Міністерство освіти і науки України

Вищий навчальний заклад

«Київський Індустріальний коледж»

Практична робота № 7

Розрахунок і табличне визначення режимів різання при різьбонарізанні.

з дисципліни: Основи обробки матеріалів та інструмент

Виконав

Студент групи М-21

Перевірив

Волобуєва Г. В.

Київ 2014

Визначення режимів різання для нарізування різьби. Порядок виконання практичної роботи.

1. Накреслити схему різання.

2. Призначити різальний інструмент та вказати верстат, на якому ведеться обробка.

3. Глибина різання, число проходів або подача.

4. Призначити стійкість інструменту.

5. Визначити швидкість різання.

6. Число обертів шпинделя.

7. Дійсна швидкість різання.

8. Сила та потужність різання.

9. Основний технологічний час.

Нарізувати різьбу можна при допомозі різьбових різців та гребінок, мітчиків та плашок, різьбонарізних та різцевих головок, дискових та гребінчастих фрез. При визначенні режимів різання потрібно враховувати особливості роботи конкретного інструменту.

Перед початком визначення режиму різання рекомендується накреслити схему різання. Правильно виконана схема допоможе усвідомити як проводиться обробка та допоможе вибрати необхідні інструменти.

Після цього необхідно призначити різальний інструмент. Потрібно вказати тип інструменту, геометричні параметри, необхідні для розрахунків та матеріал різальної частини.

Потрібно вказати також верстат, для якого розраховується обробка.

Різьбові різці використовуються для нарізування зовнішньої та внутрішньої різьби за один чи декілька проходів по профільній (подача виконується перпендикулярно осі заготовки) чи по генераторній схемі (подача вздовж однієї сторони різьбової канавки). Розміри різьбових різців можна вибрати з таблиць 145, 146 (стор. 230, 231) [10] або з додатку 2 (стор. 356, 357) [6].

Різьбові гребінки використовуються для нарізування різьби за один прохід. Геометричні параметри гребінок можна вибрати з таблиць 147, 148 (стор. 231) та 128, 129 (стор. 213, 214) [10]. Різьбові різці та гребінки бувають стержневі, призматичні та круглі. Різці і гребінки виготовляють з швидкорізальних сталей, а стержневі ще можуть бути оснащені твердим сплавом.

Мітчики використовуються для нарізування різьби в наскрізних або глухих отворах. Ручні мітчики виготовляються з сталей У10А, У11А, У12А комплектом з двох (з кроком до 3 мм) або трьох (з кроком різьби більше 3 мм) мітчиків.

Основні розміри приведені в таблиці 134-137 (стор. 221 - 224) [10].

Машинно-ручні мітчики використовуються для нарізування різьби на верстатах або вручну. Вони використовуються по одному або в комплекті із двох мітчиків.

Машинні мітчики використовуються для нарізування різьби на верстатах. Машинні мітчики виготовляються з швидкорізальних сталей Р6М5, Р6М3 або оснащуються твердим сплавом Т15К6, Т5К10, ВК6, ВК4 та ін.

Гаєчні мітчики, в основному, використовують при нарізуванні різьби на свердлильних або на спеціальних різьбонарізних верстатах. Розміри гаєчних мітчиків приведені в таблиці 139 (стор. 225) [10]. Гаєчні, машинні та машинно-ручні мітчики виготовляються із легованих інструментальних (9ХС) та швидкорізальних сталей (Р6М5, Р6М3).

Круглі плашки використовують для нарізування зовнішніх різьб вручну або на верстатах. Виготовляються плашки з інструментальних легованих 9ХС, ХВСГ, ХГСВФ, швидкорізальних сталей Р6М3, Р6М5.

Параметри плашок приведені в таблицях 130-135 (стор. 216-221) [10] або в додатку 2 (стор. 364) [6].

Різьбонарізні головки використовуються для нарізування різьби на токарних та спеціальних різьбонарізних верстатах. Розміри різьбонарізних головок приведені в таблиці 127 (стор. 212) [10].

Різцеві головки використовуються для швидкісного нарізування метричної або трапецієвидної різьби на токарно-гвинторізних верстатах. Різьба з кроком до 6 мм оброблюється за один прохід. Частіше всього головка має 4 різці з твердосплавною різальною пластиною.

Для нарізування зовнішніх та внутрішніх різьб на різьбофрезерних верстатах використовують гребінчасті фрези. Вони виготовляються із швидкорізальних сталей діаметром до 32 мм (хвостові) та до 100 мм (насадкові), довжиною до 100 мм з 6-16 зубцями. Параметри гребінчастих фрез приведені на стор. 228-229 [10]. Дискові різьбонарізні фрези (табл. 144, стор. 230 [10]) використовуються для попередньої обробки різьб з великим кроком переважно трапецієвидного профілю на довгих гвинтах та черв’яках. Потім проводиться чистова обробка різьби різцем або шліфування профільним кругом. Різьбові фрези виготовляються із швидкорізальних сталей.

Глибина різання, число проходів або подача.

При нарізуванні різьби токарним різцем призначається число проходів різця, яке визначає глибину різання за кожний прохід різця. Число проходів можна вибрати з таблиці 7.1 (стор.121), карт 2.34 – 2.42 (стор. 238-246) [3], таблиць 45, 46 (стор. 294) [10] або з карт 22-31 (стор. 67-76) [6]. Для швидкісного нарізування різьби різцевою головкою призначається подача на один різець головки S_z табл. 47 (стор. 259) [10] або карта 205 (стор. 351) [6]. При фрезеруванні різьби гребінчастими фрезами призначається подача на один зуб фрези S_z табл. 48 (стор. 259) [10], карта Р-3 (стор. 164) [9] або карти 200-203 (стор. 344-349) [6].

При нарізуванні трапецієвидної різьби дисковою фрезою S_z = 0,03 мм/зуб (6–7 квалітет точності) або S_z = 0,06 мм/зуб (8-9 квалітет точності). Мітчики, плашки та різьбонарізні головки працюють з самоподачею і тому визначати подачу при виборі режиму різання для цих інструментів не потрібно.

Стійкість інструменту можна визначити з табл. 49 (стор. 164) [10]. При використанні цього посібника, довідників [3], [6] стійкість інструментів не враховується і тому не визначається.

Швидкість різання.

При аналітичному визначенні режимів різання за довідником [10] швидкість різання визначають за формулами:

• при нарізуванні метричної різьби різцем з твердого сплаву:

(м/хв.) (7.1)

• при нарізуванні метричної та трапецієвидної різьб різцями із швидкорізальної сталі: (м/хв.) (7.2)

• при швидкісному нарізуванні метричної та трапецієвидної різьб різцевими головками з твердосплавними різцями та фрезеруванні різьби гребінчастими фрезами: (м/хв.) (7.3)

• при нарізуванні різьби мітчиками, круглими плашками та різьбонарізними головками: (м/хв.) (7.4)

• при нарізуванні різьби з обмеженим виходом різця та необхідністю при цьому ручного відведення різця:

(м/хв.) (7.5)

В цих формулах D – номінальний діаметр різьби, f – ширина виточки для виходу різця, р – крок нарізуваної різьби, τ - 0,01 – 0,04 хв. – час на відведення різця та переключання верстата на зворотній хід.

Постійна C_v та показники степенів вибираються з таблиці 49 (стор. 296) [10].

Загальний поправочний коефіцієнт при нарізуванні різьби різцями та різцевими головками:

(7.6)

Коефіцієнти К_mv та К_iv приведені в табл. 1-4 (стор. 261-263) [10]. Коефіцієнт К_rv враховує спосіб нарізування різьби. К_rv = 1,0 при нарізуванні різьби чорновими та чистовими різцями. К_rv = 0,75 – при нарізуванні різьби одним чистовим різцем.

Загальний поправочний коефіцієнт при нарізуванні різьби мітчиком, круглою плашкою, різьбонарізною головкою та гребінчастою фрезою:

(7.7)

Коефіцієнти K_mv, K_iv та K_тv приведені в таблиці 50 (стор. 298) [10].

При аналітичному визначенні режимів різання за посібником [3] швидкість різання розраховується з карт 2.88, 2.94 (стор. 351-352374).

Для якісного нарізування різьби плашками швидкість різання не повинна перевищувати 4 м/хв. Найвищу продуктивність при нарізуванні різьби мітчиками та фрезами можна одержати при роботі з максимально можливими швидкостями різання.

Табличне визначення швидкості різання при нарізуванні різьби різцем проводиться за допомогою таблиць 7.2, 7.3 (стор. 122 - 123), карт Р-2, Р-3 (стор. 162, 165) [9].

Швидкість різання при нарізуванні різьби мітчиком або плашкою проводиться за допомогою таблиці 7.4, 7.5 (стор. 123 - 125).

При використанні посібника [6] швидкість різання та число обертів шпинделя визначається:

• при нарізуванні різьби різцями та гребінками – карти 22 -31 (стор. 67-76) [6];

• при нарізуванні різьби круглими плашками та різьбонарізними головками – карта 32-35 (стор. 77-80) [6];

• при нарізуванні різьби мітчиками – карта 82-85 (стор. 147-150) [6];

• при нарізуванні різьби гребінчастими фрезами – карта 205 (стор. 350) [6];

• при нарізуванні різьб дисковими різьбовими фрезами – кар- та 205 (стор. 351) [6];

• при нарізуванні різьб різцевими головками – карта 205 (стор. 351) [6].

За посібником [3] швидкість різання табличним способом визначається з карт 2.34 - 2.43, 2.50,2.53 (стор. 238 – 247, 263 - 276).

Число обертів шпинделя визначається за формулою:

(об./хв.)

та корегується по паспорту верстата, на якому ведеться обробка.

Після цього потрібно визначити дійсну швидкість різання:

(м/хв.)

Сила та потужність різання.

Для аналітичних розрахунків режимів різання за довідником [10] при нарізуванні різьби різцями сила різання визначається за формулою:

(Н) (7.8)

Постійна C_p та показники степенів приведені в табл. 51 (стор. 298) [10]. Поправочний коефіцієнт К_р = K_mp – табл. 9 (стор. 264) [10].

Після цього визначається потужність різання:

(кВт)

При нарізуванні різьби мітчиками, плашками та різьбонарізними головками визначається момент опору обертанню:

М_об. = 10 · C_m · D^q · р^y · K_p (H · м)

Постійна С_m та показники степенів приведені в таблиці 51 (стор. 298) [10]. Поправочний коефіцієнт К_р = К_mp – таблиця 50 (стор. 298) [10].

Потужність різання при цьому визначається за формулою:

(кВт) (7.9)

При швидкісному нарізуванні різьби різцевою головкою за один прохід по-тужність різання визначається:

• для метричної та дюймової різьб:

(кВт) (7.10)

• для трапецієвидної різьби:

(кВт) (7.11)

Якщо різьба оброблюється за декілька проходів, потужність потрібно помно-жити на відношення висоти профілю, зрізуваного за один прохід до повної висоти різьби.

Табличне визначення потужності різання.

При роботі з довідником [9] визначається спочатку М_об. з карти Р-2 (стор. НВ 163), а потім

(кВт) (7.12)

При визначенні потужності різання за цим посібником використовуються таблиці 7.4, 7.5 (стор. 123 - 125).

При роботі з довідником [6] N_різ. визначається з карт:

• при нарізуванні різьби різцями використовуються карти 22-25 (стор. 60-70) та карта 30 (стор. 75) [6];

• для нарізування різьби мітчиками використовувати карти 82-84 (стор. 147-150);

• при нарізуванні різьби гребінчастими та дисковими фрезами потужність не визначається;

• при нарізуванні різьби плашками, різьбонарізними головками та різцевими головками на токарних верстатах потужність не визначається.

При табличному визначенні режимів різання за посібником [3] потужність різання визначається з карт 2.34 - 2.43, 2.50,2.53 (стор. 238 – 247, 263 - 276).

Після визначення потужності різання потрібно визначити необхідну потужність двигуна верстата та порівняти її з фактичною потужністю, взятою з паспорту верстата, на якому проводиться обробка.

(кВт)

Якщо N > N_пасп., то потрібно зменшити швидкість різання.

Основний технологічний час.

При нарізуванні різьби гаєчними мітчиками:

(хв.) (7.13)

l_p - довжина робочої частини мітчика, визначається конструкцією мітчика.

При нарізуванні різьби машинними мітчиками:

(хв.) (7.14)

- величина врізування та перебігу;

- (4÷8) · р – для наскрізного отвору;

- (2,5÷3) · р – для глухого отвору;

- число обертів шпинделя при зворотньому ході, = 1,25п.

При нарізуванні різьби круглими плашками:

(хв.) (7.15)

- (1,5÷2) · р

При нарізуванні різьби гаєчними мітчиками на гайконарізних автоматах:

(хв.) (7.16)

l_дод.- інтервал між оброблюваними гайками.

При нарізуванні різьби різьбонарізними головками:

(хв.) (7.17)

При нарізуванні різьби різьбонарізними різцями та гребінками:

(хв.) (7.18)

і – число проходів;

- величина врізування та перебігу;

- (5÷8)р – при обробці різьби різцем на прохід;

- (3÷4)р – при обробці різьби до упору;

- (2÷3)р – для гребінок.

При нарізуванні різьби різьбонарізними гребінчастими фрезами:

(хв.) (7.19)

Z – кількість зубів фрези;

n_ф – число обертів фрези.

При нарізуванні різьби дисковою різьбонарізною фрезою:

(хв.) (7.20)

l₁ - величина врізування фрези;

ω - кут підйому різьби по середньому діаметру;

l - довжина різьби;

р – крок різьби.

Таблиця 7.1