Розробка технологічного процесу

2.4 Розробка технологічного процесу

Всі заповнені відповідні технологічні карти приведені в додатку до курсового проекту.

2.5 Вибір металорізального обладнання

Вихідними даними для вибору металорізального устаткування є:

-           метод обробки відповідних поверхонь або їх поєднання;

-           точність та шорсткість поверхонь;

-           припуски на обробку;

-           обсяг і тип виробництва.

На основі цих даних вибираємо верстати для технологічного процесу, що проектується, згідно з рекомендаціями [с. 50, 6], їх характеристики наведемо нижче в табл. 2.5.1.

Таблиця 2.5.1. Технічні характеристики металорізального обладнання

№ опер.	Назва операції	Обладнання	Характеристики верстату
010, 020	фрезерна	вертикально-фрезерний верстат 6Н13П	- робоча поверхня столу, мм:	400 × 1600
			- число швидкостей шпинделя:	18
			- межі частот обертання шпинделя, об/хв;	30 – 1500
			- число подач столу:	18
			- межі подач столу, мм/хв:	7,8 - 1180
			- потужність приводу головного руху, кВт	10
			- габарити, мм:	2475×2170×2250
			- маса, кг:	4250
15, 25	фрезерно- розточна	вертикально-фрезерний верстат з ЧПК 6Р13Ф3	- робоча поверхня столу, мм:	400 × 1600
			- число швидкостей шпинделя:	18
			- межі частот обертання шпинделя, об/хв;	40 – 2000
			- регулювання подач:	безступінчасте
			- межі подач столу, мм/хв:	3 – 4800
			- швидкість прискореного руху роб. органів, мм/хв:	4800
			- потужність приводу головного руху, кВт	7,5
			- габарити, мм:	2595×3200×2965
			- маса, кг:	4450
30, 35	свердлувальна	вертикально-свердлильний верстат з ЧПК 2Р135Ф2	- робоча поверхня столу, мм:	400 × 710
			- найбільший діаметр обробки, мм	35
			- число швидкостей шпинделя:	12
			- межі частот обертання шпинделя, об/хв;	31,5 – 1400
			- межі подач, мм/хв:	10 – 500
			- число подач:	18
			- швидкість прискореного ходу столу, мм/хв:	4000
			- потужність приводу головного руху, кВт	4
			- габарити, мм:	2500×1800×2700
			- маса, кг:	4700
40	свердлувальна	радіально-свердлильний верстат 2Н55	- найбільший діаметр обробки, мм	50
			- число швидкостей шпинделя:	21
			- межі частот обертання шпинделя, об/хв;	20 – 2000
			- межі подач, мм/об:	0,056 – 2,5
			- число подач:	12
			- потужність приводу головного руху, кВт	4,5
			- габарити, мм:	2625×968×3265
			- маса, кг:	4100

2.6 Розрахунок режимів різання

 

Операція 010: чорнове фрезерування поверхні шириною 220 мм та довжиною 318 мм

Вихідні дані:

матеріал: СЧ20, HB 230,  МПа;

шорсткість поверхні після обробки : Rz = 40 мкм;

обробка без охолодження згідно [табл. 39, с. 288, 13]

верстат: 6Н13П;

потужність двигуна головного руху – 10 кВт;

діапазон частоти обертання шпинделя – 31,5...1500 об/хв;

регулювання – ступінчасте.

інструмент: [табл. 94, с. 187, 13]

фреза торцева ø 250 , матеріал твердосплавних пластин – ВК6, кількість зубів z =24, ширина B = 47 мм (ГОСТ 9473-80), головний кут в плані φ = 60º.

Глибина різання:

Призначаємо глибину різання рівною припуску на обробку (згідно розрахованих раніше значень):

t = 1,8 мм

Подача:

Приймаємо подачу на зуб фрези s_z в межах 0,14...0,24 мм/зуб за [табл. 33, с. 283, 13] в залежності від потужності верстата (5-10 кВт), оброблюваного та оброблюючого матеріалів.

Враховуючи примітку до [табл. 33, с. 283, 13], оскільки ширина фрезерування більша 30 мм, зменшуємо табличне значення подачі на 30%:

s_z = 0,098...0,168 мм/зуб

Приймемо подачу s_z ≈ 0,1 мм/зуб

Подача на оберт складе:

 (мм/об)

Швидкість різання (колова швидкість фрези):

В цій формулі:

D = 250 мм – діаметр фрези;

B = 47 мм – ширина фрези

z = 24 – кількість зубів інструменту

Значення коефіцієнта С_V та показників степеню в цій формулі визначаємо за [табл. 39, с. 288, 13] в залежності від типу фрези, виду операції, матеріалу ріжучої частини:

С_V= 445, q = 0,2, x = 0,15, y = 0,35, u = 0,2, p = 0, m = 0,32

Т = 240 хв – період стійкості фрези за [табл. 40, с. 290, 13].

Загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання:

В цій формулі:

За [табл. 1, с. 261, 13] поправочний коефіцієнт, що враховує вплив фізико-механічних властивостей оброблюваного матеріалу на швидкість різання для сірого чавуну:

,

де  - показник степені, що визначається за [табл. 2, с. 262, 13]

Поправочний коефіцієнт, що враховує вплив стану поверхні заготовки на швидкість різання за [табл. 5, с. 263, 13]: ;

Поправочний коефіцієнт, що враховує вплив інструментального матеріалу на швидкість різання за [табл. 6, с. 263, 13]:

Отже, розрахункова швидкість різання:

(м/хв)

Розрахункова частота обертання ріжучого інструменту:

 (об/хв)

Розрахункова хвилинна подача:

 (мм/хв)

Узгодимо за паспортними даними верстата отримані результати і остаточно приймемо:

Фактична частота обертання:

 (об/хв)

Фактична хвилинна подача:

 (мм/хв)

Уточнимо значення швидкості та подачі на зуб:

(м/хв)

 (мм/зуб)

Сила різання:

Головна складова сили різання (при фрезеруванні - колова сила):

Значення коефіцієнта С_р та показників степеню в цій формулі визначаємо за [табл. 41, с. 291, 13] в залежності від типу фрези, оброблюваного і оброблюючого матеріалів:

С_р = 54,5, q = 1,0, x = 0,9, y = 0,74, u = 1,0, w= 0.

Поправочний коефіцієнт на якість оброблюваного матеріалу знаходимо в [табл. 9, с. 264, 13]:

Отже, колова сила:

 (Н)

Величини решти складових сили різання визначаємо із їх співвідношення з головною складовою – коловою силою за [табл. 42, с. 292, 13]:

Горизонтальна сила (сила подачі):

 (Н)

 

Вертикальна сила:

 (Н)

 

Радіальна сила:

 (Н)

 

Осьова сила:

 (Н)

Крутний момент на шпинделі:

 (Н∙м)

Ефективна потужність різання:

(кВт)

Основний технологічний час підраховується за формулою згідно [п. ІІ , с. 190, 9]:

(хв), тут

L – довжина шляху, що проходить інструмент в напрямку подачі;

l – довжина оброблюваної поверхні (за кресленням) = 318 мм;

l₁– величина на врізання і перебіг інструменту, що визначається за [дод. 4, арк. 6, с. 378, 9] в залежності від типу фрези (торцьова), схеми її установки (симетрична) й ширини фрезерування (за кресленням = 220 мм);

s_хв– хвилинна подача фрези, визначена раніше;

і– число проходів.

Операція 015: Фрезерно-розточувальна (чорнова)

Вихідні дані:

матеріал: СЧ20, HB 230,  МПа;

шорсткість поверхні після обробки : Rz = 40 мкм;

обробка без охолодження згідно [табл. 39, с. 288, 13]

верстат: 6Р13Ф3;

потужність двигуна головного руху – 7,5 кВт;

діапазон частоти обертання шпинделя – 40...2000 об/хв;

діапазон подач за координатами X, Y, Z – 3...4800 мм/хв;

число ступеней регулювання частоти обертання – 18

ФРЕЗРУВАННЯ

Розрахунок режимів різання проводимо аналогічно операції 010.

інструмент: [табл. 94, с. 187, 13]

фреза торцева ø 160 , матеріал твердосплавних пластин – ВК6, кількість зубів z =16, ширина B = 46 мм (ГОСТ 9473-80)

Глибина різання:

Рівна припуску на обробку: t = 1,8 мм

Подача:

За [табл. 33, с. 283, 13] з урахуванням поправки на ширину фрезерування:

s_z ≈ 0,1 мм/зуб

Подача на оберт складе:

 (мм/об)

Швидкість різання:

, де

D = 160 мм – діаметр фрези;

B = 46 мм – ширина фрези

z = 16 – кількість зубів інструменту

Значення коефіцієнта С_V та показників степеню в цій формулі визначаємо за [табл. 39, с. 288, 13]:

С_V= 445, q = 0,2, x = 0,15, y = 0,35, u = 0,2, p = 0, m = 0,32

Т = 190 хв – період стійкості фрези за [табл. 40, с. 290, 13].

Загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання:

В цій формулі:

За [табл. 1, с. 261, 13]: ,

За[табл. 5, с. 263, 13]: ;

З [табл. 6, с. 263, 13]: .

Отже, розрахункова швидкість різання:

(м/хв)

Розрахункова частота обертання ріжучого інструменту:

 (об/хв)

Хвилинна подача:

 (мм/хв)

Узгодимо за паспортними даними верстата і остаточно приймемо фактичну частоту обертання:

 (об/хв)

Тоді фактична хвилинна подача:

 (мм/хв)

Уточнимо значення швидкості різання:

(м/хв)

Сила різання:

Головна складова сили різання:

Значення коефіцієнта С_р та показників степеню в цій формулі визначаємо за [табл. 41, с. 291, 13]:

С_р = 54,5, q = 1,0, x = 0,9, y = 0,74, u = 1,0, w= 0.

Поправочний коефіцієнт на якість оброблюваного матеріалу знаходимо в [табл. 9, с. 264, 13]:

Отже, колова сила:

 (Н)

За [табл. 42, с. 292, 13]:

Горизонтальна сила (сила подачі):

 (Н)

 

Вертикальна сила:

 (Н)

 

Радіальна сила:

 (Н)

 

Осьова сила:

 (Н)

Крутний момент на шпинделі:

 (Н∙м)

Ефективна потужність різання:

(кВт)

 

Основний технологічний час згідно [п. ІІ , с. 190, 9] та [п. 2.2.6., с. 104, 4]:

(хв)

РОЗТОЧУВАННЯ

Вибір глибини різання:

Враховуючи раніше визначені припуски на обробку та рекомендації [карти 2.2., с.174, 4] визначаємо глибину різання для поверхонь 1 та 2:

-           чистове розточування t₃ = 0,4 мм

-           напівчистове розточування t₂ = 1,1 мм

-           для чорнового розточування t₁ = (6,2/2 -1,1 - 0,4) = 1,6 мм

Різальний інструмент:

Для обробки поверхонь 1 і 2 вибираємо розточувальні різці з пластинами з твердого сплаву за ГОСТ 9795-84 типу 4, виконання 1 (керуючись заводським техпроцесом), позначення різця - 2142-0444 (лівий, з кутом врізання 10º).

Геометричні параметри різця:

-           переріз різця: h×b = 16×16 мм;

-           довжина різця L = 63 мм;

-           довжина пластина l = 12 мм;

-           тип пластин за ГОСТ 25396-82 : 07;

-           головний кут в плані: φ = 60º,

-           допоміжний: φ₁ = 35º.

Вибір матеріалу твердосплавних пластин проводимо відповідно до рекомендацій додатку [Д. 2.1., с.444, 4].

Для чорнової обробки деталі (СЧ20) приймається твердий сплав ВК6, Решту геометричних параметрів різця вибираємо за [Д. 2.7., с.450, 4] :

Для чорнової обробки:

-           α = 6º - задній кут;

-           γ = 8º - передній кут;

-           f = 0,4 мм - ширина фаски різальної кромки;

-           ρ = 0,02 мм - радіус округлення різальної кромки;

-           r_в = 0,8 мм - радіус вершини різця.

Нормативний період стійкості за [Д. 2.10., с.459, 4]: Т = 30 хв.

Вибір подач

Для чорнового розточування за [табл. 12, с.267, 13] при заданому перерізі різця та глибині різання рекомендується подача S = 0,2...0,3 мм/об.

Приймаємо подачу S = 0,22 мм/об.

Швидкості різання

Визначатимемо їх за формулами теорії різання, згідно [п. 3, с.265, 13]:

Значення коефіцієнтів в цій формулі знаходимо за [табл. 17, с.266, 13]:

Швидкісний коефіцієнт:

,

В цій формулі:

За [табл. 1, с. 261, 13]: ,

За [табл. 5, с. 263, 13]: ;

За [табл. 6, с. 263, 13]:;

Отже, загальний швидкісний коефіцієнт:

;

При внутрішній обробці (розточуванні) згідно рекомендацій за [табл. 17, с. 270, 13] на швидкість різання додатково водиться поправочний коефіцієнт 0,9:

Таким чином швидкість різання:

(м/хв);

Розрахункова частота обертання шпинделя визначається за наступною формулою: , розраховане значення уточнюємо за паспортом верстата:

Поверхня 1 (ø95 Н7):  (об/хв);  об/хв;

Поверхня 2 (ø85 Н7):  (об/хв);  об/хв;

Уточнюємо значення швидкості різання:

Поверхня 1 (ø95 Н7):  (м/хв)

Поверхня 2 (ø85 Н7):  (м/хв)

Сила різання:

Величини тангенційної P_Z, радіальної P_Yі осьової P_X складових сили різання при розточуванні визначаються за формулою:

За [табл. 22, с. 274, 13] знаходимо коефіцієнти для визначення складових сили різання:

;

;

.

Поправочний коефіцієнт на силу різання являє собою добуток наступних коефіцієнтів:

За [табл.9, с.264 і табл.23, с.275, 13] визначаються поправочні коефіцієнти для складових сили різання в залежності від:

- механічних властивостей матеріалу, що оброблюється –

;

Поправочні коефіцієнти що враховують вплив геометричних параметрів:

-           головного кута в плані - К_РφХ = 1,11; К_РφУ =0,77; К_РφZ = 0,94;

-           переднього кута - К_РγХ = К_РγУ = К_РγZ =1,0;

-           кута нахилу різальної кромки - К_РλХ = 0,8; К_РλУ = 1,3; К_РλZ = 1,0;

Тоді:

;

;

.

Складові сили різання:

 (Н);

 (Н);

 (Н);

Потужність різання розраховують за формулою:

,

Поверхня 1 (ø95 Н7):  (кВт);

Поверхня 2 (ø85 Н7):  (кВт);

Визначення основного часу:

Основний технологічний час на перехід, підраховується за формулою згідно [р. ІІ , с. 55, 92]:

,

Поверхня 1 (ø95 Н7): (хв);

Поверхня 2 (ø85 Н7): (хв);

 

Сумарний основний час на операції:

(хв)

Операція 020: напівчистове і чистове фрезерування поверхні шириною 220 мм та довжиною 318 мм

Вихідні дані:

матеріал: СЧ20, HB 230,  МПа;

шорсткість поверхні після обробки : Rа = 2,5 мкм;

обробка без охолодження згідно [табл. 39, с. 288, 13]

верстат: 6Н13П;

потужність двигуна головного руху – 10 кВт;

діапазон частоти обертання шпинделя – 31,5...1500 об/хв;

регулювання– ступінчасте.

інструмент: [табл. 94, с. 187, 13]

-           фреза торцева ø 250 , матеріал твердосплавних пластин – ВК6, кількість зубів z =24, ширина B = 47 мм (ГОСТ 9473-80); - напівчистове обробка

-           фреза торцева ø 250 , матеріал твердосплавних пластин - ВК3М, кількість зубів z = 24, ширина B = 47 мм (ГОСТ 9473-80); - чистова обробка

Глибина різання:

Призначаємо глибину різання рівною припуску на обробку:

t = 0,8 мм - для напівчистової;

t = 0,4 мм - для чистової;

Подача:

Для напівчистової обробки приймаємо подачу на зуб фрези s_z за [табл. 33, с. 283, 13] з урахуванням поправки на ширину фрезерування:

s_z ≈ 0,07 мм/зуб;

Подача на оберт складе:  (мм/об)

Для чистової обробки приймаємо подачу на оберт s за [табл. 37, с. 285, 13]:

s = 0,6 мм/об

Подача на зуб складе:

 (мм/зуб)

Швидкість різання:

Значення коефіцієнта С_V та показників степеню в цій формулі визначаємо за [табл. 39, с. 286, 13:

С_V= 445, q = 0,2, x = 0,15, y = 0,35, u = 0,2, p = 0, m = 0,32

Т = 240 хв – період стійкості фрези за [табл. 40, с. 290, 13].

Загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання:

, де

За [табл. 1, с. 261, 13]: ,

За [табл. 5, с. 263, 13]: ;

За [табл. 6, с. 263, 13]: .

Отже, розрахункова швидкість різання:

(м/хв)

- при напівчистовому фрезеруванні;

(м/хв)

- при чистовому фрезеруванні;

Розрахункова частота обертання ріжучого інструменту:

 (об/хв) - при напівчистовому фрезеруванні;

 (об/хв) - при чистовому фрезеруванні;

Розрахункова хвилинна подача:

 (мм/хв) - при напівчистовій обробці;

 (мм/хв) - при чистовій обробці;

Узгодимо за паспортними даними верстата, приймемо фактичну частоту обертання і хвилинну подачу:

 (об/хв);  (мм/хв) - при напівчистовій обробці;

 (об/хв);  (мм/хв) - при чистовій обробці;

Уточнимо значення швидкості та подачі на зуб:

(м/хв) - при напівчистовій обробці;

(м/хв) - при чистовій обробці;

 (мм/зуб) - при напівчистовій обробці;

 (мм/зуб) - при чистовій обробці;

Сила різання:

Головна складова сили різання:

Значення коефіцієнта С_р та показників степеню в цій формулі визначаємо за [табл. 41, с. 291, 13]:

С_р = 54,5, q = 1,0, x = 0,9, y = 0,74, u = 1,0, w= 0.

