Период стойкости фрезы

2.3 Период стойкости фрезы.

Для фрез торцевых диаметром до 110 мм с пластинками из твердого сплава применяют период стойкости

Т=180 мин [4],

2.4 Скорость резания , допускаемая режущими свойствами инструмента.

Для обработки серого чугуна фрезой диаметром до 110 мм, глубина резания t до 3,5 мм, подаче до 0,1 мм/зуб.

V=203 м/мин [4],

С учетом поправочных коэффициентов K_mv=1; K_nv=1; при  ; К_БV=1; K_jv=1 [4],

V=V× K_mv× K_nv× К_БV× K_j=203×1=203 м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания

 об/мин.

Корректируем по паспорту станка

n=630 об/мин.

Действительная скорость резания

 м/мин.

2.5 Минутная подача S_м=S_z×z×n=0,1×10×630=630 мм/мин. Это совпадает с паспортными данными станка.

3. Мощность, затрачиваемая на резание.

При фрезеровании чугуна с твердостью до НВ229, ширине фрезерования до 85 мм, глубине резания до 1,8 мм, подаче на зуб до 0,13 мм/зуб, минутной подаче до 660 мм/мин

Np=3,8 кВт [4],

3.1 Проверка достаточности мощности станка

Мощность на шпинделе станка N_шп=N_д×h

N_д=7,5 кВт; h=0,8 (по паспорту станка)

N_шп=7,5×0,8=6 кВт.

Так как N_шп=6 кВт >N_p=3,8 кВт, то обработка возможна.

4. Основное время

 , мкм

где L=l+l₁.

Для торцового фрезерования фрезой диаметром 100 мм, ширине фрезерования 80 мм

l₁=23 мм [4],

 мин.

Задание на практическое занятие №5

Выполнить расчет режима резания по таблицам нормативов по заданному варианту.

Исходные данные приведены в таблице 5.

Порядок работы аналогичен предыдущим.

Таблица 5

№	Вид заготовки и ее характеристика	В, мм	l, мм	h, мм	Вид обработки и параметр шероховатости, мкм	Модель станка
1	2	3	4	5	6	7
1	Серый чугун СЧ30, НВ200	100	600	5	Торцовое фрезерование, Ra=12,5	6Р12
2	Серый чугун СЧ20, НВ210	150	500	4	Торцовое фрезерование, Ra=1,6	6Р12
3	Сталь 38ХА, sв=680 Мпа	80	400	6	Торцовое фрезерование, Ra=12,5	6Р12
4	Сталь 35, sв=360 Мпа	90	480	3,5	Торцовое фрезерование, Ra=1,6	6Р12
5	Серый чугун СЧ15, НВ170	50	300	3,5	Цилиндрическое фрезерование, Ra=3,2	6Р82Г
6	Серый чугун СЧ10, НВ160	80	250	1,5	Цилиндрическое фрезерование, Ra=3,2	6Р82Г
7	Сталь 40ХН, sв=700 Мпа	70	320	4	Цилиндрическое фрезерование, Ra=12,5	6Р82Г
8	Сталь Ст3, sв=600 Мпа	85	600	1,5	Цилиндрическое фрезерование, Ra=3,2	6Р82Г
9	Сталь 40Х, sв=750 Мпа	10	100	5	Фрезеровать паз, Ra=6,3	6Р12
10	Сталь Ст5, sв=600 Мпа	12	80	8	Фрезеровать паз ,Ra=6,3	6Р12
11	Серый чугун СЧ20, НВ180	20	120	10	Фрезеровать паз ,Ra=6,3	6Р12
12	Серый чугун СЧ20, НВ200	15	75	8	Фрезеровать паз ,Ra=6,3	6Р82Г
13	Сталь 20Х, sв=580 Мпа	8	110	8	Фрезеровать паз ,Ra=6,3	6Р82Г
14	Сталь 50, sв=750 Мпа	12	120	6	Фрезеровать паз ,Ra=6,3	6Р82Г
15	Бронза Бр АЖН 10-4 НВ170	100	300	4	Торцовое фрезерование, Ra=12,5	6Р12
16	Латунь ЛМцЖ 52-4-1, НВ220	60	180	1,5	Торцовое фрезерование, Ra=1,6	6Р12
17	Серый чугун СЧ30, НВ220	180	200	4,5	Торцовое фрезерование, Ra=12,5	6Р12
18	Серый чугун СЧ20, НВ220	110	280	2,5	Торцовое фрезерование, Ra=3,2	6Р12
19	Сталь 30ХНЗА, sв=800 Мпа	80	320	5	Цилиндрическое фрезерование, Ra=12,5	6Р82Г
20	Сталь 30ХН, sв=780 МПа	115	300	3	Цилиндрическое фрезерование, Ra=3,2	6Р82Г
21	Сталь 45, sв=650 МПа	40	280	1,8	Цилиндрическое фрезерование, Ra=1,6	6Р82Г
22	Сталь 20, sв=500 МПа	35	400	3,5	Цилиндрическое фрезерование, Ra=6,3	6Р82Г

