6 Выбор инструмента

6.1 Выбор режущего инструмента

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.

16⁰

Для подрезания торцов и высоких уступов, выбран токарный подрезной отогнутый резец с пластинками из быстрорежущей стали ГОСТ 18871-73. Изображенный на рисунке 2.

140

10⁰

15⁰

r 1

Рисунок 2 – подрезной отогнутый резец

100

Для растачивания сквозных отверстий выбран расточной цельный резец из твердого сплава со стальным хвостовиком ГОСТ 18062-72. Изображенный на рисунке 3

40

45⁰

60⁰

10⁰

Рисунок 3 – Расточной резец для глухих отверстий

Для сверления отверстия диаметром мм выбираю стандартное спиральное сверло, оснащенное пластинками из твердого сплава, коническим хвостовиком (ГОСТ 2092-77). Изображенное на рисунке 4

500

110

Рисунок 4– Спиральное сверло

280

Для фрезерования выберем дисковую фрезу для горизонтального станка ГОСТ 3964-69. Изображенная на рисунке 5



 32

Z=22

Рисунок 5 – дисковая фреза

Для фрезерования поверхности выбираю торцовую насадную с механическим креплением пятигранных твердосплавных пластин (ГОСТ 22085-76).

Рисунок 6 – Торцовая фреза

6.2 Выбор материала режущей части

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

При выборе марки твердого сплава необходимо помнить, что чем больше содержание в нем карбида титана и чем меньше кобальта, тем больше его износо- и термостойкость, но тем меньше его прочность на изгиб и вязкость, т.е. сплав более хрупкий.

Так как деталь изготовлена из стали то ее рекомендуется обрабатывать инструментами оснащенными двухкарбидным сплавом марки Т15К6.

Для сверл 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, правильный выбор этого фактора имеет большое значение.

Период стойкости колеблется в больших приделах. Так, период стойкости, мин, принимают равным: для резцов из быстрорежущей стали – 60; для резцов с

пластинками из твердого сплава – 90-120; для сверл из быстрорежущей стали диаметром до 20 мм – 25 – 40, а диаметром свыше 30 мм – 40 – 60; для фрез цилиндрических из быстрорежущей стали – 120, а со вставными ножами из твердого сплава – 180 – 540. Стойкость протяжек – 106 – 500 мин, 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.

7Расчет 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.

Оптимальные, т.е. наивыгоднейшие, режимы резания выбираются из условий наиболее полного использования режущей способности инструмента, кинематических и силовых способностей станка. При этом должны обеспечиваться высокая производительность, требуемые точности и шероховатость обработанной поверхности и минимальная себестоимость.

7.1Режим резания при растачивании.

7.1.1 Вначале определим для заданной обрабатываемой поверхности глубину резания t ,мм, из условия минимального числа проходов:

t=, (3)

где Д₀-диаметр поверхности до обработки, мм;

Д₁-диаметр поверхности после обработки, мм. Подставляя известные значения:

Д₀=28;

Д₁=36;

t=мм,

Так как глубина резания не превышает 5 мм, то обработаем данную деталь за один проход.

7.1.2 Найдем значение подачи S,мм/об по формуле:

S_р=, (4)

где r – радиус округления вершины резца, мм;

R_z – высота неровностей, мм;

R=1мм; R_z=4010^-3мм;

Высоту неровности найдем по следующей формуле:

R_z=4Ra (5)

R_z=4·5 10^-3=0.02

Определим максимально допустимую подачу по формуле (4)

S_р= мм/об;

7.1.3 Расчетная скорость резания при точении V_р, м/мин, вычисляется по эмпирической формуле:

(6)

где С_v - коэффициент, зависящий от материала инструмента, заготовки и условий обработки;

Т - расчетная стойкость инструмента;

X_v, Y_v - показатели степени влияния t и S на V_р;

S_ф- фактическая подача

К_v - поправочный коэффициент на измененные условия, которые вычисляются по формуле:

К_v=К_MvК_nvК_UvК_vК_Фv... (7)

где К_мv -коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала;

К_nv-качество (состояние) заготовки;

К_Uv-материал режущей части инструмента;

К_v-главный угол в плане;

К_ф.-форма передней грани инструмента;

К_nv=0,8; К_Uv =1,00; К_v =1,00; К_Фv = 1,00.

Тогда подставляем данные значения в формулу(7):

Получаем:

К_v=1,10.8111=0,88 ,

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

С_v =350, Т=60, X_v=0,15, Y_v =0,35, m=0,2

м/мин

7.1.4 По расчетной скорости резания подсчитаем частоту вращения шпинделя, об/мин.

, (8)

где D₀ - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

V_p – скорость резания, м/мин;

об/мин,

Фактическую скорость резания принимаем ближайшую меньшую из паспортных данных. В данном случае она ровна n_ф=1800 об/мин.

После чего корректируется скорость резания, то есть подсчитывается ее фактическое значение, мм/мин,

(9)

где Д₀-диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

n_ф- частота вращения шпинделя, об/мин;

Подставим численные значения в формулу (9), получим:

мм/мин

7.1.5 Найденные режимы резания могут быть приняты только в том случае, если развиваемый при этом крутящий момент на шпинделе М_шп будет больше момента, создаваемого силами резания, или равен ему, то есть:

(10)

Определим тангенциальную силу P_z, создающую крутящий момент M_рез по формуле:

P_z=C_pzt^xpzS_ф^ypz V_ф^npzk_p (11)

где C_pz – коэффициент, зависящий от материала и условий обработки;

X_pz, Y_pz, n_pz – показатели степени влияния режимов резания на силу P_z;

К_р– поправочный коэффициент на измененные условия, подсчитываемый как произведение ряда поправочных коэффициентов, вычисляется по формуле:

K_p=K_MPK_pK_pK_upK_{p} (12)