Выбор инструмента

1. Выбор инструмента.

Согласно исходных данных операция выполняется в три перехода: сверление, зенкерование и развертывание.

Для сверления чугуна СЧ18 НВ210 согласно [7] выбираем сверло D=22 мм из стали Р18 , заточенное по методу В.И. Жирова, 2j =118°; 2j ₀=70°; для зенкерования – цельный зенкер D=24,9 мм из стали Р18; j =45°; a_р =10°; для развертывания – цельную развертку D=25 мм, j =5° из стали Р18.

2. Выбор режима резания.

Расчет режимов резания выполним в традиционной последовательности с использованием данных работы [7].

Первый переход. Выбор подачи. Для сверления чугуна НВ210 сверлом диаметром 22 мм выбираем подачу S=0,65¸0,75 мм/об. С учетом поправочного коэффициента на длину сверления Кl_s=0,9 получам расчетные величины подач

S=0,59¸0,68 мм/об.

По паспорту станка устанавливаем ближайшую подачу к расчетной S=0,56 мм/об.

Выбор скорости и числа оборотов.

Исходя из диаметра сверла 22 мм и установленной подачи S=0,56 мм/об, методом двойной интерполяции определяем нормативные скорость резания и число оборотов (быстрее и удобнее вести расчет только по числу оборотов).

n_н=396 об/мин.

Учитывая поправочные коэффициенты на заточку сверла по методу В.И. Жирова (ЖДП) Кф_v =1,05, на длину сверления (l=5D), Кl_v =0,75 и на механические свойства серого чугуна НВ210 Км_v =0,88 , получаем расчетное число оборотов в минуту

n=n_н× Кф_v × Кl_v × Км_v=396×1,05×0,75×0,88=274 об/мин.

Ближайшее число оборотов по паспорту станка n=250 об/мин. Тогда фактическая скорость резания будет равна

 м/мин.

Проверка выбранного режима по осевому усилию и мощности.

Для установленных условий сверления D=22 мм, S=0,56 мм/об и n=250 об/мин методом двойной интерполяции получаем осевое усилие P_н=6010 Н и крутящий момент М_кр=6572 кг×мм.

С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал К_Мм=Км_р=1,06 и заточки по методу Жирова (ЖДП) Кф_р=0,66 и Кф_м=1 получим

Р=Рн× Км_р× Кф_р=6010×1,06×0,66=4205 Н

По паспорту станка наибольшее усилие, допускаемое механизмом подачи, равно 15000Н.

М=Ммр_н×Км_м×Кф_м=6572×1,06×1=6966 кг×мм.

Пользуясь графиком определяем при М_кр=6966 кг×мм и n=250 об/мин мощность, потребную на резание : N_рез=1,6 квт.

По паспорту станка мощность на шпинделе

Nэ=Nд×h=4,5×0,8=3,6 кВт; Nэ=3,6>N_рез=1,6 кВт.

Следовательно, станок не лимитирует выбранного режима резания.

Второй переход. Выбор подачи.

Для зенкерования отверстия в сером чугуне НВ210 зенкером диаметром 24,9 мм (25 мм) при последующей обработке отверстия одной разверткой рекомендуется подача S=0,55­¸0,6 мм/об. Ближайшая подача по паспорту станка S=0,56 мм/об.

Выбор скорости резания и числа оборотов.

Исходя из диаметра зенкера D=24,9 (25) мм, для подачи S=0,56 мм/об путем интерполяции определяем число оборотов n_н=329 об/мин.

С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал Kм_v=0,88 число оборотов будет равно n=n_н× Kм_v=329×0,88=289 об/мин. Ближайшее число оборотов по паспорту станка n=250 об/мин. Фактическая скорость резания

 м/мин.

Третий переход. Выбор подачи.

Для развертывания отверстия в сером чугуне НВ>200 механической разверткой D=25 мм с чистотой поверхности отверстия Ra=1,6 мкм рекомендуется подача S=1,9 мм/об. Ближайшая подача по паспорту станка S=1,6 мм/об.

