Приклад розвязку задачі 1

Задача 2

Обробити площину А×В заготовки товщиною С, припуск на обробку h. Співставити ефективність обробки прирізних процесах різання: стругання(твердосплавним різцем при обробці чавуну) і фрезерування торцевою фрезою.

Обробка проводиться на верстатах:

1. При стругання – поперечно-стругальний 7М36;

2. Фрезерування – вертикально-фрезерний моделі 6Р12Б.

Таблиця 1.2. Умова задачі

Розміри заготовки, мм			Загальний припуск на обробку h, мм	Шорсткість після обробки по ГОСТ 2789-73, мкм	Матеріал заготовки	НВ
А	В	С
560	150	110	2,0	Rz=30	Чавун СЧ18-36	207

Паспортні дані поперечно-стругального верстата 7М36:

1. Довжина ходу повзуна, мм: 150 – 170;

2. Відстань між верхньою поверхнею стола і повзуном, мм: 80 – 400;

3. Максимальна відстань від опорної поверхні до станини (виліт), мм: 840;

4. Максимальне січення, мм: 40×25;

5. Робоча поверхня стола (ширина і довжина), мм 450×700;

6. Найбільше переміщення стола, мм: горизонтальне – 700; вертикальне – 320;

7. Переміщення супорта у вертикальному напрямку: 200;

8. Привід повзуна – гідравлічний;

9. Швидкість повзуна м/хв: 3; 8; 16; 24; 48;

10)Подача стола, мм/n.хід: 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,5; 1,75; 2,0; 2,25; 2,5; 2,75; 3,0; 3,25; 3,5; 3,75; 4,0; 4; 1,25; 4,5; 4,75; 5,0;

11) Потужність двигуна приводу головного руху, кВт: 7,5;

12) Коефіцієнт корисної дії верстата: η=0,75.

Паспортні дані вертикально-фрезерного верстата 6Р126:

1. Розмір робочої поверхні стола, мм: 320×1250;

2. Максимальне переміщення стола, мм: поздовжнє – 800; поперечне – 250; вертикальне;

3. Переміщення гільзи із шпинделем, мм: 70;

4. Максимальний кут повороту шпиндельної головки: ±45˚;

5. Внутрішній конус шпинделя (7:24), мм: 50;

6. Частота обертів шпинделя, об/хв.: 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600;

7. Подача стола, мм/хв: поздовжня і поперечна: 25; 31,5;40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; вертикальна: 8,5; 10,5; 13,3; 16,6; 21; 26,6; 33,3; 41,6; 53,3; 66,6; 83,3; 105; 133,3; 166,6; 210; 266,6; 333,3; 416,6;

8. Потужність електродвигуна приводу головного руху кВт: 11;

9. Коефіцієнт корисної дії верстата: η=0,75.

Призначимо режим різання на поперечно-стругальному верстаті 7М36.

І. Вибираємо для стругання прохідний прямий різець.

Форму передньої грані вибираємо з [1] додаток 2 аркуш 5 ст. 358: плоска 9 (різець з твердосплавногю пластинкою для обробки чавуна).

Рисунок 1.1. Прохідний прямий різець

Решту геометричних параметрів вибираємо з [4] табл. 8.3 стр. 272:

1. Розміри різця 32×25×250 мм;

2. Кут в плані φ=45˚;

3. Кут в плані φ ́=45˚;

4. Головний задній кут α=8˚;

5. Допоміжний задній кут α ́=8˚;

6. Головний передній кут γ=12˚

7. Кут нахилу головного ріжучого леза λ=0;

8. Товщина пластинки 8 мм;

9. Довжина пластинки 18 мм;

10. Ширина пластинки;

11. Радіус заокруглення при вершині різця r = 2 мм.

Пластинку вибираємо із твердого сплаву ВК8(виходячи з умов роботи – перервне точіння) з [1] додаток 1 аркуш 1 ст. 352. Державка різця виготовляється із Сталі 45 ГОСТ 1050-88

ІІ Призначаємо режим різання.

1. Глибина різання дорівнює загальному припуску на обробку t=h=2,0 мм.

2. З [1] карта 95 ст. 169 вибираємо подачу для чистового стругання різцем з радіусом заокруглення при вершині r = 2 мм,S_2x=0,6÷0,8 мм/n.хід.

Коректуємо знайдену подачу за паспортом верстата S_2xд=0,75 мм/n.хід.

3. Призначаємо період стійкості різця Т=120 хв. і поправочний коефіцієнт на швидкість різання К_Тv=1.Величину допустимого зносу для данного рызця знаходимо в [1] додаток 3 ст. 370: h_з=0,6÷мм.

4. Визначаємо швидкість головного руху різання, що допускається ріжучими властивостями різця, з [1] карта 98, ст. 173 при глибіні різання tдо 4,1 мм, подачіS_2x до 0,76 мм і головному куті в плані φ=45˚:=40 м/хв.

Поправочні коефіцієнти в даній карті не приводяться отже, приймаємо її рівним одиниці.

5. Знаходимо кількість подвійних ходів.

Для поперечно-стругальних верстатів з гідравлічним приводом і безступінчатим регулюванням швидкості руху повзуна кількість подвійних ходів визначаєть за формулою:

К= , де=, m =; L=A+l_пер.

Довжина ходу різця L=A+l_пер. А=560мм – довжина загототовки. Перебіг різця знаходимо в [1] додаток 4 аркуш 7 ст. 379 при довжині стругання більше 300 ммl_пер =75мм.

Оскільки відсутні повні паспортні діні верстата, то приймаємо середнє значення m=0,75 згідно [3] ст. 183.

Отже, обчислюємо кількість подвійних ходів

К= n.ходів/хв.

Оскільки привід верстата гідравлічний, то кількість подвійних ходів за хвилину не коректується за паспортом.

Отже встановлюємо К_д =36n.ходів/хв.

6. Знайдемо дійсну швидкість робочого ходу повзуна

7. Визначимо потужність, що затрачається на різання для чавуну з НВ=207, глибині різання до 2,8 мм, подачі до 1,2 мм/n.хід та швидкості до 41м/хв.:N_табл. =1,7 кВт (з [1] додаток 18, аркуш 1, ст. 403).

Поправочний коефіцієнт на кут в плані φ=45˚ К_φN =1.

8. Для того, щоб процес різання був можливим, потрібно, щоб виконувалася умова N_різ ≤N_д ·η;N_різ =N_табл.=1,7 кВт

N_д ·η=7,5·0,75=5,625 кВт

1,7<5,625.

Отже призначений режим є можливий.

9. Визначаємо основний час на обробку за формулою

Т₀ = В=100 мм

В₁=t·ctgφ=2·ctg45˚=2 мм – бокове врізання різця

В₂ =1…2=2 мм- боковий схід різця

Т₀= 5,7 хв.

Таблиця 1.3. Режими різання на поперечно-стругальному верстаті

Вид обробки	Rz, мкм	t, мм	S2x, мм/n.хід	v, м/хв	K,n.ходів/хв	T0, хв
Стругання напівчистове	30	2	0.75	40	36	5.7

Призначимо режим різання на вертикально-фрезерувальному верстаті 6Р12Б.

І Фрезерування проводиться торцевою фрезою з зубами із твердого сплаву ВК6 (з [1] додаток 1 арк. 3 ст. 354).

Габаритні розміри фрези вибираємо з [2] табл. 76, мт. 245:

1. Діаметр фрези 250 мм, оскільки D≈1.6·B=1.6·150=240 мм;

2. Кількість зубів z=20шт;

3. Товщина фрези 75 мм;

4. Діаметр внутрішнього отвору 128,57 мм;

5. Кут нахилу зубів фрези до осі фрези ω₀=10˚(з [2] табл. 83, ст. 250).

Рисунок 1.2. Торцева фреза

Кути заточки вибираємо з [2] табл.. 81, ст. 250:

1. Задній кут α=15˚;

2. Допоміжний задній кут α ́=20˚;

3. γ =0˚;

4. головний кут в плані φ=60˚;

5. φ₀=45˚;

6. допоміжний кут в плані φ ́=5˚;

7. ширина перехідного леза при φ₀рівна 1,5 мм.

Розміри пластинки з [2] табл. 2, ст. 145: ширина – 14 мм; довжина – 18 мм; товщина – 3 мм.

ІІ Призначимо режим різання

1. Глибина різання tрівна припуску на обробкуh: t=h=2,0 мм.

2. Призначаємо подачу на зуб з [1] карта 108, ст. 209

S_z=0.38÷0.48 мм/зуб.

3. Призначаємо період стійкості фрези [1] табл. 2 ст. 204.

Для торцевої фрези діаметром 250 мм Т = 240 хв.

Допустиме значення зуба знаходимо в [1] додаток 3 аркуш 3, ст. 327: h_з=1,5÷2,0 мм.

4. Визначаємо швидкість головного руху різання, що допускається ріжучими властивостями фрези з [1] карта 114, ст. 220 – 221: v=102 м/хв (при подачі на зуб до 0,5 мм/зуб, глибині різанняtдо 3,5 мм і прийнятій вище фрезі).

Всі поправочні коефіцієнти на швидкість головного руху різання, за даних уиов фрезерування, рівні одиниці (K_Mv=K_nv=K_Bv=K_φv=1).

5. Кількість обертів шпинделя, що відповідає даній швидкості обчислюється за формулою

n= = =129,94 об/хв.

Корегуємо дану частоту обертів шпинделя за паспортними даними верстату(знаходимо дійсне значення): n_д= 125 об/хв.

6. Знайдемо дійсну швидкість головного руху різання за формулою:

n= = = 98,125 мм/хв.

7. Визначимо швидкість руху подачі:

v_s=S_M=S_z·z·n_д=0.48·20·125=1200 мм/хв.

Корегуємо дану швидкість подачі за паспортними даними верстату: v_sд=1000 мм/хв.

8. Визначаємо потужність, що затрачається на різання, з [1] карта 115 ст. 222-223: N_різ=11,0 кВт.

9. Для того, щоб процес різання був можливим необхідно, щоб виконувалась умова: N_різ ≤N_д ·η

N_д ·η=11·0,75=8,25 кВт.

11>8,25 – процес різання неможливий через перенавантаження верстата.

Необхідно зменшити кількість оборотів шпинделя, оскільки потужність різання прямо пропорційна до кількості обертів шпинделя.

Для цього визначимо коефіцієнт перенавантаження верстату за формулою:

К_п= = =1,33

Кількість обертів шпинделя обчислюємо за формулою

n_l=80 об/хв..

Обчислюємо нову швидкість руху подачі

v_s=S_M=S_z·z·n_д=0,48·20·80=768 мм/хв.

Корегуємо за паспортом верстату v_sд=630 мм/хв.

Визначаємо потужність різання нового режиму з [1] карта 115 ст. 222-223: N_різ=6,6 кВт.

6,6 <8,25 – даний процес різання можливий.

10. Обчислимо основний час на обробку за формулою

Т₀=

А=560 мм – довжина заготовки;

y=0.3·D=0,3·250=75 мм – величина врізання фрези при «зміщеному» фрезеруванні

Δ=1…5=3 мм – перебіг фрези.

Отже, Т₀= = 1,01 хв.

Таблиця 1.4. Режим різання при фрезерування

Вид обробки	Rz, мкм	t, мм	v, м/хв	Vs, мм/хв	nд, об/хв	T0, хв
Фрезерування	30	2,0	98,125	630	80	1,01

Висновок

Ефективність фрезерування є значно більшою ніж стругання при обробці однієї і тієї ж деталі. Це випливає з того, що час затрачений на обробку при фрезеруванні значно менший (особливо при несиметричному, режим якого був призначений).

1. Матеріал пластинки – ВК ГОСТ 3882-68

2. Матеріал державки – Сталь 40 ГОСТ 1050-88

3. Припой – 168 ГОСТ 15527-70