1. Расчет режимов резания и расчетных усилий.

Цель расчета режимов резания:

установление оптимальных режимов обработки заготовки;

определение предельных частот вращения шпинделя станка и мощности ЭДВ.

Вначале выбираем виды фрезерования в зависимости от того, какие фрезы можно использовать на станке. При выборе пользуемся данными станка-аналога, а также исходные данные.

Расчет:

Максимальный размер заготовки согласно таблице1[1] вычисляется по формуле:

0.7L×0.7B =0.7×1600×0.7×450, где

L = 1600 мм – длина стола станка – аналога;

B = 450 мм – ширина стола станка – аналога.

Тогда наибольший размер обрабатываемой заготовки будет 1120×315 мм.

Произведем расчеты режимов резания для чернового и чистового фрезерования торцовой, концевой и цилиндрической фрезами.

В качестве примера проведем расчет чернового фрезерования торцовой фрезой максимального диаметра и чистовой обработки концевой.

Максимальный диаметр торцевой фрезы по заданию и по ГОСТ 24359-80

D = 250 мм;

диаметр концевой фрезы определяем согласно таблице1[1]:

d_к = 0.15× D = 0.15×250 =37.5мм. Примем ближайшую по диаметру стандартную концевую фрезу по ГОСТ 17026 – 71*. Тогда d_к = 36 мм;

Диаметр цилиндрической фрезы по ГОСТ 29092 – 91 равен 160мм.

Черновое фрезерование торцевой фрезой:

B = D/1.25 = 250/1.25 =200 мм – ширина фрезерования (назначается для достижения производительных режимов резания диаметр фрезы D должен быть больше ширины фрезерования B, т.е. D=(1.25 – 1.5) ×B).

t = 5 мм – глубина фрезерования (назначается при черновом фрезеровании [2])

S_z= 0,15мм/зуб – подача на один зуб фрезы(стр. 283[2]);

z= 24 – число зубьев фрезы;

T= 240 мин – стойкость фрезы(стр. 290[2]);

𝜑 = 45⁰– угол в плане фрезы;

Торцевая фреза с ножами, оснащенными пластинами из быстрорежущей стали Р6М5(по рекомендации [1]);

Схема установки фрезы – смещенная.

Скорость резания:

м/мин

Но по примечанию стр.290[2] необходимо полученную скорость умножить, на коэффициент равный 1.1 и тогда получаем скорость резания:

V_р = V×1.1 = 39.6≈40 м/мин.

где

По табл.39[2]:

С_V= 41 – коэффициент;

Показатели степени:

x=0,1; y=0,4; m=0,2; u=0.15; q=0.25; р=0.

K_V – поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий влияние:

К_мV=K_r×(750/𝛿_в)^-n =1×(750/750)^0.9=1 – коэффициент учитывающий материал заготовки, где

𝛿_в - Предел кратковременной прочности, [МПа];

K_r = 1,0 – коэффициент для материала инструмента(стр262[2]);

n_v =0,9 – показатель степени при обработке(стр262[2]).

К_nV =0,8 - коэффициент учитывающий состояние поверхности (стр.263[2])

К_uV =1,0 - коэффициент учитывающий материал инструмента (стр.263[2])

K_V = К_мV × К_nV × К_uV =1 ×0.8×1.0=0.8

Частота вращения фрезы, соответствующая найденной скорости резания:

_,об/мин

Главная составляющая сил резания при фрезеровании – окружная сила:

P_z=((10×С_р×t^X×S_z^Y×B^u×z)/(D^q×n^w))×K_P=((10×82.5×5^0.95×0.15^0.8×200^1.1×24)/(250^1.1×51⁰) ×1=15667 Н.

Но по примечанию стр.291[2] необходимо полученную окружную силу умножить, на коэффициент равный 1.2:

P_z= P_z×1.2 =15667×1.2 =18800 Н

Где (из стр.291[2])

С_р=82.5 коэффицент;

x =0.95; y =0,8; u=1.1; q= 1.1; w=0 – показатели степени.

К_Рм – поправочный коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости.

К_mP =( 𝛿_в /750)ⁿ = (750/750)^0,3= 1

n=0.3 – показатель степени (стр.264[2]).

Крутящий момент на шпинделе:

М_кр=( P_z×D)/(1000×2)=(18800 ×250)/2000=2350 Н×м

Мощность резания:

N = ( P_z×V)/(1020×60)= 18800×40/61200=12.3 кВт.