Άσκηση µελέτης τόρνευσης

Άσκηση µελέτης τόρνευσης

Σχήµα : Άξονας για κατεργασία σε τόρνο revolver Χαρακτηριστικά τόρνευσης Στροφές τόρνου: 60 200 250 35 400 500 630 800. Προώσεις: 0.06 0.08 0.0 0.25 0.6 0.20 0.25 0.35 0.40 0.50 0.63 0.7. Υλικό ΚΕ: Ταχυχάλυβας (SS). Υλικό ΤΕ: Χάλυβας 70 da/mm 2. Σηµείωση To ξεθύµασµα 4Χ0,3 στη διάµετρο των 52 mm, τα κωνικά 3Χ45 ο στη διάµετρο των 65 mm και 3X60 o στο σπείρωµα R 3/8" δεν θα ληφθούν υπόψη στους υπολογισµούς. Οι οπές λίπανσης διαµέτρου Φ6 γίνονται σε δράπανο µετά το πέρας των εργασιών στον τόρνο. 2

Λύση. Σχέδιο ΚΕ για εκχόνδριση (Σχ. 2) Βάσει του Πίν. 3 των Σηµειώσεων, για υλικό ΤΕ από χάλυβα αντοχής 70 da/mm 2 και υλικό ΚΕ ταχυχάλυβα επιλέγονται: Γωνία ελευθερίας: α= 8 ο Γωνία αποβλίττου: γ= 5 ο Γωνία σφήνας (κοπής): β= 90 ( α+β ) = 67 ο ο 2. Μελέτη φάσεων τόρνευσης ΦΑΣΗ ΙA Σχήµα 2 Ia. Εκχόνδριση από Φ70 σε Φ66 σε µήκος 230 mm. = 70 66 Βάθος κοπής: a= = 2 mm Πρόωση (από την εκφώνηση): s = 0.35 mm / rev. Ταχύτητα κοπής (αρχική επιλογή από τον Πίν. 2 των Σηµειώσεων): υ = 35 m / mn. υ 000 35 000 Έλεγχος στροφών: n = = = 59 rpm π d π 70 Επιλέγεται η πλησιέστερη τιµή στροφών που διαθέτει ο τόρνος:.n= 60rpm. π d n π 70 60 Οπότε, η πραγµατικά εφαρµοζόµενη ταχύτητα κοπής είναι: υ= = = 35.7 m / mn. 000 000 230 ΧΡΟΝΟΣ ΚΟΠΗΣ: t = = = 4.56mn. s n 0.35 60 3

ΚΥΡΙΑ ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ ΤΗΣ ΥΝΑΜΗΣ ΚΟΠΗΣ Από τον Πίν. των Σηµειώσεων επιλέγονται για τις συνθήκες του προβλήµατος οι κάτωθι τιµές για τις σταθερές Kenzle: k =226 da/mm 2, -ζ=0.7 ή ζ=0.3 (παραµένουν οι ίδιες σε όλες τις φάσεις κατεργασίας) Κύρια συνιστώσα της δύναµης κοπής: ζ ζ o 0.3 F = A k h = (a s) k (s sn κ ) = (0.35) 226 (0.35 sn 45 ) = 223.4 da. c F υ 223.4 35.7 2.5PS Ia.2 Εκχόνδριση από Φ66 σε Φ53 σε µήκος 60 mm. = 2 66 53 Βάθος κοπής: a= = 3.25mm Πρόωση (όπως ανωτέρω): s = 0.35 mm / rev. Ταχύτητα κοπής (όπως ανωτέρω): υ=35 m / mn. υ 000 35 000 Έλεγχος στροφών: n = = = 69 rpm π d π 66 Επιλογή της πλησιέστερης τιµής στροφών που διαθέτει ο τόρνος: n= 60rpm. π d n π 66 60 Η πραγµατικά εφαρµοζόµενη ταχύτητα κοπής: υ= = = 33.6 m / mn. 000 000 60 2 ΧΡΟΝΟΣ ΚΟΠΗΣ: t = = = 6.35mn. s n 0.35 60 ΚΥΡΙΑ ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ ΤΗΣ ΥΝΑΜΗΣ ΚΟΠΗΣ ζ c o 0.3 F = (a s) k (s sn κ ) = (3.25 0.35) 226 (0.35 sn 45 ) = 363 da. F υ 363 33.6 Ia.3 Εκχόνδριση από Φ53 σε Φ36 σε µήκος 60 mm. = 2 3.82PS 53 36 Βάθος κοπής: a= = 4.25mm Πρόωση(όπως ανωτέρω): s = 0.35 mm / rev. Ταχύτητα κοπής (όπως ανωτέρω): υ=35 m / mn. υ 000 35 000 Έλεγχος στροφών: n = = = 20 rpm π d π 53 Επιλογή της πλησιέστερης τιµής στροφών που διαθέτει ο τόρνος: n = 200 rpm. π d n π 35 200 Η πραγµατικά εφαρµοζόµενη ταχύτητα κοπής: υ= = = 33.28 m / mn. 000 000 4

ΧΡΟΝΟΣ ΚΟΠΗΣ: 60 2 t = = =.90mn. s n 0.35 200 ΚΥΡΙΑ ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ ΤΗΣ ΥΝΑΜΗΣ ΚΟΠΗΣ ζ c o 0.3 F = (a s) k (s sn κ ) = (4.25 0.35) 226 (0.35 sn 45 ) = 474.8 da. F υ 474.8 33.28 5PS ΦAΣΗ ΙB Ib. Λείανση από Φ53 σε Φ52 σε µήκος 00 mm. = 53 52 Βάθος κοπής: a= = 0. 5mm Πρόωση (από την εκφώνηση): s= 0.0mm/rev. Ταχύτητα κοπής: Σύµφωνα µε την εκφώνηση, επιλέγεται αρχική τιµή κατά 25% µεγαλύτερη εκείνης που προτείνεται στον Πιν. 2 των Σηµειώσεων, δηλ. υ =.25 35 = 44 m / mn. υ 000 44 000 Έλεγχος στροφών: n = = = 264 rpm π d π 53 Επιλογή της πλησιέστερης τιµής στροφών που διαθέτει ο τόρνος: n = 250 rpm. π d n π 53 250 Η πραγµατικά εφαρµοζόµενη ταχύτητα κοπής: υ= = = 4.6 m / mn. 000 000 00 ΧΡΟΝΟΣ ΚΟΠΗΣ: t = = = 4 mn. s n 0. 250 ΚΥΡΙΑ ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ ΤΗΣ ΥΝΑΜΗΣ ΚΟΠΗΣ ζ c o 0.3 F = (a s) k (s sn κ ) = (0.5 0.) 226 (0. sn 90 ) = 22.55 da. F υ 22.55 4.6 0.3PS Ib.2 Λείανση από Φ36 σε Φ35 σε µήκος 60 mm. = 36 35 Βάθος κοπής: a= = 0. 5mm Πρόωση (όπως ανωτέρω): s= 0.0mm/rev. Ταχύτητα κοπής (όπως ανωτέρω): υ=.25 35 = 44 m / mn. υ 000 44 000 Έλεγχος στροφών: n = = = 389 rpm π d π 35 Επιλογή της πλησιέστερης τιµής στροφών που διαθέτει ο τόρνος: n = 400 rpm. π d n π 35 400 Η πραγµατικά εφαρµοζόµενη ταχύτητα κοπής: υ= = = 45.2 m / mn. 000 000 5

ΧΡΟΝΟΣ ΚΟΠΗΣ: 60 t = = =.5mn. s n 0. 400 ΚΥΡΙΑ ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ ΥΝΑΜΗΣ ΚΟΠΗΣ ζ c o 0.3 F = (a s) k (s sn κ ) = (0.5 0.) 226 (0. sn 90 ) = 22.55 da. ΦAΣΗ ΙI F υ 22.55 45.2 0.32PS II. ιάτρηση µε τρυπάνι Φ8 µέχρι βάθους 20 mm = Πρόωση (από τον Πίν. των Σηµειώσεων τόρνευσης ή από τον Πίν. 7 των Σηµειώσεων διάτρησης): s= 0.20mm/rev. Ταχύτητα κοπής (από τους Πίν. 2 των Σηµειώσεων τόρνευσης ή από τον Πίν. 9 των Σηµειώσεων διάτρησης): υ=30 m / mn. υ 000 30 000 Έλεγχος στροφών: n = = = 200 rpm π d π 8 Επιλογή της πλησιέστερης τιµής στροφών που διαθέτει ο τόρνος: n = 800 rpm. π d n π 8 800 Η πραγµατικά εφαρµοζόµενη ταχύτητα κοπής: υ= = = 20 m / mn (δεκτή τιµή) 000 000 Σηµείωση: Αν προέκυπτε τιµή υ<20 m / mn, θα έπρεπε να χρησιµοποιηθεί τόρνος µε στροφές n > 800 rpm ή αντίστοιχο δράπανο. 20 ΧΡΟΝΟΣ ΚΟΠΗΣ: t = = = 0.76mn. s n 0.800 II.2 ιάτρηση µε τρυπάνι Φ4.95 (πυρήνας του σπειρώµατος R 3/8") µέχρι βάθους 25 mm Εργαζόµενοι όµοια µε την προηγούµενη περίπτωση βρίσκουµε: n = 630 rpm υ= 29.6 m / mn t = 0.48mn II.3 Σπείρωµα R 3/8" µέχρι βάθους 6 mm ΑΡΙΘΜΟΣ ΠΑΣΣΩΝ: = 3 (θα περάσουµε 3 κολαούζα) Πρόωση: s =.337 mm / rev (ίση µε το βήµα του σπειρώµατος) Ταχύτητα κοπής: ίνεται από την εκφώνηση ότι υ = 8...2 m / mn. Επιλέγουµε υ=0 m / mn. υ 000 Έλεγχος στροφών: n = = 9 rpm π d Επιλογή της πλησιέστερης τιµής στροφών που διαθέτει ο τόρνος: n = 200 rpm. 6

π d n Η πραγµατικά εφαρµοζόµενη ταχύτητα κοπής: υ= = 0.46 m / mn Σηµείωση: Αν προέκυπτε 000 τιµή υ< 20 m / mn, θα έπρεπε να χρησιµοποιηθεί τόρνος µε στροφές n > 800 rpm ή αντίστοιχο δράπανο. 6 3 ΧΡΟΝΟΣ ΚΟΠΗΣ: t = = = 0.8mn. s n.337 200 ΦAΣΗ ΙΙI IIΙ. έσιµο του ΤΕ µεταξύ κέντρων, ανάποδα και εκχόνδριση από Φ70 σε Φ66 σε µήκος 30 mm Εργαζόµαστε όπως στην περίπτωση Ιa. (αλλάζει µόνο το µήκος τόρνευσης). IIΙ.2 Λείανση από Φ66 σε Φ65 σε µήκος 00 mm = 66 65 Βάθος κοπής: a= = 0. 5mm Πρόωση (από την εκφώνηση): s= 0.0mm/rev. Ταχύτητα κοπής: Σύµφωνα µε την εκφώνηση, επιλέγεται αρχική τιµή κατά 25% µεγαλύτερη εκείνης που προτείνεται στον Πιν. 2 των Σηµειώσεων, δηλ. υ =.25 35 = 44 m / mn. υ 000 44 000 Έλεγχος στροφών: n = = = 22.2 rpm π d π 66 Επιλέγεται η πλησιέστερη τιµή στροφών που διαθέτει ο τόρνος:.n = 200 rpm. π d n π 66 200 Οπότε, η πραγµατικά εφαρµοζόµενη ταχύτητα κοπής είναι: υ= = = 4.45 m / mn. 000 000 00 ΧΡΟΝΟΣ ΚΟΠΗΣ: t = = = 5 mn. s n 0. 200 ΚΥΡΙΑ ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ ΥΝΑΜΗΣ ΚΟΠΗΣ ζ c o 0.3 F = (a s) k (s sn κ ) = (0.5 0.) 226 (0. sn 90 ) = 22.55 da. ΦAΣΗ ΙV F υ 22.55 4.45 0.3PS ιάτρηση µε τρυπάνι Φ6 µέχρι βάθους 52 mm σε δράπανο = Πρόωση: Επιλέγουµε από τον Πίν. 7 των Σηµειώσεων διάτρησης s= 0.2mm/rev Ταχύτητα κοπής: Επιλέγουµε από τον Πίν. 9 των Σηµειώσεων διάτρησης υ = 30 m / mn Έλεγχος στροφών: n = 592 rpm. Αν υποθέσουµε για το δράπανο τυποποιηµένη πλησιέστερη τιµή n = 200 rpm, προκύπτει ταχύτητα κοπής λειτουργίας υ = 22.6 m / mn. 7

ΧΡΟΝΟΣ ΚΟΠΗΣ: 5 t = = 0.22mn. 0.200 3. Μελέτη της δυσµενέστερης περίπτωσης Η δυσµενέστερη περίπτωση είναι η περίπτωση Ιa.3, όπου η απαιτούµενη ισχύς του Η/Κ λαµβάνει τη µέγιστη τιµή της (~5 PS). Στην περίπτωση αυτή είναι: Κύρια συνιστώσα της δύναµης κοπής: FH = 474.8 da FH FH ύναµη πρόωσης: F V =... = 59...9 da 8 4 FH FH ύναµη άπωσης του ΚΕ: FA ή F R =... = 58...238 da 3 2 474.8 33.28 Iσχύς κοπής: C = Fc υ= PS = 3.5 PS (75 60) Ισχύς Η/Κ: = 5PS Ρυθµός αποβολής υλικού: Θ= a s υ= 4.25 mm 0.35 mm / rev 33.28 m / mn = ( ) ( ) ( ) 3 3 ( 4.25 0.35 33.28) 000 mm / mn 2.67 dm / h = = 8

4. Φασεολόγιο Σκαρίφηµα ιάµετρος Συνθήκες κοπής Ισχύς (PS) υ s a n Ia Εκχόνδριση Εκχόνδριση Εκχόνδριση 70 66 53 66 53 36 230 60 60 35,7 33,6 33,28 0,35 0,35 0,35 2,00 3,25 4,25 60 60 200 2 2 4,56 6,35,90 2,5 3,82 5 Ib Λείανση Λείανση 53 36 52 32 00 60 4,6 45,2 0,0 0,0 0,50 0,50 250 400 4,00,50 0,3 0.32 II ιάτρηση ιάτρηση Σπείρωµα 20 25 6 20,0 29,6 0,46 0,2 0,2,337 800 630 200 3 0,76 0,48 0,8 III Εκχόνδριση Λείανση 70 66 66 65 30 00 35,7 4,45 0,35 0,0 2,00 0,50 60 200 0,60 5,00 <2,5 0,3 IV Οπή Φ6 52 22,6 0,20 200 0,22 ΣΥΝΟΛΟ 25,55 9

0