Материаловедение (куча курсачей) / 7 Расчет режима резания

7 Расчет режима 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.

Режимы резания при фрезеровании:

7.1 Глубина резания t , мм, зависит от припуска на обработку и требуемого класса шероховатости обработанной поверхности. При припуске более 5 мм фрезерование выполняют за два прохода, оставляя на чистовую обработку 1 – 1,5 мм

7.2 На фрезерных станках настраивается минутная подача S_M, мм/мин, т.е. скорость перемещения стола с закрепленной деталью относительно фрезы.

Элементы срезаемого слоя, а, следовательно, и физико-механические параметры процесса фрезерования, зависят от подачи на зуб S_Z, т.е. перемещения стола с деталью (в мм) за время поворота на 1 зуб. Шероховатость обработанной поверхности зависит от подачи на 1 оборот фрезы, S₀, мм/об. Между этими тремя значениями имеется следующая зависимость

, (1)

где n – частота вращения, об/мин;

z – число зубьев фрезы.

Примем из справочной литературы Z=10

При черновом фрезеровании примем S_Z =0,12 мм/зуб.

S₀ = 0,12 ∙ 10 = 1,2 мм/об.

7.3.1 Расчетную скорость резания определим по эмпирической формуле:

, (2)

где C_V – коэффициент скорости резания, зависящий от материалов режущей части инструмента и заготовки и от условий обработки;

Т – расчетная стойкость фрезы, мин;

m – показатель относительной стойкости;

X_V – показатель степени влияния глубины резания;

Y_V – показатель степени влияния подачи;

U_V – показатель степени влияния ширины фрезерования;

P_V – показатель степени влияния числа зубьев;

q – показатель степени влияния диаметра фрезы на скорость резания;

K_V – поправочный коэффициент на измененные условия.

Найдем значения этих коэффициентов: C_V=55 ; q_V =0,45; X_V=0,3; Y_V=0,2; U_V=0,1; P_V=0,1; m=0,33; T=120 мин; D=80 мм; B=35 мм.

Поправочный коэффициент K_v определяется как произведение ряда коэффициентов:

, где (3)

Kм_v – коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;

Kп_v – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

Kи_v – коэффициент, учитывающий инструментальный материал.

, где C = 1,0; n_V = 0,9;

Тогда:

;

K_пv = 0,8; K_иv = 1,0.

Из формулы (3) найдем поправочный коэффициент:

К_V= 0,786∙0,8∙1,0 = 0,629.

Подставим численные значения в формулу (2) и получим значение расчетной скорости резания:

46,958 м/мин;

7.3.2 Подсчитаем фактическую частоту вращения шпинделя, об/мин, по формуле (5):

,об/мин (4)

где V_P – расчетная скорость резания, м/мин;

D – диаметр фрезы, мм.

Расчётная частота вращения шпинделя:

об/мин

По полученным в пункте 5 данным определим фактическую частоту вращения шпинделя (ближайшая из паспортных данных): n_ф=159 об/мин.

, м/мин (5)

где D – диаметр фрезы, мм;

n_ф- фактическая частота вращения шпинделя, об/мин;

, м/мин;

7.3.3 Подсчитаем минутную подачу:

_,

Подставим численные значения в формулу:

S_M=1,2∙159 = 191 мм/мин.

Принимаем по паспортным данным фактическую минутную подачу:

S_М=200 мм/мин;

Определим фактическую подачу на зуб, мм/зуб

,мм/зуб (6)

Подставим численные значения в формулу (6):

S_Z= мм/зуб

7.4 Величину силы резания при фрезеровании определим по эмпирической формуле:

(7)

где t – глубина фрезерования, мм;

S_z – фактическая подача, мм/зуб;

B – ширина фрезерования, мм/зуб;

Z – число зубьев фрезы;

D – диаметр фрезы, мм;

n_ф – фактическая частота вращения фрезы, об/мин;

Принимаем следующие значения коэффициентов: C_p=68,2; X_P=0,86; Y_P=0,72; U_P=1,0; v_P=0; q_P=0,86; Z=10 зубьев; D=80 мм.

Подставив численные значения в формулу (7), получим:

7.5 Коэффициент мощности станка определяется по формуле (8)

, (8)

где - мощность приводного электродвигателя, кВт;

N_{пот -} потребная мощность на шпинделе, которая рассчитывается по формуле:

где N_э -эффективная мощность на резание, определяемая по формуле:

, кВт (9)

Подставив значения в формулу (9) получим:

кВт;

Подставив значения в формулы (13) получим:

кВт;

Теперь вычислим коэффициент использования мощности станка:

;

7.6 Подсчитаем фактическую стойкость инструмента по формуле (10):

Т_ф=Т( (10)

Т и v_р- расчётные значения стойкости инструмента и скорости резания.

Т_ф = мин;

7.7 Основное технологическое машинное время t₀ ,мин, подсчитаем по формуле (11)

t₀= (11)

где L – расчетная длинна обработки, мм;

i – число проходов;

S_M – фактическая минутная подача, мм/мин.

Расчетная длина обработки включает длину обработки l, величину врезания l₁ и перебег фрезы l₂, то есть L=l + l₁+ l₂.

l = 80 мм ;

Определим величину врезания l₁ по формуле для цилиндрических фрез:

мм

Величина пробега фрезы l₂ = 5 мм.

Тогда: L = 80 + 42 + 5 = 127 мм;

=1 т.к. фрезеруем в один проход;

Подставляем в формулу (11) полученные данные:

t₀== 0,6 мин