3.2. Тема 2. Определение наиболее производительного технологического метода обработки плоских поверхностей

Введение

Один из основных показателей качества машин – надежность, в значительной мере характеризуется эксплуатационными свойствами их деталей и соединений (сопротивлением усталости, износостойкостью, контактной жесткостью, герметичностью соединений, точностью посадок и др.). Все эти эксплуатационные свойства зависят от качества (состояния) поверхностного слоя деталей (макроотклонения, волнистости, шероховатости (ГОСТ 2789-73), физико-механических свойств), определяемого технологией изготовления деталей.

При решении задач по технологическому обеспечению качества поверхности деталей и их эксплуатационных свойств необходимо определять методы механической обработки, позволяющие получить заданные параметры качества с наибольшей производительностью.

3.2.1. Задание 1.

Разработать алгоритм и составить программу определения наиболее производительного технологического метода обработки (торцовое фрезерование или строгание) плоских поверхностей плит BxL, обеспечивающего получение требуемой шероховатости Ra. Полученные результаты вывести в файл последовательного доступа и на экран дисплея в виде таблицы.

Постановка задачи. С учетом того, что подготовительно-заключительное время при фрезеровании и строгании будет одинаковым, основное время на обработку будет определяться машинным временем t_м .

При фрезеровании наибольшая производительность будет обеспечиваться при наибольшей подаче на зуб S_Z , которая соответствует наибольшей допустимой скорости резания V. Определяем расчетную частоту вращения n_p

режущего инструмента, мин^-1:

, (3.7)

где

V - скорость резания, м/мин;

D - диаметр режущего инструмента, мм.

По паспортным данным станка, используя табл. 4.1, определяют ближайшее меньшее значение n_пасп к расчетному n_p и, разрешая

уравнение (3.7) относительно V, определяют V_пасп.

Соотношение для определения подачи на зуб S_Z мм/зуб, в зависимости от допустимой шероховатости поверхности имеет следующий вид ЕЗЗ:

Где

Ra - шероховатость поверхности, мкм;

r - радиус при вершине резца, мм;

 - передний угол резца, град;

t - глубина резания, мм.

По полученному значению S_Z определяют ближайшее меньшее значение S Z_пасп , используя табл. 4.1.

Минутная подача, мм/мин рассчитывается по формуле:

где

S_Z - подача на зуб, мм/зуб;

Z - число зубьев режущего инструмента, S_Z=6;

n_пасп - число оборотов режущего инструмента в минуту, мин^-4.

Длина рабочей подачи L(mm) стола станка определяется формулой:

L = l + l₁ + l₂ ,

где

l - длина обрабатываемой поверхности, мм;

l₂ - врезание фрезы, мм;

l₂ - длина перебега фрезы, мм.

В рассматриваемом случае

l₁ + l₂ = D/2+4,

l₂ =B²/(4D),

где

В - ширина обрабатываемой поверхности, мм;

Машинное время t_M (мин) на обработку при фрезеровании определяется по формуле:

t_M = L / S_M,

причем при вычислении t_M полагают S_M = S_пасп

Машинное время t (мин) на обработку при строгании определяется из соотношения:

t_M = В1 / (Sn) ,

где

В1 - суммарное поперечное перемещение стола станка при чистовом строгании, мм;

n - число двойных ходов в минуту, мин ^-1.

Суммарное поперечное перемещение в случае операций перебега и врезания резца вычисляется по формуле:

В1= В + 2 + 2

В формуле для t_M качестве n используют значение n_пасп, которое определяется исходя из следующей формулы числа двойных ходов:

(3.8)

где

V_С - скорость строгания, м/мин;

1 - длина обрабатываемой поверхности, мм.

Заменяя в формуле (3.8) V_С на значение наибольшей допустимой скорости при строгании V_Сmax , вычисляют n_{x max} . По полученному n_{x max} из табл. 4.1 определяют ближайшее меньшее паспортное значение числа двойных ходов n_{x_пасп}. По этому значению, исходя из формулы (3.8), определяют V_{С_пасп}.

Значение подачи S(мм), обеспечивающей заданную шероховатость поверхности при строгании, определяют из уравнения 4,с. 105):

При вычислении S в качестве V берут V_{С_пасп}.

Из двух методов (торцевое фрезерование или строгание) считается более производительным тот, который обеспечивает наименьшее время работы.

Таблица 3.3 - Варианты исходных значений к заданию

Вариант	Ширина обрабатываемой поверхности В, мм	Длина обрабатываемой поверхности l, мм	Глубина резания t, мм	Шерохо- ватость Rа, мкм	Торцовое фрезерование		Строгание
						r, мм		r, мм
1.	50÷100; Δ= 20	100÷300 Δ= 50	0,5	4,0	5	2,0	5	2,0
2	20÷50 Δ= 20	100	0,5	4,0	5	2,0	5	2,0÷ 5 Δ= 1
3	20÷50 Δ= 15	200	0,5÷1,0 Δ= 0,1	4,0	5	2,0	5	2,0
4	100	100	0,5÷1,0 Δ= 0,1	4,0;2,0	5	2,0	5	2,0
5	100	300	0,5	4,0	5÷100 Δ= 15	2,0÷0,5 Δ= -0,5	5	2,0
6	100	500	0,5	4,0	5	2,0	5÷10 Δ= 1	2,0÷5 Δ= 1
7	200	100÷500 Δ= 100	0,5÷1,0 Δ= 0,1	4,0	10	2,0	5	1,0
8	300	100;150	1,0	2,0	10	0,5	5	2,0÷ 5 Δ= 1
9	100	100÷500 Δ=50	0,5	3,0	10	1,0	5÷10 Δ= 1	2,0
10	200	500	0,7	3,0	10	2,0	5÷8 Δ= 0,5	2,5÷6 Δ= 0,5

Примечание. Фрезерование производится на универсальном фрезерном станке 6М80 торцовой фрезой D=160 мм с шестью резцами. Наибольшее значение подачи на зуб S_Z = 0,5 мм/зуб и наибольшая скорость резания V= 44 м/мин.

Строгание производится на станке 736. В качестве наибольшей допустимой скорости V_Сmax при строгании следует брать 22 м/мин.