Главная Вход в систему Регистрация
Задать вопрос Консультации Пользователи Форум
О системе Помощь
Задать вопрос экспертам
Консультация № 186447
16.07.2012, 04:52
0.00 руб.
13.06.2013, 16:11
0 7 1
ДРУГОЕ / РАЗНОЕ
Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:
На токарном станке модели 16К20 обтачивается заготовка (серый чугун СЧ15, НВ 180) резцом с пластинкой из твердого сплава с заданными углами φ=90° и γ=5° при глубине резания t = 5,5 (мм), подаче s = 0,78(мм/об) и скорости резания V = 70 (м/мин). Определить: 1. Мощность тепловыделения в зоне резания Q (Вт); 2. Эквивалентную теплопроводность державки с режущей пластиной; 3. Температуру на опорной плоскости режущей пластины со стороны задней поверхности.
Сделать заключение о возможности разупрочнения материала державки, приняв температуру разупрочнения равной 250 °С.

Обсуждение

давно
Гордиенко Андрей Владимирович
Мастер-Эксперт
17387
18345
17.07.2012, 10:10
общий
Какой учебник рекомендован Вам для изучения предмета? Есть ли в Вашем распоряжении образец решения подобной задачи? Я могу выполнить расчёт, исходя из своих представлений, но не исключено, что он не удовлетворит Вашего преподавателя, особенно если Вам излагали соответствующую методику по учебным установкам кафедры.
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Гордиенко Андрей Владимирович
Мастер-Эксперт
17387
18345
17.07.2012, 12:08
общий
17.07.2012, 12:09
Пока могу предложить Вам расчёты по первым двум пунктам задания. Чтобы продолжить, нужно знать, какая часть теплоты передаётся через контактную площадку на передней поверхности и какая часть возвращается в заготовку через заднюю поверхность. Потрудитесь, пожалуйста, уточнить это. Внимательно прочитайте методические указания к решению задачи. Кафедра должна была непременно предоставить эту информацию в Ваше распоряжение.

1. Для расчёта силы резания при точении воспользуемся формулой на с. 271 [1]:


При этом имеем
- в соответствии с табл. 22 [1, с. 274];
- в соответствии с табл. 9 [1, с. 264];
- в соответствии с табл. 23 [1, с. 275];

в соответствии с формулой (1)


Находим эффективную мощность резания:


Как известно из теории резания [2], принято считать, что в теплоту переходит вся работа резания. Поэтому можно принять


2. Примем, что державка резца изготовлена из стали 45, а режущая пластина из твёрдого сплава ВК8. По табл. 1 [3, с. 280] находим коэффициенты теплопроводности:
- для твёрдого сплава ВК8;
- для стали 45.

У станка 16К20, как следует из его обозначения, высота центров составляет 200 мм. При черновой обработке на этом станке обычно используются резцы с прямоугольным поперечным сечением державки B X H = 16 мм Х 25 мм, закрепляемые в резцедержателе суппорта [4, табл. 3.5, с. 108]. Примем ориентировочно толщину твёрдосплавной пластины равной [$916$]1 = 0,25H = 0,25 [$183$] 25 [$8776$] 6 (мм). Тогда толщину державки под пластиной можно принять равной [$916$]2 = H - [$916$]1 = 25 - 6 = 19 (мм).

Будем рассматривать резец как плоскую стенку, состоящую из двух слоёв. Эквивалентный коэффициент теплопроводности такой стенки можно определить, заменив её тепловой цепью из двух последовательно соединённых термических сопротивлений [3, с. 27]. Получим

или (при площади F поверхности, через которую передаётся теплота)





После вычислений по формуле (2) получим искомый эквивалентный коэффициент теплопроводности:


Литература
1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.
2. Ящерицын П. И. Теория резания: учеб. / П. И. Ящерицын, Е. Э. Фельдштейн, М. А. Корниевич. - Минск: Новое знание, 2006. - 512 с.
3. Резников А. Н., Резников Л. А. Тепловые процессы в технологических системах: Учебник для вузов. - М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.
4. Фельдштейн Е. Э. Металлорежущие инструменты: справочник конструктора / Е. Э. Фельдштейн, М. А. Корниевич. - Минск: Новое знание, 2009. - 1039 с.

Жду ответа на свои сообщения. Если Вы не ответите на них, то я к концу срока действия консультации оформлю как ответ частичное решение задачи. Пожалуйста, не затягивайте.
Об авторе:
Facta loquuntur.
Неизвестный
17.07.2012, 19:02
общий
Здравствуйте, спасибо за помощь. У меня есть следующие методические указания по решению данной задачи:
По эмпирическим формулам рассчитать усилие резания, воспользовавшись для этого справочной литературой.
Вычислить общую тепловую мощность. Полученный результат перевести в единицы международной системы.
Для определения эквивалентного коэффициента теплопроводности державки с режущей пластиной можно воспользоваться формулой: λэ=Н/(h/λ1 +(H-h)/λ2 );
где h - высота режущей пластины, см; H- высота державки, см; λ1- теплопроводность материала режущей пластины, кал/см с град;λ2 - теплопроводность материала державки, кал/см-с-град. Значения λ приведены в приложении.

