Главная / Рефераты / Рефераты по технологии

Реферат: Теория Резания


смотреть на рефераты похожие на "Теория Резания"
Министерство образования Украины
Национальная горная академия Украины
Методические указания по практическим занятиям для студентов специальностей 7.09.02.02
Кафедра технологии горного машиностроения
Днепропетровск, 1998
Общие указания
Методические указания разработаны в соответствии с программой предмета
(Теория резания, тепловые процессы в технологических системах( для специальности 1201 (Технология машиностроения(.
Цель данного методического указания - оказать помощь при изучении и приобретении практических навыков при выборе инструмента и его геометрии, определении параметров режимов резания, сил резания, а также при расчете основного технологического времени.
Практическое занятие № 1.
Определение сил, действующих при точении, и мощности.
Цель работы: изучить методику расчета сил резания и мощности, затрачиваемой на резание, аналитическим способом.
Ознакомиться и приобрести навыки работы со справочной литературой.
Общие сведения
Для изучения действия силы сопротивления резанию принято ее раскладывать на три взаимно перпендикулярные составляющие силы, направленные по осям координат станка: Px - осевая сила; Py - радиальная сила; Pz - тангенциальная сила, которую обычно называют силой резания [1] .
Осевая сила Px действует вдоль заготовки, при продольном точении противодействует механизму подач.
Радиальная сила Py - отжимает резец, ее реакция изгибает заготовку.
Сила резания Pz направлена по касательной к поверхности резания, определяет расходуемую мощность на резание Np.
Составляющие силы резания при точении рассчитывают по аналитической формуле :
Pz(x,y)=10CptxSyVnKp , H
где Cp - коэффициент , учитывающий условия обработки; x,y,n - показатели степени; t - глубина резания, мм;
S - подача, мм/об;
V - скорость резания, м/мин;
Кр - обобщенный поправочный коэффициент, учитывающий изменение условий по отношению к табличным.
, где - поправочный коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала;
- коэффициенты, учитывающие соответствующие геометрические параметры резца .
Мощность резания рассчитывают по фориуле
где Pz - сила резания, Н;
V - скорость резания, м/мин.
Пример решения задачи
Определить силы, действующие при продольном точении заготовки из стали
40Х с пределом прочности , резцом с пластиной из твердого сплава
Т5К10. Определить мощность резания. Глубина резания t=3 мм, подача S=0,8 ммоб, скорость резания V=67 м/мин.
Геометрические параметры резца: форма передней поверхности - радиусная с фаской;
Решение
1. Силы резания при точении
Pz(x,y)=10CptxSyVnKp
1 Определяем значения постоянной и показателей степени [2],
х=1,0 y=0,75 n= - 0,15
x=1,0 y=0,5 n= - 0,4
x=0,9 y=0,6 n= -0,3
1.2 Определяем значения поправочных коэффициентов

n=0,75 [2],

; n=1 [3],

n=1,35 [2],

Поправочные коэффициенты, учитывающие геометрию резца [2],

- учитывается только для резцов из быстрорежущей стали
Pz=10(300(31(0,80,75(67-0,15(0,95(0,94(1,25=4050 H
Px=10(339(31(0,80,5(67-0,4(0,93(1,11(2=1685,5 H
Py=10(243(30,9(0,80,6(67-0,3(0,91(0,77(2=1611 H
2. Мощность резания

Задание на практическое занятие №1
Выполнить расчет силы резания (Pz) и мощности, затрачиваемой на резание по заданному варианту.
Исходные данные приведены в таблице1.
Порядок выполнения работы
1. Пользуясь инструкцией и литературой [1,2], изучить методику и выполнить расчет по заданию.
2. Составить отчет по форме 1.
Форма 1
1. Наименование работы.
2. Цель работы.
3. Задание.
4. Расчет силы резания и мощности, затрачиваемой на резание.
Таблица 1
Варианты задания к практическому занятию 1
НомерМатериал заготовки Режим резания Геометрические параметры
вари- резца*
анта
t, S, V, (( (( (( ((r, Форма
мм м/мин мм перед-ней
мм повер-хно
сти
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Сталь 20, (в=550 МПа 4 0,7 140 45 8 10 5 1 Радиусная
с фаской
2 Серый чугун СЧ10, НВ 5 0,7860 60 8 5 101 Плоская
160
3 Сталь 12Х18Н9Т; НВ180 1 0,21265 90 12 10 0 2 Радиусная
с
4 Сталь 14Х17Н2; НВ200 1,50,19250 90 12 10 0 2 фаской
5
5 Серый чугун СЧ30, НВ 1,50,26150 45 10 5 -52 Плоская
220
6 Серый чугун СЧ20, НВ 2 0,35155 45 10 12 0 1 Радиусная
210 с
7 Сталь 38ХА, (в=680 МПа3 0,61120 60 8 10 5 фаской
8 Сталь 35, (в=560 МПа 1,50,2 390 60 12 15 0
9 Серый чугун СЧ15, НВ 4,50,7 65 90 8 5 0 Плоская
170
10 Серый чугун СЧ10, НВ 3,50,6 65 45 10 10 5
160
11 Сталь 40ХН, (в=700 МПа1,50,3 240 60 12 10 -52 Радиусная
с
12 Сталь Ст3, (в=600 МПа 5 0,8 240 60 10 5 0 фаской
13 Сталь 40Х, (в=750 МПа 1,00,15240 90 12 10 -5
14 Сталь Ст5, (в=600 МПа 3,50,52130 45 8 10 5 1
15 Серый чугун СЧ20, НВ 4,00,8775 60 8 5 10 Плоская
180
16 Серый чугун СЧ20, НВ 2,50,25100 45 10 5 0
200
Продолжение табл. 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
17 Сталь 20Х, (в=580 МПа 1,00,12180 45 12 15 0 Радиусная
5 с
18 Сталь 50, (в=750 МПа 2,00,25150 60 10 12 5 2 фаской
19 Бронза Бр АЖН 10-4, 1,50,15130 60 6 20 10 Плоская с
НВ170
20 Латунь ЛМцЖ 52-4-1, 2,50,3 80 90 8 25 -51 фаской
НВ100
21 Серый чугун СЧ30, НВ 1,50,1 130 45 10 8 0 15 Плоская
220
22 Серый чугун СЧ20, НВ 3 0,4 90 90 8 10 -5
200
23 Сталь 30ХН3А, (в=800 5 0,8 110 60 12 12 -5 Радиусная
МПа с
24 Сталь 30ХМ, (в=780 МПа2,50,2 100 45 10 10 2 2 фаской
25 Сталь 45, (в=650 МПа 4 1,2 90 60 8 15 0
26 Сталь 15Х, (в=687 МПа 2,00,35100 45 6 8 5 1,5
27 Ковкий чугун КЧ30, НВ 3,00,5 120 90 8 10 0 1 Плоская
163
28 Сталь 20ХНР, (в=700 4,50,0680 60 12 5 -5
МПа
29 Сталь 30Г, (в=550 МПа 1,50,35120 45 10 12 102
30 Сталь 35ХГСА, (в=700 2,50,05140 90 8 5 0
МПа

* Для всех вариантов принять резец с пластиной из твердого сплава.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №2
Расчет режима резания при точении аналитическим способом
Цель работы: изучить методику расчета режима резания аналитическим способом. Ознакомиться и приобрести навыки работы со справочной литературой.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Обработка заготовки точением осуществляется при сочетании двух движений: равномерного вращательного движения детали - движения резания (или главное движение) и равномерного поступательного движения резца вдоль или поперек оси детали - движение подачи. К элементам режима резания относятся: глубина резания t, подача S, скорость резания V.
Глубина резания - величина срезаемого слоя за один проход, измеренная в направлении, перпендикулярном обработанной поверхности, т.е. перпендикулярном направлению подачи. При черновой обработке , как правило, глубину резания назначают равной всему припуску, т.е. припуск срезают за один проход
где h - припуск , мм;
D - диаметр заготовки, мм; d - диаметр детали, мм.
При чистовой обработке припуск зависит от требований точности и шероховатости обработанной поверхности.
Подача - величина перемещения режущей кромки инструмента относительно обработанной поверхности в направлении подачи за единицу времени (минутная подача Sм) или за один оборот заготовки. При черновой обработке назначают максимально возможную подачу исходя из жесткости и прочности системы СПИД, прочности пластинки, мощности привода станка; при чистовой обработке - в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности.
Скорость резания - величина перемещения точки режущей кромки инструмента относительно поверхности резания в направлении движения резания за единицу времени. Скорость резания зависит от режущих свойств инструмента и может быть определена при точении по таблицам нормативов [4] или по эмпирической формуле
где Сv - коэффициент, учитывающий условия обработки; m, x, y - показатели степени;
T - период стойкости инструмента; t - глубина резания, мм;
S - подача, мм/об;
Kv - обобщенный поправочный коэффициент, учитывающий изменения условий обработки по отношению к табличным
, где Kmv - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;
Knv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;
Kuv - коэффициент, учитывающий материал инструмента;
K(v - коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца;
Krv - коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца - учитывается только для резцов из быстрорежущей стали.
При настройке станка необходимо установить частоту вращения шпинделя, обеспечивающую расчетную скорость резания.
, об/мин (2.3)
Основное технологическое (машинное) время - время, в течение которого происходит снятие сружки без непосредственного участия рабочего
, мин (2.4) где L - путь инструмента в направлении рабочей подачи, мм; i - количество проходов.
L=l+y+ , мм где l - размер обрабатываемой поверхности в направлении подачи; y - величина врезания, мм;
- величина перебега, мм, =1(2 мм. y=t(ctg( , где t - глубина резания;
( - главный угол в плане резца.
Пример решения задачи
На токарно-винторезном станке 16К20 производится черновое обтачивание на проход вала D=68 мм до d=62h12 мм. Длина обрабатываемой поверхности 280 мм; длина вала l1= 430 мм. Заготовка - поковка из стали 40Х с пределом прочности (в=700 МПа. Способ крепления заготовки - в центрах и поводковом патроне. Система СПИД недостаточно жесткая. Параметр шероховатости поверхности Ra=12,5 мкм. Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания; определить основное время.
Решение
1. Выполнение эскиза обработки.
рис. 1
2. Выбор режущего инструмента
Для обтачивания на проход вала из стали 40Х принимаем токарный проходной резец прямой правый с пластинкой из твердого сплава Т5К10 [2] или [3].
Форма передней поверхности радиусная с фаской [3]; геометрические параметры режущей части резца:
(=150 ; (=12; (=0 [3],
(=600 ; (1=150; [3], r=1 мм; f=1 мм; [3].
3. Назначение режимов резания
3.1. Глубина резания. При черновой обработке припуск срезаем за один проход, тогда

