125391 (Расчет режимов резания при растачивании)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НОВГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ЯРОСЛАВА МУДРОГО

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Расчетно-графическая работа по курсу:

«Резание материалов и режущий инструмент»

для специальности 080502 «Экономика и управление предприятиями машиностроение»

9 вариант

Проверил:

Преподаватель

Косенко А.И.

Выполнила:

Студентка гр.433

Новикова И.В.

Великий Новгород

2007 г.

Оглавление

Введение ………….……………………………………………………...…3

1. Задание на работу………………………….. …….…………….......3

2. Схема операции согласно заданию…………………… ……….....4

3. Схема инструмента…………………………………... ……………5

4. Анализ влияния различных факторов на ЭРР……. ……….……..6

5. Расчет режима резания при растачивании……………………….17

Библиографический список. …………………………………………....24

Введение.

Обработка резанием в современном машиностроительном производстве остается важнейшим технологическим методом обеспечения все повышающихся требований к точности и качеству деталей машин. При этом как методы обработки, так и режущий инструмент и технологическая оснастка постоянно совершенствуются.

Все это предъявляет повышенные требования к знаниям современного состояния металлообработки и умения эти знания применить на практике при проектировании технологических процессов для его обеспечения. Практические навыки эффективного применения металлорежущего инструмента, оборудования и процессов металлообработки необходимы любому специалисту, работающему с техникой. Эти знания и умения необходимы и при ремонте различных механизмов и устройств и для реализации новых разработок независимо от масштабов производства: высокоавтоматизированного крупного машиностроительного предприятия или частной ремонтной мастерской из нескольких человек.

Цель курсовой работы: закрепить материал курса «Резание, металлорежущие станки и инструмент» в части выбора и применения современных инструментальных материалов и конструкций режущего инструмента, выбора рациональных условий эксплуатации инструмента с учетом возможностей технологического оборудования.

1. Задание на работу.

Главная цель работы – повысить производительность и качество обработки плоских поверхностей деталей машин за счет выбора рациональных параметров обработки; разработать математическую модель оптимизации режимов резания при растачивании.

2. Схема операции

В состав расчетно-графической работы входит выбор металлорежущего инструмента, расчет режимов обработки и сил резания, а так же проектирование одного из применяемых инструментов. С учетом данного способа обработки, выбрать и обосновать перечень необходимого металлорежущего инструмента с указанием полного наименования, конструкции и материала режущей части. При этом вид инструмента и его тип определяется способом обработки и формой и размерами обрабатываемых поверхностей.

Таким образом, следует провести операцию в следующей последовательности:

1. Выберем вид станка для заданной операции

2. Выберем вид инструмента, обеспечивающего обработку заданной поверхности

3. Выберем вид режущего материала, обеспечивающего максимальную производительность

4. Назначим оптимальные геометрические параметры режущего инструмента

5. Назначим стойкость инструмента, обеспечивающего максимальную производительность

6. Выберем оптимальный вид смазочно-охлаждающей технологической среды

7. Определим глубину резания с учетом заданного квалитета

8. Назначим величину подачи с учетом заданной шероховатости

9. Рассчитаем скорость резания

10. Рассчитаем эффективную мощность

11. Проверим назначенный режим резания по эффективной мощности

12. Рассчитаем машинное время операции

3. Схема инструмента

Расточный резец для обработки сквозных отверстий

4. Анализ влияния различных факторов на ЭРР и влияние ЭРР на конечные технико-экономические показатели процесса резания.

1.1.Роль оптимизации в повышении эффективности.

В XX веке основными направлениями повышения эффективности процесса резания были: создание и совершенствование новых режущих материалов, металлорежущих станков, инструментов, смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС).

Так, например, создание быстрорежущих сталей в начале XX в. и их внедрение вместо углеродистых легированных сталей повысило производительность процесса резания в 2-3 раза. Создание твердых сплавов в 30-ые годы текущего столетия повысило производительность в 3-4- раза. При этом одновременно повысилось качество обработки. Разработка и внедрение во второй половине XX в. минеральной (режущей) керамики, композитов, искусственных алмазов повысило скорость процесса резания и существенно возросли точность и качество обработанной поверхности. В дальнейшем (последние 20-30 лет) происходило лишь совершенствование уже известных видов режущих материалов, которое, однако, не привело к значительному изменению производительности процесса и качества обработки. Создание новых режущих материалов вызывало необходимость разработки новых металлорежущих станков с более высокими скоростями резания, новых режущих инструментов, что позволило в полной мере реализовать на практике потенциальные свойства новых материалов. Интенсивные работы по созданию новых и совершенствованию широко применявшихся в то время СОТС проведены в нашей стране в 60-70 годы. Это позволило на ряде операций повысить производительность до 50%, значительно уменьшить шероховатости обработанной поверхности, повысить точность.

Анализ результатов производственной практики и исследований показывает, что максимальный эффект достигается только при оптимальных условиях ведения процесса. Поэтому оптимизация процесса резания сегодня и в ближайшем будущем будет важнейшим направлением повышения его эффективности.

1.2. Содержание и последовательность оптимизации.

Примерная последовательность и содержание оптимизации включают в себя решение следующих вопросов:

1. Выбор способа обработки.

2. Выбор оборудования.

3. Выбор режущего материала, инструмента и его параметров.

4. Выбор СОТС и способа ее применения.

5. Расчет оптимальной скорости резания.

1.3. Критерии оптимизации.

В качестве критериев оптимизации используются:

1. Производительность станка.

2. Себестоимость операции.

3. Себестоимость расходов по режущему инструменту.

4. Погрешность размеров.

5. Качество обработанной поверхности.

6. Стойкость режущего инструмента.

1.4. Формулировка цели оптимизации.

Кратко цель оптимизации состоит в достижении минимального или максимального значения выбранного критерия оптимизации. Развернуто цель оптимизации формулируется, как выбор таких условий ведения процесса (способ обработки, станок, инструмент, СОТС, режим) при которых достигается минимальная себестоимость или максимальная производительность при выполнении заданных технических условий на операцию (погрешность, качество).

2. Физические основы оптимизации.

Возможность оптимизации предопределяется характером влияния условий процесса резания и прежде всего элементов режима на силы, контактную температуру, износ и стойкость инструмента, что в конечном итоге влияет на производительность и себестоимость, а также на погрешности и качество.

2.1. Зависимость стойкости от скорости резания.

Ф.Тейлор в 1905г. установил зависимость:

где Ст - константа, зависящая от физико-механических свойств

обрабатываемого и инструментального материалов и условий обработки.

V - Скорость резания. - показатель степени, определяющий величину влияния скорости на стойкость.

Зависимость (1) приближенно отражает некоторый диапазон изменения скорости резания. В этом легко убедиться, сравнивая формулу с экспериментальными значениями

µ - - показатель степени, определяющий величину влияния скорости на стойкость.

Зависимость (1) приближенно отражает некоторый диапазон изменения скорости резания. В этом легко убедиться, сравнивая формулу с экспериментальными данными (рис. 2).

Сложный (неоднозначный) характер зависимости стойкости от скорости приближенно отражает формула Темчина Г.И.:

(2)

где: т - предельное значение стойкости при изменении скорости резания в широком диапазоне, исключая микроскорости. Значения т приведены в таблице №1.

2.2. Зависимость стойкости от подачи, глубины резания.

Влияние элементов режима резания на стойкость выражается формулой:

(3)

где: S - подача.

T - глубина резания.

У - показатель степени, определяющий величину влияния подачи на Т.

Х - показатель степени, определяющий величину влияния глубины на Т.

К - поправочный коэффициент, численно равный произведению ряда

коэффициентов, учитывающих конкретные условия процесса резания в отличии от тех, которые учтены коэффициентом Ст.

KТ = КжКиКмКпКсК К К … …К

Где Кж......Ка - коэффициенты, учитывающие соответственно влияние жесткости системы, инструментального материала, состояние поверхностного слоя, обрабатываемого материала, СОТС, главного переднего угла, угла в плане, угла наклона главной режущей кромки, главного заднего угла. Необходимо учитывать, что Т>УТ>ХТ. Последнее соотношение свидетельствует, что наибольшее влияние на стойкость оказывает скорость резания, наименьшее - подача. Это можно объяснить влиянием режима резания на температуру .

2.3. Влияние стойкости на производительность и себестоимость.

Экспериментально установлено, что производительность станка - Qс, себестоимость операции - Со, себестоимость расходов по режущему инструменту -Sи существенно и неоднозначно зависят от стойкости. Эта зависимость выражается графиками

ТQ=тах, стойкость, при которой производительность станка - максимальная.