Для расчета температуры в основании режущей пластины можно воспользоваться формулой:
θ=q/(π∙λ)∙(-Ei∙[-r^2/(4ω∙τ)])

где q - интенсивность тепловыделения в тело резца на единицу длины режущей кромки, кал/см с;
r - расстояние от режущей кромки до основания пластины по задней поверхности, см;
ω — коэффициент температуропроводности, см2 /с;
Ei(x) - интегрально-показательная функция;
τ - время обработки одной детали, с.
λ- теплопроводность материала режущей пластины, кал/см с град;
Интенсивность тепловыделения в тело резца принять равной 5 % от общего количества тепла, т.е. q= 0,05Q)/b, где b - ширина сечения срезае¬мого слоя, см; Q - общее количество тепла, кал/с.
Значение интегрально-показательной функции вычислить по приближенной формуле:
Ei(-х) = 0.5772 +ln|x|
Диаметр и длину детали, необходимые для определения времени обработки, принять самостоятельно.



Неизвестный
17.07.2012, 19:17
общий
Здравствуйте, посмотрите пожалуйста отсканированную часть методических указаний.
Прикрепленные файлы:
fd798a0cfcb26432c929ea96c98516b6.jpg
скачать (928.00 кБ)
давно
Гордиенко Андрей Владимирович
Мастер-Эксперт
17387
18345
17.07.2012, 20:41
общий

Спасибо за информацию. Буду разбираться завтра. Выведенная мной формула для эквивалентного коэффициента теплопроводности тождественна той, которую привели Вы. Выполненные расчёты переделывать не нужно.

Удивлён тем, что Ваша кафедра не в ладах с системой СИ. На дворе двадцать первый век, а у них в методичках по-прежнему калории вместо Джоулей. Поэтому буду вести расчёт так, как велит мне моя физическая и математическая подготовка и опыт инженерной работы...
Об авторе:
Facta loquuntur.
Неизвестный
17.07.2012, 21:28
общий
Спасибо Вам. Буду ждать Вашего решения.
давно
Гордиенко Андрей Владимирович
Мастер-Эксперт
17387
18345
18.07.2012, 09:34
общий
это ответ
Здравствуйте, Посетитель - 394198!

1. Для расчёта силы резания при точении воспользуемся формулой на с. 271 [1]:


При этом имеем
- в соответствии с табл. 22 [1, с. 274];
- в соответствии с табл. 9 [1, с. 264];
- в соответствии с табл. 23 [1, с. 275];

в соответствии с формулой (1)


Находим эффективную мощность резания:


Как известно из теории резания [2], принято считать, что в теплоту переходит вся работа резания. Поэтому можно принять


2. Примем, что державка резца изготовлена из стали 45, а режущая пластина из твёрдого сплава ВК8. По табл. 1 [3, с. 280] находим коэффициенты теплопроводности:
- для твёрдого сплава ВК8;
- для стали 45.

У станка 16К20, как следует из его обозначения, высота центров составляет 200 мм. При черновой обработке на этом станке обычно используются резцы с прямоугольным поперечным сечением державки B X H = 16 мм Х 25 мм, закрепляемые в резцедержателе суппорта [4, табл. 3.5, с. 108]. Примем ориентировочно толщину твёрдосплавной пластины равной [$916$]1 = 0,25H = 0,25 [$183$] 25 [$8776$] 6 (мм). Тогда толщину державки под пластиной можно принять равной [$916$]2 = H - [$916$]1 = 25 - 6 = 19 (мм).

Будем рассматривать резец как плоскую стенку, состоящую из двух слоёв. Эквивалентный коэффициент теплопроводности такой стенки можно определить, заменив её тепловой цепью из двух последовательно соединённых термических сопротивлений [3, с. 27]. Получим

или (при площади F поверхности, через которую передаётся теплота)





После вычислений по формуле (2) получим искомый эквивалентный коэффициент теплопроводности:


3. Для расчёта температуры в основании режущей пластины воспользуемся формулой

которая приведена в методических указаниях к решению задачи.

Имеем
- ширина сечения срезаемого слоя;
- интенсивность тепловыделения в тело резца на единицу длины режущей кромки;
- расстояние от режущей кромки до основания пластины по задней поверхности;
- коэффициент температуропроводности твёрдого сплава ВК8 [3, табл. 1, с. 280];
- время обработки одной детали (принято произвольно в связи с отсутствием данных в условии задачи).

Находим значение интегрально-показательной функции:


Выполним вычисления по формуле (3):


Понятно, что при такой температуре на контактной площадке державки и режущей пластины материал державки разупрочнится.

Литература
1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.
2. Ящерицын П. И. Теория резания: учеб. / П. И. Ящерицын, Е. Э. Фельдштейн, М. А. Корниевич. - Минск: Новое знание, 2006. - 512 с.
3. Резников А. Н., Резников Л. А. Тепловые процессы в технологических системах: Учебник для вузов. - М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.

Мне непонятно, откуда авторы методических указаний взяли формулу (3). Такой формулы нет в учебнике [3]. Но поскольку она Вам предложена, постольку я ею и воспользовался...

С уважением.
5
Спасибо за помощь.
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа