Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология изготовления детали подъемно-транспортных машин. Методические рекомендации для выполнения курсовой работы по дисциплине «Производство, монт
.pdf
11
Параметр
шероховатости
поверхности
Подача S (мм/об) при радиусе вершины резца (мм)
0,5
1,0
2,0
40
0,30…0,50
0,45…0,60
0,55…0,70
20
0,18…0,25
0,25...0,30
0,30…0,40
2,5
0,10…0,11
0,11…0,16
0,15…0,25
Диаметр обработки
в мм
Ширина резца
в мм
Подача S в мм/об
До 20 3 0,06…0,08
20…40
3…4
0,10…0,12
40…60
4…5
0,13…0,16
60…100
5…8
0,16…0,23
100…150
6…10
0,18…0,26
150 и более
10…15
0,28…0,36
Предел прочности σ
В
в МПа
450
550
650
750
1000
Значение коэффициента k
σ
1,25
1,15
1,07
1,00
0,88
KKKK
StT
c
V
n
yXm
V
v
C
n
K
n
K
n
K
Подачи при окончательном точении или растачивании стальных деталей
резцами из твердого сплава или быстрорежущей стали
Поперечные подачи при прорезании пазов и отрезании
стальных деталей на токарных станках
Таблица 5.
Таблица 6.
Таблица 7.
Поправочные коэффициенты к величине подачи при точении или
растачивании стальных деталей различной прочности
Проверку выбранной подачи по прочности механизма станка следует
производить лишь для больших значений глубины резания (t > 6 мм) и подач
S > 2,0 мм/об. Во всех остальных случаях для большинства станков подачи не
ограничиваются прочностью механизмов.
При продольном или поперечном точении, а также при растачивании
деталей резцами из твердого сплава или быстрорежущей стали, скорость
резания может быть определена по следующей формуле:
, (3)
где
- коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого материала
и материала резца;
Т – стойкость инструмента в минутах;
– коэффициент, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности
(при обработке по корке
= 0,85, без корки
= 1,0);
12
K
K
K
K
K
K
Материал
режущей
части резца
Характеристика
подачи
в мм/об
Значения параметров
v
C
x y m
Т15К6
до 0,30
420
0,15
0,20
0,20
0,30…0,70
350
0,15
0,35
0,20
0,70 и более
340
0,15
0,45
0,20
P18
до 0,25
87,5
0,25
0,38
0,125
0,25 и более
56
0,25
0,66
0,125
– коэффициент, зависящий от главного угла резца в плане (при φ = 45°
= 1,0);
(условно принимается
– коэффициент, зависящий от формы передней поверхности резца
= 1,0);
– коэффициент, зависящий от степени затупления резца.
Степенные показатели m, x, y, а также значения коэффициента CV
приводятся в таблице 8.
Таблица 8.
Значения коэффициента CV и показателей степени m, x, y в
формуле 3 для расчета скорости резания
Износ инструмента при резании происходит как по передней, так и по
задней грани. При этом определяющим является износ по задней грани резца.
Допускаемая величина износа резца при черновой обработке стали в условиях
повышенной жесткости и равномерной нагрузки на резец не должна превышать
1,5…2,0 мм, при малой жесткости и неравномерной нагрузке – 1,0…1,4 мм.
Допускаемая величина износа резца при получистовом и чистовом
точении или растачивании не должна превышать значений, указанных в
таблице 9.
Из таблицы 9 следует, что точение целесообразно применять при
обработке поверхности с шероховатостью до Rz20, при меньшей
шероховатости лучше использовать шлифование.
Значение коэффициента
, учитывающего изменение скорости резания
в зависимости от степени затупления резца можно принимать по таблице 10.
Значение стойкости инструмента T для резцов из твердого сплава может
быть принято 60 минут, а для резцов из быстрорежущей стали – 40 минут.
При растачивании отверстий стружкообразование протекает несколько
хуже, чем при наружном точении, поэтому расчетное значение скорости
резания в этом случае следует уменьшить на 10% по сравнению с получаемым
по формуле 3.
13
Шероховатость
обрабатываемой
поверхности
Ra
1,25
2,5 - -
Rz - -
20
40
Допускаемый
износ задней грани
резца в мм
Только
засветление
0,1
0,2
0,6
Допускаемый износ задней грани
резца в мм
0,5…0,8
1,0...1,4
1,5…2,0
Значение коэффициента
K
0,85
1,0
1,1
Отношение
наименьшего
диаметра к
наибольшему
Тип резца
Проходной
отогнутый
Проходной
прямой
Прорезной
Подрезной
до 0,4
1,24
1,25
1,63
1,0
0,5…0,7
1,12
1,20
1,58
0,97
0,8…1,0
0,98
1,08
1,40
0,85
D
V
n
1000
Таблица 9.
Допускаемый износ задней грани резца при чистовом точении
Таблица 10.
Значения коэффициента затупления резца при точении
При поперечном точении, для скорости резания рассчитанной по формуле
3, необходимо ввести коэффициенты, приведенные в таблице 11.
Таблица 11.
Значения коэффициентов изменения скорости резания
при поперечном точении детали (см. рис. 3)
По полученному расчетному значению скорости резания определяется
число оборотов шпинделя станка:
где D – диаметр обрабатываемой поверхности в мм.
Затем по паспортным данным станка подбирается ближайшая большая
или меньшая скорость вращения шпинделя. Следует иметь в виду, что
увеличение скорости вращения шпинделя по сравнению с расчетным приводит
к уменьшению стойкости инструмента, а уменьшение – снижает
производительность труда.
Задача решается следующим образом: если отношение расчетного числа
оборотов шпинделя, определенного по формуле 4, к ближайшей меньшей
паспортной скорости вращения шпинделя не превышает значения показателя
аm, взятого из таблицы 12, то принимается ближайшее меньшее число оборотов
, (4)
14
m
a
Отношение расчетного
числа оборотов
шпинделя к
ближайшему меньшему
Показатель стойкости инструмента m
0,25
0,20
0,15
0,125
1,12
1,06
1,06
1,06
1,06
1,26
1,12
1,12
1,13
1,12
1,33
1,16
1,17
1,17
1,18
1,41
1,20
1,20
1,21
1,22
1,58
1,20
1,28
1,30
1,33
шпинделя станка. Во всех остальных случаях принимается ближайшая большая
частота вращения шпинделя.
Рисунок 3. Схема работы резцов при торцевом точении: А – проходной
отогнутый, Б – проходной прямой, В – прорезной, Г – подрезной.
Допускаемое снижение числа оборотов шпинделя станка
Определение усилия резания необходимо для проверки прочности
инструмента, мощности привода станка, а также при расчетах упругих
Таблица 12.
15
zyx
PPPP
z
P
y
P
x
P
1
z
P
vpprppмp
n
YpXp
pzz
KKKKKVStCP
P
10
pz
C
мp
K
p
K
p
K
vp
K
деформаций системы «станок – приспособление – инструмент – деталь» для
определения погрешности обработки.
При обработке материала резанием имеет место векторное уравнение
, (5)
где P – общая сила резания;
– тангенциальная составляющая силы резания;
– радиальная составляющая силы резания;
– осевая составляющая силы резания.
Методика расчета всех составляющих силы резания одинакова, поэтому
ограничимся расчетом только тангенциальной составляющей, как наиболее
представительной.
Если вспомогательный угол равен
в плане резца положителен, то
можно определить по формуле:
(6)
где
– коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого
материала и материала инструмента;
– поправочный коэффициент, зависящий от твердости
обрабатываемого материала;
– коэффициент, учитывающий влияние переднего угла на усилие
резания;
K
– коэффициент, учитывающий влияние радиуса r при вершине резца
rp
на усилие резания;
– коэффициент, учитывающий влияние износа инструмента на усилие
резания;
– коэффициент, учитывающий отклонение фактической скорости
резания от расчетной.
Значение коэффициента и показатели степени xp, yp и nP можно
определить по таблице 13, в зависимости от материала резца и вида обработки.
Величину коэффициентов Kγp и K
находим из таблиц 14 и 15, соответственно. Коэффициент K
, определяющих влияние формы резца,
rp
, учитывающий
ςp
влияние износа резца по задней грани можно взять из таблицы 16.
Все приведенные значения в таблицах 13...16 соответствуют условиям
точения или растачивания стальных деталей. При обработке других материалов
значения коэффициентов существенно изменяются.
16
Материал
резца
Вид обработки
Cpz
xp
yp
nP
T15K6
Точение и растачивание
300
1,00
0,75
0,15
T15K6
Отрезание и прорезание
408
0,72
0,80
0
P18
Точение и растачивание
200
1,00
0,75
0
P18
Отрезание и прорезание
247
1,00
1,00
0
Материал
резца
Передний угол резца γ в градусах
20º
10º
0º
-10º
-20º
T15K6
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
P18
1,08
1,10 - -
-
Радиус при вершине резца r в мм
1,0
2,0
3,0
5,0
0,99
0,96
1,0
1,08
Материал
резца
Износ по задней грани резца ς, в мм
0,3…0,8
1,0…1,5
1,5…2,0
2,0…3,0
T15K6
0,90
1,00
1,05
1,10
P18
0,95
0,98
1,00
1,05
750
B
MP
K
B
B
B
Таблица 13.