Выбор скорости резания и числа оборотов.

Для развертывания отверстия диаметром 25 мм с подачей 1,6 мм/об рекомендуется число оборотов n_н=105 об/мин. С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал серый чугун НВ>200 Км_n=0,88. Тогда

n=nн× Км_n=105×0,88=92 об/мин

Ближайшее число оборотов по паспорту станка

n=90 об/мин.

Фактическая скорость резания

 м/мин.

Определение основного (технологического) времени.

Величина врезания и перебега инструментов l₁ при работе на проход для сверла с двойной заточкой равна 12 мм; для зенкера 5 мм и для развертки 30 мм.

При длине отверстия l=125 мм основное (технологическое) время каждого перехода равно

 мин

 мин

 мин

Основное время операции

T₀=t₀₁+t₀₂+t₀₃=0,98+0,93+1,0=2,91 мин.

Задание на практическое занятие №4.

Выполнить расчет режима резания по таблицам нормативов для обработки сквозного отверстия на вертикально-сверлильном станке 2Н135 по заданному варианту. Исходные данные в таблице 4.

Порядок выполнения работы аналогичен предыдущей.

Таблица 4

№	Материал заготовки и его характеристики	Диаметр отверстия D мм, параметр шероховатости, мкм	Длина отверстия l, мм
1	2	3	4
1	Сталь 12ХН2, sв=800 МПа	18Н7, Ra=1,6	50
2	Сталь 12ХН3А, sв=950 МПа	25Н5, Ra=0,4	60
3	Серый чугун СЧ30, НВ200	30Н5, Ra=0,4	80
4	Серый чугун СЧ20, НВ210	35Н7, Ra=1,6	90
5	Сталь 38ХА, sв=680 МПа	28Н7, Ra=1,6	55
6	Сталь 35, sв=560 МПа	38Н8, Ra=6,3	75
7	Серый чугун СЧ15, НВ170	45Н9, Ra=3,2	45
8	Серый чугун СЧ10, НВ160	17Н7, Ra=1,6	50
9	Сталь 40ХН, sв=700 МПа	45Н9, Ra=6,3	100
10	Сталь Ст3, sв=600 МПа	50Н9, Ra=6,3	60
11	Сталь 40Х, sв=750 МПа	22Н5, Ra=0,4	95
12	Сталь Ст5, sв=600 МПа	16Н5, Ra=0,4	30
13	Серый чугун СЧ20, НВ180	38Н9, Ra=6,3	85
14	Серый чугун СЧ20, НВ200	50Н9, Ra=3,2	50
15	Сталь 20Х, sв=580 МПа	20Н5, Ra=0,4	40
16	Сталь 50, sв=750 МПа	30Н7, Ra=1,6	60

Продолжение табл. 4

1	2	3	4
17	Бронза Бр АЖН 10-4, НВ170	28Н7, Ra=1,6	55
18	Латунь ЛМцЖ 52-4-1, НВ220	40Н9, Ra=3,2	80
19	Серый чугун СЧ30, НВ220	23Н5, Ra=0,4	45
20	Серый чугун СЧ20, НВ220	32Н7, Ra=1,6	35
21	Сталь 30ХН3А, sв=800 МПа	20Н7, Ra=1,6	60
22	Сталь 30ХМ, sв=780 МПа	55Н8, Ra=3,2	110
23	Сталь 45, sв=650 МПа	48Н9, Ra=6,3	96
24	Сталь 20, sв=500 МПа	50Н8, Ra=3,2	100
25	Силумин АЛ4, НВ50	35Н7, Ra=1,6	60
26	Чугун КЧ35, НВ163	42Н9, Ra=6,3	50
27	Сталь 38ХС, sв=950 МПа	22Н5, Ra=0,4	45
28	Сталь 50, sв=900 МПа	37Н9, Ra=6,3	70
29	Чугун ЖЧХ, НВ280	32Н7, Ra=1,6	65
30	Чугун ВЧ60, НВ250	27Н5, Ra=0,4	55