Продолжение табл. 5

1	2	3	4	5	6	7
23	Силумин АЛ4, НВ50	55	250	4	Торцовое фрезерование, Ra=6,3	6Р12
24	Сталь 30ХМ, sв=950 МПа	70	310	4,5	Торцовое фрезерование, Ra=12,5	6Р12
25	Сталь 18ХГТ, sв=700 МПа	85	350	2,5	Торцовое фрезерование, Ra=3,2	6Р12
26	Чугун ВЧ60, НВ250	120	300	5	Торцовое фрезерование, Ra=12,5	6Р12
27	Сталь 50, sв=900 МПа	60	250	6	Торцовое фрезерование, Ra=6,3	6Р12
28	Чугун КЧ60, НВ169	200	450	5,5	Торцовое фрезерование, Ra=3,2	6Р12
29	Сталь 18ХГТ, sв=700 МПа	85	300	4,5	Цилиндрическое фрезерование, Ra=12,5	6Р82Г
30	Чугун ВЧ38, НВ170	65	200	3	Цилиндрическое фрезерование, Ra=3,2	6Р82Г

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №6

Расчет режима резания при нарезании зубьев зубчатых колес

Цель работы: изучить методику расчета режима резания при зубонарезании по таблицам нормативов. Приобрести навыки работы по нормативам.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Профиль зубьев зубчатого колеса образуется путем удаления материала впадины следующими способами обработки: фрезерованием, строганием, долблением, протягиванием, шевингованием и шлифованием.

Различают два метода нарезания зубьев:

копирования – когда форма режущей кромки инструмента соответствует форме впадины зубчатого колеса (дисковые, пальцевые модульные фрезы, зубодолбежные головки);

обкатки – поверхность зуба получается в результате обработки инструментом, режущие кромки которого представляют собой профиль сопряженной рейки или профиль зуба сопряженного колеса и во время обработки инструмент с заготовкой образуют сопряженную зубчатую пару (червячные фрезы, долбяки, шеверы и др.).

Метод обкатки имеет следующие преимущества по сравнению с методом копирования:

одним и тем же инструментом данного модуля можно нарезать зубчатые колеса с любым числом зубьев;

обеспечивается более высокая точность и низкая шероховатость поверхности зубьев нарезаемого колеса;

достигается более высокая производительность обработки благодаря непрерывности процесса и участию в работе одновременно большего количества лезвий.

Дисковая и пальцевая модульные фрезы представляют собой фасонные фрезы, профиль зуба которых повторяет профиль впадины нарезаемого колеса. Обработка производится по методу копирования. Пальцевые модульные фрезы применяют для получения шевронных и зубчатых колес большего модуля. Главным движением (движением резания) является вращение фрезы вокруг своей оси. Движением подачи является движение фрезы вдоль оси заготовки.

При обработке червячной фрезой (метод обкатывания) движение резания – вращение фрезы, движение подачи – поступательное движение фрезы вдоль оси заготовки.

Зуборезный долбяк выполнен в виде зубчатого цилиндрического колеса и снабжен режущими кромками. Главное движение (движение резания) при зубодолблении – возвратно-поступательное движение долбяка, движений подачи два: движение обкатывания по делительным окружностям долбяка и нарезаемого колеса и радиальное перемещение. Зубодолбление применяют для нарезания наружных и внутренних зубьев прямых и косозубых колес.

Глубина резания при черновом нарезании зубьев (Ra=12,5 мкм), как правило, принимается равной глубине впадины t=h=2,2×m, где m – модуль нарезаемого колеса, мм.

Обычно черновые червячные фрезы профилируются такими, чтобы ими можно было нарезать зубья на полную глубину, но оставляя припуск на окончательную обработку лишь боковым сторонам зуба. Если мощности и жесткости станка недостаточно, припуск на черновую обработку срезают за два прохода: первый проход h=1,4m, второй проход , h=0,7m.

Чистовую обработку в два прохода применяют только при зубодолблении цилиндрических колес дисковыми долбяками с модулем 6 мм и выше при шероховатости выше Ra=1,6 мкм.

Подачи выбирают с учетом качества и точности нарезаемого колеса, мощности станка, модуля и числа зубьев нарезаемого колеса [5].

Скорость резания устанавливают в зависимости от режущих свойств инструмента. Размеров нарезаемого зуба. Глубины резания, подачи и других факторов по таблицам нормативов [5], или по эмпирической формуле [3].

Основное время при зубофрезеровании червячной фрезой

 , мин

где z - число зубьев нарезаемого колеса;

n - частота вращения фрезы, об/мин;

S₀ – подача фрезы за оборот заготовки, мм/об;

K - число заходов фрезы.

При чистовой обработке применяют однозаходную фрезу, при черновой – многозаходную.

L – величина хода фрезы

L=b+l₁,

Где b – ширина венца нарезаемого колеса, мм;

l₁ – величина врезания и перебега, мм

Основное время при зубодолблении

 , мин,

где m – модуль нарезаемого колеса, мм;

z – число зубьев нарезаемого колеса;

K_д – число двойных ходов в минуту долбяка, дв.ход/мин;

S – круговая подача, мм/дв.ход;

S_p – радиальная подача, мм/дв.ход;

i – число проходов;

h – припуск на обработку, мм.

Пример решения задачи

На зубодолбежном станке 5122 нарезают долбяком прямозубое зубчатое колесо модуля m=3 мм с числом зубьев z=40, шириной венца b=40 мм. Обработка чистовая (Ra=1,6 мкм) по сплошному металлу. Материал заготовки – сталь 40Х, твердость НВ190.

Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания (по таблицам нормативов), определить основное время.

Решение

Эскиз обработки

1.   Выбор инструмента

Для зубодолбления цилиндрического колеса принимаем дисковый прямозубый долбяк модуля 3 тип 1 ГОСТ 9323-79 [2] или [3] из быстрорежущей стали Р6М5 [2] или [3].

Угол заточки по передней поверхности зубьев g_з=5° [2], [3], [5].

2. Режим резания.

2.1 Круговая подача для станка модели 5122 с мощностью двигателя 3 кВт, т.е. III классификационной группы [5] , для чистовой обработки по сплошному металлу, обработки стали с твердостью до НВ207, при модуле нарезаемого колеса до m=3 мм, S=0,25¸0,3 мм/дв.ход [5].

С учетом поправочных коэффициентов Кm_s=1 и паспортных данных станка принимаем S=0,25 мм/ дв.ход.

2.2 Радиальная подача.

S_p=(0,1¸0,3)×S [5],

S_p=(0,1¸0,3)×0,25=0,025¸0,075 мм/дв.ход.

С учетом паспортных данных станка принимаем

S_p=0,036 мм/дв.ход.

 2.3 Период стойкости долбяка для чистовой обработки Т=240 мин. [3].

2.4       Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента. Для чистовой обработки по сплошному металлу, круговой подаче S=0,25 мм/дв.ход и модуле до 4 мм

V=20,5 м/мин.

C учетом поправочных коэффициентов Km_v=1; Kb_v=1

Vp=V× Km_v × Kb_v=20,5 м/мин.

 Число двойных ходов ходов долбяка в минуту , соответствующее найденной скорости резания,

где L – величина хода долбяка, мм

L=b+l₁=40+8=48 мм,

Где l₁ – перебег долбяка на две стороны.

При ширине венца до 51 мм

l₁=8 мм [5],

 мм/дв.ход 

В соответствии с паспортными данными принимаем

К_д=200 мм/дв.ход.

Действительная скорость резания

 м/мин.

3. Проверка достаточности мощности станка

3.1 Мощность, затрачиваемая на резание

При чистовой обработке по сплошному металлу для данных условий обработки

N=1,1 кВт [5],

С учетом поправочных коэффициентов Kм_N=1; Kb_N=1; Kz_N=1,1

N_p=N× Kм_N × Kb_N × Kz_N=1,1×1×1×1,1=1,21 кВт.