УПМеталлорежущий инструмент-Пр-4. С. И. Моднов, Е. Н. Щекина металлорежущий инструмент ярославль 2011

Скачать 21.46 Mb. Название С. И. Моднов, Е. Н. Щекина металлорежущий инструмент ярославль 2011 Анкор УПМеталлорежущий инструмент-Пр-4.docx Дата 14.04.2017 Размер 21.46 Mb. Формат файла Имя файла УПМеталлорежущий инструмент-Пр-4.docx Тип Реферат #1122 страница 5 из 17

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17 Рисунок 17 – Прижим рычагом за отверстие Прижим рычагом за отверстие используется для закрепления односторонних и двухсторонних пластин без задних углов. Рисунок 18 – Прижим клин-прихватом сверху Прижим клин-прихватом сверху обеспечивает надежное закрепление пластины. Применяется для закрепления трехгранных пластин. Рисунок 19 – Закрепление пластин винтом Закрепление пластин винтом применяется преимущественно в малогабаритных инструментах. Данная схема крепления превосходит по жесткости, надежности, компактности и наличию пространства для свободного схода стружки старые системы с креплением пластин прижимом сверху. Рисунок 20 – Система крепления повышенной жесткости: а – для пластин с отверстием; б – для пластин без отверстия Крепление повышенной жесткости используют для крепления пластин из особо хрупких материалов, таких как металлокерамика и кубический нитрид бора. Пластины могут иметь различную конструкцию. По форме неперетачиваемая пластина представляют собой многогранник, число граней которого равно числу z режущих лезвий. Пластина, предназначенная для одностороннего использования, имеет лезвия только с одной стороны. Другая ее сторона служит опорой. Пластина, предназначенная для двухстороннего использования, имеет лезвия с обеих сторон, и их число равно 2z. Активная длина каждого лезвия многогранной пластины равна ширине срезаемого слоя. В большинстве современных конструкций металлорежущих инструментов с механическим креплением твердосплавных пластин режущая пластина опирается на корпус или державку инструмента через промежуточную опорную пластину. Опорная пластина имеет двойное назначение. Во-первых, она предохраняет корпус или державку инструмента от повреждения в случае поломки режущей пластины. Это особенно важно для сложных дорогих корпусов многолезвийных инструментов, например фрез. Во-вторых, опорная пластина, изготовляемая из высокотвердых теплостойких материалов, служит надежной жесткой опорой режущей пластины. В противном случае, если установить режущую пластину непосредственно в гнездо корпуса, под действием силы резания сравнительно мягкая опорная поверхность гнезда будет постепенно сжиматься и в пластине появятся изгибающие напряжения, вызывающие ее поломку или выкрашивание. Внешние признаки износа механически закрепленных и припаянных пластин аналогичны. После износа одного из лезвий многогранная пластина открепляется от корпуса резца и поворачивается так, чтобы в рабочем положении оказалось ее следующее лезвие. Затем пластина снова закрепляется. Таким образом, вместо переточки многогранную пластину можно повторно использовать zраз, а пластину двухстороннего использования – 2z раз. Определение режимов резания при точении 1 Условия обработки Исходя из задания, определить материал инструмента и его основные размеры в соответствии со стандартом. 2 Геометрические параметры резца Необходимо определить главный передний угол γ, главный передний угол на упрочняющей фаске γф, главный задний угол α (таблица Б.2); угол наклона главной режущей кромки λ (таблица Б.3); главный угол в плане φ, вспомогательный угол в плане φ1 (таблица Б.4); угол наклона фаски φ0, радиус вершины лезвия r, размер фаски f0 (таблица Б.5). Геометрические параметры резцов с механическим креплением многогранных пластин приведены в (таблица Б.6). 3 Глубина резания, мм [1, с. 363] Глубина резания t (мм) при черновом точении и отсутствии ограничений по мощности оборудования, жесткости технологической системы принимаем равной припуску на обработку; при чистовом точении припуск срезается за два прохода и более. На каждом последующем проходе следует назначать меньшую глубину резания, чем на предшествующем. 4 Подача, мм/об [1, с. 363] Подача при черновом точении принимается максимально допустимой по мощности оборудования, жесткости технологической системы, прочности режущей пластины и прочности державки (рисунок 21). Рекомендуемые подачи при черновом наружном точении приведены в справочной литературе [1, табл. 11, с. 364], а при черновом растачивании - [1, табл. 12, с. 365]. Максимальные значения подач при точении конструкционной стали, допустимые прочностью пластины из твердого сплава [1, табл. 13, с. 366]. Подачи при чистовом точении выбирают в зависимости от требуемых параметров шероховатости обработанной поверхности и радиуса при вершине резца, пользуясь справочной литературой [1, табл. 14, с. 366]. При прорезании пазов и отрезании поперечная подача зависит от свойств обрабатываемого материла, размеров паза и диаметра обработки [1, табл. 15, с. 366]. Рекомендуемые подачи при фасонном точении приведены в справочной литературе [1, табл. 16, с. 367]. 5 Скорость резания, м/мин [1, с. 363] При наружном продольном и поперечном точении и растачивании скорость резания рассчитывается по эмпирической формуле а при отрезании, прорезании и фасонном точении по формуле где T – период стойкости, мин, при одноинструментальной обработке Т равен 30-60 мин; значения коэффициента и показатели степени приведены в справочной литературе [1, табл. 17, с. 367]; – суммарный поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания [1, с. 369]. где – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала [1, табл. 1-4, с. 358-360]; – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки [1, табл. 5, с. 361]; – коэффициент, учитывающий материал инструмента [1, табл. 6, с. 361]. При многоинструментальной обработке и многостаночном обслуживании период стойкости увеличивают, вводя соответственно коэффициенты KTи [1, табл. 7, с. 362] и KTс [1, табл. 8, с. 362], а также коэффициенты углов в плане резцов Kφ и Kr [1, табл. 18, с. 369]. Рисунок 21 – Главное движение и движение подачи 6 Частота вращения заготовки, об/мин [2, с. 57] 6.1 Определение действительной частоты вращения, об/мин nд – действительная частота вращения заготовки (выбираем ближайшее меньшее число из ряда частот вращения шпинделя по паспортным данным станка) (приложение Б). 6.2 Фактическая скорость резания, м/мин [2, с. 78] 7 Сила резания, Н [1, с. 371] Силу резания принято раскладывать на составляющие силы (рисунок 22), направленные по осям координат (тангенциальную Pz , радиальную Py и осевую Px). При наружном продольном и поперечном точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов и фасонном точении главная составляющая силы резания Pz рассчитывается по формуле где значение коэффициента и показатели степени приведены в [1, табл. 22, с. 372]; Kp – поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания, численные значения данных коэффициентов приведены в справочной литературе [1, табл. 9, 10, 23, с. 362, 363, 374]. При отрезании, прорезании и фасонном точении t - длина лезвия резца. Рисунок 22 – Составляющие силы резания 8 Мощность резания, кВт [1, с. 371] Необходимо сравнить полученную мощность с мощностью станка (см. приложение Б) и сделать вывод о возможности использования станка данной модели для обработки заготовки. 9 Выбор формы сечения державки и определение ее размеров [2, с. 99] Наиболее распространенной формой державки резца является прямоугольная форма, при которой врезание пластины меньше ослабляет державку. Державки с квадратной формой сечения лучше сопротивляются деформированиям сложного изгиба, применяются для расточных и автоматно-револьверных резцов, а также в случаях, когда расстояние от линии центров станка до опорной поверхности резца недостаточно велико. Державку с круглой формой сечения применяют для расточных, резьбовых, токарно-затыловочных резцов, так как она позволяет осуществлять поворот резца и изменить углы его заточки. Размеры поперечного сечения державки выбирают в зависимости от силы резания, материала державки, вылета резца. Полученные значения размеров приводят к нормальному ряду. Нормализованные размеры поперечного сечения державок приведены в справочной литературе (см. таблицу Б.1). Ширину b или диаметр d поперечного сечения державки можно определить по формулам: при квадратном сечении (h = b): при прямоугольном сечении (h ≈ 1,6b): при круглом сечении: где Pz – сила резания, Н; l – вылет резца из резцедержателя, мм; σu.д – допустимое напряжение на изгиб материала державки, МПа. Для державок из незакаленной углеродистой стали σu.д равно 200-300 МПа, для державок из углеродистой стали, подвергнутых термической обработке, σu.д равно 400-600 МПа. 10 Расчет прочности и жесткости державки резца [2, с. 100] Максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца, определяется: для резца прямоугольного сечения: для резца круглого сечения: Максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью резца, определяется с учетом максимально допустимого размера прогиба резца: где f – допустимый размер прогиба резца, м (при черновом точении f= 0,1 мм; при чистовом точении f = 0,05 мм); Е – модуль упругости материала резца, МПа (для углеродистой стали Е равен 1,9·105-2,15·105 МПа); J – момент инерции сечения державки, мм4 (для прямоугольного сечения J= b·h3/12; для круглого J = 0,05d4); l– вылет резца, мм. Резец обладает достаточными прочностью и жесткостью в случае: Pz ≤ Pz доп; Pz ≤ Pz жест. 2.6 Пример расчета проходного резца с механическим креплением твердосплавных пластин Задание: Рассчитать и сконструировать токарный проходной правый резец с механическим креплением многогранной пластины из твердого сплава для обтачивания вала по наружной поверхности из стали 45, предел прочности σв = 750 МПа. Главный угол в плане φ = 45°. Диаметр заготовки D = 30 мм, припуск на сторону h = 3 мм, вылет резца l = 40 мм. Конструкцию резца выбрать по ГОСТ 26611-85, технические требования по ГОСТ 26613-85. Обработку производят на токарно-винторезном станке 16К20. 1 Условия обработки Материал режущей части – Т15К6 (ГОСТ 3882-74). Материал корпуса – Сталь 40Х (ГОСТ 4543-71). Выбираем четырехгранную пластину по ГОСТ 19049-80 [3, табл. 4.13, с. 128], (рисунок 23). Основные размеры: l = 9,525 мм; d = 9,525 мм; S= 3,18 мм; r = 0,8 мм [3, табл. 4.15, с. 138]. Рисунок 23 – Пластина четырехгранной формы (ГОСТ 19049-80) Основные параметры резца: hb = 16´16 мм; l1 = 100 мм; h1 = 16 мм; h2 = 24 мм; l = 9 мм; l2 = 25 мм; f = 20 мм. 2 Геометрические параметры резца (см. таблицу Б.6) Главный передний угол γ = 10°; главный задний угол α = 10°; главный угол в плане φ = 45°; вспомогательный угол в плане φ1 = 45°; радиус вершины лезвия r = 0,5 мм. 3 Глубина резания t = 3 мм (черновое точение). 4 Подача S = 1,3 мм/об [1, табл. 13, с. 366]. 5 Скорость резания где T= 60 мин; = 280; x = 0,15; y = 0,45; m = 0,5 [1, табл. 17, с. 367]. где [1, табл. 1, 2, с. 359]; =1 [1, табл. 5, с. 361]; =1 [1, табл. 6, с. 361]. , 6 Частота вращения заготовки 6.1 Определение действительной частоты вращения nд = 1000 об/мин (приложение Б). 6.2 Фактическая скорость резания 7 Сила резания где = 300; x = 1; y = 0,75; n = 0,15 [1, табл. 22, с. 372]. где [1, табл. 9, 10, с. 362]; = 1; = 1; = 1; = 0,87 [1, табл. 23, с. 374]. , . 8 Мощность резания Мощность станка модели 16К20 по паспорту 10 кВт (см. приложение Б). Следовательно, выбранные режимы резания удовлетворяют паспортным данным станка. 9 Выбор формы сечения державки и определение ее размеров Определим ширину b поперечного сечения державки: где l = 40 мм; σu.д = 400 МПа. 10 Расчет прочности и жесткости державки резца Максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца: Максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью резца: гдеf = 0,1 мм; Е = 2·105 МПа; Резец обладает достаточными прочностью и жесткостью в случае, когда Pz ≤ Pzдоп; Pz ≤ Pz жест. 6827 > 4820,7 < 5119,97 Н – условие выполняется. Конструкция проходного правого резца с механическим креплением твердосплавных пластин представлена на рисунке 24. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17