Практическое занятие №5

Расчет режима резания при фрезеровании

Цель работы: Изучить методику назначения режима резания по таблицам нормативов. Ознакомиться и приобрести навыки работы с нормативами.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Фрезерование – один из самых производительных методов обработки. Главное движение (движение резания) при фрезеровании – вращательное; его совершает фреза, движение подачи обычно прямолинейное, его совершает фреза. Фрезерованием можно получить деталь точностью по 6-12 квалитету шероховатостью до Ra=0,8 мкм. Фрезерование осуществляется при помощи многозубого инструмента – фрезы. Фрезы по виду различают: цилиндрические, торцевые, дисковые, прорезные и отрезные, концевые, фасонные; по конструкции – цельные, составные и сборные.

 При торцевом фрезеровании (обработка торцевой фрезой) диаметр фрезы D должен быть больше ширины фрезерования В, т.е. D=(1,25¸1,5)В.

Для обеспечения производительных режимов работы необходимо применять смещенную схему фрезерования (есть симметричная схема), для чего ось заготовки смещается относительно оси фрезы.

При цилиндрическом фрезеровании различают встречное фрезерование, – когда вектор скорости (направление вращения фрезы) направлен навстречу направлению подачи; и попутное фрезерование, когда вектор скорости и направление подачи направлены в одну сторону. Встречное фрезерование применяют для черновой обработки заготовок с литейной коркой, с большими припусками. Попутное фрезерование применяют для чистовой обработки нежестких, предварительно обработанных заготовок с незначительными припусками.

Глубина резания (фрезерования) t во всех видах фрезерования, за исключением торцевого фрезерования и фрезерования шпонок, представляет собой размер слоя заготовки срезаемой при фрезеровании, измеряемый перпендикулярно оси фрезы. При торцевом фрезеровании и фрезеровании шпонок шпоночными фрезами – измеряют в направлении параллельном оси фрезы.

При фрезеровании различают подачу на один зуб S_z подачу на один оборот фрезы S и минутную подачу S_м мм/мин, которые находятся в следующем соотношении:

S_м= S×n= S_z×z×n

Где n – частота вращения фрезы, об/мин;

z – число зубьев фрезы.

При черновом фрезеровании назначают подачу на зуб; при чистовом фрезеровании – подачу на один оборот фрезы.

Скорость резания – окружная скорость фрезы, определяется режущими свойствами инструмента. Ее можно рассчитать по эмпирической формуле [2] , [3], или выбрать по таблицам нормативов [4], [7].

Пример решения задачи.

На вертикально-фрезерном станке 6Р12 производится торцевое фрезерование плоской поверхности шириной В=80 мм, длиной l=400 мм, припуск на обработку h=1,8 мм. Обрабатываемый материал серый чугун СЧ30, НВ220. Заготовка предварительно обработана. Обработка окончательная, параметр шероховатости обработанной поверхности Ra=3,2 мкм. Необходимо: выбрать режущий инструмент , назначить режим резания с использованием таблиц нормативов, определить основное (технологическое) время.

Решение

Эскиз обработки

Рис. 3

1. Выбор инструмента.

Для фрезерования на вертикально-фрезерном станке заготовки из чугуна выбираем торцевую фрезу с пластинками из твердого сплава ВК6 [2] или [3], диаметром D=(1,25¸1,5)×В=(1,25¸1,5)×80=100¸120 мм. Принимаем D=100 мм; z=10, ГОСТ 9473-71 [2] или [3].

Геометрические параметры фрезы: j=60°, a=12°, g=10°, l=20°, j₁=5°.

Схема установки фрезы – смещенная.

        2. Режим резания.

2.1 Глубина резания.

Заданный припуск на чистовую обработку срезают за один проход, тогда

t=h=1,8 мм

2.2 Назначение подачи.

Для получения шероховатости Ra=6,3 мкм подача на оборот S₀=1,0¸0,7 мм/об [4].

Тогда подача на зуб фрезы

 мм/зуб.