- •Материаловедение и технология конструкционных материалов
- •Общие требования
- •Задание на курсовую работу
- •Выполнение курсовой работы
- •I. Выбор заготовки.
- •II. Выбор инструмента
- •III. Выбор крепежного приспособления и способа крепления
- •IV. Расчет режимов резания
- •V. Обработка на токарных и фрезерных станках
- •V.1 Расчет режимов резания
- •V.2 Расчет усилий резания
- •V.2 Расчет мощности станка
- •V.3. Выбор металлорежущего станка
- •V.4. Расчет основного технологического времени
- •V.5. Обработка на фрезерных станках
- •Литература
- •1. Материаловедение и технология конструкционных материалов для
- •2. Материаловедение и технология металлов. Г.П. Фетисов и др. 2007,
- •3. Материаловедение и технология материалов. Е.Г. Зарембо 2005,
- •Токарно-винторезные станки
- •Горизонтальные и вертикальные фрезерные станки
- •Справочные данные Числа в дробных степенях
- •Числа в дробных степенях
V.4. Расчет основного технологического времени
Основное технологическое время на обработку То рассчитывается для всех проходов. При точении фасок ее принимают от 5 до 10 сек.
, (мин); (13)
где L - расчетная длина обработки поверхности, мм;
nст- частота вращения заготовки, об/мин;
Sст - подача, мм/об;
i - количество проходов.
Расчетная длина обработки при точении, мм,
L = l + l1 + l2 , (мм); (14)
где l - длина детали (чертежный размер),мм.
При подрезке торца и отрезании это диаметр обрабатываемой поверхности;
l1 - величина врезания инструмента, мм;
l2 - величина перебега инструмента, мм;
l1 = t * ctg ,(мм) ; l2 = (2-3) Scт, (мм); (15)
- главный угол в плане, град.
V.5. Обработка на фрезерных станках
Необходимо определить основные характеристики режимов резания при фрезеровании.
Глубина резания t , мм, зависит от припуска на обработку и требуемого класса шероховатости обработанной поверхности. При припуске более 5мм фрезерование выполняют за два прохода, оставляя на чистовую обработку 1-1.5 мм.
Величину подачи выбирают по справочным таблицам в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала, режущего инструмента и требуемого класса шероховатости поверхности. Ориентировочно величину подачи на один зуб фрезы при обработке стали принимают равной 0.06 - 0.6 мм, а для чугуна - 0.1 - 0.6 мм. Минимальные величины подач соответствуют чистовому фрезерованию, а максимальные - черновому.
Расчетную скорость резания определяют по эмпирической формуле
, (м/мин); (16)
где Кv - поправочный коэффициент,
D - диаметр фрезы, мм;
В - ширина фрезерования, мм;
Z - количество зубьев фрезы
Ориентировочно может быть принято:
цилиндрические фрезы Z = mD0.5 ,
где m - коэффициент, за-
висящий от условий работы и конструкции фрезы (целиковые крупнозубые для грубой обработки -1.02, мелкозубые для чистовой обработки - 2, сборные мелкозубые для чистовой - 0.9, крупнозубые - 0.8);
- торцовые фрезы Z = 1.2*D0.5;
- концевые фрезы Z = D0.5 (число зубьев не менее 3).
Поправочный коэффициент
Kv = Kmv*Kиv*Knv
Значения Cv, qv, Xv, Yv, Иv, v, mv приведены в табл.9.
Таблица 9
Обрабат. материал |
Режущая часть |
Тип фрезы |
Подача Sz, мм |
Сv |
qv |
Xv |
Yv |
Иv |
v |
Сталь
|
Тверд. сплав
Быстр. Реж. |
Торцовая Цилиндрическая
Дисковая
Прорезная |
- < 0.1 > 0.1
< 0.1 > 0.1 - |
332 55 35.4
75.5 48.5 53 |
0.2 0.45 0.45
0.25 0.25 0.25 |
0.1 0.3 0.3
0.3 0.3 0.3 |
0.4 0.2 0.4
0.2 0.4 0.2 |
0.2 0.1 0.1
0.1 0.1 0.2 |
0 0.1 0.1
0.1 0.1 0.1 |
Чугун
|
Тверд. сплав
Быстр. Реж. |
Торцовая
Цилиндрическая Прорезная |
-
< 0.15 > 0.15
- |
306
56.7 26
74 |
0.2
0.7 0.7
0.25 |
0.1
0.5 0.5
0.3 |
0.3
0.2 0.6
0.2 |
0.2
0.3 0.3
0.2 |
0
0.3 0.3
0.1 |
Показатель степени m при периоде стойкости Т при фрезеровании стали и фрезеровании твердыми сплавами торцовыми, прорезными и шпоночными фрезами чугуна равен 0.2, во всех других случаях - 0.3.
Расчетная частота вращения шпинделя станка
, (об/мин); (18)
Полученное значение расчетной частоты вращения шпинделя сравнивают с имеющимися на металлорежущем станке и принимают ближайшее минимальное: nст < nр.
При определении подачи следует помнить, что при фрезеровании различают три вида подач: Sм - подача в минуту ,м/мин; S0 - подача на оборот, мм/об; Sz - подача на один зуб фрезы , мм/зуб.
Расчетную минутную подачу определяют по формуле
Sмр = S0 * nст = Sz * Z * ncт , (м/мин); (19)
где nст - фактическая частота вращения шпинделя, об/мин;
Z - число зубьев фрезы.
Для определения поправочных коэффициентов используют те же формулы, что и при точении.
После того как по паспорту станка будет выбрана частота вращения шпинделя, необходимо определить значение минутной подачи и скорректировать ее по паспорту станка и принят ближайшее минимальное - Sмст < Sмр.
Фактическая скорость резания, м/мин,
, (м/мин); (20)
Сила резания Рz = 10 Cp* tXp * SzYp* BИр * Z * Dqp * Kp, МПа.
Значения коэффициента Кp = Кмр для стали и чугуна приведены в табл.6., а значения коэффициентов Ср, Xр, Yр, Ир,qр приведены в таблице 14.
Таблица 14
Обрабатываемый материал |
Тип фрезы |
Ср |
Xр |
Yр |
Ир |
qр |
Цилиндрич. Концевая Сталь Торцевая Дисковая |
68
82 |
0.86
1.10 |
0.74
0.80 |
1.00
0.95 |
-0.86
-1.10 | |
Цилиндрич. Концевая Чугун Торцевая Дисковая |
48
70 |
0.83
1.14 |
0.65
0.70 |
1.00
0.90 |
-0.83
-1.14 |
Для определения возможности осуществления на выбранном станке принятых режимов резания необходимо сравнить значение силы подачи с силой, допускаемой механизмом подачи станка (см. приложение).
Для цилиндрической фрезы Рх = (l - 1.2)Pz, МПа.
Для торцевой фрезы Рх = (0.3-0.4)Pz, МПа.
Требуется, чтобы РXдор > Px •
Эффективная мощность на шпинделе станка считается самого нагруженного перехода
, (кВт); (21)
Потребная мощность на шпинделе станка
, (кВт)
где ст - КПД станка (см. приложение).
Коэффициент использования станка по мощности
,
где Nст - мощность главного электродвигателя.
Основное технологическое время:
, (мин); (22)
где L - расчетная длина обрабатываемой поверхности, мм.
L = l + l1+ l2, (мм); (23)
где l - действительная длина обрабатываемой поверхности (чертежный размер),мм;
11 - величина врезания, мм;
12 - величина перебега, мм;
Sмст - минутная подача по паспорту станка, мм/мин;
i - количество проходов.
При фрезеровании торцевой фрезой l1_= D; l2 = 2-4 мм; цилиндрической и дисковой фрезой - l1 = (t (D-t))0..5; l2 = 2-5 мм
концевой и пазовой фрезой - l1 = D/2, l2 = 1-5 мм.