11. Расчет технической характеристики горизонтально-фрезерного станка

Произвести расчет технической характеристики горизонтально-фрезерного станка по типу модели 6Н81, материал заготовки – стали , материал инструмента – сталь Р18 и твердый сплав Т5К10. Ширина стола – 250 мм.

11.1. Размеры обрабатываемых деталей определяем, исходя из размеров стола и предельного расстояния между столом и фрезой. Размеры столов консольно-фрезерных станков, мм: №0 – 200800; №1 – 2501000; №2 – 3201250; №3 – 4001600.

Для определения диапазона регулирования устанавливаем наибольший и наименьший диаметры фрез по формулам

;

,

где – ширина стола, мм.

Диаметры фрез уточняем по табл. 11.1.

11.2. Уточняем наибольшую и наименьшую ширину фрезерования по формулам

;

.

11.3. Выбираем наибольшую и наименьшую глубину фрезерования по табл. 6.2. Вид заготовки (литье, поковку и т.п.) студент принимает самостоятельно, оговорив это в расчетно-пояснительной записке.

11.4. В дальнейших расчетах за основу берется обработка только наиболее распространенными для данного станка видами фрез:

для горизонтально-фрезерных станков – цилиндрическими, для вертикально-фрезерных – торцовыми.

11.5. Определяем величины подач для самого мягкого материала =500 МПа. Выбираем подачу на зуб фрезы , мм/зуб, для чернового фрезерования по табл. 6.4 и 11.2, затем подачу на оборот фрезы , мм/об, – для чистового фрезерования по табл. 11.3 и 11.4. При использовании этих таблиц предполагаемая мощность проектируемого станка принимается по каталогам станков или по прил. 4-5 для станка подобного типоразмера. Класс шероховатости после фрезерования студент выбирает самостоятельно и оговаривает это в пояснительной записке.

11.6. Выбираем число зубьев фрезы по табл. 11.1 для чернового фрезерования и число зубьев фрезы для чистового фрезерования ( ).

11.7. По выбранной величине подачи на оборот рассчитываем подачу на один зуб фрезы для чистового фрезерования

.

11.8. Определяем подачи , и для самого твердого материала =750 МПа и находим по табл. 11.1 числа зубьев фрез и .

11.9. Определяем наибольшую скорость резания при обработке самой мягкой стальной заготовки =500 МПа фрезой из твердого сплава, указанного в задании, глубина резания , подача , ширина фрезерования В_min, стойкость фрезы Т=60 мин [8].

11.10. Определяем минимальную скорость резания при обработке самой твердой легированной стали =750 МПа цилиндрической фрезой , глубина резания , подача , ширина фрезерования , стойкость фрезы Т=180 мин [8].

11.11. Определяем предельные частоты вращения шпинделя по формулам

;

.

11.12. По найденным величинам рассчитываем четыре значения минутных подач. Минутная подача . При обработке самого мягкого материала

;

.

При обработке самого твердого материала

;

.

11.13. Сравнив подсчитанные значения минутных подач, определим, какая из них является максимальной , какая минимальной , что позволит в дальнейшем расчете найти пределы и диапазон подач.

11.14. Определяем максимальную силу резания при фрезеровании [8]. Для получения максимального значения силы резания в формулы вводим наибольшие значения В, , , z при .

11.15. Определяем максимальную эффективную мощность резания по полученным ранее значениям

.

Максимальная величина определяется для обработки наиболее мягкого материала при максимальных значениях t, , z, В и [8]. Этим же условиям соответствует подсчитанная ранее минимальная скорость резания .

11.16. Определяем мощность электродвигателя привода главного движения из эффективной мощности по формулам (7.6), (7.8).

11.17. Результаты расчетов заносим в табл. 7.1.

11.18. Рассчитываем тяговую силу Q, необходимую для осуществления подачи стола при фрезеровании,

,

где – сила, действующая в направлении подачи, Н; – сила, действующая перпендикулярно , Н; =1,4 – коэффициент, учитывающий влияние опрокидывающего момента; – осевая сила, действующая вдоль фрезы, Н; f = 0,2 – приведенный коэффициент трения на направляющих; =9,81 – коэффициент перевода килограмм-сил в ньютоны; G – масса движущихся частей стола и заготовки (кг), которую приближенно определяют по формуле

,

где – масса станка (кг), которую находят по каталогу или паспорту станка такого же типоразмера;

,

где – масса заготовки, кг; В – ширина заготовки, мм; – длина заготовки, мм.

Действующие силы рассчитываются:

а) при обработке цилиндрическими фрезами

; ; ;

б) при обработке торцовыми фрезами

; ; .

11.19. Определяем мощность, необходимую для подачи, по формуле

.

11.20. Определяем мощность электродвигателя привода подач по формуле

,

где К = 1,3…1,3 – коэффициент повторно-кратковременной перегрузки электродвигателя;  = 0,2…0,3 – КПД цепи подач.

Для проверки расчетов следует иметь в виду, что приближенно мощность электродвигателя механизма подач равна 15 – 20% мощности электродвигателя привода главного движения.

Т а б л и ц а 11.1

Число зубьев фрез z в зависимости от их диаметров

Фрезы цилиндрические			Фрезы торцовые
Тип фрезы	D, мм	z	Тип фрезы	D, мм	z
Цилиндрические с мелким зубом из быстрорежущей стали, ГОСТ 3752-81	40 50 63 80 100	10 12 14 16 18	Торцовые из быстрорежущей стали, ГОСТ 9304-80 (с мелким зубом)	40 50 63 80 100	10 12 14 16 18
Цилиндрические с крупным зубом из быстрорежущей стали, ГОСТ 3752-81	50 63 80 100	6 8 10 12	Торцовые насадные со вставными ножами из быстрорежущей стали, ГОСТ 1092-80	80 100 125 160 200 250	10 10 14 16 20 26
Цилиндрические со вставными ножами из быстрорежущей стали, одинарные, ГОСТ 1979-82	75 90 110 130 150	8 8 8; 10 8; 10 10; 12	Торцовые насадные со вставными ножами, оснащенные твердым сплавам, ГОСТ 8529-80	100 125 160 200 250 320 400 500 630	8 8 10 12 14 18 20 26 30
Цилиндрические со вставными ножами из быстрорежущей стали, составные, ГОСТ 1979-82	75 90 110 130 150 175 200	6 8 8 8 10 10 12	Торцовые насадные со вставными ножами, оснащенные твердым сплавом, ГОСТ 9473-80 (с мелким зубом)	80 100 125 160 200 250 315	10 10 14 16 20 24 24
Цилиндрические, оснащенные винтовыми пластинками из твердого сплава, ГОСТ 8721-80	62 80 100 125	8 8 10 12		400 530 630	28 34 40

Т а б л и ц а 11.2