Процессы и операции формообразования. Режимы резания. Учебное пособие

M

=10

C

41

Dq Py K

,

где Р − шаг

кр

М

p

мм;

і − числорезьбы,абочих ходов, устанавливаемое из табл. 4.2 и 4.3;

D − номиналь ый диаметр резьбы, мм.

эффициентКоэффициенты= Мр, учитыв

качество обрабатываемого мате-

Cp

CМ

показатели степени, поправочный ко

риала, определяют для резцовающийдля других инструментов по таблицам.

Значение к эффициентов

Таблица 4.7

показателей степени в формулах

силовых зависимостей при нарезании резьбы

Обрабатываемый

Тип

Коэффициенты и показатели степени

материал

инструмента

C

C

y

q

u

148

−

1,7

−

0,71

Резцы

Метчики

Сталь конст-

машинные

270

4

рукционная

0,0041

1,7

углеродистая,

гаечные

−

1,5

−

025

2,0

σв = 750 МПа

автоматные

Плашки

50

Чугун

ьбовые головки

103

0,0460

1,8

1,1

0,82

Резцы

−

−

машинные

130

4

Силумин

Метчики

гаечные

−

0,0022

1,5

1,8

−

Мощность, кВт, при

нарезании

резьбы

резцами

N

=

P

V

,

z

метчиками, плашками и резьбовыми головками

N

=

M n

, где

n

=

1000 V

.

При вихревом

π

арезании

резьбы за один проход вращающейся

головки с

несколькими

резцами мощность резания, кВт, определяют

по формулам:

для треугольной резьбы

sz0,4 z0,5 V 0,8

N

=

0,1 s0,5

,

0,7

для трапецеидальной резьбы

42

N =

0,028 s1,2 sz0,6 z0,5

V 0,8

.

0,7

аре

При нарезания резьбы за несколько прох дов, а также при

зании нестандартной резьбы рассчитанную

мощность следует

умно-

жать на отношение фактической высоты профиля, срезаемой за один

проход‚ к высоте резьбы по ГОСТу.

1

Контрольные вопросы

резьб?

им и струментом производится нарез

2. Как

назначается

продольная подача прианиеарезании резьбы

резцами?

ается

величина скорости резания

при нарезании

3. Чем

резьбы в упоротлична проход?

4. Как определяется глубина резания при нарезании резьбы за

один проход?

ассчитывается мощность резания при нарезании нестан-

5. Как

дартной резьбы?

43

5. РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ЗУБОНАРЕЗАНИИ

Основные параметры процесса зубонарезания зубчатых колёс

д сковыми

п

фрезами,

акие как скорость резания V, глу

бин t, подачи альцевымиso, sz, sМ, определяются аналогично фасонному фрезе-

рованию.

При нарезании цилиндрического колеса с примен нием червяч-

ной фрезы происходят движение резания, делительное движение и

движение подачи. Движение резания является главным и осуществля-

ется вращением фрезы. Скорость резания, м⁄мин:

где De −

V

= π

De

n ,

диаметр фрезы, мм;

n − часаружныйот вращения фрезы, об/мин.

Делительное

− это согласованные и непрерывные

вращения заготовки движениефрезы, неразрывно связанных в процессе обр -

ботки. Станок настраивают

образом, чтобы при однозаходной

фрезе за один её оборот заготовкаким повернулась на дин зуб. При при-

менении многозаходных фрез заготовка за один оборот фрезы должна

повернуться

а число зубьев, равное числу заходов ф езы.

Движение подачи при зубонарезании цили дрических колёс −

это поступательное движение

фрезы вдоль оси

нарезаемого колеса.

При фрезеров

различают подачу

а один зуб sz, подачу на один

оборот фрезы анииs минутную sМ

(мм/мин).

