця:

а) максимальне навантаження, допустиме міцністю різця.

кгс

В одиницях СІ

Н

б) максимальне навантаження, допустиме жорсткістю різця

Н

де f=0,1×10^{-3 м – допустима стріла перегину різця при попередньому точінні;}

Е – модуль пружності матеріалу різця, Е=2×10⁵ МПа = 20000 кгс,;

l=60 мм – виліт різця;

І – момент інерції прямокутного перерізу державки, для прямокутного перерізу ,

мм⁴

або в одиницях СІ

м⁴

Різець має достатню міцність і жорсткість, так як

Р_z.доп.> Р_z< Р_{z. жорст.} (2666,6>1690,5<22222,22)

1. Конструктивні розміри різця беремо з СТ СЕВ 190-75:

а) загальна довжина різця L=120 мм. ()

б) відстань від вершини по боковій поверхні в напрямку головної ріжучої кромки h=6 мм

в) радіус заокруглення вершини головки різця R=0,4 мм

г) пластина з твердого сплаву С=5 мм; форма № 0239А по ГОСТ 2209-82.

1. За ГОСТ 5688-61 приймаємо:

а) Параметри шорсткості передньої і задньої поверхонь ріжучої частини різця і опорної поверхні державки;

б) граничні відхилення габаритних розмірів різця;

в) марку твердого сплаву пластини і матеріалу державки;

г) вміст і місце маркировки.

1. Виконуємо робоче креслення різця з вказаними головними технічними вимогами.

1. Матеріал державки різця – сталь 50 за ГОСТ 1050 – 88.

2. Пластина ріжуча з твердого сплаву Т5К10 за ГОСТ 2209-82.

3. Матеріал припоя – латунь ЛБ8 чи іншої марки за ГОСТ 15527 – 70*. Товщина шару припоя 0,1 мм. Розрив шару припоя не повинен бути більшим 20% його загальної довжини.

4. Основні розміри різця повинні задовільняти стандартам СТ СЄВ 190 – 75.

5. Невказані граничні відхилення розмірів (ГОСТ 25347 - 82).

6. Маркувати марку твердого сплаву, розмір різця, товарний знак завода – виробника (Т5К10 – 12 – 3 - 0);

ЗАВДАННЯ

Дата добавления: 2015-07-18