Расчет метчика. 
Расчет метчика

• 1. Задание:
  • — разработать и рассчитать режущий инструмент (резец) для обработки детали корпус.

Материал заготовки — алюминиевый сплав АК7 дв=323…382МПА.

2. Параметры резца: Выбираем расточной резец для черновой обработки внутренних поверхностей детали корпус.

Минимальный диаметр обрабатываемых поверхностей 128 мм. вылет резца 160 мм.

3. По таблице 1 (1) определяем группу обрабатываемого материала, Для алюминиевого сплава АК7 — группа II.10. Коэффициент обрабатываемости материала KvM=1,1;

• 4. Определяем материал режущей части резца по таблице 14 (1) -сплав ВК8.
• 5. По имеющимся данным минимального диаметра обработки, вылета и материала режущей части резца выбираем резец 2141−0059 ВК8 ГОСТ 1883–73. Державка 32×25, Длина 280 мм. Вылет 160 мм.(3)
• 6. Выбираем конструктивно-геометрические параметры резца. (2)

ц=95°; L=280мм; l=160мм; m=12мм; По рекомендации (2) принимаем для обработки алюминиевого сплава АК7 передний угол =12°, задний угол б=8°. Радиус при вершине r=0,5.

• 7. Определяем режимы резания при растачивании внутренних поверхностей детали корпус:
• 7.1 Подача при растачивании So= SoТ· KSo, где SoТтабличное значение подачи.

KSo= KSn· KSи· Kф· Kз· Kж· Kм; (1).

KSn-коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой пверхности.

KSикоэффициент, учитывающий материал инструмента.

Kфкоэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности.

Kз — коэффициент, учитывающий влияние закалки.

Kж — коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы.

Kм — коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали.

По таблице 27 (1) подача при черновом растачивании резцом с державкой 25 SoТ=0,31 мм/об; при глубине резания — 3 мм и вылете резца до 125 мм и SoТ=0,46 мм/об при державке 40 и вылете до 200 мм.

Принимаем среднее значение SoТ=0,36 мм/об;

По таблице 30 (1) определяем значения коэффициентов:

KSn=0,8 наличие литьевой корки, KSи=1 — твердый сплав пластины.

Kф= 0,75 — внутренняя поверхность, Kз=1 -нет закалки.

Kж=0,9 — диаметр обрабатываемой поверхности 70…150мм.

Kм=1,25 — для второй группы обрабатываемого материала.

KSo= 0,8 · 1· 0,75 · 1· 0,9 · 1,25=0,675;

So= 0,36 · 0,675=0,24мм/об;

7.2 Скорость резания при растачивании:

V=VТ· Kv;

где Kv= KvM· Kvи· Kvц· Kvm· Kvж· Kvп· Kvо;

VТ — табличное значение скорости резания. VТ=265м/мин таб.32 (1).

KvM-коэффициент обрабатываемости материала.

Kvи — коэффициент, учитывающий свойства материала инструмента.

Kvц — коэффициент, учитывающий влияние угла в плане.

Kvmкоэффициент, учитывающий вид обработки.

Kvжкоэффициент, учитывающий жесткость технологической системы.

Kvп-коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой пверхности.

Kvокоэффициент, учитывающий влияние СОЖ.

По таблице 35 (1) определяем значения коэффициентов:

KvM=1,1 (п.3) Kvи=1 — твердый сплав; Kvц=0,83 — угол 90°;

Kvm=0,6 — для растачивания.

Kvждля цветных сплавов не учитывается.

Kvп=0,85 — поверхность с коркой. Kvо=1 — без СОЖ.

Kv= 1,1 · 1,0· 0,83 · 0,6 · · 0,85 · 1,0=0,47; V=265· 0,47=123,4м/мин;

• 7.3 Усилие резания при растачивании:
  • — определяем главную составляющую силы резания (2)

Српоправочный коэффициент Ср=40;

х, упоказатели степенитаблица 22 (2).

tглубина резания, мм t=3мм;

Sо — подача, мм/об So=0,24мм/об;

Крсуммарный поправочный коэффициент Кр=1,0· 0,87·1,0·0,87=0,76.

таблица 10,23 (2) в зависимости от материала детали и углов резца.

• 8. Проектный расчет державки резца:
  • -в качестве материала для корпуса резца выбираем углеродистую сталь 50 с в=650 МПа, и.д.=200 МПа.
  • -рассчитываем проектное сечение резца квадратного сечения по

условию прочности державки:

lвылет резца, мм. l=160 мм.

Принимаем стандартный размер державки: bxh=16×16мм;

• 9. Расчет прочности и жесткости резца:
  • -расчёт прочности и жесткости резца производим по опасному сечению b*h=16×16; вылет резца в опасном сечении 160 мм. максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца: резец корпус режущий деталь

где b-ширина опасного сечения, мм высота державки, равный высоте опасного сечения, мм.

Pzдоп = 853,3н >Pz = 403,7н условие прочности выполняется Произведем проверочный расчет жесткости резца:

Максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью резца:

— допускаемая стрела прогиба резца.

— модуль упругости материала корпуса резца.

J — момент инерции прямоугольного сечения державки.

Pzжест = 79н < Pz = 403,7н, т. е. жесткости недостаточно.

Уточним размеры державки резца исходя из требований жесткости:

b=(12J)^¼J=Pl³/3EfJ=403,7· 160 ³/3· 20 000·0,1=27 560 мм ⁴

b=(12· 27 560) ^¼ =24мм Принимаем стандартное сечение резца 25×25мм.

и проверяем жесткость.

Pzжест = 477н > Pz = 403,7н, т. е. условие жесткости выполнено.

Уточняем размер державки резца — сечение 25×25мм;

• 1. Баранчиков В. И. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов. — М.: Машиностроение, 1990.
• 2. Косилова А. Г., Мещеряков Р. К. Справочник технолога-машиностроителя. Том 2. — М.: Машиностроение, 1986.
• 3. Дальский А. М., Косилова А. Г., Мещеряков Р. К., Суслов А. Г. Справочник технолога-машиностроителя. Том 1. М.: — Машиностроение, 2003.
• 4. Панов А. А. Справочник технолога. Обработка металлов резания. — М.: Машиностроение, 1988.
• 5. Древаля А. Е., Скороходов Е. А. Краткий справочник металлиста. — М.: Машиностроение, 2005.
• 6. Нефедов Н. А., Осипов К. А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. — М.: Машиностроение, 1990.