Контрольная по теплотехнике

     Контрольная работа 

     Задание 

     На  токарно-винторезном станке 16К20 обрабатываю  заготовку от D до d. Длина l, длина заготовки l₁.

     Необходимо  выбрать режущий инструмент. Назначить  режим резания. Определить основное время.

     Материал  заготовки – Ст45, σb=680 МПа;

     Заготовка – предварительно обработана, прокат.

     Способ  крепления – в центрах; обработка  и параметры шероховатости –  обтачивание в упор окончательно;

     Система по жесткости – не жесткая до R = 2 мкм.

     D = 52,5 мм; d = 50 ед; l = 55 мм; l₁ = 75мм 

       

     Выбор материала

     Материал  державки резца Ст45

     Сечение державки b/h 16x25, длина резца 100 мм.

     Передний  угол в пианс φ = 60°, вспомогательный угол в пианс φ1 = 15°

     Задний  угол α = 8°, λ = 0°

     Материал  режущей части 

     Твердость сплава: S = 1,1 мм/обор

     Класс точности

     Назначаем режим резания

     Устанавливаем глубину резания

     Припуск на обработку удаляют на 1 проход 

     t = ; t = = 1,25 мм;

     Назначаем подачу, глубина резания S₀ = 0,5/0,7 мм/об

     Проверим  рекомендуемую подачу, по лимитирующим факторам

     а) Находим максимальное значение подачи, допускаемой заданным параметром шероховатости  поверхности. Радиус при вершине  резца r = 0,5 мм.

     б) Находим максимальную подачу допускаемую  прочность державки резца 2 мм на оборот.

     в) Находим максимальную подачу допускаемую  прочностью пластины твердого сплава: S = 1,1 мм/обор; класс точности – 4

     г) находим максимальную подачу допускаемую жесткостью заготовки S = 2,6 мм/об, Кφ = 1,41, К_L = 22

     S = 2·2,2·1,41 = 62,04 мм/об

     Таким образом подача лимитируется, жесткостью допускается

     д) полученную подачу необходимо окончательно проверить по осевой силе резания, допускаемой прочностью механизма подачи станка 16К20.

     Для станка 16К20, сила резания Px доп = 600 кгс, сила подачи Px = 102 кг.

     Таким образом подача от 0,5/0,7 не лимитируется прочностью механизма станка, поэтому принимаем среднее значение S₀ = 0,6 мм/об.

     е) Корректируем подачу по паспортным данным станка, принимаем подачу 0,6 мм/об на оборот.

     3. Назначаем период стойкости резца.  T = 60 мин

     Допускаемый износ для чистовой обработки: hз = 0,5

     4. Определяем скорость резания  допускаемый резцом V = 93,3 м/мин

     5. Определяем частоту шпинделя 

     n = ; n = = 564,1 об/мин 

     выбираем: n = 500 об/мин

     6. Определяем действительную скорость  резания

     V дейст = =   = 82,4 м/мин

     7. Определяем мощность затраченную на резание:

     N = 1,2 кВт

     Мощность  двигателя достаточное обработке при этих режимах возможно.

     8. Находим основное машинное время

     T₀ =  ; Lpx  l+yxΔ, где y = t·ctgφ = 2 мм

     y – врезание; Δ – перебег;

     Δ = 1/3 мм

     Lpx = 55+4 = 59 мм

     T₀ = = 0,20 мин

     Задание 

     На  вертикальном сверлильном станке производят сверление отверстия диаметром  D, и глубины l. Необходимо выбрать режущий инструмент, назначить режим резания, определить основное техническое время.

     Материал  заготовки – Ст40;

     σ_В=660 МПс; d = 16Н12, l = 70 мм

     Отверстие – глухое

     Обработка сохлаждением

     Станок: 2Н125

     1. Выбираем сверло и устанавливаем  его геометрические параметры.

     Принимаем спиральное сверло d = 16 мм.

     Марка инструментального материла для  обработки Т5К10

     2. Геометрические параметры: задний  угол x = 16°, угол наклона винтовой канавки ω = 20°, угол наклона пластины ω₁=6°

     Назначаем режим резания

     1) Подача S₀ = 0,28  мм/об

     Поправочный коэффициент:

     l/D = 70/16 = 4,3

     Kls = 0,9; реальная подача будет равна: S = 0,28·0,9 = 0,25 мм/об

     2) Корректируем подачу по станку 2Н125; S₀ = 0,28  мм/об

     Принятую  подачу по осевой силе резания допускаемой прочностью механизма подачи станка.

     Р доп = 450 кг. По станку 2Н125 = 900 кгс, Pmax = 900 кгс.

     Следовательно выбранная подача S₀ = 0,28  мм/об, вполне допустимая.

     3) Назначаем период стойкости сверла.

     Для сверла d = 16 мм, выбираем период стойкости Т = 45 мин.

     Допускаемый износ сверла по задней поверхности  hз = 0,6 мм.

     4) Скорость резания допускаемую режущими свойствами сверла V = 64 мм/мин.

     Поправочный коэффициент К = 0,85

     Реальная  скорость υ = К·V = 64·0,85 = 54,4

     5) Частота вращения шпинделя соответсвует найденной скорости резания.

     n = ; n = = 1082 об/мин

     Выбираем  по станку:

     1000 об/мин

     6) Действительная скорость резания

     V = =   = 54,3об/мин

     7) Определяем мощность затрачиваемую на сверление: N = 2,8 кВт

     КПД – 25%

     Проверим  достаточность мощности привода  станка, должно выпонено следующее условие: Nрез ≤ Nшпин

     У станка модели: 2Н125

     Nшпин = Nдв·n = 2,8·0,8 = 2,24 кВт

     2,8 > 2,24

     Определяем, что станок по мощности перегружен. Определяем загрузку станка по мощности.

       · 100 = · 100 = 125%

     Следовательно станок перегружен на 25%. Для кратковременного процесса резания, длительностью до 1 мин, допускается перегрузка эл.двигателя станка до 25% от его номинальной мощности. Для ответа на вопрос о допустимости перегрузки в реальном примере, необходимо установить ее продолжительность, т.е. определить машинное время T₀ =  для глухого отверстия.

     Δ = 0, Lpx = y + l

     0,3D = 0,3·16 = 4,8 мм

     T₀ =  = 0,26 мин 

     

     Таким образом если сверлильная операция выполняется в условиях серийного  производства на универсальном станке, оборудований и состоит из нескольких последовательно выполняемых переходов  обработки, то перегрузка станка по мощности в одном из этих переходов, продолжительностью 0,26 мин, вполне допустима.