2020-05-21
326
Дано: Материал заготовки – Серый чугун, 210 НВ
Вид обработки – черновое торцовое фрезерование плоскости шириной В=80 мм, длиной l = 120 мм.
Припуск на обработку h = 2мм.
Заготовка – отливка.
Обработка без охлаждения.
Станок вертикально-фрезерный 6Т12
Необходимо: выбрать режущий инструмент; назначить режим резания; определить основное время.
Решение
1 Выбираем фрезу и устанавливаем её геометрические параметры (см. Приложение 1). Для торцового фрезерования диаметр фрезы определяется по формуле
Dф = 1,6 · В (1)
где В – ширина фрезерования, мм.
Dф = 1,6 · 80 = 128 мм
Принимаем стандартное значение диаметра торцовой насадной фрезы со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава ВК6 по ГОСТ 9473-80 Dф = 125 мм [1, с.187].
Число зубьев фрезы, оснащенной твердым сплавом, определяется по формуле
z = (0,08÷0,1)·D, (2)
|
|
|
где обозначения прежние
z = (0,08÷0,1)·125 = 10 шт.
Определим геометрические параметры торцовой фрезы: ω=35 °; φ1 = 1; φ=30 °; α1 = 8 °; αn = 12 °; γ = 10 ° [4, с.390].* 1
2 Назначаем режим резания
Глубина резания определяется по заданию t=h=2мм
Назначаем стойкость инструмента и его допустимый износ: Т = 180 мин [1, с.290], hз = 2 мм [5, с.50]* 2
Назначаем подачу, мм/зуб* 3
Sz = 0,2 – 0,4 мм/зуб.
Принимаем Sz = 0,3 мм/зуб [1, с.283].
Определяем скорость резания, допускаемую режущими свойствами фрезы, аналитическим методом по формуле
, (3)
где Сv, q, m, x, y, u, p - коэффициент и показатели степени,
Сv = 445, q = 0,2, m = 0,32, x = 0,15, y =0,35, u = 0,2, p = 0 [1, с.286]
Dф – диаметр фрезы, мм;
Т – стойкость инструмента, мин;
t – глубина резания, мм;
Sz –подача на зуб, мм/зуб;
В – ширина фрезерования, мм;
z – число зубьев фрезы;
Кv – поправочный коэффициент на скорость резания
(4)
где Км – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
____________________________________________________________________________________
[1, с.262] (5)
где НВ – фактические параметры обрабатываемого материала;
n – показатель степени,
n = 0,95 [1, с.262];
Кп - коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки,
Кп = 0,8 [1, с.263];
Ки - коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала,
Ки = 1 [1, с.263];
м/мин
Определим скорость резания табличным методом
v = vТ · Kv, (6)
|
|
|
где vТ – табличное значение скорости резания,
vТ = 126 м/мин [9, с.307]
Кv – поправочный коэффициент на скорость резания
Kv = Kм· Kи· Kn· Кс· Кф· Kо · Kв · Kφ, (7)
где Kм – коэффициент, учитывающий марку обрабатываемого материала
Kм = 0,89 [9, с.20];
Kи - коэффициент, учитывающий материал инструмента
Kи = 1,0 [9, с.308];
Kn - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности
Kn = 0,8 [9, с.308];
Кс - коэффициент, учитывающий шифр типовой схемы фрезерования
Кс = -
Кф - коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности
Кф = -
Kо - коэффициент, учитывающий условия обработки
Kо = 1,0 [9, с.308];
Kв – коэффициент, учитывающий отношение фактической ширины фрезерования к нормативной
Kв = 1,0 [9, с.309];
K φ - коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане
K φ = 1,3 [9, с.308].
Подставляя значения в формулу 7 и 6, получим
Кv = 0,89 · 1 · 0,8 · 1 · 1 · 1,3 = 0,92
v = 126 · 0,92 = 116,6 м/мин
Определим частоту вращения шпинделя по формуле
(8)
где Vрез – аналитическая скорость резания;
остальные обозначения прежние
об/мин
Корректируем частоту вращения по паспорту станка
nд = 315 об/мин [7, с.422]
Определим действительную скорость резания, м/мин, по формуле
(9)
где обозначения прежние
м/мин
Находим минутную подачу, м/мин, по формуле
SM = Sz · z ·nд (10)
где Sz – подача на зуб, мм/зуб;
z – число зубьев фрезы, шт;
nд – действительная частота вращения шпинделя, об/мин
SM = 0,3 · 10 · 315 = 945 м/мин
Корректируем подачу по паспорту станка. Принимаем SMд = 1000 м/мин [7, с.422]
Из формулы 10 найдем подачу на зуб
Sz = 
мм/зуб
Определяем силу резания, Н, по формуле
, (11)
где Сp, x, y, u, q, w - коэффициент и показатели степени,
Ср = 54,5; x = 0,9, y =0,74, u = 1,0, q = 1, w = 0 [1, с.291]
Dф – диаметр фрезы, мм;
t – глубина резания, мм;
Sz –подача на зуб, мм/зуб;
В – ширина фрезерования, мм;
z – число зубьев фрезы;
n – действительная частота вращения шпинделя, об/мин;
Кмр – поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий обрабатываемый материал
[1, с.264] (12)
где НВ – фактические параметры обрабатываемого материала;
n – показатель степени,
n = 1,0 [1, с.264];
Н
Сравниваем силу резания с допустимой силой механизма станка
Pz < Pzдоп (13)
где Pzдоп = 15000 Н [7, с.422];
2639 < 15000 Н,
следовательно, выбранная подача допустима
Определяем крутящий момент, Н·м
(14)
где обозначения прежние
Н·м
Находим мощность, затрачиваемую на резание, по формуле
, (15)
где Рz – сила резания, Н;
vд – действительная скорость резания, м/мин
Сравниваем мощность резания с мощностью привода станка
Nрез ≤ Nшп, (16)
где Nшп – мощность шпинделя станка
Nшп = Nэ.дв · η, (17)
где Nэ.дв – мощность электродвигателя станка, кВт
Nэ.дв = 7,5 кВт [7, с.422];
η - КПД станка
η = 0,8 [7, с.422]
|
|
|
Nшп = 7,5 · 0,8 = 6 кВт
Так как 5,4< 6 кВт, следовательно, обработка возможна
3 Определяем основное время, мин, по формуле
, (18)
где L – длина пути инструмента или детали в направлении подачи, мм, определяется по формуле
L = l + l1 + l2, (19)
где l – длина обрабатываемой поверхности, мм;
l1 – длина врезания, мм
l1 = 19 мм [3, с.84];
l2 – длина перебега фрезы, мм
l2 = 1 ÷ 6 мм [3, с.84]. Принимаем l2 = 5 мм
L = 120 + 19 + 5 = 144 мм
SМ – минутная подача, м/мин;
i – число проходов
i = h|t (20)
где h – припуск на обработку, мм;
t – глубина резания, мм.
Так как h = t, то i = 1
По формуле 18
мм
|
|
Рисунок 1 – Схема фрезерования плоскости торцовой фрезой
Перечень использованной литературы
1 Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога – машиностроителя, Т2. М.: Машиностроение, 1986. 496 с.
2 Малов А.Н. Справочник технолога – машиностроителя, Т2 М.: Машиностроение, 1973 г.
3 Антонюк В.Е. и др. Краткий справочник технолога механического цеха. Минск: Беларусь, 1968 г.
4 Малов А.Н. Справочник металлиста., Т3 М.: Машиностроение, 1977 г.
5 Абрамов Ф.Н. Справочник по обработке металлов резанием. К.: Машиностроение, 1983. 239 с.
6 Общемашиностроительные нормативы режимов резания, 4.1 – М.: Машиностроение, 1974 г.
7 Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. М.: Машиностроение, 1990.-448 с.
8 Долматовский Г.А. Справочник технолога, М.: Машиностроение, 1956 г.
9 Баранчиков В.И., Жаринов А.В. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов. – М.: Машиностроение, 1990.-400 с.
Приложение 1
Выбор диаметра фрезы в зависимости от вида фрезерования
При торцовом фрезеровании диаметр фрезы определяется по формуле
|
|
|
Dф = 1,6 · В,
где В – ширина фрезерования, мм.
При фрезеровании дисковыми фрезами диаметр фрезы выбирается по ГОСТ в зависимости от ширины фрезерования В.
При фрезеровании концевыми и шпоночными фрезами диаметр фрезы можно принимать равным ширине фрезерования В.
