6 Выбор инструмента

6.1 Режущий инструмент

При выборе режущего инструмента необходимо исходить из способа обработки и типа станка, формы и расположения обрабатываемых поверхностей, материала заготовки и его механических свойств.

Инструмент должен обеспечить получение заданной точности формы и размеров, требуемой шероховатости обработанных поверхностей, высокую производительность и стойкость, должен быть достаточно прочным, виброустойчивым и экономичным.

6.1.2 Для фрезерования выбираем

Цилиндрическую фреза (ГОСТ 29092-91).

Параметры фрезы приведены в таблице 14

Таблица 14

D	L	d	Число зубъев
100	80	40	12

6.1.2 Для сверлильной операции выбираем:

Сверло спиральное с нормальным коническим хвостовиком (ГОСТ 22736 – 77) [ 9,Т2,стр.139]

Параметры сверла приведены в таблице 14:

Таблица 14

Параметры сверла приведены в таблице 15:

Таблица 15

d	L	l
10-30	168-324	87-175

6.1.4 Для шлифовальной операции выбираем шлифовальный круг прямого профиля (ГОСТ 8692-82) [ 9,Т2,стр.252]

Параметры круга приведены в таблице 16

Таблица 16

D	H	d
550	110	160

Твердость (ГОСТ 18118-78) – среднетвердый круг.

Зернистость – 25.

Связка керамическая.

6.2 Выбор материала режущей части.

Материал режущей части имеет важнейшее значение в достижении высокой производительности обработки.

Так как в нашем случае мы обрабатываем чугун, то целесообразно выбрать в качестве материала режущей части твёрдый сплав. При выборе марки твёрдого сплава необходимо помнить, что чем больше в нём карбида титана и чем меньше кобальта, тем выше его износо- и термостойкость, но тем меньше его прочность на изгиб и вязкость, то есть сплав более хрупкий.

Для свёрл рекомендуется марка инструментального материала Р12.

6.3 Выбор периода стойкости режущего инструмента.

Стойкостью называется период работы режущего инструмента до его затупления. Так как период стойкости инструмента оказывает наибольшее влияние на скорость резания, то правильный выбор этого фактора имеет большое значение. Период стойкости колеблется в значительных пределах. Так, период стойкости, мин, принимают:; для свёрл из быстрорежущей стали диаметром до 20 мм – 25 – 40; шлифовального круга 10 – 20 мин.

На величину стойкости инструмента существенное влияние оказывает смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ). Как правило, применения СОЖ облегчает стружкообразование и снижает температуру в зоне резания, что существенно повышает стойкость режущего инструмента.

В нашем случае принимаем период стойкости для резцов 90; свёрл-25; шлифовального круга-15 мин.

7 Расчет режимов резания.

Производительность и себестоимость обработки изделий на металлорежущих станках, качество обработанной поверхности зависят, прежде всего, от принятых режимов резания. Поэтому важен выбор их оптимальных значений при проектировании технологического процесса механической обработки.

Расчет режимов резания при сверлении

7.1 Определим глубину резания при сверлении по формуле:

где D – диаметр сверла, мм

_{7.2 Рассчитаем подачу по формуле:}

_S=CsP^x_Ks

где С_s – коэффициента, зависящий от механических свойств материала;

X – показатель степени, принимаем равным 0,6;

K_s – поправочный коэффициент, вводимый при длине сверления более трех диаметров сверла, принимаем равным 1;

Коэффициент C_s рассчитаем по формуле:

где _B-прочность стали, Мпа;

Тогда по формуле получаем, что

S = 0,155 30 ^0,6  0,9 = 1,07 мм/об.

7.3 Рассчитаем скорость резания при сверлении по формуле:

где Т – раcчетная стойкость сверла, мин;

K_v – коэффициент , который вычисляется по формуле;

S_ф – фактическая подача;

K_v = K_MV K_nv  K_lv

где K_MV – поправочный коэффициент, зависящий от материала;

K_nv – коэффициент , зависящий от состояния поверхности;

Значения коэффициентов и показателей степеней , Y_v и q_v– берутся из справочных материалов.

Согласно таблице коэффициенты формулы имеют следующие значения:

K_nv = --- ; K_1V = 1,0;

Тогда подставляем данные значения в формулу:

Получаем:

K_v = 1,15  1= 1,15

Значения коэффициентов С_v , Т, Y_v , m, q_v имеют следующие значения:

С_v =14,7; Т = 20; Y_v = 0,5; m = 0,125; q_v = 0,25мин

Тогда получаем

м/мин;

7.4 Частоту вращения шпинделя рассчитаем по формуле

где D – диаметр сверла, мм;

V_p – скорость резания, м/мин;

об/мин

Теперь подсчитаем фактическую подачу, величину n, ближайшую меньшую из паспортных данных станка.

Принимаем N_ф = 270,91 об/мин

Теперь мы можем определить V_ф

где D=10 – диаметр сверла, мм

м/мин;

Крутящий момент потребный на резание М_кр рассчитывается по формуле:

М_кр=С_м  D^Zм  S_ф^Yм К_м

где С_м – коэффициент крутящего момента;

D – диаметр сверла, мм;

S_фм – фактическая подача, мм/об;

Z_м , Y_м – показатели степени влияния на М_кр;

n_m – поправочный коэффициент на измененные условия.

В соответствии с данными значениями коэффициенты формулы будут следующие:

Z_м = 2_,2; Y_м = 0,8; ; С_м = 0,12;

М_кр= 0,12 30^2,2  1,07^0,8 0,93 = 209,33Нм.

_{Определим силу по формуле:}

_{P0 = Cp  D}^Zp_S^Yp _{ Kр}

_{где Сp – коэффициент осевой силы;}

D – диаметр сверла, мм;

S – подача , мм/об;

Z_p,Y_p – показатели степени влияния режимов резания на силу P₀;

K_p – поправочный коэффициент на измененные условия;

Выбираем числовые значения коэффициентов и показателей степени

Z_p = 1,2 ; Y_p = 0,75; K_p = 0,93; C_p = 412;

По формуле вычисляем осевую силу:

P₀ = 412 30^1,2 1,07^0,75 0,93 = 23817,22 Н.

7.5 Эффективная мощность резания N_Э, кВт рассчитывается по формуле:

где М_кр – момент, Нм;

n_ф – частота вращения шпинделя, об/мин

7.6 Коэффициент использования мощности станка определим по формуле:

где N_пот – потребная мощность на шпинделе, кВт;

N_эд – мощность приводного электродвигателя, кВт.

Тогда рассчитав потребную мощность на шпинделе по формуле получим, что

_{где Nэ – эффективная мощность на резание, кВт;}

_{ -- коэффициент полезного действия;}

_тогда

7.7 Фактическая стойкость инструмента определяется по формуле:

где V_p – фактическая скорость резания;

V_p и T – расчетные значения скорости и стойкости инструмента;

m – показатель стойкости;

7.8 Основное машинное время, затраченное на процесс резания определяется по формуле:

где L – расчетная длина обработки, равная сумме длин обработки l,

l₁ – врезания и

l₂ – перебега инструмента;

L = l + l₁ + l₂=32+17,32+3,68=53 мм

Величина врезания подсчитывается по формуле:

где  -- главный угол в плане;

Примем  = 60⁰

L=43 мм;

_{Величину перебега принимаем равной l2 = 3,68 мм;}

По формуле вычислим основное время: