книги / Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту
..pdfны |
резца до |
рассматриваемого (опасного) сечения (вылет |
||
резца), м (мм). |
|
|
||
|
Необходимо, чтобы сила Рг была меньше максимально |
|||
допустимых |
нагрузок Рг до0 и Рг жест |
или равна им: |
||
Рi |
^ P z доп» |
Рг |
жест- |
расчета инстру |
|
Выполнение |
рабочего чертежа. После |
||
мента составляют его рабочий чертеж, на котором ука зывают все данные, необходимые для изготовления скон струированного инструмента. Чертеж должен удовлет ворять всем требованиям ЕСКД (см. гл. 1, § 3).
Пример 22. Рассчитать и сконструировать составной токарный проходной резец с пластиной из твердого сплава
для |
чернового |
обтачивания |
вала |
из стали 45 |
с |
а„ |
= |
|||||||||
= |
750 МПа («75 кгс/мм2). Диаметр заготовки D = |
80 мм, |
||||||||||||||
припуск |
на обработку |
(на сторону) h = 3,5 мм, подача |
||||||||||||||
на оборот S0 = |
0,2 мм/об, вылет резца / = |
60 мм. |
|
|
||||||||||||
|
Р е ш е н и е . |
|
1. В качестве |
|
материала |
для |
корпуса |
|||||||||
резца выбираем углеродистую сталь 50 с ав — 650 МПа |
||||||||||||||||
(«65 |
кгс/мм2) |
и |
допустимым |
напряжением |
на |
изгиб |
||||||||||
сг„ „ = 200 МПа |
(«20 |
кгс/мма). |
|
силы |
резания |
|
(подробнее |
|||||||||
|
2. |
|
Главная |
составляющая |
|
|
||||||||||
см. пример 11) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Рг = |
9,81С р/Ргз1РгКрг = |
9,81 -300-3,5-0,30-75 -1 = |
|
||||||||||||
|
|
= 9,81-300-3,5-0,405 = 4170 Н |
(«451 |
кгс), |
|
|||||||||||
где Крг = 1 — суммарный |
поправочный |
коэффициент. |
||||||||||||||
|
3. |
|
При |
условии, |
что h « |
|
1,66, |
ширина |
прямоуголь |
|||||||
ного |
сечения |
корпуса |
резца |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
и _ \ |
f |
6Рг1 |
_У. 6-415-60 |
14,3 |
мм, |
|
|
|||||||
|
|
0 |
V |
2,56аи.д |
V |
2,56-20 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
или в единицах СИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
6Рг1 |
|
6 - 4 1 7 0 - 6 0 - 10 -3 |
0,0143 |
М = |
|
|||||||
|
|
|
2 ,5 6 а и , д |
|
2 ,5 6 - 2 0 - 1 0 ° |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
= |
14,3-10_3 |
м = |
14,3 мм. |
|
|
|
|
|
|||
, |
Принимаем ближайшее большее сечение корпуса (6 = |
|||||||||||||||
= |
16 мм). Руководствуясь приведенными соотношениями, |
|||||||||||||||
получим |
высоту |
корпуса резца |
h = |
1,66 = |
1,6-16 |
= |
||||||||||
=25,6 мм. Принимаем h — 25 мм.
4.Проверяем прочность и жесткость корпуса.резца!
|
максимальная |
нагрузка, |
допускаемая |
прочностью |
||||
резца: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РZ ДОП — |
bh2oiUд |
16•252-20 = |
555 |
кгс, |
|||
|
|
|
6/ |
6-60 |
|
|
|
|
или в единицах СИ |
|
|
|
|
|
|||
п |
16-10“3 (25*10“3)2 200* 10е = |
5500 |
Н |
(« 5 5 5 кгс)? |
||||
* г доп |
|
6-60-10“» |
|
|
|
|
||
|
максимальная |
нагрузка, |
допускаемая |
жесткостью |
||||
резца; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р2 ЖССТ — |
ZfEJ |
3-0,1-20 000-20 800 |
= |
577 КГС, |
|||
|
|
|
Р |
60» |
|
|
|
|
или в единицах СИ |
|
|
|
|
|
|||
|
Р |
|
ZfEJ |
3-0,1-10-3-2-10U-2,08-10-9 |
||||
|
^2 жест— |
р — |
|
(60 |
10-3)3 |
|
||
|
= 0,00577.10е = 5770 |
Н |
(«577 кге), |
|||||
где / = 0,1 -10"3 м («0,1 мм) — допускаемая стрела про гиба резца при черновом точении; Е = 2 НО5 МПа = = 2 -1011 Па = 20 000 кге/мм2 — модуль упругости мате риала корпуса резца; / = 60 мм — вылет резца; J *= момент инерции прямоугольного сечения корпуса;
|
J = |
Wt3 |
16-25» = 20 800 мм4, |
|
|
|
|
|
12 |
12 |
|
|
|
или в единицах СИ |
|
|
|
|
||
J = |
ЫР |
_ 16-103 (25-10-3)3 |
= 2,08-10-* |
м. |
|
|
|
12 |
~ |
12 |
|
|
|
Резец обладает достаточными прочностью и жестко |
||||||
стью, так как Рг доп > Рг < Рг жеСт (5550 > 4170 < |
5770). |
|||||
5. Конструктивные |
размеры |
резца |
берем |
по |
||
СТ СЭВ 190—75; общая длина резца L = 140 мм; рассто яние от вершины резца до боковой поверхности в на правлении лезвия п_— 6 мм; радиус кривизны вершины дезвия резца гв = 0,4 мм; пластина из твердого сплава, / = 16 мм, форма № 0239А по ГОСТ 2209—82.
6. |
Геометрические элементы |
лезвия |
резца выбираем |
|
по карте |
18 справочника ([12], |
с. 188, |
189). |
|
7. |
По |
ГОСТ 5688—61* принимаем: |
качество отделки |
|
(параметры шероховатости) передней и задней поверх ности лезвия резца и опорной поверхности корпуса; предельные отклонения габаритных размеров резца; марку
I. Натерийп державки резца- стань so по гост /050-79-*. v
z.Пластина режущая из твердой)сплава г т е , форма 2421по гост2209-82.
J. материй//лрилая-латуньров или другой марки по г о с т m 2 7 7 0 * толщина
слоя припоя о,1нм-Разрыв слоя припоя недолжен превышать го% его |
|
общей длины. |
|
9. Основные размеры резца должны соответствовать стандартам |
|
ГОСТ/007 8 -7 J * и СГ С 38/9 0 -7 5 . |
?Т1п |
5. Неуказанные предельные отнлонения размеров £ |
( Г0С Т253У7-82), |
6.Маркировать марку твердого сплава,размер резц ат оварны й зн ак завода-изготовителя ( T i5 rt6 -i6 x z s - 0 ),
курсовая работа
HJM. Ласт К'вонум. лсдп. Лата |
|
|
Лите).?Масса |
Насштй |
||||
|
Разрад |
Петробл Б. |
о п т |
Резец токарны * |
|
|
|
|
лровер. |
ИвановБ.А. |
15Ш 2 проходной |
пряной |
К |
830г |
Ы |
||
г.контр. |
|
|
|
|
|
| Листов 7 |
||
н.контр. |
|
|
|
|
Лист1 |
|||
|
|
|
|
М СИГ |
• |
|||
|
Утв. |
|
|
|
|
2В. 3 5 0 4 Л |
||
Рис. 24. |
Чертеж токарного составного проходного резца, оснащенного |
|||||||
пластиной из твердого сплава |
|
|
|
|
|
|||
твердого сплава пластины и материала корпуса; содер |
||||||||
жание и место маркировки. |
|
|
|
|
||||
8. |
Выполняем рабочий чертеж резца (рис. 24) с ука |
|||||||
занием |
основных |
технических |
требований. |
|
|
|||
Задача 19. Рассчитать поперечное сечение корпуса резца с пластиной из твердого сплава для черновой обра-
№ |
|
|
|
D |
t |
Soi |
/, |
Материал |
заго то в к и стал ь, |
|
|
||||
вари |
|
мм |
мм/об |
ММ |
|||
анта |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
40ХН, а в = 800 МПа |
150 |
6 |
1.0 |
55 |
||
2 |
( « 80 кгс/мм2) |
|
|
|
|
||
65Г, ав = |
750 МПа |
200 |
8 |
1.4 |
60 |
||
|
(« 7 5 |
кгс/мм?) |
|
|
|
|
|
3 |
ХГ, ав = |
1000 МПа |
75 |
2 |
0,25 |
40 |
|
4 |
( « 100 кгс/мм?) |
100 |
3 |
0,35 |
40 |
||
Ст5, ов = |
450 МПа |
||||||
5 |
( « 45 |
кгс/мм2) |
• 120 |
4 |
0,5 |
45 |
|
Ст5, ов = |
600 МПа |
||||||
6 |
( « 60 |
кгс/мм2) |
125 |
5 |
0,8 |
50 |
|
45Х, а в = |
1000 МПа |
||||||
7 |
(« 100 кгс/мм2) |
220 |
2,5 |
0,3 |
45 |
||
40Г, 229 НВ |
|||||||
8 |
Сталь |
50, |
241 НВ |
250 |
10 |
1.2 |
60 |
9 |
А20, |
168 НВ |
40 |
3 |
0,5 |
50 |
|
10 |
А40Г, |
207 НВ |
60 |
5,5 |
0,35 |
60 |
|
30. Данные к задаче 20
№ варианта |
Материал заготовки |
D, мм |
|
1 |
Серый чугун СЧ 15, 175 НВ |
20 |
|
2 |
|
|
25 |
3 |
|
|
30 |
4 |
Сталь Ст5, а в = |
600 МПа |
35 |
5 |
(« 60 кгс/мм2) |
|
45 |
6 |
|
|
55 |
7 |
Сталь У7, а в = |
850 МПа |
20 |
8 |
(« 85 кгс/мм2) |
|
30 |
9 |
|
|
45 |
10 |
Серый чугун СЧ 35, 220 НВ |
50 |
|
ботки стального вала. Диаметр заготовки D\ глубина резания t\ подача на оборот S 0; вылет резца I (табл. 29).
Задача 20. Рассчитать опасное сечение отрезного резца с пластиной из быстрорежущей стали Р18, Р9 или Р6М5, предназначенного для отрезания вала диаметром D (табл. 30). Материал корпуса выбрать самостоятельно!
варианта |
Материал |
|
заготовки |
№ |
|
1Сталь 40ХН
ав = 1000 МПа
( « 100 кге/мм2)
2Сталь ХГ, ов = 1100 МПа
(«П О кге/мм2)
3Серый чугун СЧ 30, 200 НВ
4Серый чугун СЧ15, 175 НВ
5Бронза Бр АЖН11-6-6
6Медь М3
7Сталь СтЗ ов = 400 МПа
( « 40 кге/мм2)
8Сталь Ст5 ов = 600 МПа
( « 60 кге/мм2)
9Сталь 40Г,
229НВ
ю. Сталь 38ХА,
207НВ
О |
h |
Пара |
|
|
|
|
|
|
метр |
/, |
Условия |
||
|
|
шерохо |
MM |
работы |
||
мм |
|
ватости, |
|
|
|
|
|
мкм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Система ста |
|
|
8 |
|
|
|
нок-заготов |
|
200 |
|
|
|
ка—инстру |
||
|
|
Rz = |
|
|
мент недоста |
|
|
|
16 |
|
точно жесткая |
||
250 |
8 |
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Обтачивание |
|
|
|
|
|
|
в упор |
|
50 |
2 |
Rz = |
32 |
|
|
|
100 |
3 |
|
|
|
|
|
150 |
5 |
Ra= 2 |
40 |
II -© |
о |
|
|
|
со |
||||
'36 |
1 |
|
|
|
|
|
30 |
2 |
Rz = |
63 |
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
42 |
3 |
R z= 32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длина |
заго |
|
|
|
|
|
товки 300 мм |
|
75 |
5 |
R a= 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
100 |
6 |
R z= 32 |
|
|
|
|
№
вари
анта
1
2
3
4
5
6
7
'8
9
10
Материал |
заготовки сталь |
D |
d |
Исполнение |
|
|
мм |
резца |
|||
|
|
|
|
||
|
|
* 60 |
50 |
Правое |
|
40ХН, ав = 900 МПа |
90 |
75 |
|||
|
|||||
(« 90 кгс/мм2) |
|
||||
|
|
|
|||
|
|
50 |
35 |
Левое |
|
|
|
75 |
55 |
Правое |
|
У10, а в = |
1100 МПа |
100 |
80 |
||
|
|||||
(«110 кгс/мм2) |
|
||||
|
|
|
|||
|
|
150 |
130 |
Левое |
|
|
|
35 |
25 |
|
|
|
|
50 |
40 |
Правое |
|
Ст2, ав = |
400 МПа |
|
|||
|
|
|
|||
(« 40 кгс/мм?) |
75 |
60 |
|
||
|
|
|
|||
|
|
40 |
30 |
Левое |
|
|
|
|
|||
33. Данные к задаче 23
№
вари Материал заготовки анту
1Сталь 60Г,
=600 МПа (« 60 кгс/мм2)
2Сталь У10, ав = 700 МПа (« 70 кгс/мм?)
3Сталь Р18, ов = 900 МПа
(« 90 кгс/мм?)
4Серый чугун СЧ 35, 220 НВ
|
|
|
Пара |
|
d |
D |
i |
метр |
|
|
|
|
шерохо Отверстие |
|
|
мм |
|
ватости, |
|
|
|
мкм |
||
60 |
65 |
60 |
R z= 63 |
|
72 |
75 |
75 |
. Rz = |
32 |
40 |
42 |
150 |
R z= |
Сквозное |
16 |
||||
50 |
55 |
100 |
& II to |
|
№ |
|
|
d |
D |
/ |
Пара |
|
Материал заготовки |
метр |
Отверстие |
|||||
вари |
|
мм |
|
шерохо |
|||
анта |
|
|
|
|
ватости, |
|
|
|
|
|
|
|
|
мкм |
|
5 |
Серый чугун СЧ 15, |
60 |
64 |
75 |
Rz = 63 |
|
|
6 |
175 НВ |
75 |
80 |
60 |
Rz = 32 |
|
|
Бронза Бр ОС 4-3, |
Глухое |
||||||
7 |
70 НВ |
80 |
82 |
50 |
R z= 16 |
||
Медь М4 |
|
||||||
8 |
Сталь Ст5, |
40 |
44 |
100 |
Ra= 2 |
|
|
|
ств = |
600 МПа |
|
|
|
|
|
|
(« 60 кгс/мм2) |
|
|
|
|
|
|
9 |
Сталь 40ХН |
45 |
50 |
120 |
Rz — |
|
|
|
ав = |
1000 МПа |
|
|
|
= 6,3 |
|
10 |
(« 100 кгс/мм2) |
50 |
52 |
150 |
R z= 16 |
Сквозное |
|
Сталь |
40Х, |
||||||
|
ав = |
1100 МПа |
|
|
|
|
|
(«110 кгс/мм2)
ширину резца, подачу и геометрические элементы лезвия принять по нормативам режимов резания [7].
Задача 21. Рассчитать и сконструировать токарный составной проходной резец с пластиной из твердого сплава для обтачивания вала. Диаметр заготовки D\ припуск (на сторону) ft; вылет резца I (табл. 31). Режимы
резания для |
заданных условий обработки определить |
по нормативам |
[7] или справочнику [12]. |
Задача 22. Рассчитать и сконструировать токарный составной резец с пластиной из быстрорежущей стали для подрезки уступа заготовки, имеющей больший диа метр D и меньший диаметр d, припуск (на сторону) ft = = 5 мм. Режимы резания определить по нормативам [7]. Основные размеры резца выполнить по ГОСТ 18871—73* для вариантов № 1—5 и по СТ СЭВ 195—75 для вариан тов № 6—10 (табл. 32).
Задача 23. Рассчитать и сконструировать составной резец с пластиной из твердого сплава для растачивания отверстия диаметром d до диаметра D на длину I (табл. 33). Режимы резания для заданных условий обработки опре делить по данным (7, 12]. Основные размеры резца вы полнить по ГОСТ 18063—72* и ГОСТ 18064—72*.
§ 8. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СБОРНЫХ РЕЗЦОВ С МЕХАНИЧЕСКИМ КРЕПЛЕНИЕМ ПЛАСТИН
Применяют сборные резцы с механическим креплением трех-, четырех-, пяти- и шестигранных пла стин из твердого сплава, предназначенных для обработки заготовок из стали и чугуна (рис. 25). В корпус 1 резца запрессован штифт. На штифт свободно надевают много гранную пластину из твердого сплава 3, которую закреп ляют между штифтом и задней опорной стенкой корпуса с помощью клина 4 и винта 5. Многогранные пластины повторно затачивают. После изнашивания одной режущей кромки пластину поворачивают и в работу вступает следующая режущая кромка. После изнашивания всех режущих кромок пластину заменяют новой.
Углы ф у резцов с многогранными пластинами такие же, как у составных (цельных) напайных резцов с той же рабочей высотой, угол в плане может быть 45, 60 и 90°. Необходимых задних углов а и at достигают путем уста новки пластины под соответствующим отрицательным
углом у7. Для обеспечения по ложительных значений переднего угла у, а также для завивания и дробления стальной стружки вдоль каждой из режущих кромок пре дусмотрены выкружки, формируе мые при прессовании многогран-
Рис. 25. Резец с механи |
|
ческим креплением непе- |
|
ретачиваемой многогран |
Рис. 26. Многогранные пластины из твер |
ной пластины из твердого |
дого сплава: |
сплава |
a — форма 1; б — форма II |
34.Геометрические элементы лезвия (°) рабочей части резцов
смногогранными пластинами
|
в |
Углы |
Передние углы |
Задние углы |
||||
Пластина |
|
плане |
|
|
|
|
|
|
Ф |
|
|
|
V |
|
а, |
||
|
Я>1 |
|
|
а |
||||
Трехгранная |
90 |
|
10 |
12 |
|
12 * |
7,5 |
7,5 |
Четырехгранная |
45 |
|
45 |
10 |
|
10** |
10 |
4 |
Пятигранная |
60 |
|
12 |
|
12 |
8 |
8 |
|
Шестигранная |
45 |
|
15 |
|
|
10 |
10 |
5 |
* Для резцов, оснащенных пластинами с диаметром описан |
||||||||
ной окружности |
14 мм, |
|
передний |
угол |
у = |
17°. |
|
|
** Для резцов, оснащенных пластинами с диаметром описан |
||||||||
ной окружности |
14 мм, |
|
передний |
угол |
у = |
15°. |
|
|
ных пластин (форма I). Геометрические элементы лез вия резцов с многогранными пластинами формы I выби рают по табл. 34.
Угол у, образованный выкружкой, равен 20 или 25° в зависимости от размера пластины, что обеспечивает при закреплении пластины на державке йод углом уу = 10° передний угол у, равный 10 или 15°. Радиусы вершин
выбирают |
минимальными (гв = 0,4 |
1 мм). |
Сочетание малого радиуса вершины резца и большого |
||
переднего |
угла резца значительно |
уменьшает отжим |
35. Режимы резания при обработке заготовок из стали 45 резцами с многогранными пластинами
Диаметр описанной окружности пластин |
Рабочая |
|
высота |
/ |
резцов |
|
мм
|
Макси |
|
и, не |
более |
|
|
мальная |
Л |
|||
Станок |
площадь |
So, |
|
||
сечения |
мм |
мм/об |
|
||
|
срезаемо |
|
|
|
|
|
го |
слоя |
|
|
|
|
f. |
мм2 |
|
м/мнн |
м/с |
|
|
|
|
||
14 |
16; |
20 |
16Б16П |
1,6 |
1—5 |
0,2—0,4 |
200 |
3,3 |
18 |
20; |
25 |
16Б16П |
3,0—3,5 |
1—6 |
0,3—0,7 |
200 |
3,3 |
22 |
25; |
32 |
16К20 |
5,0—5,5 |
2—8 |
0,4—0,8 |
150 |
2,5 |
16К20 |
||||||||
26 |
32; |
40 |
1М63Б |
8,0—8,5 |
2—9 |
0,4—1,0 |
150 |
2,5 |
1М63Б |
||||||||
|
|
|
1М64 |
|
|
|
|
|
Рис, 27, Чертеж токарного сборного проходного резца со сменной
а |
резец в сборе; б |
корпус; в |
пластина; г — клин |
заготовки силой Р1 и позволяет использовать эти резцы при малой жесткости станка и заготовки.
Сборные резцы с многогранными пластинами могут быть успешно использованы при обработке заготовок из чугуна, конструкционной и высоколегированной сталей.