Значения коэффициента C
и показателей xp, yp и nP в
pz
формуле 6 для расчета усилия резания.
Таблица 14.
Значения коэффициента К
в формуле 6 для усилия резания
γρ
Таблица 15.
Значения коэффициента К
в формуле 6 для усилия резания
rр
Таблица 16.
Значения коэффициента К
в формуле 6 для усилия резания
ςp
Усилие резания существенно зависит от твердости обрабатываемого
материала, что учитывается в формуле 6 поправочным коэффициентом К
значение которого можно определить по формуле:
мр
,
где
– предел прочности обрабатываемой стали в МПа;
α – эмпирический коэффициент, зависящий от материала резца (α = 0,35
для резцов из твердого сплава и при обработке стали с
из быстрорежущей стали; α = 0,75 для резцов из быстрорежущей стали с
600 МПа).
, (7)
< 600 МПа резцами
>
17
15,0
Ф
P
VP
V
V
K
P
V
Ф
V
Ф
V
2
dDT
LVUVMV
yx
m
g
V
KKK
StT
DC
V
VV
V
V
C
MV
K
UV
K
LV
K
V
C
V
g
V
x
V
y
UV
K
LV
K
В случае использования скорости резания отличающейся от рассчитанной
по формуле 3, необходимо вводить поправочный коэффициент Кvp, значение
которого можно определить по формуле:
, (8)
где
Фактическая скорость резания
– оптимальная скорость резания, рассчитанная по формуле 3;
– фактическая скорость резания.
определяется по паспортной скорости
вращения шпинделя станка и диаметру обрабатываемой поверхности,
используя зависимость 4.
3.2. Расчет режимов резания при сверлении,
рассверливании зенкеровании и развертывании.
Расчет режимов начинают с определения глубины резания:
, (9)
где D – диаметр инструмента (сверла, зенкера, развертки);
d – диаметр отверстия до обработки (при сверлении d = 0).
Максимально допустимые подачи S при сверлении, зенкеровании и
развертывании отверстий в стальных деталях инструментами из
быстрорежущей стали приведены в таблице 17.
При рассверливании уже имеющихся отверстий, выбранную в таблице 17
подачу для сверления увеличивают в 2 раза.
Для твердосплавных зенкеров подача остается такой же, как для зенкеров
из быстрорежущей стали.
Для сверел и разверток из твердого сплава подачу уменьшают на 60%.
При окончательном развертывании подачу следует уменьшить на
20…25%.
Скорость резания при сверлении, рассверливании, зенкеровании и
развертыванию рассчитывают по следующей формуле:
, (10)
где
– постоянный коэффициент скорости резания;
Т – период стойкости инструмента в минутах;
– коэффициент поправки на качество обрабатываемого материала;
– коэффициент поправки на качество инструментального материала;
– коэффициент, учитывающий обрабатываемого отверстия размера
обрабатываемого отверстия.
Значения постоянной скорости резания
и показателей степени
,
,
приведены в таблице 18. Значения периода стойкости инструмента Т – в
таблице 19. Значения коэффициентов
и
– в таблицах 20 и 21,
соответственно.
18
Диаметр
инстру-
мента в мм
Сталь
B
< 800 МПа
Сталь
B
>800 МПа
Сверление
Зенкерова-
ние
Раверты-
вание
Сверление
Зенкерова-
ние
Равер-
тывание
До 2
0,05…0,06
-
-
0,04…0,05
-
-
2…6
0,08…0,18
-
-
0,06…0,12
-
-
6…10
0,18…0,28
-
0,8
0,13…0,21
-
0,8
10…15
0,25…0,35
0,5…0,6
0,9
0,19…0,26
0,5…0,6
0,9
15…20
0,34…0,43
0,6…0,7
1,0
0,25…0,32
0,6…0,7
1,0
20…25
0,39…0,47
0,7…0,9
1,1
0,29…0,35
0,7…0,9
1,1
25…30
0,45…0,56
0,8…1,0
1,2
0,32…0,40
0,8…1,0
1,2
30…40
0,55…0,60
0,9…1,2
1,4
0,35…0,40
0,9…1,2
1,4
40…50
0,60…0,65
1,0…1,3
1,5
0,40…0,45
1,0…1,3
1,5
50…60
0,65…0,70
1,1…1,3
1,7
0,45…0,50
1,1…1,3
1,7
60…80
-
1,2…1,5
2,0
-
1,2…1,5
2,0
V
C
V
g
V
x
V
y
Вид обработки
Материал
инструмента
Условие
обработки
Коэффициент и показатели
V
C
V
g
V
x
V
y
Сверление
Р18
0,2 мм/об
7,0
0,4
0
0,7
9,8
0,4
0,2
0,5
Рассверливание
Р18
-
10,8
0,6
0,2
0,3
ВК8
-
16,3
0,3
0,2
0,5
Зенкерование
Р18
-
10,5
0,3
0,2
0,65
Т15К6
-
18,0
0,6
0,2
0,6
Развертывание
Т15К6
-
100,6
0,3
0
0,65
Все приведенные значения в таблицах 18…21 коэффициентов и
показателей соответствуют обработке стальных деталей и не распространяются
на другие материалы.
Таблица 17.
Подача S (мм/об) при сверлении, зенкеровании
и развертывании инструментами из быстрорежущей стали
Таблица 18.
Значения коэффициента
и показателей степени
,
,
в формуле 10 для определения скорости резания
19
Вид обработки
Материал
инструмента
Диаметр инструмента в мм
До
5
5
…
10
11
…
20
21
…
30
31
…
40
41
…
50
51
…
60
61
…
80
Сверление и
рассверливание
Р18
15
25
45
50
70
90
110
-
ВК8
20
35
60
75
110
140
170
-
Зенкерование
Р18
- - 30
40
50
60
80
100
Т15К6
- - 40
55
70
90
110
150
Развертывание
Т15К6
- - 30
50
70
90
110
140
UV
K
Материал режущей части инструмента
Р18
Т5К12В
Т5К10
Т14В8
Т15К6
Т30К4
1,0
0,35
0,65
0,8
1,0
1,4
LV
K
Вид обработки
Отношение глубины отверстия к диаметру
До 3
4 5 6
8
Сверление
1,0
0,85
0,75
0,70
0,60
Рассверливание, зенкерование и
развертывание
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
B
MV
K
750
Таблица 19.
Средние значения периода стойкости сверл, зенкеров и разверток в минутах.
Таблица 20.
Значения коэффициента
для определения скорости резания
Таблица 21.
Значения коэффициента
для определения обрабатывания скорости резания
Поправочный коэффициент КMV, учитывающий влияние механических
свойств обрабатываемого материала на скорость резания при сверлении,
рассверливании, зенкеровании или развертывании можно найти по следующей
формуле:
, (11)
где β – эмпирический коэффициент, зависящий от материала инструмента
(β = 1,0 для твердосплавного инструмента и β = 0,9 для инструмента из
быстрорежущей стали).
Скорость резания, рассчитанная по формуле 10, является оптимальной.
Фактическая скорость резания может отличаться от расчетной, т. к. зависит от
характеристик конкретного станка, см. раздел 3.1.
3.3. Расчет режимов резания при шлифовании.
Основными параметрами резания при шлифовании являются:
Vк – окружная скорость рабочего круга, м/с;
20
100
1
cbа
ТT
општ
i
Sn
lll
T
o
21
Vд – скорость вращательного или поступательного движения детали,
м/мин;
t – глубина шлифования, мм;
S – продольная подача, мм/об при круглом шлифовании или мм/ход при
плоском шлифовании;
Sр – радиальная подача при врезном шлифовании, мм/об.
Режимы резания для различных видов обработки и характеристиках
процесса шлифования приведены в таблице 22.
4. РАСЧЕТ ТРУДОЕМКОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Трудоемкость механической обработки определяется штучным временем
Т
, которое можно определить в следующую зависимость:
шт
, (12)
где Т
времени Т
– оперативное время, или сумма основного (технологического)
оп
и вспомогательного времени Тв в минутах;
о
a – коэффициент, учитывающий потери времени на техническое
обслуживание станка и инструмента (для единичного и мелкосерийного
производства а = 6%);
b – коэффициент, учитывающий потери времени на организационное
обслуживание рабочего места (для единичного и мелкосерийного производства
b = 8%);
с – коэффициент, учитывающий потери времени на отдых и личные
надобности рабочего (с = 3%).
4.1. Расчет основного времени механической обработки.
Основное или технологическое время учитывает продолжительность
изменения состояния продукта производства (детали) в процессе обработки.
При обработке на металлорежущих станках основное время определяют
расчетом для каждого технологического перехода.
1) Основное время на переход при точении, растачивании и проточке
канавок рассчитывается по формуле:
, (13)
где l – длина обрабатываемой поверхности в направлении подачи в мм;
l1 – величина врезания резца, принимается для проходных, подрезных и
расточных резцов по таблице 23;
l
перебег инструмента, принимается от 1 до 5 мм в зависимости от
2 –
скорости подачи;
n – частота вращения шпинделя в об/мин;
S – подача инструмента за один оборот шпинделя в мм/об;
i – число проходов.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]