УЧОБА ЛЕХА / Правоведение / Понаморев / Резание / New / МАХ / Режимы резания МОИ +припуски+зажим

4. Расчет припусков и технологических размеров.

Припуск на обработку поверхностей деталей может быть назначен по соответствующим справочным таблицам, стандартам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков. стандарты и таблицы позволяют назначить припуски независимо от технологического процесса и поэтому в общем случае являются завышенными, содержащими резервы снижения расхода материала и трудоемкости изготовления детали. Расчетно-аналитический метод предусматривает расчет припусков по всем последовательно выполняемым технологическим переходам обработки поверхности детали (промежуточные припуски, их суммирование для определения общего припуска на обработку поверхности и расчет промежуточных размеров, определяющих положение поверхности, и размеров заготовки). Применение этого метода сокращает в среднем отход металла в стружку, по сравнению с табличными значениями, создает единую систему припусков на обработку и размеров деталей по технологическим переходам и заготовок, способствует повышению технологической культуры производства.

Проведем расчет припусков для трех разных операций.

Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку плоскости 41,75 h12 стакана.

Таблица 3

Переходы обработки торцов	Элементы припусков, мкм				Расчетный припуск zmin, мкм	Расчетный размер Lр, мм	Допуск , мкм	Предельный размер, мм		Предельные значения припусков, мкм
	Rz	h						lmin	lmax	z	z
Заготовка	150 250		300	-	-	42,45	2400	44,85	42,45	-	-
Фрезерова- ние	-	-	-	-	700	41,75	340	42,09	41,75	0,7	2,76

Минимальный припуск на обработку поверхностей определяется по формуле:

z_{i min} = Rz_i-1 + h_i-1 + _i-1 + _i, (2)

где Rz_i-1 – шероховатость поверхности на предшествующем переходе или операции, мкм;

h_i-1 - толщина дефектного поверхностного слоя, полученного на предшествующем переходе или операции, мкм;

_i-1 - суммарное пространственное отклонение обрабатываемой поверхности, полученного на предшествующем переходе или операции, мкм;

_i - погрешность установки заготовки на выполняемом переходе, мкм [Горбацевич].

Определим шероховатость поверхности и толщину дефектного поверхностного слоя заготовки [Косилова]: Rz=150мкм; h = 250 мкм.

Суммарное пространственное отклонение заготовки.

=_к (3)

где _{к --} величина коробления.

Пространственное отклонение коробления определим по формуле [Кован]:

_к = мкм,

где _к – удельное коробление, _к = 1,7мкм/мм;

d – толщина;

l – длина;

b – ширина;

Так как в расчет минимального припуска на фрезерование погрешности установки не учитываются, то опустим эти значения.

Минимальный припуск (см. формулу 2):

z_min = 150 + 250+300 =700 мкм.

Расчетный размер:

l_рз = 41,75+07=42,45 мм;

l_1max = 41,75 + 0,34 = 42,09 мм;

l_2max = 42,45 + 2,4 = 44,85 мм.

Минимальные и максимальные предельные значения припусков.

z = 44,85 – 42,09 = 2,76 мм;

z = 42,45 - 41,75 = 0,7 мм (см. рис. 4).

Рис. 4. Схема графического расположения припусков и допусков на обработку плоскости.

Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку отверстия 30Н12.

Таблица 4

Переходы обработки отверстия	Элементы припусков, мкм				Расчетный припуск 2zmin, мкм	Расчетный размер dр, мм	Допуск , мкм	Предельный размер, мм		Предельные значения припусков, мкм
	Rz	h						dmin	dmax	2z	2z
Сверление	40 60		25,4		250	29,75	75	29,725	29,75	-	-
Рассверливание	20	30		-	100	30	60	29,99	30	250	265

Минимальный припуск на обработку внутренних поверхностей вращения определяется по формуле [Горбацевич]:

2z_{i min} = 2(Rz_i-1 + h_i-1 + ). (5)

Определим шероховатость поверхности и толщину дефектного поверхностного слоя после механической обработки [Горбацевич]:

сверление: Rz = 40 мкм, h = 60 мкм;

рассверливание: Rz = 20 мкм, h = 30 мкм;

Обработка отверстий в неподвижной детали сверлением характеризуется в отношении пространственных отклонений смещением отверстия и уводом с его оси.

Отклонение оси детали от прямолинейности (кривизна) определяется по формуле [Горбацевич]:

 = , (6)

где С₀ - смещение оси отверстия при сверлении, С₀ = 25 мкм;

_у – удельный увод оси отверстия при сверлении, _у = 0,9 мкм/мм;

l – глубина отверстия, l = 5 мм.

 = = 25,4 мм.

Но так как в расчет минимального припуска на рассверливание погрешности пространственных отклонений и погрешности установки не учитываются, то опустим эти значения.

Минимальный припуск на сверление (см. формулу 5 ):

2z_min1 = 2(40+60+ ) = 250 мкм.

Минимальный припуск на рассверливание (см. формулу 5):

2z_min2 = 2(20 + 30) = 100 мкм.

Расчетный размер:

d_р2 = 30 мм;

d_р1 = 30 – 0,25 = 29,75 мм;

Наибольший предельный размер получим по расчетным размерам, ок­ругляя до точности допуска соответствующего перехода.

d_2max = 30 мм;

d_1max =29,75мм;

Наименьший предельный размер получим из наибольших предельных размеров путем отнимания допусков соответствующих переходов.

d_2min = 30 - 0,01 = 29,99 мм;

d_1min = 29,75 - 0,025 = 29,725 мм;

Минимальные и максимальные предельные значения припусков.

2z = 30 – 29,75 = 0,25 мм;

2z = 29,99 - 29,725 = 0,265 мм (см. рис. 5).

Рис. 5. Схема графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия 30 мм.

5. Расчет режимов резания

Расчет режимов резания по эмпирическим зависимостям проведем согласно данным Косиловой для двух различных операций: сверление, фрезерование.

Расчет режимов резания при сверлении отверстия 18 мм.

1. Глубина резания, мм:

t = 0,5D, (9)

где D – диаметр сверла, мм.

t = 0,5  18 = 9 мм.

2. Подачу выберем относительно твердости обрабатываемого материала и диаметра сверла: S = 0,7 мм/об.

3. Скорость резания определим по формуле, м/мин:

, (10)

где С_v – коэффициент;

q, m, y – показатели степени.

Коэффициент и показатели степени примем: С_v = 4; q = 0,4; m = 0,2; y = 0,5.

Период стойкости инструмента примем: Т = 15 мин.

Коэффициент K_v :

K_v = K_mv  K_иv  K_lv, (11)

где K_mv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

K_иv - коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки, K_иv = 1;

K_lv – коэффициент, учитывающий качество матер. инструмента, K_lv = 0,85.

Коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала K_mv определим по формуле:

K_mv = К_г  , (12)

где значение коэффициента К_г и показателя степени n_v, для материала инструмента из быстрорежущей стали при обработке заготовки из сплава ВТ5-1 примем К_г = 0,7; n_v = 0,9;

_в = 980 МПа – предел прочности обрабатываемого материала.

K_mv = 0,7  = 0,55.

K_v = 0,55  1  0,85 = 0,47.

Скорость резания (10):

V = (м/мин).

1. Расчётное число оборотов шпинделя, об/мин:

n = . (13)

n = =73,42 (об/мин).

5. Принимаем фактич. число оборотов, с учетом типа станка: n_ф = 70 об/мин.

6. Фактическая скорость резания, м/мин:

V = = 4 (м/мин).

7. Определим крутящий момент, Нм:

М_кр = 10С_м  D^q  S^y  K_p, (14)

где С_м – коэффициент, С_м = 0,0345;

q, y – показатели степени, q = 2; y = 0,8.

K_p – коэффициент учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением K_p = К_мр:

К_мр = , (15)

где n – показатель степени, выбираем согласно матер. инструмента, n = 0,75.

К_мр = = 1,22.

М_кр = 10  0,0345  0,9²  0,04^0,8  1,22 = 0,026 (Нм).

8. Определяем осевую силу резания по формуле, Н:

P_z = 10C_p  D^q  S^y  K_p, (16)

где значения коэффициентов: С_p = 68; q = 1; y = 0,7; K_p = 1,22.

P_z = 10  68  0,9  0,04^0,7  1,22 = 78 (Н).

Расчет режимов резания при фрезеровании поверхности.

Рассмотрим переход на котором следует при фрезеровании выдержать размер 41,75 мм. По рекомендациям приложения [10, c.110] выбраны следующие параметры инструмента: для обработки поверхности - фреза концевая D = 20 мм, Р6М5, число зубьев z=4.

1. Глубина резания: t = 1,45 мм.

2. Подачу на один оборот фрезы выберем в соответствии с типом фрезы и условиями резания [Косилова]: S = 0,06 мм/об.

3. Подачу на один зуб фрезы определим по формуле:

S_z = . (17)

S_z = (мм/об).

4. Скорость резания определим по формуле, м/мин:

, (18)

где В – ширина фрезерования, В = 3,5 мм;

С_v – коэффициент;

q, m, y, x, u, p – показатели степени.

Выберем коэффициент и показатели степени: С_v = 32; q = 0,45; m = 0,33;

y = 0,5; x =0,5; u = 0,1; p = 0,1.

Период стойкости инструмента примем: Т = 80 мин.

Коэффициент K_v :

K_v = K_mv  K_иv  K_пv, (19)

где K_иv - коэффициент, отражающий состояние пов-и заготовки, K_иv = 1;

K_пv – коэффициент, учит. состояние поверхности заготовки, K_пv = 0,9.

K_mv – коэффициент обрабатываемости стали определим по формуле:

K_mv = К_г  , (20)

где значение коэффициента К_г и показателя степени n_v, для материала инструмента из быстрорежущей стали при обработке заготовки из сплава ВТ5-1 примем К_г = 0,7; n_v = 1;

_в = 980 МПа – предел прочности обрабатываемого материала.

K_mv = 0,7  = 0,53.

K_v = 0,53  1  0,9 = 0,477.

Скорость резания (18):

= 72,07(мин).

2. Расчётное число оборотов шпинделя (13), об/мин:

n = = 1147,1(мин).

5. Принимаем фактич. число оборотов, с учетом типа станка: n_ф = 1150мин.

6. Фактическая скорость резания , м/мин:

V = = 72,22(мин).

7.Главная составляющая силы резания при фрезеровании – окружная сила, Н:

P_z = , (21)

где С_р – коэффициент;

q, u, y, x, w – показатели степени.

Выберем коэффициент и показатели степени: С_p = 50; q = 0,86; u = 1; y = 0,6; x =0,75; w = 0.

K_mp – поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала, определим по формуле (15), n = 0,3.

К_мр = = 1,083.

P_z = = 61,30 Н

8. Определим крутящий момент, Нм:

М_кр = . (22)

М_кр = = 6,13(Нм).

8 РАСЧЕТ СИЛ ЗАЖИМА.

При фрезерной обработке заготовка закрепляется тисах. В процессе резания , заготовка ,обрабатываемая в тисах находится под действием сил резания.

Отношение =0,2…0,3 [ 3 ,c. 158 ]

Принимаем =0,2 , тогда Pн= =320 Н.

W= , [ 3 ,c.158 ] Горбацевич

где, k - коэффициент запаса;

Pн – сила;

f – коэффициент трения. f=0,15 [ ,с.158].

W = =1600 H.