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 |
| 
