Определение сил, действующих при точении, и мощности

Цель работы: изучить методику расчета сил резания и мощности, затрачиваемой на резание, аналитическим способом.

Ознакомиться и приобрести навыки работы со справочной литературой.

Общие сведения

Для изучения действия силы сопротивления резанию принято ее раскладывать на три взаимно перпендикулярные составляющие силы, направленные по осям координат станка: P_x - осевая сила; P_y - радиальная сила; P_z - тангенциальная сила, которую обычно называют силой резания [1].

Осевая сила P_x действует вдоль заготовки, при продольном точении противодействует механизму подач.

Радиальная сила P_y - отжимает резец, ее реакция изгибает заготовку.

Сила резания P_z направлена по касательной к поверхности резания, определяет расходуемую мощность на резание N_p.

Составляющие силы резания при точении рассчитывают по аналитической формуле:

P_z(x,y)=10C_pt^xS^yVⁿK_p, H

где C_p - коэффициент, учитывающий условия обработки;

x,y,n - показатели степени;

t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об;

V - скорость резания, м/мин;

К_р - обобщенный поправочный коэффициент, учитывающий изменение условий по отношению к табличным.

,

где - поправочный коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала;

- коэффициенты, учитывающие соответствующие геометрические параметры резца.

Мощность резания рассчитывают по фориуле

где P_z - сила резания, Н;

V - скорость резания, м/мин.

Пример решения задачи

Определить силы, действующие при продольном точении заготовки из стали 40Х с пределом прочности , резцом с пластиной из твердого сплава Т5К10. Определить мощность резания. Глубина резания t=3 мм, подача S=0,8 мм\об, скорость резания V=67 м/мин.

Геометрические параметры резца: форма передней поверхности - радиусная с фаской;

Решение

1.Силы резания при точении

P_z(x,y)=10C_pt^xS^yVⁿK_p

1.1.Определяем значения постоянной и показателей степени [2],

х=1,0 y=0,75 n= - 0,15

x=1,0 y=0,5 n= - 0,4

x=0,9 y=0,6 n= -0,3

1.2 Определяем значения поправочных коэффициентов

n=0,75 [2],

; n=1 [3],

n=1,35 [2],

Поправочные коэффициенты, учитывающие геометрию резца [2],

- учитывается только для резцов из быстрорежущей стали

P_z=10×300×3¹×0,8^0,75×67^-0,15×0,95×0,94×1,25=4050 H

P_x=10×339×3¹×0,8^0,5×67^-0,4×0,93×1,11×2=1685,5 H

P_y=10×243×3^0,9×0,8^0,6×67^-0,3×0,91×0,77×2=1611 H

2. Мощность резания

Варианты индивидуальных заданий.

Выполнить расчет силы резания (P_z) и мощности, затрачиваемой на резание по заданному варианту.

Исходные данные приведены в таблице 1.6.

Порядок выполнения работы

1.Пользуясь инструкцией и литературой [1,2], изучить методику и выполнить расчет по заданию.

2.Составить отчет:

2.1. Наименование работы.

2.2. Цель работы.

2.3. Задание.

2.4. Расчет силы резания и мощности, затрачиваемой на резание.

Таблица 1.6.

Номер вари-анта	Материал заготовки	Режим резания	Геометрические параметры резца*
		t, мм	S, мм	V, м/мин	j°	a°	g°	l°	r, мм	Форма перед-ней повер-хности
	Сталь 20, sв=550 МПа		0,7							Радиусная с фаской
	Серый чугун СЧ10, НВ 160		0,78							Плоская
	Сталь 12Х18Н9Т; НВ180		0,21							Радиусная с
	Сталь 14Х17Н2; НВ200	1,5	0,195							фаской
	Серый чугун СЧ30, НВ 220	1,5	0,26					-5		Плоская
	Серый чугун СЧ20, НВ 210		0,35							Радиусная с
	Сталь 38ХА, sв=680 МПа		0,61							фаской
	Сталь 35, sв=560 МПа	1,5	0,2
	Серый чугун СЧ15, НВ 170	4,5	0,7							Плоская
	Серый чугун СЧ10, НВ 160	3,5	0,6
	Сталь 40ХН, sв=700 МПа	1,5	0,3					-5		Радиусная с
	Сталь Ст3, sв=600 МПа		0,8							фаской
	Сталь 40Х, sв=750 МПа	1,0	0,15					-5
	Сталь Ст5, sв=600 МПа	3,5	0,52
	Серый чугун СЧ20, НВ 180	4,0	0,87							Плоская
	Серый чугун СЧ20, НВ 200	2,5	0,25

	Сталь 20Х, sв=580 МПа	1,0	0,125							Радиусная с
	Сталь 50, sв=750 МПа	2,0	0,25							фаской
	Бронза Бр АЖН 10-4, НВ170	1,5	0,15							Плоская с
	Латунь ЛМцЖ 52-4-1, НВ100	2,5	0,3					-5		фаской
	Серый чугун СЧ30, НВ 220	1,5	0,1							Плоская
	Серый чугун СЧ20, НВ 200		0,4					-5
	Сталь 30ХН3А, sв=800 МПа		0,8					-5		Радиусная с
	Сталь 30ХМ, sв=780 МПа	2,5	0,2							фаской
	Сталь 45, sв=650 МПа		1,2
	Сталь 15Х, sв=687 МПа	2,0	0,35						1,5
	Ковкий чугун КЧ30, НВ 163	3,0	0,5							Плоская
	Сталь 20ХНР, sв=700 МПа	4,5	0,06					-5
	Сталь 30Г, sв=550 МПа	1,5	0,35
	Сталь 35ХГСА, sв=700 МПа	2,5	0,05

* Для всех вариантов принять резец с пластиной из твердого сплава.

Дата добавления: 2015-05-29