Проектирование токарного резца с пластиной из твердого сплава

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Северо-западный государственный заочный технический университет»

Кафедра технологии машиностроения

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа №1

по дисциплине «Режущий инструмент»

по теме «Проектирование токарного резца с пластиной из твердого сплава»

 

 

 

 

 

 

Выполнил         

Вариант         18

 

 

 

 

 

 

 

2014

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Анализ исходных данных для расчета

Требуется рассчитать и спроектировать токарный резец с пластиной из твёрдого сплава для чистовой обработки. Шероховатость обработки поверхности – Ra=2.0мкм, диаметр заготовки – D=60мм, подача резания – s=0.17мм/об, глубина резания – t=2мм, вылет резца – l=30мм [1, табл.4.1.1, с.119]. Обрабатываемые материал – Сталь 3, σв=400МПа [1, табл.4.1.2, с.120].

2 Выбор формы пластины и конструкции резца

Для обработки по заданным исходным данным выбираем токарный проходной отогнутый резец с φ=45° по ГОСТ 18877-73 с напайной пластиной из твердого сплава типа 62 с γ=0° согласно ГОСТ 25395-90. Размеры принятой пластины 62252: l=14мм, b=12мм, s=6мм, α=8°.

Рисунок 1 – Эскиз режущей пластины

3 Выбор марки инструментального материала пластины

Принимаем в качестве инструментального материала твердый сплав марки Т15К6 [2, табл. 3, c.116]. Этот сплав показывает хорошие результаты при получистовом и чистовом точении углеродистой стали.

4 Выбор поперечного сечения державки резца

Обработку ведем на токарном станке модели 1К62 с высотой центров 215мм. Принимаем прямоугольную форму сечения державки. В зависимости от высоты центров станка, конструкции резца, а также с учетом сечения срезаемого слоя F=t×s=0.34мм2 [1, табл. 4.1.4, с.123] принимаем сечение державки резца B×H равным 16×20мм.

В качестве материала державки будем использовать конструкционную сталь 40Х ГОСТ 1051-73.

Конструктивные параметры державки резца выбираем из ГОСТ 18877-73. Принимаем L=120мм, n=10мм, R=0.8мм, l=14мм, m=9.2мм, h1=13.5мм, h2=17мм, K=15мм .

Рисунок 2 – Эскиз гнезда под пластину

5 Проверка прочности  и жесткости державки резца

Максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца при известных размерах сечения державки резца [1, с.122]:

 

где l – вылет резца, м;

σи – допускаемое напряжение на изгиб материала державки резца. Для стали 40Х принимаем σи=400Мпа[1, с.121] .

 

Максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью резца, определяется с учетом допустимой стрелы прогиба резца [1, с.122]: :

 

где f – допускаемая стрела прогиба резца, м. Для чистового точения принимаем f=0.05×10-3м;

E – модуль упругости материала резца, МПа. Для углеродистой стали принимаем Е=2×105МПа;  

τ – момент инерции сечения державки, мм4.

Рассчитаем τ для нашего случая (прямоугольного сечения):

 

 

 

Рассчитаем силу резания, возникающую в процессе точения по формуле [3, с.315]:

 

где СPz=320, xPz=0.96, yPz=0.71[3, табл. 8.26, с.318];

HB – твердость обрабатываемого материала, принимаем HB=131Мпа;

Принимаем  nPz=0.75, а km=1[3, с.318];

 

 

kh – коэффициент, учитывающий влияние износа резца, принимаем kh=1, [3, с.318].

 

Следовательно спроектированный резец удовлетворяет условием прочности и жесткости, так как Pz<Pz доп и Pz<Pz жест.

6 Назначение технических требований на изготовление резца

Допускается выступление режущей пластины относительно державки резца на расстояние не более 0,5мм.

В качестве припоя применять припой марки П102. Величина слоя припоя должна быть не более 0,35мм.

На передней и задней поверхностях, образующих режущую кромку и округление вершины, трещины, разрывы и следы припоя не допускаются.

Державка резца должна иметь защитное покрытие по ГОСТ 9.306. Защитное покрытие не должно нарушать плоскостности опорной поверхности резца.

Допуск прямолинейности боковых сторон державки не более 1мм на 100мм длины.

Допуск плоскостности нижней опорной поверхности державки резца не более 0,2мм.

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Режущий   инструмент:   учебно-методический   комплекс /  сост. В.В. Макаров, Л.Б. Алексеева. –  СПб.: Изд-во СЗТУ, 2009. – 150с.

2. Косилова А.Г., Мещеряков  Р.К. Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. – 4е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – Т.2. – 496с.

3. Справочник инструментальщика/ И. А. Ординарцев, Г.Ф. Филлипов, А.Н. Шевченко и др.; Под общ. ред. И.А. Ординарцева – Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1987. – 846с.