5.5. Расчет мощности станка

Эффективную мощность на резание N_э, кВт, определяют по формуле:

N_э= (Р_{z *} V _Р )/102 _* 600

Потребная мощность на шпинделе станка (кВт)

Nпот = N_э/η_ст

Где η_ст - КПД станка (см. приложение 3).

Коэффициент использования станка по мощности главного электро­двигателя:

К = (N_пот/ N_ст)100%.

Здесь N_ст - мощности главного электродвигателя, кВт (см. приложе­ние 3)

5.6. Расчет основного технологичного времени

Основное технологичное время на обработку Т₀ (мин) рассчитывает­ся для всех проходов. При точении фасок ее принимают от 5 до 10 с.

Т₀=(L _* i)/(n_cт* S_cт), мин

где L - расчетная длина обработки поверхности, мм;

n_ст - частота вращения заготовки, об/мин;

S _ст - подача, мм/об;

i - количество проходов/

Расчетная длина обработки при точении, мм, L = l + l₁ + l₂,

где l — длина детали (чертежный размер), мм.

При подрезке торца и отрезании это половина диаметра заготовки;

l₁- величина врезания инструмента, мм;

l₂ - величина перебега инструмента, мм/

l₁ = t _* ctgφ; l₂ = (2 – 3)S_ст;

φ - главный угол в плане, град.

7. Обработка на фрезерных станках

При расчете режимов резания при фрезеровании необходимо определить глубину резания, подачу, скорость резания.

Глубина резания t, мм, зависит от припуска на обработку и требуе­мого класса шероховатости обработанной поверхности. При припуске бо­лее 5 мм 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 V_р, м/мин определяют по эмпирической формуле:

V_р =(С_{v *} D^gv _* K_v)/(t^Хv _* T^m _* S_z^yv _* В^nv _* Z^ωv)

К_v - поправочный коэффициент,

D - диаметр фрезы, мм,

В - ширина фрезерования, мм;

Z - количество зубьев фрезы.

Ориентировочно может быть принято:

- цилиндрические фрезы Z = К _* D⁰'⁵, где К - коэффициент, зависящий 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 * D^0,5;

- концевые фрезы Z = D⁰'⁵ (число зубьев не менее 3).

Поправочный коэффициент

К = K_{м v *} К _иv * К _пv,

Значения С_v, q_v, Х_v, Y_v , N_v , ω_v приведены в табл. 14

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.

Значение К _{м v}, K _иv, K_nv определяют по таблицам 3, 4 и 9.

п_р=(1000 _* V_р)/(π_*D)

где n - расчетная частота вращения шпинделя станка (об/мин).

Полученное значение расчетной частоты вращения шпинделя сравнивают с имеющимися на металлорежущем станке и принимают ближайшее минимальное: n_ст < n_p.

При определении подачи следует помнить, что при фрезеровании различа­ют три вида подач: S_м - подача в минуту, м/мин; S_о -подача на оборот, мм/об; S_z - подача на один зуб фрезы, мм/зуб.

Расчетную минутную подачу (м/мин) определяют по формуле

S = S_{0 *} n _ст= S_{z *} Z _* n_ст ,

n _ст- 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, скорректиро­вать ее по паспорту станка и принять ближайшее минимальное - S < S _м. Фактическая скорость резания, м/мин, составит:

V_ф = π _* D _* n_ст/1000

Сила резания:

P _z = 10С_p* t^xp_* S_z ^yp _* B ^ир_* Z _* D^qp _* K_p, (H)

Значения коэффициента К_p = К_мр для стали и чугуна приведены в табл.10, а значения коэффициентов С_p, х_p, Y_р, _p, и_р, q _p приведены в табл. 15.

Для определения возможности осуществления на выбранном станке принятых режимов резания необходимо сравнить значение силы подачи с си­лой, допускаемой механизмом подачи станка (см. приложение 3).

Для цилиндрической фрезы Р_х = (1 -1,2) Р_z , (Н).

Для торцевой фрезы Р_x = (0,3 - 0,4)Р_z, (Н).

Требуется, чтобы Р_хст > Р_х

Эффективную мощность на шпинделе станка (кВт) рассчитывают для самого нагруженного перехода

N_э = (Р_{z *} V_Р)/(102 _* 600)

Потребная мощность на шпинделе станка (кВт)

N = N_э / η_ст

где η_ст - КПД станка (см. прил.).

Коэффициент использования станка по мощности

К = N_пот /N_ст 100%,

где N _ст - мощность главного электродвигателя.

Основное технологическое время (мин):

Т₀ ⁼ L _* i/S_мст

де S _мсг - минутная подача по паспорту станка, мм/мин;

I - количество проходов;

L - длина обрабатываемой поверхности, мм.

L=l+ l₁+ l₂, (мм);

где l - действительная длина обрабатываемой поверхности (чертежный размер), мм;

l₁ - величина врезания, мм;

l₂ - величина перебега, мм.

При фрезеровании торцевой фрезой l₁ = D l₂ = 2-4 мм; цилиндрической

и дисковой фрезой - l₁ = ; l₂ = 2 - 5 мм концевой и пазовой фрезой –

l₁ = D/2, l₂ = 1-5 мм.