2. Назначаем подачу. Для черновой обработки заготовки из конструкционной стали диаметром до 100 мм резцом сечением 16х25 (для станка 16К20) при глубине резания до 3 мм:
S=0,6(1,2 мм/об [2], [3].
В соответствии с примечанием 1 к указанной таблице и паспортным данным станка (см. Приложение 1 к данным методическим указаниям) принимаем S=0,8 мм/об.
3. Скорость резания , допускаемая материалом резца
, м/мин где Cv=340; x=0,15; y=0,45, m=0,2, T=60 мин [2], [3]
Поправочный коэффициент для обработки резцом с твердосплавной пластиной
Kv=Kmv(Knv(Kuv(K(v
, [2], [3], где Kr=1; nv=1 [2], тогда
Knv=0,8 [2] или [3],
Kuv=0,65 [2] или [3],
K(v=0,9 [2] или [3].
м/мин
3.4. Частота вращения, соответствующая найденной скорости резания
, об/мин
об/мин.
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка nд=315 об/мин.
5. Действительная скорость резания
, м/мин; м/мин.
4. Основное время
, мин
Путь резца L=l+y + , мм
Врезание резца y=t(ctg(=3(ctg 600=3(0,58=1,7 мм
Пробег резца =1,3 мм.
Тогда L=280+1,7+1,3=383 мм.
мин.
Задание на практическое занятие №2
Выполнить расчет режимов резания аналитическим способом (по эмпирической формуле) по заданному варианту для обработки на токарно-винторезном станке
16К20.
Исходные данные приведены в таблице 2.
Порядок выполнения работы
1. Пользуясь инструкцией и дополнительной литературой, изучить методику определения режима резания. Ознакомиться со справочником [2] или [3].
Ознакомиться с условием задания.
2. Выполнить эскиз обработки.
3. Выбрать режущий инструмент.
4. Назначить глубину резания.
5. Определить подачу.
6. Рассчитать скорость резания.
7. Определить частоту вращения шпинделя и скорректировать по паспорту станка.
8. Определить действительную скорость резания.
9. Рассчитать основное технологическое время.
10. Составить отчет по форме 2.
Таблица 2
НомерЗаготовка, материал и его Вид обработки и D, d, мм l, мм
вари-свойства параметр мм
анта шероховатости
1 2 3 4 5 6
1 Прокат. Сталь 20, (в=500 МПа Обтачивание на проход90 82h12 260
Ra=12,5 мкм
2 Отливка с коркой. Серый чугун Обтачивание на проход120 110h12310
СЧ 20, НВ160 Ra=12,5 мкм
3 Поковка. Сталь 12Х18Н9Т, НВ180Обтачивание в упор 52 50e9 400
Ra=1,6 мкм
4 Прокат. Сталь 14Х17Н2, НВ200 Растачивание в упор 90 93H11 30
Ra=3,2 мкм
5 Отливка без корки СЧ30, НВ220 Растачивание на 80 83H11 50
проход Ra=3,2 мкм
6 Отливка с коркой. Серый чугун Растачивание на 120 124H12100
СЧ 20, НВ210 проход Ra=12,5 мкм
7 Прокат. Сталь 38ХА, (в=680 МПаОбтачивание на проход76 70h12 315
Ra=12,5 мкм
8 Обработанная. Сталь 35, (в=560Растачивание на 97 100H1175
МПа проход Ra=3,2 мкм
9 Отливка с коркой. Серый чугун Обтачивание в упор 129 120h12340
СЧ 15, НВ170 Ra=12,5 мкм
10 Обработанная. Серый чугун СЧ Подрезание сплошного 80 0 3,5
10, НВ160 торца Ra=12,5 мкм
11 Поковка. Сталь 40ХН, (в=700 Растачивание на 77 80H11 45
МПа проход Ra=3,2 мкм
12 Обработанная. Сталь Ст3, Подрезание сплошного 90 0 5
(в=600 МПа торца Ra=12,5 мкм
13 Прокат. Сталь 40Х, (в=750 МПа Обтачивание в упор 68 62e9 250
Ra=0,8 мкм
14 Обработанная. Сталь Ст5, Растачивание на 73 80H12 35
(в=600 МПа проход Ra=12,5 мкм
15 Отливка с коркой. Серый чугун Обтачивание на проход62 58h12 210
СЧ 20, НВ180 Ra=12,5 мкм
16 Отливка с коркой. Серый чугун Подрезание втулки 80 40 2,5
СЧ 20, НВ200 Ra=3,2 мкм
17 Поковка. Сталь 20Х, (в=580 МПаРастачивание сквозное48 50H9 50
Ra=1,6 мкм
18 Обработанная. Сталь 50, (в=750Подрезание торца 60 20 2,0
МПа втулки Ra=3,2 мкм
19 Отливка с коркой. Бронза Бр Обтачивание на проход88 85e12 140
АЖН 10-4, НВ170 Ra=1,6 мкм
20 Прокат. Латунь ЛМцЖ 52-4-1, Растачивание в упор 48 53H11 65
НВ220 Ra=3,2 мкм
Продолжение табл. 2
1 2 3 4 5 6
21 Обработанная. Серый чугун СЧ Подрезание торца 65 0 1,5
30, НВ220 Ra=1,6 мкм
22 Обработанная. Серый чугун СЧ Обработка в упор 74 80H11 220
20, НВ220 Ra=3,2 мкм
23 Поковка. Сталь 30ХН3А, (в=800 Обработка на проход 105 115H12260
МПа Ra=12,5 мкм
24 Прокат. Сталь 30ХМ, (в=780 МПаПодрезание торца 80 0 2,5
Ra=1,6 мкм
25 Обработанная. Сталь 45, (в=650Обработка на проход 72 80H9 100
МПа Ra=1,6 мкм
26 Прокат. Сталь ШХ15, (в=700 МПаРастачивание на 90 95H11 60
проход Ra=3,2 мкм
27 Поковка. Ковкий чугун КЧ30, Обтачивание на проход115 110h7 150
НВ163 Ra=12,5 мкм
28 Отливка с коркой. Серый чугун Обтачивание в упор 150 142h8 70
СЧ 15, НВ163 Ra=6,3 мкм
29 Прокат. Бронза Бр АЖ 9-4, Растачивание в упор 60 69H11 50
(в=500 МПа Ra=12,5 мкм
30 Прокат. Сталь 35Г2, (в=618 МПаПодрезание торца 100 80 3,0
втулки Ra=6,3 мкм
Практическое занятие №3
Расчет режимов резания при токарных работах с помощью нормативно- справочной литературы
Цель работы: Изучить методику назначения режима резания по таблицам нормативов. Ознакомиться и приобрести навыки работы с нормативами.
Общие положения
Точение широко распространенный метод обработки резанием тел вращения.
Применяется для удаления наружных, внутренних и торцовых поверхностных слоев заготовок (цилиндрических, конических и фасонных). Рассматривают следующие виды точения:
1) черновое точение ((обдирка() - удаление дефектных слоев заготовки, разрезка, отрезка и подрезка торцов заготовки. Срезается поверхностная
(корка( и основная ((70%) часть припуска на обработку, позволяет получать шероховатость 50...12,5 Ra;
2) получистовое точение - снятие 20...25% припуска и позволяет получать шероховатость 6,3...3,2 Ra и точность 10...11-го квалитетов. Заготовка получает форму, близкую к детали.
3) чистовое точение - обеспечивает получение шероховатости 3,2...1,6 Ra и точность 7-9-го квалитетов. Деталь получает окончательную форму и размеры;
4) тонкое точение - позволяет при срезании очень тонких стружек получать на поверхностях детали шероховатость 0,40..0,20 Ra и точность 5-7-го квалитетов.
Определение режимов резания состоит в выборе по заданным условиям обработки наивыгоднейшего сочетания глубины резания , подачи и скорости резания, обеспечивающих наименьшую трудоемкость и себестоимость выполнения операции.
Режимы резания устанавливаются в следующем порядке:
1. Определение глубины резания t мм и числа проходов i. При черновом точении весь припуск целесообразно снимать за один проход ( в ряде случаев, когда имеется лимит мощности станка, бывает выгодно снимать припуск за несколько проходов). Целесообразность этого должна определяться сравнительным расчетом продолжительности оперативного времени. Деление припусков на несколько проходов производится также при получистовом и чистовом точении, а также при обработке резцами с дополнительной режущей кромкой ((1=0).
2. Выбор подачи S мм/об. Подача выбирается в зависимости от площади сечения державки резца, диаметра обработки и глубины резания. Выбранная подача проверяется на допустимость по мощности электродвигателя , прочности державки резца, прочности пластин из твердого сплава и от заданной чистоты поверхности.
3. Определение нормативной скорости резания Vм/мин. И соответствующей ей частоты вращения n, мин-1. По значению скорости выбирается потребная частота вращения шпинделя, которая корректируется по паспорту станка.
4. Определяются усилия и мощности резания по выбранным значениям t,S и
V.
5. Проверка возможности осуществления выбранного режима резания на заданном станке по его эксплуатационным данным. Если найденный режим не может быть осуществлен на заданном станке, а выбранная подача удовлетворяет, необходимо уменьшить скорость резания. Уменьшение скорости V осуществляется вводом поправочного коэффициента изменения скорости Kv в зависимости от отношения мощности на шпинделе, допустимой станком, к мощности по нормативам.
6. Корректировка выбранного режима по станку в соответствии с его паспортными данными.
Пример решения задачи
Рассчитать режим резания при предварительной обточке детали типа вал на станке 16К20.
Исходные данные: род и размер заготовки - прокат, сталь 45; (в=550 МПа;
D=80 мм; d=68 мм; l=275 мм; условия выполнения операции - заготовка устанавливается в самоцентрирующийся патрон с поджатием центра задней бабки.
Решение
1. Выполнение эскиза обработки.
2. Выбор режущего инструмента.
Для обтачивания вала из стали 45 принимаем токарный проходной резец прямой правый с пластиной из твердого сплава Т5К10 [2] или [3] (=45(;
(1=10(; с=4 мм (толщина пластинки); ВхН=25х25 (сечение державки); Ip=1,5 Н
(вылет резца).
3. Назначение режимов резания.
Расчет режимов резания выполним в традиционной последовательности с использованием данных работы [7].
3.1 Глубина резания. При черновой обработке припуск срезаем за один проход
, тогда
мм
3.2 Назначаем подачу. Для державки резца сечением 25х25 мм, диаметра обработки до 100 мм и глубины резания до 8 мм рекомендуется подача
S=0,5...0,7 мм/об;
Проверим допустимость рекомендуемой подачи по мощности электродвигателя
, прочности державки резца и прочности пластинки твердого сплава.
Для глубины резания t=6 мм, мощности электродвигателя Nд=8 кВт и для резца (1(0( допускается подача S=0,7мм/об. Для стали с пределом прочности
(в=550 МПа (55 кг/мм2) поправочный коэффициент Кмs=1,07. Следовательно, подача, допускаемая мощностью электродвигателя (из условий обеспечения работы для твердого сплава со скоростью не ниже 50 м/мин) S=0,7(1,07=0,75 мм/об.
Для резца с державкой сечением 25х25 мм и глубиной резания t=6 мм находим подачу S=3 мм/об. Умножив эту подачу на поправочный коэффициент
Кмs=1,07, соответствующий стали с пределом прочности (в=550 МПа (55 кг/мм2), и Кмs=0,58, соответствующий вылету резца l=1,5 H, найдем подачу, допустимую прочностью державки резца: S=3(1,07(0,58=1,86 мм/об.
Для резца с главным углом в плане (=45(, толщиной пластинки твердого сплава с=4 мм и для глубины резания t=6 мм находим подачу S=1,11 мм/об.
С учетом поправочного коэффициента для стали ((в=550 МПа), Кмs=1,07, допускается подача по прочности пластинки твердого сплава
S=1,11(1,07=1,19 мм/об.
Из сопоставления подач S=0,7 мм/об, S=1,86 мм/об и S=1,19 мм/об, видим, что величину подачи лимитирует мощность электродвигателя. Подача, допустимая мощностью электродвигателя, не ограничивает максимальную подачу
S=0,7 мм/об. Такая подача имеется на станке (согласно паспортным данным), следовательно, ее и примем для выполнения технологического перехода обработки (68 .
3.3. Скорость резания и частота вращения шпинделя. Для глубины резания t=6 мм резца проходного прямого с главным углом в плане (=45( для S=0,7 мм/об соответствует V=100 м/мин, Pz=6630 H, Nэ=10,7 кВт.
Определяем поправочные коэффициенты для измененных условий резца. В данном примере необходимо учесть только поправочный коэффициент в зависимости от предела прочности обработанного материала (в. Для (в=550 МПа находим Kmv =1,18, , .
Следовательно, для заданных условий обработки нормативные значения V, Pz и
Nэ составляют: V=100(1,18=118 м/мин; Pz=6630(0,92=6100 Н; Nэ=10,7(1,09=11,6 кВт.
Найденный режим не может быть осуществлен на заданном станке , так как эффективная мощность , потребная на резание Nэ=11,6 кВт, выше мощности на шпинделе, допустимой номинальной мощностью электродвигателя (7,5 кВТ по паспорту станка). Необходимо уменьшить скорость резания. Коэффициент изменения скорости резания зависит от отношения мощности на шпинделе, допускаемой станком, к мощности по нормативам.
В данном примере это отношение будет 7,5/11,6=0,6.
Для этого соотношения коэффициент изменения скорости резания: Kv =0,55 м/мин. Скорость резания, установленная по мощности станка ,
V=188(0,55=65 м/мин
Частота вращения шпинделя
об/мин
По паспорту станка выбираем n=250 об/мин. Тогда фактическая скорость резания
м/мин.
Окончательно для перехода обработки (80: глубина резания t=6мм, подача
S=0,7 мм/об, n=250 об/мин, Vф=62,8 м/мин.
4. Основное время
мин. где L - путь резца
L=l+l1=275+6=281 мм здесь l1 - величина врезания резца (для данного примера). Для глубины резания t=6 мм и главном угле в плане (=45( находим l1=6 мм; l - длина обработанной поверхности.
Задание на практическое занятие №3.
Определить режимы резания по таблицам нормативов (по заданному варианту) для обработки на токарно-винторезном станке 16К20.
Исходные данные приведены в таблице 3.
Порядок выполнения работы
1. Пользуясь инструкцией и дополнительной литературой, изучить методику определения режима резания. Ознакомиться со справочником [7].
2. Выполнить эскиз обработки.
3. Выбрать режущий инструмент, выполнить эскиз.
4. Назначить глубину резания.
5. Определить подачу.
6. Определить скорость, силу и мощность затрачиваемую на резание.
7. Определить частоту вращения шпинделя и скорректировать по паспорту станка.
8. Определить действительную скорость резания.
9. Определить основное технологическое время. Таблица 3
№ Заготовка, материал и его Вид обработки и D, мм d, мм l,
свойства параметр шероховатости мм
1 2 3 4 5 6
1 Прокат. Сталь 45, (в=600 МПаРастачивание на 97 100H10120
проход, Ra=3,2 мкм
2 Прокат. Сталь 2Х13, (в=600 Обтачивание на проход,80 70h10 300
МПа Ra=3,2 мкм
3 Прокат. Сталь ШХ15, (в=700 Растачивание в упор, 90 95H12 50
МПа Ra=12,5мкм
4 Отливка с коркой. Серый Обтачивание в упор, 100 94h12 150
чугун СЧ 15, НВ197 Ra=12,5 мкм
5 Прокат. Латунь ЛМцЖ 52-4-1 Растачивание на 48 54H12 70
НВ220 проход, Ra=12,5 мкм
6 Отливка. Чугун ВЧ 60-2. Растачивание, Ra=3,2 70 63h10 60
НВ240 мкм
7 Прокат. Сталь 40Х, (в=700 Обработка в упор, 66 70H12 100
МПа Ra=12,5 мкм
8 Обработанная. СЧ 24, НВ207 Обработка в упор, 120 114h10250
Ra=3,2 мкм
9 Поковка. Чугун КЧ33 НВ163 Обработка на проход, 110 116H12150
Ra=12,5 мкм
10 Обработанная.Сталь20Х, Обработка в упор, 80 70h7 200
(в=550 МПа Ra=1,6 мкм
11 Прокат. Сталь 40ХН, (в=700 Обработка на проход, 74 80H10 75
МПа Ra=3,2 мкм
12 Прокат. Сталь 18ХГТ, (в=700 Обработка на проход, 170 155h12125
МПа Ra=12,5 мкм
13 Обработанная.Сталь65Г, Обработка в упор, 62 70H12 80
(в=700 МПа Ra=12,5 мкм
14 Отливка с коркой. Серый Обработка в упор, 125 113h12275
чугун СЧ 21, НВ205 Ra=12,5 мкм
15 Поковка. Чугун КЧ35 НВ163 Обработка на проход, 138 150H10100
Ra=3,2 мкм
16 Обработанная.Сталь1Х13,(в=50Обтачивание на проход,90 81h10 175
0МПа Ra=3,2 мкм
17 Прокат. Сталь 1Х18Н9Т, Обработка в упор, 42 50H12 90
(в=550 МПа Ra=12,5 мкм
18 Отливка с коркой. Бронза Обтачивание на проход,105 100h7 85
БрАЖН 10-4. НВ170 Ra=1,6 мкм
19 Отливка с коркой. Серый Обработка на проход, 60 69H12 45
чугун СЧ 40, НВ210 Ra=3,2 мкм
20 Обработанная.Сталь35, Обработка на проход, 115 100h7 280
(в=560МПа Ra=1,6 мкм
21 Прокат. Сталь 38ХА, (в=680 Обработка на проход, 85 90H7 110
МПа Ra=1,6 мкм
22 Отливка с коркой. Обтачивание, Ra=12,5 95 90h12 70
Сталь35ХГСЛ, (в=800Мпа мкм
23 Прокат. Сталь 20, (в=420 МПаОбработка на проход, 65 70H7 50
Ra=1,6 мкм
24 Обработанная.Сталь50, Обработка в упор, 55 51h12 35
(в=900МПа Ra=12,5 мкм
25 Обработанная.Сталь50Х, Обработка в упор, 32 35H10 20
(в=650МПа Ra=3,2 мкм
26 Отливка с коркой. Сталь30Л, Обработка на проход, 100 92h7 195
(в=480МПа Ra=1,6 мкм
Продолжение табл. 3
1 2 3 4 5 6
27 Прокат. Сталь 30ХМ, (в=1000 Обработка на проход, 75 80H12 120
МПа Ra=12,5 мкм
28 Прокат. Сталь 30, (в=600 МПаОбработка в упор, 116 98h10 115
Ra=3,2 мкм
29 Отливка с коркой. Чугун ЖЧХ,Обработка на проход, 95 115H12180
НВ250 Ra=12,5 мкм
30 Прокат. Сталь 65Г, (в=700 Обработка на проход, 150 128h12300
МПа Ra=12,5 мкм
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №4
Назначение режима резания при сверлении, зенкеровании и развертывании
Цель работы: изучить методику назначения режимов резания по таблицам нормативов. Ознакомиться и приобрести навыки работы с нормативами.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Наиболее распространенный метод получения отверстий резанием – сверление.
Движение резания (главное движение) при сверлении – вращательное движение, движение подачи – поступательное. В качестве инструмента при сверлении применяются сверла. Самые распространенные из них – спиральные, предназначены для сверления и рассверливания отверстий , глубина которых не превышает 10 диаметров сверла. Шероховатость поверхности после сверления
Ra=12,5(6,3 мкм, точность по 11-14 квалитету. Градация диаметров спиральных сверел должна соответствовать ГОСТ 885-64. Для получения более точных отверстий (8-9 квалитет) с шероховатостью поверхности Ra=6,3(3,2 мкм применяют зенкерование. Исполнительные диаметры стандартных зенкеров соответствуют ГОСТ1677-75. Развертывание обеспечивает изготовление отверстий повышенной точности (5-7 квалитет) низкой шероховатости до Ra=0,4 мкм.
Исполнительные размеры диаметров разверток из инструментальных сталей приведены в ГОСТ 11174-65, с пластинками из твердого сплава в ГОСТ 1173-65.
Отличительной особенностью назначения режима резания при сверлении является то, что глубина резания t=D/2, при рассверливании, зенкеровании и развертывании.
, мм.
При рассверливании отверстий подача, рекомендуемая для сверления, может быть увеличена в 2 раза.
Порядок назначения остальных элементов режима резания аналогичен назначению режимов резания при токарной обработке.
Средние значения припусков на диаметр, снимаемых зенкерами и развертками см. в приложении 4.
Пример решения задачи
На вертикально-сверлильном станке 2Н125 обработать сквозное отверстие диаметром 25Н7 (Ra=1,6 мкм), l=125 мм. Материал заготовки СЧ18, НВ210.
Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания по таблицам нормативов, определить основное время.
Решение:
Эскиз обработки
1. Выбор инструмента.
Согласно исходных данных операция выполняется в три перехода: сверление, зенкерование и развертывание.
Для сверления чугуна СЧ18 НВ210 согласно [7] выбираем сверло D=22 мм из стали Р18 , заточенное по методу В.И. Жирова, 2( =118(; 2( 0=70(; для зенкерования – цельный зенкер D=24,9 мм из стали Р18; ( =45(; (р =10(; для развертывания – цельную развертку D=25 мм, ( =5( из стали Р18.
2. Выбор режима резания.
Расчет режимов резания выполним в традиционной последовательности с использованием данных работы [7].
Первый переход. Выбор подачи. Для сверления чугуна НВ210 сверлом диаметром 22 мм выбираем подачу S=0,65(0,75 мм/об. С учетом поправочного коэффициента на длину сверления Кls=0,9 получам расчетные величины подач
S=0,59(0,68 мм/об.
По паспорту станка устанавливаем ближайшую подачу к расчетной S=0,56 мм/об.
Выбор скорости и числа оборотов.
Исходя из диаметра сверла 22 мм и установленной подачи S=0,56 мм/об, методом двойной интерполяции определяем нормативные скорость резания и число оборотов (быстрее и удобнее вести расчет только по числу оборотов). nн=396 об/мин.
Учитывая поправочные коэффициенты на заточку сверла по методу В.И.
Жирова (ЖДП) Кфv =1,05, на длину сверления (l=5D), Кlv =0,75 и на механические свойства серого чугуна НВ210 Кмv =0,88 , получаем расчетное число оборотов в минуту
n=nн( Кфv ( Кlv ( Кмv=396(1,05(0,75(0,88=274 об/мин.
Ближайшее число оборотов по паспорту станка n=250 об/мин. Тогда фактическая скорость резания будет равна
м/мин.
Проверка выбранного режима по осевому усилию и мощности.
Для установленных условий сверления D=22 мм, S=0,56 мм/об и n=250 об/мин методом двойной интерполяции получаем осевое усилие Pн=6010 Н и крутящий момент Мкр=6572 кг(мм.
С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал
КМм=Кмр=1,06 и заточки по методу Жирова (ЖДП) Кфр=0,66 и Кфм=1 получим
Р=Рн( Кмр( Кфр=6010(1,06(0,66=4205 Н
По паспорту станка наибольшее усилие, допускаемое механизмом подачи, равно 15000Н.
М=Ммрн(Кмм(Кфм=6572(1,06(1=6966 кг(мм.
Пользуясь графиком определяем при Мкр=6966 кг(мм и n=250 об/мин мощность, потребную на резание : Nрез=1,6 квт.
По паспорту станка мощность на шпинделе
Nэ=Nд((=4,5(0,8=3,6 кВт; Nэ=3,6(Nрез=1,6 кВт.
Следовательно, станок не лимитирует выбранного режима резания.
Второй переход. Выбор подачи.
Для зенкерования отверстия в сером чугуне НВ210 зенкером диаметром 24,9 мм (25 мм) при последующей обработке отверстия одной разверткой рекомендуется подача S=0,55(0,6 мм/об. Ближайшая подача по паспорту станка
S=0,56 мм/об.
Выбор скорости резания и числа оборотов.
Исходя из диаметра зенкера D=24,9 (25) мм, для подачи S=0,56 мм/об путем интерполяции определяем число оборотов nн=329 об/мин.
С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал Kмv=0,88 число оборотов будет равно n=nн( Kмv=329(0,88=289 об/мин. Ближайшее число оборотов по паспорту станка n=250 об/мин. Фактическая скорость резания
м/мин.
Третий переход. Выбор подачи.
Для развертывания отверстия в сером чугуне НВ(200 механической разверткой D=25 мм с чистотой поверхности отверстия Ra=1,6 мкм рекомендуется подача S=1,9 мм/об. Ближайшая подача по паспорту станка S=1,6 мм/об.
Выбор скорости резания и числа оборотов.
Для развертывания отверстия диаметром 25 мм с подачей 1,6 мм/об рекомендуется число оборотов nн=105 об/мин. С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал серый чугун НВ(200 Кмn=0,88. Тогда n=nн( Кмn=105(0,88=92 об/мин
Ближайшее число оборотов по паспорту станка n=90 об/мин.
Фактическая скорость резания
м/мин.
Определение основного (технологического) времени.
Величина врезания и перебега инструментов l1 при работе на проход для сверла с двойной заточкой равна 12 мм; для зенкера 5 мм и для развертки 30 мм.
При длине отверстия l=125 мм основное (технологическое) время каждого перехода равно
мин
мин
мин
Основное время операции
T0=t01+t02+t03=0,98+0,93+1,0=2,91 мин.
Задание на практическое занятие №4.
Выполнить расчет режима резания по таблицам нормативов для обработки сквозного отверстия на вертикально-сверлильном станке 2Н135 по заданному варианту. Исходные данные в таблице 4.
Порядок выполнения работы аналогичен предыдущей.
Таблица 4
№ Материал заготовки и его Диаметр отверстия Длина отверстия l,
характеристики D мм, параметр мм
шероховатости, мкм
1 2 3 4
1 Сталь 12ХН2, (в=800 МПа 18Н7, Ra=1,6 50
2 Сталь 12ХН3А, (в=950 МПа 25Н5, Ra=0,4 60
3 Серый чугун СЧ30, НВ200 30Н5, Ra=0,4 80
4 Серый чугун СЧ20, НВ210 35Н7, Ra=1,6 90
5 Сталь 38ХА, (в=680 МПа 28Н7, Ra=1,6 55
6 Сталь 35, (в=560 МПа 38Н8, Ra=6,3 75
7 Серый чугун СЧ15, НВ170 45Н9, Ra=3,2 45
8 Серый чугун СЧ10, НВ160 17Н7, Ra=1,6 50
9 Сталь 40ХН, (в=700 МПа 45Н9, Ra=6,3 100
10 Сталь Ст3, (в=600 МПа 50Н9, Ra=6,3 60
11 Сталь 40Х, (в=750 МПа 22Н5, Ra=0,4 95
12 Сталь Ст5, (в=600 МПа 16Н5, Ra=0,4 30
13 Серый чугун СЧ20, НВ180 38Н9, Ra=6,3 85
14 Серый чугун СЧ20, НВ200 50Н9, Ra=3,2 50
15 Сталь 20Х, (в=580 МПа 20Н5, Ra=0,4 40
16 Сталь 50, (в=750 МПа 30Н7, Ra=1,6 60
Продолжение табл. 4
1 2 3 4
17 Бронза Бр АЖН 10-4, НВ170 28Н7, Ra=1,6 55
18 Латунь ЛМцЖ 52-4-1, НВ220 40Н9, Ra=3,2 80
19 Серый чугун СЧ30, НВ220 23Н5, Ra=0,4 45
20 Серый чугун СЧ20, НВ220 32Н7, Ra=1,6 35
21 Сталь 30ХН3А, (в=800 МПа 20Н7, Ra=1,6 60
22 Сталь 30ХМ, (в=780 МПа 55Н8, Ra=3,2 110
23 Сталь 45, (в=650 МПа 48Н9, Ra=6,3 96
24 Сталь 20, (в=500 МПа 50Н8, Ra=3,2 100
25 Силумин АЛ4, НВ50 35Н7, Ra=1,6 60
26 Чугун КЧ35, НВ163 42Н9, Ra=6,3 50
27 Сталь 38ХС, (в=950 МПа 22Н5, Ra=0,4 45
28 Сталь 50, (в=900 МПа 37Н9, Ra=6,3 70
29 Чугун ЖЧХ, НВ280 32Н7, Ra=1,6 65
30 Чугун ВЧ60, НВ250 27Н5, Ra=0,4 55
Практическое занятие №5
Расчет режима резания при фрезеровании
Цель работы: Изучить методику назначения режима резания по таблицам нормативов. Ознакомиться и приобрести навыки работы с нормативами.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Фрезерование – один из самых производительных методов обработки. Главное движение (движение резания) при фрезеровании – вращательное; его совершает фреза, движение подачи обычно прямолинейное, его совершает фреза.
Фрезерованием можно получить деталь точностью по 6-12 квалитету шероховатостью до Ra=0,8 мкм. Фрезерование осуществляется при помощи многозубого инструмента – фрезы. Фрезы по виду различают: цилиндрические, торцевые, дисковые, прорезные и отрезные, концевые, фасонные; по конструкции – цельные, составные и сборные.
При торцевом фрезеровании (обработка торцевой фрезой) диаметр фрезы D должен быть больше ширины фрезерования В, т.е. D=(1,25(1,5)В.
Для обеспечения производительных режимов работы необходимо применять смещенную схему фрезерования (есть симметричная схема), для чего ось заготовки смещается относительно оси фрезы.
При цилиндрическом фрезеровании различают встречное фрезерование, – когда вектор скорости (направление вращения фрезы) направлен навстречу направлению подачи; и попутное фрезерование, когда вектор скорости и направление подачи направлены в одну сторону. Встречное фрезерование применяют для черновой обработки заготовок с литейной коркой, с большими припусками. Попутное фрезерование применяют для чистовой обработки нежестких, предварительно обработанных заготовок с незначительными припусками.
Глубина резания (фрезерования) t во всех видах фрезерования, за исключением торцевого фрезерования и фрезерования шпонок, представляет собой размер слоя заготовки срезаемой при фрезеровании, измеряемый перпендикулярно оси фрезы. При торцевом фрезеровании и фрезеровании шпонок шпоночными фрезами – измеряют в направлении параллельном оси фрезы.
При фрезеровании различают подачу на один зуб Sz подачу на один оборот фрезы S и минутную подачу Sм мм/мин, которые находятся в следующем соотношении:
Sм= S(n= Sz(z(n
Где n – частота вращения фрезы, об/мин; z – число зубьев фрезы.
При черновом фрезеровании назначают подачу на зуб; при чистовом фрезеровании – подачу на один оборот фрезы.
Скорость резания – окружная скорость фрезы, определяется режущими свойствами инструмента. Ее можно рассчитать по эмпирической формуле [2] ,
[3], или выбрать по таблицам нормативов [4], [7].
Пример решения задачи.
На вертикально-фрезерном станке 6Р12 производится торцевое фрезерование плоской поверхности шириной В=80 мм, длиной l=400 мм, припуск на обработку h=1,8 мм. Обрабатываемый материал серый чугун СЧ30, НВ220. Заготовка предварительно обработана. Обработка окончательная, параметр шероховатости обработанной поверхности Ra=3,2 мкм. Необходимо: выбрать режущий инструмент
, назначить режим резания с использованием таблиц нормативов, определить основное (технологическое) время.
Решение
Эскиз обработки
Рис. 3
1. Выбор инструмента.
Для фрезерования на вертикально-фрезерном станке заготовки из чугуна выбираем торцевую фрезу с пластинками из твердого сплава ВК6 [2] или [3], диаметром D=(1,25(1,5)(В=(1,25(1,5)(80=100(120 мм. Принимаем D=100 мм; z=10, ГОСТ 9473-71 [2] или [3].
Геометрические параметры фрезы: (=60(, (=12(, (=10(, (=20(, (1=5(.
Схема установки фрезы – смещенная.
2. 2. Режим резания.
2.1 Глубина резания.
Заданный припуск на чистовую обработку срезают за один проход, тогда t=h=1,8 мм
2.2 Назначение подачи.
Для получения шероховатости Ra=6,3 мкм подача на оборот S0=1,0(0,7 мм/об [4].
Тогда подача на зуб фрезы
мм/зуб.
2.3 Период стойкости фрезы.
Для фрез торцевых диаметром до 110 мм с пластинками из твердого сплава применяют период стойкости
Т=180 мин [4],
2.4 Скорость резания , допускаемая режущими свойствами инструмента.
Для обработки серого чугуна фрезой диаметром до 110 мм, глубина резания t до 3,5 мм, подаче до 0,1 мм/зуб.
V=203 м/мин [4],
С учетом поправочных коэффициентов Kmv=1; Knv=1; при ; КБV=1; K(v=1
[4],
V=V( Kmv( Knv( КБV( K(=203(1=203 м/мин.
Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания
об/мин.
Корректируем по паспорту станка n=630 об/мин.
Действительная скорость резания
м/мин.
2.5 Минутная подача Sм=Sz(z(n=0,1(10(630=630 мм/мин. Это совпадает с паспортными данными станка.
3. Мощность, затрачиваемая на резание.
При фрезеровании чугуна с твердостью до НВ229, ширине фрезерования до 85 мм, глубине резания до 1,8 мм, подаче на зуб до 0,13 мм/зуб, минутной подаче до 660 мм/мин
Np=3,8 кВт [4],
3.1 Проверка достаточности мощности станка
Мощность на шпинделе станка Nшп=Nд((
Nд=7,5 кВт; (=0,8 (по паспорту станка)
Nшп=7,5(0,8=6 кВт.
Так как Nшп=6 кВт (Np=3,8 кВт, то обработка возможна.
4. Основное время
, мкм где L=l+l1.
Для торцового фрезерования фрезой диаметром 100 мм, ширине фрезерования
80 мм l1=23 мм [4],
мин.
Задание на практическое занятие №5
Выполнить расчет режима резания по таблицам нормативов по заданному варианту.
Исходные данные приведены в таблице 5.
Порядок работы аналогичен предыдущим.
Таблица 5
№ Вид заготовки и ее В, ммl, ммh, ммВид обработки и Модель
характеристика параметр станка
шероховатости, мкм
1 2 3 4 5 6 7
1 Серый чугун СЧ30, 100 600 5 Торцовое 6Р12
НВ200 фрезерование, Ra=12,5
2 Серый чугун СЧ20, 150 500 4 Торцовое 6Р12
НВ210 фрезерование, Ra=1,6
3 Сталь 38ХА, (в=680 Мпа80 400 6 Торцовое 6Р12
фрезерование, Ra=12,5
4 Сталь 35, (в=360 Мпа 90 480 3,5 Торцовое 6Р12
фрезерование, Ra=1,6
5 Серый чугун СЧ15, 50 300 3,5 Цилиндрическое 6Р82Г
НВ170 фрезерование, Ra=3,2
6 Серый чугун СЧ10, 80 250 1,5 Цилиндрическое 6Р82Г
НВ160 фрезерование, Ra=3,2
7 Сталь 40ХН, (в=700 Мпа70 320 4 Цилиндрическое 6Р82Г
фрезерование, Ra=12,5
8 Сталь Ст3, (в=600 Мпа 85 600 1,5 Цилиндрическое 6Р82Г
фрезерование, Ra=3,2
9 Сталь 40Х, (в=750 Мпа 10 100 5 Фрезеровать паз, 6Р12
Ra=6,3
10 Сталь Ст5, (в=600 Мпа 12 80 8 Фрезеровать паз 6Р12
,Ra=6,3