Исходной

подачи при черновом фрезеровании являет-

ся её величина величинойа один зуб, при чистовом фрезеровании − на один

оборот фрезы, по которой для дальнейшего использования вычисляют

подачи на один зуб sz = s/z. Подач s исчисляется

милли-

величинуметрах а один оборот заготовки и выбирается

из спр

по

ам резания в зависимости от числ зубьев, требуемогоавочниковачества

режимточности обработки, модуля нарезаемого колеса.

Скор сть резания при фрезеровании − это окружная скорость

фрезы, которая измеряется в м/мин и определяется по формуле:

V =

C

Dq

Kv ,

v

T m tx sy Bu zp

q, х, у, и, р, m

Значения коэффициента Cv иz

азателей

44

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учиты-

вающий фактические условия резания:

Kv

=

Kмv

Knv Kиv ,

Данные коэффициенты принимаются по таблицам.

Период стойкости Т для червячных фрез выбирается в зависимо

сти от их модуля. Для средних значений модуля 4…8 мм при обработ-

ке чугун Т = 480 мин.

ая силы резания при фрезеро-

Сила резания. Главная сост

вании – окружная сила, измеряемаяавляющньютонах:

Pz =

10

C p txq szyw Bu z

KМр,

где z − число зубьев фрезы;

.

n − частот

вращения фрезы,

Зн

коэффициента Cоб/минp, пок зателей степени x, у, и, q, w

для расчётачениясилы резания приведены справочной

литературе.

Крутящий момент на шпинделе измеряется в Н:

M

кр

=

Pz

D

,

где D − диаметр фрезы, мм.

Мощность резания.

Мощность, необходимую для арезания

зубьев, определяют согласно нормативам по режимам резания, кВт:

P

V

Ne

=

z

.

Основное технологическое время при нарезании прямых зубьев

цилиндрических зубчатых колес модульной дисковой фрезой на зубо-

фрезерном станке с автоматическим делительным механизмом, мин:

t

o

= (l

+ l

+ l

n

)

1

+

1

z i

+

τ z i

,

o

вр

m

m

где lo –

sp.x

sоб.x

а нарезаемого зуба, мм;

вр – длина врезания, мм;

ln – длина перебега, мм;

i – число ходов;

sp.x – минутная подача при рабочем ходе, мм;

45

sоб.x – минутный путь обратного хода, мм;

z – число зубьев арезаемого колеса;

m – количество одновременно н

аемых зубчатых колёс;

τ – время а поворот заготовки нарезодин зуб, мин.

Величина врезания lвр, мм:

+ (1 2),

tвр =

t (Dф − t)

где t – глубин прорезаемой впадины между зубьями, мм;

Dф – диаметр фрезы, мм.

Минутная подача при рабочем ходе:

sp.x = sz z n,

где sz – подача на один зуб фрезы, мм;

n – число оборотов фрезы в минуту.

Основное время при

ареза ии прямых зубьев цилиндрических

зубчатых колёс червячной модульной

фрезой, мин:

to =

(lo m + lвр

+ ln )

z i,

s n q m

где lo – длина нарезаемого зуба, мм;

m – число одновременно нарезаемых зубчатых колёс;

вр – длина врезания, мм;

ln – длина перебега, мм;

z число зубьев обрабатываемого зубчатого колеса;

s – подача на один оборот зубчатого колеса, мм;

n – число оборотов фрезы в минуту;

q– число заходов фрезы (для чистовых проходов q = 1; для черно-

вых q = 2);

i – число ходов.

Длина врезания lвр , мм:

lвр = (1,1 1,2)

t (Dф − t)

,

46

to =

(lo + lвр + ln ) z

3 M z

,

где lo

s

n

q

= s

n q

= 2,2·М – высота зуба, мм;p

p

вр

=

– длина врезания, мм;

n = 0,25·М– длина врезания, мм;

ln

– у итывает время на

аботу фрезы при выключенной радиаль-

ной подаче за один или два оборота

арезаемого червячного зубчатого

колеса для

всех зубьев одинаковой высоты;

z – числополучениязубьев арезаемого колеса;

М – модуль арезаемого колеса, мм;

sp

– радиальная подача в мм

а один оборот заготовки;

n

оборотов фрезы в

минуту;

q – число

заходов фрезы.

Основное время при нарезании червячных зубчатых колёс на зу-

бофрезерных станках способом тангенциальной подачи, мин:

to

=

l

+ l

+ l

где lo

+ lвр + ln = 2,94·М·

z

osТ врn

q n ,

, мм – величина перемещения фрезы;

М – модуль зубчатого колеса, мм;

а один оборот заготовки, мм;

sТ – тангенциальная подача фрезы

n

– число

оборотов фрезы в

минуту;

q

заходов фрезы.

Основное время при нарезании зубьев зубчатых колёс на зубо-

долбёжных станках дисковыми долбяками, мин:

to =

h

t

z

i =

h

π

M z

i,

s

p

n

+

s

к

n

s

p

n

+

s

к

n

где h – глубин нарез

впадины между зубьями, мм;

sp

– радиальная подачаемойна один

ход долбяка, мм;

n – число двойных ходов д лбякадвойнойминуту;

t – шаг нарезаемого зубчатого колеса, мм;

z – число зубьев н

аемого зубч

колеса;

sк

– круговая подачареззубчатого колесатогона один двойной ход долбя-

ка, мм;

для нарезания зубчатого колеса;

і – число обкатов,

М – модуль зубьевнеобходимоеарезаемого колеса, мм.

47

Основное время одновременного

арезания всех зубьев цилинд-

рических зубчатых колёс многорезцовой головкой на зубодолбёжном

станке, мин:

to =

(1,1 1,2) h

,

где h – глубин

sрад n

нарезаемой впадины между зубьями, мм;

sрад – радиальная подач резцов на глубину нарезаемой впадины на

один двойной ход заготовки, мм;

минуту.

n – число двойных ходов аготовки

Основное время при нарезании

зубьев

зуботочением, мин:

to =

(lo

+ lвр

+ ln ) z

,

где lo – длина

s n z

Д

а мого зуба, мм;

вр – величин врезания, мм;

ln – величинарезперебега, мм;

z

число зубьев арезаемого зубчатого колеса;

s –

подача на один оборот заготовки мм;

n – число оборотов долбяка‚ мм;

zД – число зубьев долбяка.

Контрольные вопросы

1 Перечислите способы формообразования зубчатых венцов.

2

ие существуют схемы зубофрезерования и зубодолбления?

3. Какое

движение является основным формообразующим при

48

6. РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ПРОТЯГИВАНИИ

Элементами режимов резания при протягивании являются пери-

метр резания (мм), подача на один зуб (мм), скорость резания (м/мин).

Периметр резания определяется:

де В – периметр рез

∑B =

Bzcz1

,

равный длине обрабатываемого контура а-

готовки или больше

ания,её а величину

1

при расположении зубьев

под углом λ;

схеме ре-

λ

zc

– ч сло зубьев в секции протяжки при

зания

(при других схемах резания zc

принимаетсяпрогрессивнойавным 1);

z1

– наибольшее число одновременно режущих зубьев, которое оп-

ределяется исходя из формулы:

z =

1,

1

где l – длина обрабатываемой поверхности, мм;

t – шаг режущих зубьев, мм.

Подача при протягивании определяется как перепад размеров

между соседними режущими зубьями протяжки и является элементом

конструкции протяжки zc.

при

ании определяется в з

Скорость резания

сти от треб ваний

протягивк

, материалависимооб-

рабатываемой заготовкиточностиматериалачествупротяжки,поверхностиак же в зависимости

от группы скорости резания по нормативам (табл. 6.1, 6.2).

Принятуюабоче

скорость сравнивают с максимальной скор

нормативнуюход станка и со скоростью резания, допускаемой мощностью дви-

гателя, м/ мин:

V = 61200

PN

η,

z

где N – мощность двигателя протяжного ст нка, кВт;

Pz – сил

рез

при выполнении операции протягивания, Н;

ŋ – КПД

анкания.

В качестве рабочей скорости принимают наименьшую из сравни-

ваемых соростей.

49

Таблица 6.1

Скорости резания, м⁄мин, для протяжек из быстрорежущей

Группа скорости

стали Р6М5

цилиндрические

Протяжки

для

всех типов

резания

шлицевые

шпоночные

II

8 6

8⁄3

наружного

протягивания

4

10⁄7

7 5

7

8 6

3

III

6

6 3

7⁄5

2,5

IV

4⁄3

4⁄2,5

4⁄3,5

Примечания: 1. В числителе привед ны скорости резания

Ra = 3,2÷6,3

мкм точности 8-9-го квалитетов, в знаменателе

– при Ra

= 1,6 мкмприточности 7-го

квалитета; для протяжек всех типов – при Ra = 0,8÷0,4 мкм.

м до 0,03 мм секциями

2. При протягивании наружных поверхностей

протяжек с фасонным профилем скорость резания

сниждопускоать 4−5 м⁄мин.

3. Для протяжек из стали ХВГ табличные скорости резания снижать на

25−30%.

Таблица 6.2

Группы скорости резания при протягивании стали и чугуна

Твердость НВ

Сталь

Чугун

и

хромистая

никелевая

хромолибденовая

хромокремнистая кремнемарганцовистая хромомарганцовистая

хромоникелевая никельмолибденовая хромоникельмолибденовая серый ковкий

До 156

IV

−

−

−

хромокремнемагранцовистая

−

хромомарганцовистотитановая

−

− I

−

−

−

−

−

−

−

Свыше 156 до 187

II

III

II

II

II

III

III

I

87

197

II

I

II

I

II

IV

II

I

II

II

−

» 197 » 229

III

III

III

29

269

II

III

III

III

III

III

III

III

III

III

−

−

» 269 » 321

IV

−

IV

Сила резания при протягивании, Н;

где Р – сил

Pz = P∑B,

Н, которая

резания н один мм длины лезвия

50

Таблица 6.3

Сила резания Р, Н, приходящаяся на 1 мм длины лезвия

Подача

зуба протяжки

Углеродистая сталь

Обрабатываемый ма ериал

Чугун

на один

Легированная сталь

ковкий

зуб sz,

НВ≤197

198

НВ>229 НВ≤197

198

НВ>229

серый

мм

НВ≤180 НВ>180

63

1

65

71

85

76

85

91

55

75

2

95

05

25

26

36

58

81

89

73

3

23

36

61

57

69

186

04

15

94

4

43

58

187

184

198

21

34

09

6

177

195

32

38

255

282

51

166

34

08

13

35

280

280

02

35

180

00

64

47

273

375

354

390

07

36

192

2

285

15

378

07

450

43

268

20

4

24

57

25

23

457

05

273

03

50

6

60

398

472

471

10

560

05

36

276

18

395

36

20

25

565

25

34

370

02

0

27

473

562

576

20

685

60

02

26

25

56

03

00

620

667

738

385

27

49

495

545

650

730

810

21

465

376

0,30

564

615

730

785

845

933

476

522

431

Значения силы р

ания приведены для норм

условий экс-

плуатации:Примечания:передние задние углы зубьев

оптимальные; величина износальныхне превышает

допускаемую.

Основное время для обработки протягиванием, мин:

to =

(L + l

)

1

1

n

+

1000

,

где L – длина

абочей части

Vp

Vo.x

ротяжки, мм;

l – длина протягиваемой

поверхности

заготовки, мм;

p – скорость резания (рабочего хода), м/мин;

Vo.x

–

обратного хода, м/мин‚ принимаемая в 2...3 раза

больше скоростискоростьабочего хода.