Теория Резания

Министерство образования Украины
                    Национальная горная академия Украины



                            Методические указания
                          по практическим занятиям
                   для студентов специальностей 7.09.02.02



                  Кафедра технологии горного машиностроения



                            Днепропетровск, 1998


                               Общие указания


   Методические указания разработаны в соответствии  с  программой  предмета
(Теория  резания,  тепловые  процессы  в   технологических   системах(   для
специальности 1201 (Технология машиностроения(.
   Цель данного методического указания  -  оказать  помощь  при  изучении  и
приобретении практических навыков при выборе инструмента  и  его  геометрии,
определении параметров режимов резания, сил резания,  а  также  при  расчете
основного технологического времени.

                          Практическое занятие № 1.

            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:  Px  -  осевая  сила;  Py  -  радиальная   сила;   Pz   -
тангенциальная сила, которую обычно называют силой резания [1] .
    Осевая  сила  Px  действует  вдоль  заготовки,  при  продольном  точении
противодействует механизму подач.
   Радиальная сила Py - отжимает резец, ее реакция изгибает заготовку.
    Сила  резания  Pz  направлена  по  касательной  к  поверхности  резания,
определяет расходуемую мощность на резание Np.
   Составляющие силы  резания  при  точении  рассчитывают  по  аналитической
формуле :

                          Pz(x,y)=10CptxSyVnKp , H

где Cp - коэффициент , учитывающий условия обработки;
       x,y,n - показатели степени;
       t - глубина резания, мм;
       S - подача, мм/об;
       V - скорость резания, м/мин;
        Кр  -  обобщенный  поправочный  коэффициент,  учитывающий  изменение
условий по отношению к табличным.
                                   [pic],
где [pic] - поправочный коэффициент,  учитывающий  свойства  обрабатываемого
материала;
[pic]     -      коэффициенты, учитывающие соответствующие геометрические
параметры резца .
   Мощность резания рассчитывают по фориуле
                                    [pic]
где Pz - сила резания, Н;
       V - скорость резания, м/мин.

Пример решения задачи
   Определить силы, действующие при продольном точении  заготовки  из  стали
40Х с пределом прочности  [pic],  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; [pic][pic][pic][pic][pic][pic]
   Решение
1. Силы резания при точении
Pz(x,y)=10CptxSyVnKp
1  Определяем значения постоянной и показателей степени [2],
[pic]                  х=1,0      y=0,75     n= - 0,15
[pic]                  x=1,0      y=0,5      n= - 0,4
[pic]                  x=0,9      y=0,6      n= -0,3
1.2 Определяем значения поправочных коэффициентов
                                    [pic]
[pic] n=0,75 [2],
[pic]
[pic]; n=1 [3],
[pic]
[pic] n=1,35 [2],
[pic]
   Поправочные коэффициенты, учитывающие геометрию резца [2],
[pic]       [pic]            [pic]
[pic]       [pic]            [pic]
[pic]
[pic]- учитывается только для резцов из быстрорежущей стали
Pz=10(300(31(0,80,75(67-0,15(0,95(0,94(1,25=4050 H
Px=10(339(31(0,80,5(67-0,4(0,93(1,11(2=1685,5 H
Py=10(243(30,9(0,80,6(67-0,3(0,91(0,77(2=1611 H
2. Мощность резания
                                    [pic]

   Задание на практическое занятие №1
   Выполнить расчет силы резания (Pz) и мощности, затрачиваемой  на  резание
по заданному варианту.
   Исходные данные приведены в таблице1.
   Порядок выполнения работы
 1. Пользуясь инструкцией и литературой [1,2], изучить методику и  выполнить
    расчет по заданию.
 2. Составить отчет по форме 1.
                                   Форма 1
 1. Наименование работы.
 2. Цель работы.
 3. Задание.
 4. Расчет силы резания и мощности, затрачиваемой на резание.
                                                                   Таблица 1
                 Варианты задания к практическому занятию 1
|Номер|Материал заготовки    |Режим резания   |Геометрические параметры      |
|вари-|                      |                |резца*                        |
|анта |                      |                |                              |
|     |                      |t, |S,  |V,   |(( |(( |(( |((|r, |Форма    |
|     |                      |   |мм  |м/мин|   |   |   |  |мм |перед-ней|
|     |                      |мм |    |     |   |   |   |  |   |повер-хно|
|     |                      |   |    |     |   |   |   |  |   |сти      |
|1    |2                     |3  |4   |5    |6  |7  |8  |9 |10 |11       |
|     |Сталь 20, (в=550 МПа  |4  |0,7 |140  |45 |8  |10 |5 |1  |Радиусная|
|     |                      |   |    |     |   |   |   |  |   |с фаской |
|2    |Серый чугун СЧ10, НВ  |5  |0,78|60   |60 |8  |5  |10|1  |Плоская  |
|     |160                   |   |    |     |   |   |   |  |   |         |
|3    |Сталь 12Х18Н9Т; НВ180 |1  |0,21|265  |90 |12 |10 |0 |2  |Радиусная|
|     |                      |   |    |     |   |   |   |  |   |с        |
|4    |Сталь 14Х17Н2; НВ200  |1,5|0,19|250  |90 |12 |10 |0 |2  |фаской   |
|     |                      |   |5   |     |   |   |   |  |   |         |
|5    |Серый чугун СЧ30, НВ  |1,5|0,26|150  |45 |10 |5  |-5|2  |Плоская  |
|     |220                   |   |    |     |   |   |   |  |   |         |
|6    |Серый чугун СЧ20, НВ  |2  |0,35|155  |45 |10 |12 |0 |1  |Радиусная|
|     |210                   |   |    |     |   |   |   |  |   |с        |
|7    |Сталь 38ХА, (в=680 МПа|3  |0,61|120  |60 |8  |10 |5 |   |фаской   |
|8    |Сталь 35, (в=560 МПа  |1,5|0,2 |390  |60 |12 |15 |0 |   |         |
|9    |Серый чугун СЧ15, НВ  |4,5|0,7 |65   |90 |8  |5  |0 |   |Плоская  |
|     |170                   |   |    |     |   |   |   |  |   |         |
|10   |Серый чугун СЧ10, НВ  |3,5|0,6 |65   |45 |10 |10 |5 |   |         |
|     |160                   |   |    |     |   |   |   |  |   |         |
|11   |Сталь 40ХН, (в=700 МПа|1,5|0,3 |240  |60 |12 |10 |-5|2  |Радиусная|
|     |                      |   |    |     |   |   |   |  |   |с        |
|12   |Сталь Ст3, (в=600 МПа |5  |0,8 |240  |60 |10 |5  |0 |   |фаской   |
|13   |Сталь 40Х, (в=750 МПа |1,0|0,15|240  |90 |12 |10 |-5|   |         |
|14   |Сталь Ст5, (в=600 МПа |3,5|0,52|130  |45 |8  |10 |5 |1  |         |
|15   |Серый чугун СЧ20, НВ  |4,0|0,87|75   |60 |8  |5  |10|   |Плоская  |
|     |180                   |   |    |     |   |   |   |  |   |         |
|16   |Серый чугун СЧ20, НВ  |2,5|0,25|100  |45 |10 |5  |0 |   |         |
|     |200                   |   |    |     |   |   |   |  |   |         |



                                                         Продолжение табл. 1

|1    |2                     |3  |4   |5    |6  |7  |8  |9 |10 |11       |
|17   |Сталь 20Х, (в=580 МПа |1,0|0,12|180  |45 |12 |15 |0 |   |Радиусная|
|     |                      |   |5   |     |   |   |   |  |   |с        |