За [табл. 9, с. 264, 13]:

Отже, колова сила:

 (Н) - при напівчистовій обробці;

 (Н) - при чистовій обробці;

За [табл. 42, с. 292, 13]:

Горизонтальна сила (сила подачі):

 (Н) - при напівчистовій обробці;

 (Н) - при чистовій обробці;

Вертикальна сила:

 (Н) - при напівчистовій обробці;

 (Н) - при чистовій обробці;

 

Радіальна сила:

 (Н) - при напівчистовій обробці;

 (Н) - при чистовій обробці;

 

Осьова сила:

 (Н) - при напівчистовій обробці;

 (Н) - при чистовій обробці;

Крутний момент на шпинделі:

 (Н∙м) - при напівчистовій обробці;

 (Н∙м) - при чистовій обробці;

Ефективна потужність різання:

(кВт) - при напівчистовій обробці;

(кВт) - при чистовій обробці;

Основний технологічний час згідно [п. ІІ , с. 190, 9]:

,

(хв) - для напівчистової обробки;

(хв) - для чистової обробки;

Сумарний основний час на операції:

(хв)

Операція 025: Фрезерно-розточувальна (чистова і напівчистова)

Вихідні дані:

матеріал: СЧ20, HB 230,  МПа;

обробка без охолодження згідно [табл. 39, с. 288, 13]

верстат: 6Р13Ф3;

потужність двигуна головного руху – 7,5 кВт;

діапазон частоти обертання шпинделя – 40...2000 об/хв;

діапазон подач за координатами X, Y, Z – 3...4800 мм/хв;

число ступеней регулювання частоти обертання - 18

Розрахунок режимів різання проводимо аналогічно операції 015.

ФРЕЗЕРУВАННЯ

Інструмент: [табл. 94, с. 187, 13]

-           фреза торцева ø 160 , матеріал твердосплавних пластин – ВК3М, кількість зубів z =16, ширина B = 46 мм (ГОСТ 9473-80); - для чистової обробки;

-           фреза торцева ø 160 , матеріал твердосплавних пластин – ВК6, кількість зубів z =16, ширина B = 46 мм (ГОСТ 9473-80); - для напівчистової обробки;

Глибина різання:

Призначаємо глибину різання рівною припуску на обробку:

t = 0,4 мм - для чистової обробки;

t = 0,8 мм - для напівчистової обробки.

Подача:

Для напівчистової обробки приймаємо подачу на зуб фрези s_z за [табл. 33, с. 283, 13], враховуючи поправку на ширину фрезерування:

s_z ≈ 0,07 мм/зуб

Подача на оберт складе:

 (мм/об)

 

Для чистового фрезерування приймаємо подачу на оберт фрези s за [табл. 37, с. 285, 13]:

s = 0,6 мм/об

Тоді подача на зуб:

 (мм/об)

Швидкість різання:

Значення коефіцієнта С_V та показників степеню в цій формулі визначаємо за [табл. 39, с. 286, 13]:

С_V= 445, q = 0,2, x = 0,15, y = 0,35, u = 0,2, p = 0, m = 0,32

Т = 190 хв – період стійкості фрези за [табл. 40, с. 290, 13].

Загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання:

Отже, розрахункова швидкість різання:

(м/хв) - при напівчистовій обробці;

(м/хв) - - при чистовій обробці;

Розрахункова частота обертання ріжучого інструменту:

 (об/хв) - при напівчистовій обробці;

 (об/хв) - при чистовій обробці;

Узгодимо за паспортними даними верстата і остаточно приймемо фактичну частоту обертання:

 (об/хв) - при напівчистовій обробці;

 (об/хв) - при чистовій обробці;

Фактична хвилинна подача:

 (мм/хв) - при напівчистовій обробці;

 (мм/хв) - при чистовій обробці;

Уточнимо значення швидкості різання:

(м/хв) - при напівчистовій обробці;

 (м/хв) - при чистовій обробці;

Сила різання: Головна складова (при фрезеруванні - колова сила):

Значення коефіцієнта С_р та показників степеню в цій формулі визначаємо за [табл. 41, с. 291, 13]:

С_р = 54,5, q = 1,0, x = 0,9, y = 0,74, u = 1,0, w= 0.

Поправочний коефіцієнт на якість оброблюваного матеріалу знаходимо в [табл. 9, с. 264, 13]:

Отже, колова сила:

 (Н) - при напівчистовій обробці;

 (Н) - при чистовій обробці;

Величини решти складових сили різання визначаємо за [табл. 42, с. 292, 13]:

Горизонтальна сила (сила подачі):

 (Н) - при напівчистовій обробці;

 (Н) - при чистовій обробці;

 

Вертикальна сила:

 (Н) - при напівчистовій обробці;

 (Н) - при чистовій обробці;

 

Радіальна сила:

 (Н) - при напівчистовій обробці;

 (Н) - при чистовій обробці;

 

Осьова сила:

 (Н) - при напівчистовій обробці;

 (Н) - при чистовій обробці;

Крутний момент на шпинделі:

 (Н∙м) - при напівчистовій обробці;

 (Н∙м) - при чистовій обробці;

Ефективна потужність різання:

(кВт) - при напівчистовій обробці;

(кВт) - при чистовій обробці;

Основний технологічний час на перехід згідно [п. ІІ , с. 190, 9] та [п. 2.2.6., с. 104, 4]:

, де

(хв) - при напівчистовій обробці

(хв) - при чистовій обробці

 

РОЗТОЧУВАННЯ

Глибина різання:

Враховуючи раніше визначені припуски на обробку та рекомендації [карти 2.2., с.174, 4] визначаємо глибину різання для поверхонь 1 та 2 складе:

-           чистове розточування t₃ = 0,4 мм

-           напівчистове розточування t₂ = 1,1 мм

Інструмент:

Для обробки поверхонь 1 і 2 вибираємо розточувальні різці з пластинами з твердого сплаву за ГОСТ 9795-84 типу 4, виконання 1, позначення різця - 2142-0444 (лівий, з кутом врізання 10º).

Геометричні параметри різця:

-           переріз різця: h×b = 16×16 мм;

-           довжина різця L = 63 мм;

-           довжина пластина l = 12 мм;

-           тип пластин за ГОСТ 25396-82 : 07;

-           головний кут в плані: φ = 60º,

-           допоміжний: φ₁ = 35º.

Вибір матеріалу твердосплавних пластин проводимо відповідно до рекомендацій додатку [Д. 2.1., с.444, 4].