11 Серый чугун СЧ20, 20 120 10 Фрезеровать паз 6Р12
НВ180 ,Ra=6,3
12 Серый чугун СЧ20, 15 75 8 Фрезеровать паз 6Р82Г
НВ200 ,Ra=6,3
13 Сталь 20Х, (в=580 Мпа 8 110 8 Фрезеровать паз 6Р82Г
,Ra=6,3
14 Сталь 50, (в=750 Мпа 12 120 6 Фрезеровать паз 6Р82Г
,Ra=6,3
15 Бронза Бр АЖН 10-4 100 300 4 Торцовое 6Р12
НВ170 фрезерование, Ra=12,5
16 Латунь ЛМцЖ 52-4-1, 60 180 1,5 Торцовое 6Р12
НВ220 фрезерование, Ra=1,6
17 Серый чугун СЧ30, 180 200 4,5 Торцовое 6Р12
НВ220 фрезерование, Ra=12,5
18 Серый чугун СЧ20, 110 280 2,5 Торцовое 6Р12
НВ220 фрезерование, Ra=3,2
19 Сталь 30ХНЗА, (в=800 80 320 5 Цилиндрическое 6Р82Г
Мпа фрезерование, Ra=12,5
20 Сталь 30ХН, (в=780 МПа115 300 3 Цилиндрическое 6Р82Г
фрезерование, Ra=3,2
21 Сталь 45, (в=650 МПа 40 280 1,8 Цилиндрическое 6Р82Г
фрезерование, Ra=1,6
22 Сталь 20, (в=500 МПа 35 400 3,5 Цилиндрическое 6Р82Г
фрезерование, Ra=6,3
Продолжение табл. 5
1 2 3 4 5 6 7
23 Силумин АЛ4, НВ50 55 250 4 Торцовое 6Р12
фрезерование, Ra=6,3
24 Сталь 30ХМ, (в=950 МПа70 310 4,5 Торцовое 6Р12
фрезерование, Ra=12,5
25 Сталь 18ХГТ, (в=700 85 350 2,5 Торцовое 6Р12
МПа фрезерование, Ra=3,2
26 Чугун ВЧ60, НВ250 120 300 5 Торцовое 6Р12
фрезерование, Ra=12,5
27 Сталь 50, (в=900 МПа 60 250 6 Торцовое 6Р12
фрезерование, Ra=6,3
28 Чугун КЧ60, НВ169 200 450 5,5 Торцовое 6Р12
фрезерование, Ra=3,2
29 Сталь 18ХГТ, (в=700 85 300 4,5 Цилиндрическое 6Р82Г
МПа фрезерование, Ra=12,5
30 Чугун ВЧ38, НВ170 65 200 3 Цилиндрическое 6Р82Г
фрезерование, Ra=3,2
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №6
Расчет режима резания при нарезании зубьев зубчатых колес
Цель работы: изучить методику расчета режима резания при зубонарезании по таблицам нормативов. Приобрести навыки работы по нормативам.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Профиль зубьев зубчатого колеса образуется путем удаления материала впадины следующими способами обработки: фрезерованием, строганием, долблением, протягиванием, шевингованием и шлифованием.
Различают два метода нарезания зубьев: копирования – когда форма режущей кромки инструмента соответствует форме впадины зубчатого колеса (дисковые, пальцевые модульные фрезы, зубодолбежные головки); обкатки – поверхность зуба получается в результате обработки инструментом, режущие кромки которого представляют собой профиль сопряженной рейки или профиль зуба сопряженного колеса и во время обработки инструмент с заготовкой образуют сопряженную зубчатую пару
(червячные фрезы, долбяки, шеверы и др.).
Метод обкатки имеет следующие преимущества по сравнению с методом копирования: одним и тем же инструментом данного модуля можно нарезать зубчатые колеса с любым числом зубьев; обеспечивается более высокая точность и низкая шероховатость поверхности зубьев нарезаемого колеса; достигается более высокая производительность обработки благодаря непрерывности процесса и участию в работе одновременно большего количества лезвий.
Дисковая и пальцевая модульные фрезы представляют собой фасонные фрезы, профиль зуба которых повторяет профиль впадины нарезаемого колеса.
Обработка производится по методу копирования. Пальцевые модульные фрезы применяют для получения шевронных и зубчатых колес большего модуля. Главным движением (движением резания) является вращение фрезы вокруг своей оси.
Движением подачи является движение фрезы вдоль оси заготовки.
При обработке червячной фрезой (метод обкатывания) движение резания – вращение фрезы, движение подачи – поступательное движение фрезы вдоль оси заготовки.
Зуборезный долбяк выполнен в виде зубчатого цилиндрического колеса и снабжен режущими кромками. Главное движение (движение резания) при зубодолблении – возвратно-поступательное движение долбяка, движений подачи два: движение обкатывания по делительным окружностям долбяка и нарезаемого колеса и радиальное перемещение. Зубодолбление применяют для нарезания наружных и внутренних зубьев прямых и косозубых колес.
Глубина резания при черновом нарезании зубьев (Ra=12,5 мкм), как правило, принимается равной глубине впадины t=h=2,2(m, где m – модуль нарезаемого колеса, мм.
Обычно черновые червячные фрезы профилируются такими, чтобы ими можно было нарезать зубья на полную глубину, но оставляя припуск на окончательную обработку лишь боковым сторонам зуба. Если мощности и жесткости станка недостаточно, припуск на черновую обработку срезают за два прохода: первый проход h=1,4m, второй проход , h=0,7m.
Чистовую обработку в два прохода применяют только при зубодолблении цилиндрических колес дисковыми долбяками с модулем 6 мм и выше при шероховатости выше Ra=1,6 мкм.
Подачи выбирают с учетом качества и точности нарезаемого колеса, мощности станка, модуля и числа зубьев нарезаемого колеса [5].
Скорость резания устанавливают в зависимости от режущих свойств инструмента. Размеров нарезаемого зуба. Глубины резания, подачи и других факторов по таблицам нормативов [5], или по эмпирической формуле [3].
Основное время при зубофрезеровании червячной фрезой
, мин где z - число зубьев нарезаемого колеса; n - частота вращения фрезы, об/мин;
S0 – подача фрезы за оборот заготовки, мм/об;
K - число заходов фрезы.
При чистовой обработке применяют однозаходную фрезу, при черновой – многозаходную.
L – величина хода фрезы
L=b+l1,
Где b – ширина венца нарезаемого колеса, мм; l1 – величина врезания и перебега, мм
Основное время при зубодолблении
, мин,
где m – модуль нарезаемого колеса, мм; z – число зубьев нарезаемого колеса;
Kд – число двойных ходов в минуту долбяка, дв.ход/мин;
S – круговая подача, мм/дв.ход;
Sp – радиальная подача, мм/дв.ход; i – число проходов; h – припуск на обработку, мм.
Пример решения задачи
На зубодолбежном станке 5122 нарезают долбяком прямозубое зубчатое колесо модуля m=3 мм с числом зубьев z=40, шириной венца b=40 мм. Обработка чистовая (Ra=1,6 мкм) по сплошному металлу. Материал заготовки – сталь 40Х, твердость НВ190.
Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания (по таблицам нормативов), определить основное время.
Решение
Эскиз обработки
1. Выбор инструмента
Для зубодолбления цилиндрического колеса принимаем дисковый прямозубый долбяк модуля 3 тип 1 ГОСТ 9323-79 [2] или [3] из быстрорежущей стали Р6М5
[2] или [3].
Угол заточки по передней поверхности зубьев (з=5( [2], [3], [5].
2. Режим резания.
2.1 Круговая подача для станка модели 5122 с мощностью двигателя 3 кВт, т.е. III классификационной группы [5] , для чистовой обработки по сплошному металлу, обработки стали с твердостью до НВ207, при модуле нарезаемого колеса до m=3 мм, S=0,25(0,3 мм/дв.ход [5].
С учетом поправочных коэффициентов Кms=1 и паспортных данных станка принимаем S=0,25 мм/ дв.ход.
2.2 Радиальная подача.
Sp=(0,1(0,3)(S [5],
Sp=(0,1(0,3)(0,25=0,025(0,075 мм/дв.ход.
С учетом паспортных данных станка принимаем
Sp=0,036 мм/дв.ход.
2.3 Период стойкости долбяка для чистовой обработки Т=240 мин. [3].
4. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента. Для чистовой обработки по сплошному металлу, круговой подаче S=0,25 мм/дв.ход и модуле до 4 мм
V=20,5 м/мин.
C учетом поправочных коэффициентов Kmv=1; K(v=1
Vp=V( Kmv ( K(v=20,5 м/мин.
Число двойных ходов ходов долбяка в минуту , соответствующее найденной скорости резания,

где L – величина хода долбяка, мм
L=b+l1=40+8=48 мм,
Где l1 – перебег долбяка на две стороны.
При ширине венца до 51 мм l1=8 мм [5],
мм/дв.ход
В соответствии с паспортными данными принимаем
Кд=200 мм/дв.ход.
Действительная скорость резания
м/мин.
3. Проверка достаточности мощности станка
3.1 Мощность, затрачиваемая на резание
При чистовой обработке по сплошному металлу для данных условий обработки
N=1,1 кВт [5],
С учетом поправочных коэффициентов KмN=1; K(N=1; KzN=1,1
Np=N( KмN ( K(N ( KzN=1,1(1(1(1,1=1,21 кВт.
3.2 Мощность на шпинделе станка
Nш=Nд(( кВт, где Nд=3 кВт; (=0,65 – паспортные данные станка
Nш=3(0,65=1,95 кВт.
Так как Nш=1,95 кВт(Np=1,21кВт, то обработка возможна.
4. Основное время
, мин где i – число проходов
мин
Задание на практическое занятие №6
Выполнить расчет режима резания по таблицам нормативов по заданному варианту.
Исходные данные приведены в таблице 6.
Порядок выполнен...

ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами реферата (доклада, курсовой) урезан на треть (33%)!

Чтобы просматривать этот и другие рефераты полностью, авторизуйтесь  на сайте:

Ваш id: Пароль:

РЕГИСТРАЦИЯ НА САЙТЕ
Простая ссылка на эту работу:
Ссылка для размещения на форуме:
HTML-гиперссылка:



Добавлено: 2011.08.25
Просмотров: 1609

При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательная!