1111111111111111111111111111111111

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.

1) Глубина резания t, мм, зависит от припуска на обработку и требуемого класса шероховатости обрабатываемой поверхности. Если глубина резания t ≤ 5 мм , то обработку (фрезерование) ведут за один проход. В данном случае глубина резания t = 3,4 , мм и обработку проведём за один проход.

2) Величину подачи выбирают по справочной литературе в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала, режущего инструмента и требуемого класса шероховатости поверхности.

На фрезерных станках настраивается минутная подача S_M, мм/об, то есть скорость перемещения стола с закреплённой заготовкой относительно фрезы. Элементы срезаемого слоя, а следовательно и физико-механические параметры фрезерования, зависят от подачи на зуб S_Z , то есть перемещение стола с деталью (мм) за время поворота фрезы на один зуб. Шероховатость обработанной поверхности зависит от подачи на один оборот фрезы S₀ , мм/об.

Между этими тремя значениями имеется следующая зависимость

S_M = S_z · z · n = S₀ · n ;

где n и z – соответственно частота вращения и число зубьев фрезы.

Поверхность будет обрабатываться на горизонтально-фрезерном станке 6М81Г при помощи дисковой трёхсторонней фрезы с разнонаправленными зубьями (по ГОСТ 9474 - 73) из быстрорежущей стали Т5К10, поэтому значение подачи S_Z возьмём равным 0,15 мм/зуб, а z(кол-во зубьев фрезы) = 20[5].

При отсутствии паспортных данных станка значение всех ступеней подач могут быть подсчитаны на основании закона их изменения по геометрической прогрессии (пункт 5).

3) Расчётную скорость резания определим по эмпирической формуле

v_p = (C_v· D^qv / T^m· t^Xv· S_z^Yv· B^Uv· z^Pv)* · K_v, м/ мин ;

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

T – расчётная стойкость фрезы, мин;

m – показатель относительной стойкости;

B – ширина обрабатываемой поверхности;

X_V, Y_V, U_V, p_V , q_V - соответственно показатели степени влияния глубины резания, подачи, ширины фрезерования, числа зубьев и диаметра фрезы на скорость резания;

K_V – поправочный коэффициент на изменённые условия.

Значение коэффициента и показателей степени в формуле скорости резания при фрезеровании:

C_V = 53; q_V =0,25; X_V = 0,3; Y_V = 0,2; U_V =0,2; p_V = 0,1; m = 0,2;

D(диаметр фрезы) = 1,5 · B(ширина обраб. поверхности) = 1,5 · 65 = 97,5 мм;

Ближайшим стандартным диаметром фрезы является D = 100 мм;

Т.к. диаметр фрезы больше 90 мм, то расчётную стойкость фрезы требуется брать T = 180;

Поправочный коэффициент K_V определяется как произведение ряда коэффициентов:

K_V = K_мv·K_nv·K_иv ,

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

K_nv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

K_иv – коэффициент, учитывающий инструментальный материал;

K_мv = C_M · (750 / σ_в)^nv , где C_M = 0,7 ; n_v = 1 (т. к. сталь легирована);

K_мv = 0,7 · (750 / 680)¹ = 0,77;

1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

K_nv = 0,8 (т.к. поковка);

K_иv = 0,65 (т. к. используется твёрдый сплав Т5К10).

Из вышеприведенной формулы найдём поправочный коэффициент:

K_V = 0,77 · 0,8 · 0,65 = 0,4;

Тогда найдём расчётную скорость резания:

4) Частота вращения шпинделя, об/мин подсчитывается по формуле:

,об/мин ;

где v_p – расчётная скорость резания, м/мин;

D – диаметр фрезы, м.

Тогда найдём расчётную частоту вращения шпинделя:

Ближайшим меньшим значением n_ф является n₅ = 100,8 об/мин.

5)Теперь можно определить фактическую скорость резания v_ф по формуле:

где D – диаметр фрезы , мм;

n_ф – фактическая частота вращения, об/мин.

Минутную подачу подсчитываем по формуле:

S_M = S_Z · z · n_ф = 0,15·20·100,8 = 302,4 мм/мин;

Определим значение S_M ближайшее меньшее из паспортных данных станка:

S_M = S₁₂ = 254,2 мм/мин .

6)Определим фактическую подачу на зуб:

S_z = S_м / n_ф· z = 254,2 / 100,8 · 20 = 0,126 мм/зуб;

7) Силу резания при фрезеровании определяем по эмпирической формуле:

где t – глубина фрезерования;

S_Z – фактическая подача, мм/зуб;

z – число зубьев фрезы;

D – диаметр фрезы, мм;

n_Ф – фактическая частота вращения фрезы, об/мин.

Для цилиндрической фрезы из быстрорежущей стали, используемой в данном курсовом проекте, значение коэффициента C_p и показателей степени X_p, Yp, U_p, W_P, q_P следующие: C_p = 68,2·9,8 = 668,36; X_p = 0,86; Yp = 0,72; U_p = 0,1; V_P = 0; q_P = 0,86;

B = 65 мм ; D = 100, мм; n_Ф = 100,8 об/мин.

Значение поправочного коэффициента K_P при фрезеровании зависит от качества обрабатываемого материала:

К_р = К_мр = (666 / 750)^0,3 = 0,96;

Тогда получаем :

8) Основное технологическое (машинное) время подсчитывается по формуле

,

где L – расчётная длина обработки;

i – число проходов (i = 1);

S_M – фактическая подача мм/мин;

Расчётную длину обработки определим по формуле

L = l+l₁+l₂;

где l – длина обработки (l = 65 мм);

l₁ – величина врезания, мм.

Величина врезания для цилиндрических фрез определяется по формуле:

l₁ = √t ·(D-t) ;

где t – глубина резания, мм;

D – диаметр фрезы , мм.

Величину перебега l₂ примем равной 5 мм;

Находим расчётную длину обработки L:

L = 65+√3,4·(100 - 1) + 5 = 88,35 мм

По формуле вычислим основное технологическое время:

мин.