Для чорнової та напівчистової обробки деталі (СЧ20) приймається твердий сплав ВК6, Решту геометричних параметрів різця вибираємо за [Д. 2.7., с.450, 4] :

Для напівчистової обробки:

-           α = 6º - задній кут;

-           γ = 8º - передній кут;

-           f = 0,4 мм - ширина фаски різальної кромки;

-           ρ = 0,02 мм - радіус округлення різальної кромки;

-           r_в = 0,8 мм - радіус вершини різця.

Для чистової обробки (форма передньої поверхні - без фаски):

-           α = 8º - задній кут;

-           γ = 12º - передній кут;

-           ρ = 0,02 мм - радіус округлення різальної кромки;

-           r_в = 0,6 мм - радіус вершини різця.

Нормативний період стійкості за [Д. 2.10., с.459, 4] - Т = 30 хв.

Вибір подач:

Для напівчистової обробки: за [табл. 12, с.267, 13] : S = 0,18 мм/об.

Для чистового розточування отворів за [табл. 19, с.271, 4]: s = 0,05 мм/об

Швидкості різання:

Визначатимемо їх за формулами теорії різання, згідно [п. 3, с.265, 13]:

Значення коефіцієнтів в цій формулі знаходимо за [табл. 17, с.266, 13]:

Швидкісний коефіцієнт: ,

-           для чистової обробки: ;

-           для напівчистової обробки: ;

При внутрішній обробці (розточуванні) згідно рекомендацій за [табл. 17, с. 270, 13] на швидкість різання додатково водиться поправочний коефіцієнт 0,9:

Таким чином, розрахункова швидкість різання:

-           для напівчистового розточування:

(м/хв);

-           для чистового розточування

 (м/хв);

Частота обертання шпинделя визначається за наступною формулою: , розраховані значення уточнюємо за паспортом верстата:

Поверхня 1 (ø95 Н7):

- для напівчистової обробки:  (об/хв);  об/хв;

- для чистової обробки:  (об/хв);  об/хв;

Поверхня 2 (ø85 Н7):

- для напівчистової обробки:  (об/хв);  об/хв;

- для чистової обробки:  (об/хв);  об/хв;

Уточнимо швидкість різання:

:

 

Поверхня 1 (ø95 Н7):

для напівчистової обробки:  (м/хв)

- для чистової обробки:  (м/хв)

 

Поверхня 2 (ø85 Н7):

- для напівчистової обробки:  (м/хв)

- для чистової обробки:  (м/хв)

Сила різання

Величини тангенційної P_Z, радіальної P_Yі осьової P_X складових сили різання при розточуванні визначаються за формулою:

За [табл. 22, с. 274, 13] знаходимо коефіцієнти для визначення складових сили різання:

;

;

.

Поправочний коефіцієнт на силу різання являє собою добуток наступних коефіцієнтів:

За [табл.9, с.264 і табл.23, с.275, 13] визначаються поправочні коефіцієнти для складових сили різання в залежності від:

- механічних властивостей матеріалу, що оброблюється –

;

Поправочні коефіцієнти що враховують вплив геометричних параметрів:

головного кута в плані - К_РφХ = 1,11; К_РφУ =0,77; К_РφZ = 0,94;

-           переднього кута - К_РγХ = К_РγУ = К_РγZ =1,0;

-           кута нахилу різальної кромки - К_РλХ = 0,8; К_РλУ = 1,3; К_РλZ = 1,0;

Тоді:

;

;

.

Складові сили різання:

- при напівчистовій обробці:  (Н);

 (Н);

 (Н);

- при чистовій обробці:  (Н);

 (Н);

 (Н);

Потужність різання: ,

Поверхня 1 (ø95 Н7):

-           напівчистове розточування:  (кВт);

-           чистове розточування:  (кВт);

Поверхня 2 (ø85 Н7):

-           напівчистове розточування:  (кВт);

-           чистове розточування:  (кВт);

Визначення основного часу:

Основний технологічний час на перехід за формулою згідно [р. ІІ , с. 55, 92]:

,

Поверхня 1 (ø95 Н7):

(хв) - напівчистова обробка;

(хв) - чистова обробка;

Поверхня 2 (ø85 Н7):

(хв) - напівчистова обробка;

(хв) - чистова обробка;

Сумарний основний час роботи верстата на операції:

(хв)

Операція 030: Свердлувальна

Вихідні дані:

матеріал: СЧ20, HB 230,  МПа

верстат: 2Р135Ф2

межі частот обертання - 31..1400 об/хв;

потужність головного приводу - 4 кВт;

регулювання – ступінчасте.

СВЕРДЛУВАННЯ

Інструмент:

1) отвори ø 6,7 : свердло ø 6,7 - 0054 ГОСТ 10903-77

2) отвори ø 18 : свердло ø 18 - 0061 ГОСТ 10903-77

3) отвори ø 12 : свердло ø 12 - 0039 ГОСТ 10903-77

4) отвори ø 30 : цековка ø 30 - 2350-0728 ГОСТ 26258-87

Глибина різання:

Для свердління призначаємо глибину різання рівною половині діаметру свердла:

1) отвори ø 6,7 : t = 3,35 мм;

2) отвори ø 18 : t = 9 мм;

3) отвори ø 12 : t = 6 мм;

Для цекування отворів ø 30:

4)  (мм);

Подача:

Приймаємо подачу за [табл. 25, с. 277, 13] в залежності від діаметру свердла та оброблюваного матеріалу (СЧ20), причому для отворів в яких надалі нарізатиметься різь рекомендовано ввести поправочний коефіцієнт 0,5, тобто зменшити задану в таблиці подачу вдвічі згідно [прим. 2, табл. 25, с. 277, 13]:

1) отвори ø 6,7 : S = 0,2 мм/об;

2) отвори ø 18 : S = 0,42 мм/об;

3) отвори ø 12 : S = 0,32 мм/об;

4) отвори ø 30 : S = 0,32 мм/об;

Швидкість різання:

Згідно [с. 276, 13] для свердління швидкість різання визначається за формулою:

 ,

для цекування за формулою:

В цій формулі Т - період стійкості інструменту, що визначається в залежності від його діаметру та виду оброблюваного і оброблюючого матеріалу за [табл. 30, с. 280, 13]:

1) отвори ø 6,7 : Т = 35 хв;

2) отвори ø 18 : Т = 60 хв;

3) отвори ø 12 : Т = 60 хв;

4) отвори ø 30 : Т = 75 хв;

Значення коефіцієнтів та показників степеню з формули для визначення швидкості різання визначаємо за [табл. 28, с. 279, 13] для свердління:

отвори ø 6,7 та ø 10,2 : ;

отвори ø 18 і ø 12: ;

для цекування за [табл. 29, с. 280, 13]:

отвори ø 30: .

Поправочний коефіцієнт на швидкість різання:

,

За [табл. 1, с. 261, 13]:,

За [табл. 6, с. 263, 13]: для свердління: ;

За [табл. 31, с. 280, 13]:

Отже, загальний швидкісний коефіцієнт:

;

Тоді швидкість різання:

1) отвори ø 6,7 :  (м/хв);

2) отвори ø 18 :  (м/хв);

3) отвори ø 12 :  (м/хв);

4) отвори ø 30 : (м/хв);

Розрахункова частота обертання визначається за формулою:, а потім знайдене значення уточнюється за паспортом верстата:

1) отвори ø 6,7 :  (об/хв); об/хв

2) отвори ø 18 :  (об/хв); об/хв

3) отвори ø 12 :  (об/хв);  об/хв

4) отвори ø 30 :  (об/хв);  об/хв

Розрахункові значення хвилинних подач визначаємо за формулою , отримані значення уточнюємо за паспортом верстата:

1) отвори ø 6,7 :  (мм/хв);  (мм/хв);

2) отвори ø 18 :  (мм/хв);  (мм/хв);

3) отвори ø 12 :  (мм/хв);  (мм/хв);

4) отвори ø 30 :  (мм/хв);  (мм/хв);

Визначимо фактичні значення швидкості різання:

1) отвори ø 6,7 : (м/хв)

2) отвори ø 18 : (м/хв)

3) отвори ø 12 : (м/хв)

4) отвори ø 30 : (м/хв)

Уточнимо фактичну подачу на оберт:

1) отвори ø 6,7 :  (мм/об)

2) отвори ø 18 :  (мм/об)

3) отвори ø 12 :  (мм/об)

4) отвори ø 30 :  (мм/об).

Крутний момент та осьова сила:

при свердлінні:

, ;

при цекуванні:

, ;

За [табл. 9, с. 264, 13]:

;

За [табл. 32, с. 281, 13] знаходимо значення коефіцієнтів:

при свердлінні:

 - для знаходження крутного моменту;

 - для знаходження осьової сили різання;

при цекуванні:

 - для знаходження крутного моменту;

 - для знаходження осьової сили різання;

1) отвори ø 6,7 : (Н∙м);

(Н);

2) отвори ø 18 : (Н∙м);

(Н);

3) отвори ø 12 : (Н∙м);

(Н);

4) отвори ø 30 : (Н∙м);

(Н);

Основний час по переходам:

Основний технологічний час згідно [п. ІІ , с. 88, 9]:

,

1) отвори ø 6,7 : i = 4, l = 20 мм, l₁ = 4 мм; (хв);

2) отвори ø 18 : i = 6, l = 35 мм, l₁ = 8 мм; (хв);

3) отвори ø 12 : i = 2, l = 35 мм, l₁ = 6 мм; (хв);

4) отвори ø 30 : i = 6, l = 16 мм, l₁ = 1 мм; (хв);

НАРІЗАННЯ РІЗІ

Інструмент: мітчик 2640-0083 ГОСТ 3266-81

Крок: Р = 1,25 мм;

Швидкість різання:

Згідно [с. 297, 13] для нарізання різьби мітчиками швидкість різання визначається за формулою:

 ,

В цій формулі S=Р - кроку різьби; період стійкості інструменту (Т ), а також відповідні коефіцієнти визначаємо за [табл. 49, с. 296, 13]:

, Т = 90 хв.

Загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання:

,

(Складові загального поправочного коефіцієнту визначаємо за [табл. 50, с. 298, 13]:

; ; )

Тоді швидкість різання:

(м/хв);

Частота обертання:

Розрахункова частота обертання визначається за формулою: , потім уточнюємо її значення за паспортом верстата:

 (об/хв); об/хв

Крутний момент:

,

Коефіцієнти та показники степенів в цій формулі визначимо за [табл. 51, с. 298, 13] та за [табл. 50, с. 298, 13]:

 , отож:

(Н∙м);

Потужність різання:

 (кВт);

При нарізанні на верстатах машинними мітчиками число обертів при вигвинчуванні мітчика з отвору визначаємо за [картою 84, с. 149, 9]:

 (об/хв);  об/хв;

Основний технологічний час на перехід, згідно [п. ІІ , с. 88, 9]:

,

(хв);

ЦЕНТРУВАННЯ

Інструмент: свердло ø 16 ГОСТ 10903-77 ;

Подача на оберт: S = 0,2 мм/об.

Частота обертання :  об/хв;

Основний час на перехід згідно [п. ІІ , с. 88, 9]:

(хв);

L= 2 мм – довжина шляху, що проходить інструмент в напрямку подачі; Рівна l₁ – величині на врізання і перебіг інструменту, що визначається за [дод. 4, арк. 3, с. 375, 9].

Основний технологічний час на операцію визначається:

(хв)

Операція 035: Свердлувальна

Вихідні дані:

матеріал: СЧ20, HB 230,  МПа

верстат: 2Р135Ф2

межі частот обертання - 31..1400 об/хв;

потужність головного приводу - 4 кВт;

регулювання – ступінчасте.

Розрахунок режимів різання будемо вести аналогічно операції 030.

СВЕРДЛУВАННЯ

Інструмент:

свердло ø 10,2 - 0050 ГОСТ 10903-77

Глибина різання:

Для свердління призначаємо глибину різання рівною половині діаметру свердла:

t = 5,1 мм;

Подача:

Приймаємо подачу за [табл. 25, с. 277, 13]:

S =0,16( мм/об).

Швидкість різання:

Згідно [с. 276, 13] для свердління швидкість різання визначається за формулою:

 ,

В цій формулі Т - період стійкості інструменту, що визначається за [табл. 30, с. 280, 13]: Т = 35 хв;

Значення коефіцієнтів та показників степеню з формули для визначення швидкості різання визначаємо за [табл. 28, с. 279, 13] для свердління:

;

Поправочний коефіцієнт на швидкість різання:

:

За [табл. 1, с. 261, 13]: ,

За [табл. 6, с. 263, 13]: ;

За [табл. 31, с. 280, 13]: .

Отже, загальний швидкісний коефіцієнт:

;

Тоді розрахункова швидкість різання:

 (м/хв);

Розрахункова частота обертання обчислюється за формулою , отримане значення уточнюється за паспортом верстата:

(об/хв); об/хв

Розрахункове значення хвилинної подачі визначаємо за формулою , отримане значення уточнюємо за паспортом верстата:

 (мм/хв);  (мм/хв);

Уточнюємо значення швидкості різання:

(м/хв);

Уточнимо значення подачі на оберт:

 (мм/об)

Крутний момент та осьова сила:

, ;

Коефіцієнт, що враховує фактичні умови обробки

За [табл. 32, с. 281, 13] знаходимо значення коефіцієнтів:

 - для знаходження крутного моменту;

 - для знаходження осьової сили різання;

(Н∙м); (Н);

Потужність різання:

 (кВт);

Визначення основного часу:

Основний технологічний час на перехід згідно [п. ІІ , с. 88, 9]:

,

отвори ø 10,2 : i = 6, l = 25 мм, l₁ = 6 мм; (хв);

НАРІЗАННЯ РІЗІ:

інструмент: мітчик 2640-0153 ГОСТ 1604-71;

Крок різьби М12-7Н: Р = 1,5 мм;

Швидкість різання згідно [с. 297, 13]:

 ,

В цій формулі S=Р - кроку різьби; період стійкості інструменту (Т ), а також відповідні коефіцієнти визначаємо за [табл. 49, с. 296, 13]:

, Т = 90 хв.

Загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання:

,

(Складові загального поправочного коефіцієнту визначаємо за [табл. 50, с. 298, 13]:

; ; )

Тоді швидкість різання:

(м/хв);

Частота обертання:

Розрахункова частота обертання обчислюється за формулою , отримане значення уточнюється за паспортом верстата:

 (об/хв); об/хв

Уточнимо швидкість різання:

(м/хв);

Крутний момент:

,

Коефіцієнти та показники степенів в цій формулі визначимо за [табл. 51, с. 298, 13] та за [табл. 50, с. 298, 13]:

(Н∙м);

Потужність різання:

 :  (кВт);

При нарізанні на верстатах машинними мітчиками число обертів при вигвинчуванні мітчика з отвору визначаємо за [картою 84, с. 149, 9]:

 (об/хв);  об/хв;

Визначення основного часу:

Основний технологічний час на перехід згідно [п. ІІ , с. 88, 9]:

,

i = 6, l = 16 мм, l₁ = 3 мм: (хв);

ЦЕНТРУВАННЯ

Інструмент: свердло ø 15 - 0050 ГОСТ 10903-77

Подача на оберт: S = 0,2 мм/об.

Частота обертання :  об/хв;

Швидкість:

(м/хв);

Основний технологічний час на перехід згідно [п. ІІ , с. 88, 9]:

(хв);

Основний технологічний час на операцію визначається:

(хв)

Операція 040: Свердлувальна

Вихідні дані:

матеріал: СЧ20, HB 230,  МПа

верстат: 2Н55

межі частот обертання - 20..2000 об/хв;

потужність головного приводу - 4 кВт;

регулювання – ступінчасте.

Інструмент:

1) отвори ø 4,2 : свердло ø 4,2 2300-0029 ГОСТ 886-77;

2) отвори ø 5 : свердло ø 5 2300-7001 ГОСТ 886-77;

3) отвори ø 8,6 : свердло ø 8,6 2300-7001 ГОСТ 886-77;

Глибина різання:

Для свердління призначаємо глибину різання рівною діаметру свердла:

1) отвори ø 4,2 : t = 2,1 мм;

2) отвори ø 5 : t = 2,5 мм;

3) отвори ø 8,6 : t = 4,3 мм;

Подача:

Приймаємо подачу за [табл. 25, с. 277, 13]:

1) отвори ø 4,2 : S_Т = 0,5∙0,18=0,09 (мм);

2) отвори ø 5 : S_Т = 0,12 мм;

3) отвори ø 8,6 : S_Т = 0,5∙0,30= 0,15(мм);

Коректуємо вибрані подачі за паспортом верстата:

1) отвори ø 4,2 : S = 0,08 мм;

2) отвори ø 5 : S = 0,112 мм;

3) отвори ø 8,6 : S = 0,16 мм;

Швидкість різання згідно [с. 276, 13]:

 ,

В цій формулі Т - період стійкості інструменту, що визначається за [табл. 30, с. 280, 13]:

1) отвори ø 4,2 : Т = 20 хв;

2) отвори ø 5 : Т = 20 хв;

3) отвори ø 8,6 : Т = 35 хв;

Значення коефіцієнтів та показників степеню визначаємо за [табл. 28, с. 279, 13]:

;

Поправочний коефіцієнт на швидкість різання:

, де

За [табл. 1, с. 261, 13] :

,

За [табл. 6, с. 263, 13]: ;

За [табл. 31, с. 280, 13]:

1) отвори ø 4,2 : ;

2) отвори ø 5 : ;

3) отвори ø 8,6 : ;

Отже, загальний швидкісний коефіцієнт:

1) отвори ø 4,2 : ;

2) отвори ø 5 : ;

3) отвори ø 8,6 : ;

Тоді розрахункова швидкість різання:

1) отвори ø 4,2 :  (м/хв);

2) отвори ø 5 : (м/хв);

3) отвори ø 8,6 : (м/хв);

Згідно рекомендацій приміток до [табл. 28, с. 279, 13], знайдені значення швидкості слід помножити на коефіцієнт , що враховує одинарну заточку свердел, отже розрахункова швидкість різання матиме значення:

1) отвори ø 4,2 :  (м/хв);

2) отвори ø 5 : (м/хв);

3) отвори ø 8,6 : (м/хв);

Частота обертання:

Розрахункова частота обертання визначається за формулою:

1) отвори ø 4,2 :  (об/хв);

2) отвори ø 5 :  (об/хв);

3) отвори ø 8,6 :  (об/хв);

Скоректуємо розраховані значення за паспортом верстата і остаточно приймемо:

1) отвори ø 4,2 :  (об/хв);

2) отвори ø 5 :  (об/хв);

3) отвори ø 8,6 :  (об/хв);

Уточнимо швидкість різання:

1) отвори ø 4,2 :  (об/хв);

2) отвори ø 5 :  (об/хв);

3) отвори ø 8,6 :  (об/хв);

Крутний момент та осьова сила:

, ;

За [табл. 9, с. 264, 13]: ;

За [табл. 32, с. 281, 13] знаходимо значення коефіцієнтів:

 - для знаходження крутного моменту;

 - для знаходження осьової сили різання;

1) отвори ø 4,2 : (Н∙м);

(Н);

2) отвори ø 5 : (Н∙м);

(Н);

3) отвори ø 8,6 : (Н∙м);

(Н);

Потужність різання:

1) отвори ø 4,2 :  (кВт);

2) отвори ø 5 :  (кВт);

3) отвори ø 8,6 :  (кВт);

Визначення основного часу:

Згідно [п. ІІ , с. 88, 9]:

,

1) отвори ø 4,2 : i = 4, l = 16 мм, l₁ = 2,5 мм; (хв);

2) отвори ø 5 : i = 2, l = 5 мм, l₁ = 2,5 мм; (хв);

3) отвори ø 8,6 : i = 2, l = 10 мм, l₁ = 4 мм; (хв);

ЗАСВЕРДЛЮВАННЯ

Інструмент: свердло ø 9 2300 - 7005 ГОСТ 886-77

Подача на оберт: S = 0,2 мм/об.

Частота обертання :  об/хв;

Швидкість: (м/хв);

Основний технологічний час на перехід згідно [п. ІІ , с. 88, 9]:

(хв);

 

Основний технологічний час на операцію :

(хв)

Режими різання оброблюваних поверхонь

Перехід	t, мм	Sz, мм/зуб	SoН, мм/об	SoФ, мм/об	SхвН, мм/об	SхвФ, мм/об	VР, м/хв	VФ, м/хв	nР, хв-1	nФ, хв-1	l, мм	l1, мм	і	Тo, хв
Фрезерувати площину 318×220 начорно	1,8	0,1	2,4	2,5	425	400	139	126	177	160	318	70	1	0,97
Фрезерувати площину 266×130 начорно	1,8	0,1	1,6	1,6	440	400	138	126	275	250	266	38	1	0,76
Розточити отвір Æ95 начорно	1,6	-	0,22	0,22	80	88	105	116	363	400	45	2,5	1	0,54
Розточити отвір Æ85 начорно	1,6	-	0,22	0,22	90	88	105	103	408	400	35	2,5	1	0,43
Фрезерувати площину 318×220 напівчисто	0,8	0,07	1,68	1,59	477	500	223	247	284	315	318	70	1	0,78
Фрезерувати площину 318×220 начисто	0,4	0,025	0,6	0,5	271	250	355	393	452	500	318	250	1	2,27
Фрезерувати площину 266×130 напівчисто	0,8	0,07	1,12	1,12	492	448	221	200	439	400	266	38	1	0,68
Фрезерувати площину 266×130 начисто	0,4	0,038	0,6	0,6	362	378	303	316	603	630	266	160	1	1,13
Розточити отвір Æ95 напівчисто	1,1	-	0,18	0,18	88	90	145	148	491	500	45	2,5	1	0,53
Розточити отвір Æ85 напівчисто	1,1	-	0,18	0,18	99	90	145	132	548	500	35	2,5	1	0,42
Розточити отвір Æ95 начисто	0,4	-	0,05	0,05	42	40	253	239	848	800	45	2,5	1	1,19
Розточити отвір Æ85 начисто	0,4	-	0,05	0,05	47	50	253	267	948	1000	35	2,5	1	0,75
Центрувати 4 отвори Æ 6,7 до Æ10	-	-	0,2	0,2	100	100	-	15,7	-	500	2	-	4	0,08
Центрувати 6 отворів Æ18 і 2 отвори Æ12 до Æ13	-	-	0,2	0,2	100	100	-	20,4	-	500	2	-	8	0,16
Свердлити 4 отвори Æ 6,7	3,35	-	0,2	0,18	278	250	29,2	29,4	1388	1400	20	4	4	0,38
Свердлити 6 отворів Æ 18	9	-	0,42	0,45	173	160	23,3	20,1	412	355	35	8	6	1,61
Свердлити 2 отвори Æ 12	6	-	0,32	0,28	200	200	23,5	26,7	624	710	35	6	2	0,41
Цекувати 6 отворів Æ 30	6	-	0,32	0,35	121	125	32,8	33,4	348	355	16	1	6	0,90
Нарізати різь М8-7Н в 4 отворах	-	-	1,25	1,25	548	625	11	12,56	438	500	16	3	4	0,42
Центрувати 6 отворів Æ 10,2 до Æ12,5	-	-	0,2	0,2	100	100	-	20	-	500	2	-	6	0,12
Свердлити 6 отворів Æ 10,2	5,1	-	0,16	0,18	180	180	36	32	1124	1000	25	6	6	1,03
Нарізати різь М12-7Н в 6 отворах	-	-	1,5	1,5	398	400	10	9,4	265	250	16	3	6	0,78
Центрувати 4 отвори Æ 4,2 до Æ 4,5	-	-	0,1	0,1	50	50	-	7	-	500	2	-	4	0,16
Центрувати 2 отвори Æ 8,6 до Æ 9	-	-	0,1	0,1	50	50	-	14,1	-	500	2	-	2	0,08
Свердлити 4 отвори Æ 4,2	2,1	-	0,09	0,08	194	160	27,9	26,4	2156	2000	16	2,5	4	0,46
Свердлити 2 отвори Æ 5	2,5	-	0,12	0,112	225	179	29,5	25,1	1878	1600	5	2,5	2	0,08
Свердлити 2 отвори Æ 8,6	4,3	-	0,15	0,16	143	160	25,9	27	959	1000	15	4	2	0,24