125473 (Розрахунок режимів різання при обробці деталі), страница 2

4. Визначаємо швидкість різання та число обертів шпинделя за хвилину:

- визначаємо розрахункову швидкість різання для обробки сірого чавуну:

(м/хв),

де м/хв – табличне значення швидкості в залежності від подачі і діаметру обробки, визначається за [С-4, табл., с. 118, 3];

– коефіцієнт, що залежить від твердості оброблюваного матеріалу, за [С-4, табл., с. 118, 3];

– коефіцієнт, що залежить від стійкості інструменту та інструментального матеріалу, за [С-4, табл., с. 119, 3];

– коефіцієнт, що залежить від відношення довжини до діаметру обробки, за [С-4, табл., с. 119, 3];

- визначаємо розрахункове значення числа обертів шпинделя:

(об/хв),

- уточнюємо фактичне значення частоти обертання за паспортом верстату, приймаючи найближче значення, об/хв.

- уточнюємо фактичне значення швидкості різання о прийнятому значенню числа обертів:

(м/хв),

5. Розраховуємо основний машинний час обробки:

(хв).

6. Виконуємо перевірочні розрахунки:

- визначаємо осьову силу різання:

(кГ),

де кГ – табличне значення осьової сили при обробці сірого чавуну в залежності від подачі і діаметру обробки, визначається за картою [С-5, табл., с. 124, 3];

– коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу та його твердості [С-5, табл., с. 126, 3];

- визначаємо потужність різання:

(кВт),

де кВт – табличне значення потужності при обробці сірого чавуну в залежності від подачі і діаметру обробки, визначається за картою [С-6, табл., с. 127, 3];

– коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу та його твердості [С-5, табл., с. 126, 3]

Знайдені значення потужності різання та осьової сили не перевищують допустимі за паспортом верстату.

3.2 Розрахунок режимів різання розрахунково-аналітичним методом

Чорнове фрезерування (операція 15)

Вихідні дані:

матеріал: СЧ20, HB 230, МПа;

вид обробки: фрезерування

інструмент: фреза торцева ш160 , матеріал твердосплавних пластин – ВК6, кількість зубів z =16, ширина B = 46 мм (ГОСТ 9473-80);

шорсткість поверхні після обробки : R_z = 40 мкм;

обробка без охолодження згідно [табл. 39, с. 288, 1];

глибина фрезерування: t = 1,8 мм (рівна припуску на обробку на цьому переході);

довжина оброблюваної поверхні: l = 318 мм (за кресленням);

верстат: 6Р13Ф3;

потужність двигуна головного руху: 7,5 кВт;

діапазон частоти обертання шпинделя: 40...2000 об/хв;

діапазон подач за координатами X, Y, Z: 3...4800 мм/хв;

число ступенів регулювання частоти обертання: 18;

регулювання: ступінчасте.

Частота обертання шпинделя верстата мод. 6Р13Ф3, хв^-1

Подачі верстату мод. 6Р13Ф3, мм/хв

Розрахунок режиму різання будемо вести у наступній послідовності:

1. Визначаємо подачу:

Приймаємо подачу на зуб фрези s_z в межах 0,14...0,24 мм/зуб за [табл. 33, с. 283, 1] в залежності від потужності верстата (5...10 кВт), оброблюваного та оброблюючого матеріалів. Враховуючи примітку до [табл. 33, с. 283, 1], оскільки ширина фрезерування більша 30 мм, зменшуємо табличне значення подачі на 30%:

s_z ≈ 0,1 мм/зуб.

Тоді подача на оберт складе:

(мм/об).

2. Визначимо швидкість різання (колову швидкість фрези):

,

де D = 160 мм – діаметр фрези;

B = 46 мм – ширина фрези;

z = 16 – кількість зубів інструменту.

Значення коефіцієнта С_V та показників степенів в цій формулі визначаємо за [табл. 39, с. 288, 1] в залежності від типу фрези, виду операції, матеріалу ріжучої частини:

С_V = 445, q = 0,2, x = 0,15, y = 0,35, u = 0,2, p = 0, m = 0,32.

Т = 190 хв – період стійкості фрези за [табл. 40, с. 290, 1];

Загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання:

,

В цій формулі:

За [табл. 1, с. 261, 1] поправочний коефіцієнт, що враховує вплив фізико-механічних властивостей оброблюваного матеріалу на швидкість різання для сірого чавуну:

,

де – показник степені, що визначається за [табл. 2, с. 262, 1].

За [табл. 5, с. 263, 1] визначаємо поправочний коефіцієнт, що враховує вплив стану поверхні заготовки на швидкість різання за: .

За [табл. 6, с. 263, 1] визначаємо поправочний коефіцієнт, що враховує вплив інструментального матеріалу на швидкість різання: .

Отже, розрахункова швидкість різання:

(м/хв).

3. Розрахункова частота обертання інструменту:

(об/хв).

4. Хвилинна подача:

(мм/хв)

5. Узгодимо за паспортними даними верстата і остаточно приймемо фактичну частоту обертання: (об/хв).

Тоді фактична хвилинна подача: (мм/хв).

Уточнимо значення швидкості різання:

(м/хв).

6. Визначимо значення складових сили різання:

Знайдемо значення головної складової сили різання (при фрезеруванні – колова сила):

.

Значення коефіцієнта С_р та показників степенів в цій формулі визначаємо за [табл. 41, с. 291, 1] в залежності від типу фрези, оброблюваного і оброблюючого матеріалів:

С_р = 54,5, q = 1,0, x = 0,9, y = 0,74, u = 1,0, w= 0.

Поправочний коефіцієнт на якість оброблюваного матеріалу знаходимо в [табл. 9, с. 264, 1]: .

Отже, колова сила дорівнює:

(Н).

Величини решти складових сили різання визначаємо із їх співвідношення з головною складовою – коловою силою за [табл. 42, с. 292, 1]:

Горизонтальна сила (сила подачі): (Н).

Вертикальна сила: (Н).

Радіальна сила: (Н).

Осьова сила: (Н).

7. Визначимо крутний момент на шпинделі:

(Н∙м).

8. Ефективна потужність різання:

(кВт)

9. Основний технологічний час згідно [п. ІІ , с. 190, 4] та [п. 2.2.6., с. 104, 2]:

(хв),

де L – довжина шляху, що проходить інструмент в напрямку подачі;

l – довжина оброблюваної поверхні (за кресленням) = 318 мм;

l₁ – величина на врізання і перебіг інструменту, що визначається за [дод. 4, арк. 6, с. 378, 4] в залежності від типу фрези (торцева), схеми її установки (симетрична) й ширини фрезерування (за кресленням = 220 мм);

s_хв – хвилинна подача фрези, визначена раніше;

Чорнове розточування (операція 15)

Вихідні дані:

матеріал: СЧ20, HB 230, МПа;

вид обробки: розточування

інструмент: розточувальний різець 2142-0444 з пластинами з твердого сплаву ВК6 за ГОСТ 9795–84 типу 4, виконання 1;

глибина фрезерування: t = 1,6 мм (рівна припуску на обробку на цьому переході);

нормативний період стійкості різців за [Д. 2.10., с.459, 2]: Т = 30 хв;

діаметри обробки: ш92 мм та ш82 мм (на подальших операціях напівчистового і чистового розточування отвори будуть оброблені до діаметрів, вказаних на кресленні ш95Н7 та ш85Н7);

довжини оброблюваних поверхонь: 45 мм і 35 мм (за кресленням);

верстат: 6Р13Ф3 (характеристики наведені вище).

Розрахунок режиму різання будемо вести у наступній послідовності:

1. Для чорнового розточування за [табл. 12, с.267, 1] при заданому перерізі різця та глибині різання рекомендується подача S = 0,2...0,3 мм/об.

Приймаємо подачу S = 0,22 мм/об.

2. Швидкості різання визначатимемо за формулами теорії різання, згідно [п. 3, с.265, 1]:

.

Значення коефіцієнтів в цій формулі знаходимо за [табл. 17, с.266, 1]:

.

Швидкісний коефіцієнт: .

В цій формулі:

За [табл. 1, с. 261, 1]:

,

За [табл. 5, с. 263, 1]: ;

За [табл. 6, с. 263, 1]: .

Отже, загальний швидкісний коефіцієнт: .

При внутрішній обробці (розточуванні) згідно рекомендацій за [табл. 17, с. 270, 1] на швидкість різання додатково водиться поправочний коефіцієнт 0,9:

Таким чином швидкість різання:

(м/хв);

3. Розрахункова частота обертання шпинделя визначається за наступною формулою: , розраховане значення уточнюємо за паспортом верстата:

Поверхня 1 (ш92 мм): (об/хв); об/хв;

Поверхня 2 (ш82 мм): (об/хв); об/хв;

4. Уточнюємо значення швидкості різання: .

Поверхня 1 (ш92 мм): (м/хв);

Поверхня 2 (ш82 мм): (м/хв).

5. Визначаємо сили різання при обробці:

Величини тангенційної P_Z, радіальної P_Y і осьової P_X складових сили різання при розточуванні визначаються за формулою:

.

За [табл. 22, с. 274, 1] знаходимо коефіцієнти для визначення складових сили різання:

;

;

.

Поправочний коефіцієнт на силу різання являє собою добуток наступних коефіцієнтів: