Курсовой проект: Разработка одношпиндельного токарно-револьверного пруткового автомата

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
Московский политехнический университет
Кафедра: Технологии и оборудование машиностроения.
ЗАДАНИЕ
НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
1. Тема проекта: Разработка одношпиндельного токарно-револьверного пруткового
автомата;
2. Исходные данные к проекту: размеры детали: d = 10-40 мм;
материал детали – латунь; материал режущего инструмента –
быстрорежущая сталь;
3. Основные вопросы, подлежащие разработке: анализ исходных
данных, описание разрабатываемого станка, расчёт режимов
резания, кинематический расчет, поверочный расчёт мощности
электродвигателя, поверочный расчёт клиноременной передачи;
4. Спецвопрос:
5. Состав графической части проекта:
1 лист: Кинематическая схема вертикальносверлильного станка.
2 лист: Сборочный чертеж коробки скоростей.
3 лист: Сборочный чертеж шпиндельного узла.
Студент:
Дёмина А. П.
Группа:
201-231.
Руководитель проекта:
Иванников С.Н.
Москва 2024
Расчёт режимов резания
Скорость резания
Скорость резания при наружном, продольном и поперечном точении и
растачивании рассчитывают по эмпирической формуле:
𝑣=
𝐶𝑣
𝐾
𝑇𝑚𝑡𝑥𝑠𝑦 𝑣
где:
Cv – коэффициент, учитывающий условия обработки резанием. Для обработки латуни с
глубиной резания t > 0,2 Cv равен 182;
T – период работы инструмента до затупления, приводимый для различных видов
обработки, т.е. стойкость инструмента, мин. Выражается формулой:
𝑇 = 𝑇𝑚 𝜆
где Tm – стойкость в минутах машинной работы станка, при обработке одним
инструментом составит 50 мин; λ – коэффициент времени резания, принимается равным 1.
t – глубина резания, мм. Принимается равной 1 мм;
s – подача, мм/об. Для диаметра детали в пределах 10-40 мм при обработке латуни и
глубине резания < 3 мм подача будет равна 0,5 мм/об.
Kv – общий поправочный коэффициент скорости резания, учитывающий фактические
условия резания. Выражается формулой:
𝐾𝑣 = 𝐾м𝑣 𝐾п𝑣 𝐾и𝑣
𝐾𝑣 = 2 × 0,9 × 1 = 1,8
где Kмv – поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических
свойств медных и алюминиевых сплавов на скорость резания, равен 2; Kпv – поправочный
коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость
резания, равен 0,9; Kпv – поправочный коэффициент, учитывающий влияние
инструментального материала на скорость резания, равен 1;
x, y, m – показатели степени, учитывающие условия обработки резанием. Для обработки
латуни с глубиной резания t > 0,2 соответственно равны 0,12, 0,3 и 0,23.
Таким образом, скорость резания при обработке резцом с рабочей частью из
быстрорежущей стали для детали из латуни d = 10-40 мм составит:
𝑣=
182
500,23 × 10,12 × 0,50,3
× 1,8 ≈ 167 м/мин
Частота вращения шпинделя
Частота вращения шпинделя в токарном станке зависит от скорости резания и
диаметра заготовки и выражается формулой:
𝑛=
1000 × 𝑣
𝜋×𝑑
Таким образом, частота вращения шпинделя при скорости v = 167 м/мин и
диаметре заготовки d = 10 мм будет равна:
𝑛=
1000 × 167
≈ 5318 об/мин
3,14 × 10
Сила резания
Сила резания — это равнодействующая сил, действующих на режущий инструмент
при обработке резанием. При расчёте её принято раскладывать на составляющие силы,
направленные по осям координат станка – тангенциальную Pz, радиальную Py и осевую
Px. Для наружного продольного и поперечного точения эти составляющие рассчитывают
по формуле:
𝑃𝑧,𝑦,𝑥 = 10𝐶𝑝 𝑡 𝑥 𝑠 𝑦 𝑣 𝑛 𝐾𝑝
где:
Cр – коэффициент, учитывающий условия обработки резанием. Для обработки латуни при
наружном продольном и поперечном точении равен 55;
x, y, n – показатели степени, учитывающие условия обработки резанием. Для обработки
латуни при наружном продольном и поперечном точении равны 1, 0,66 и 0;
Kp – общий поправочный коэффициент силы резания, учитывающий фактические условия
резания. Выражается формулой:
𝐾𝑝 = 𝐾м𝑝 𝐾𝜑𝑝 𝐾𝛾𝑝 𝐾𝜆𝑝 𝐾𝑟𝑝
𝐾𝑝 = 2 × 0,9 × 1 = 1,8
где Kмp – поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества медных и
алюминиевых сплавов на силовые зависимости, равен 2;
Kφp, Kγp, Kλp, Krp – поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических
параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания, равны
соответственно 1, 1,15, 1 и 0,87.
Таким образом:
𝑃𝑧 = 10 × 55 × 10,12 × 0,50,3 × 1670 × 2 × 1 × 1,15 × 1 × 0,87 ≈ 894 Н
Мощность резания
Мощность резания при точении рассчитывают по формуле:
𝑁=
𝑃𝑧 𝑣
1020 × 60
При силе Pz = 894 Н и скорости резания v = 167 м/мин мощность резания N будет
равна:
𝑁=
894 × 167
= 2,4 кВт
1020 × 60