Теория Резания

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, (в=800 МПа |20Н7, Ra=1,6 |60 |

|22 |Сталь 30ХМ, (в=780 МПа |55Н8, Ra=3,2 |110 |

|23 |Сталь 45, (в=650 МПа |48Н9, Ra=6,3 |96 |

|24 |Сталь 20, (в=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, (в=950 МПа |22Н5, Ra=0,4 |45 |

|28 |Сталь 50, (в=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 Sz подачу на один оборот

фрезы S и минутную подачу Sм мм/мин, которые находятся в следующем

соотношении:

Sм= S(n= Sz(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: (=60(, (=12(, (=10(, (=20(, (1=5(.

Схема установки фрезы – смещенная.

2. 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

[pic] мм/зуб.

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 Kmv=1; Knv=1; при [pic] ; КБV=1; K(v=1

[4],

V=V( Kmv( Knv( КБV( K(=203(1=203 м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания

[pic] об/мин.

Корректируем по паспорту станка

n=630 об/мин.

Действительная скорость резания

[pic] м/мин.

2.5 Минутная подача Sм=Sz(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 Nшп=Nд((

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

Nшп=7,5(0,8=6 кВт.

Так как Nшп=6 кВт (Np=3,8 кВт, то обработка возможна.

4. Основное время

[pic] , мкм

где L=l+l1.

Для торцового фрезерования фрезой диаметром 100 мм, ширине фрезерования

80 мм

l1=23 мм [4],

[pic] 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 |В, мм|l, мм|h, мм|Вид обработки и |Модель |

| |характеристика | | | |параметр |станка |

| | | | | |шероховатости, мкм | |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |

|1 |Серый чугун СЧ30, |100 |600 |5 |Торцовое |6Р12 |

| |НВ200 | | | |фрезерование, Ra=12,5| |

|2 |Серый чугун СЧ20, |150 |500 |4 |Торцовое |6Р12 |

| |НВ210 | | | |фрезерование, Ra=1,6 | |

|3 |Сталь 38ХА, (в=680 Мпа|80 |400 |6 |Торцовое |6Р12 |

| | | | | |фрезерование, Ra=12,5| |

|4 |Сталь 35, (в=360 Мпа |90 |480 |3,5 |Торцовое |6Р12 |

| | | | | |фрезерование, Ra=1,6 | |

|5 |Серый чугун СЧ15, |50 |300 |3,5 |Цилиндрическое |6Р82Г |

| |НВ170 | | | |фрезерование, Ra=3,2 | |

|6 |Серый чугун СЧ10, |80 |250 |1,5 |Цилиндрическое |6Р82Г |

| |НВ160 | | | |фрезерование, Ra=3,2 | |

|7 |Сталь 40ХН, (в=700 Мпа|70 |320 |4 |Цилиндрическое |6Р82Г |

| | | | | |фрезерование, Ra=12,5| |

|8 |Сталь Ст3, (в=600 Мпа |85 |600 |1,5 |Цилиндрическое |6Р82Г |

| | | | | |фрезерование, Ra=3,2 | |

|9 |Сталь 40Х, (в=750 Мпа |10 |100 |5 |Фрезеровать паз, |6Р12 |

| | | | | |Ra=6,3 | |

|10 |Сталь Ст5, (в=600 Мпа |12 |80 |8 |Фрезеровать паз |6Р12 |

| | | | | |,Ra=6,3 | |

|11 |Серый чугун СЧ20, |20 |120 |10 |Фрезеровать паз |6Р12 |

| |НВ180 | | | |,Ra=6,3 | |

|12 |Серый чугун СЧ20, |15 |75 |8 |Фрезеровать паз |6Р82Г |

| |НВ200 | | | |,Ra=6,3 | |

|13 |Сталь 20Х, (в=580 Мпа |8 |110 |8 |Фрезеровать паз |6Р82Г |

| | | | | |,Ra=6,3 | |

|14 |Сталь 50, (в=750 Мпа |12 |120 |6 |Фрезеровать паз |6Р82Г |

| | | | | |,Ra=6,3 | |

|15 |Бронза Бр АЖН 10-4 |100 |300 |4 |Торцовое |6Р12 |

| |НВ170 | | | |фрезерование, Ra=12,5| |

|16 |Латунь ЛМцЖ 52-4-1, |60 |180 |1,5 |Торцовое |6Р12 |

| |НВ220 | | | |фрезерование, Ra=1,6 | |

|17 |Серый чугун СЧ30, |180 |200 |4,5 |Торцовое |6Р12 |

| |НВ220 | | | |фрезерование, Ra=12,5| |

|18 |Серый чугун СЧ20, |110 |280 |2,5 |Торцовое |6Р12 |

| |НВ220 | | | |фрезерование, Ra=3,2 | |

|19 |Сталь 30ХНЗА, (в=800 |80 |320 |5 |Цилиндрическое |6Р82Г |

| |Мпа | | | |фрезерование, Ra=12,5| |

|20 |Сталь 30ХН, (в=780 МПа|115 |300 |3 |Цилиндрическое |6Р82Г |

| | | | | |фрезерование, Ra=3,2 | |

|21 |Сталь 45, (в=650 МПа |40 |280 |1,8 |Цилиндрическое |6Р82Г |

| | | | | |фрезерование, Ra=1,6 | |

|22 |Сталь 20, (в=500 МПа |35 |400 |3,5 |Цилиндрическое |6Р82Г |

| | | | | |фрезерование, Ra=6,3 | |

Продолжение табл. 5

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |

|23 |Силумин АЛ4, НВ50 |55 |250 |4 |Торцовое |6Р12 |

| | | | | |фрезерование, Ra=6,3 | |

|24 |Сталь 30ХМ, (в=950 МПа|70 |310 |4,5 |Торцовое |6Р12 |

| | | | | |фрезерование, Ra=12,5| |

|25 |Сталь 18ХГТ, (в=700 |85 |350 |2,5 |Торцовое |6Р12 |

| |МПа | | | |фрезерование, Ra=3,2 | |

|26 |Чугун ВЧ60, НВ250 |120 |300 |5 |Торцовое |6Р12 |

| | | | | |фрезерование, Ra=12,5| |

|27 |Сталь 50, (в=900 МПа |60 |250 |6 |Торцовое |6Р12 |

| | | | | |фрезерование, Ra=6,3 | |

|28 |Чугун КЧ60, НВ169 |200 |450 |5,5 |Торцовое |6Р12 |

| | | | | |фрезерование, Ra=3,2 | |

|29 |Сталь 18ХГТ, (в=700 |85 |300 |4,5 |Цилиндрическое |6Р82Г |

| |МПа | | | |фрезерование, Ra=12,5| |

|30 |Чугун ВЧ38, НВ170 |65 |200 |3 |Цилиндрическое |6Р82Г |

| | | | | |фрезерование, Ra=3,2 | |

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

[pic] , 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

[pic] , мин,

где m – модуль нарезаемого колеса, мм;

z – число зубьев нарезаемого колеса;

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

S – круговая подача, мм/дв.ход;

Sp – 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 (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 Кms=1 и паспортных данных станка

принимаем S=0,25 мм/ дв.ход.

2.2 Радиальная подача.

Sp=(0,1(0,3)(S [5],

Sp=(0,1(0,3)(0,25=0,025(0,075 мм/дв.ход.

С учетом паспортных данных станка принимаем

Sp=0,036 мм/дв.ход.

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

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 Kmv=1; K(v=1

Vp=V( Kmv ( K(v=20,5 м/мин.

Число двойных ходов ходов долбяка в минуту , соответствующее найденной

скорости резания,

[pic]

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],

[pic] мм/дв.ход

В соответствии с паспортными данными принимаем

Кд=200 мм/дв.ход.

Действительная скорость резания

[pic] 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 KмN=1; K(N=1; KzN=1,1

Np=N( KмN ( K(N ( KzN=1,1(1(1(1,1=1,21 кВт.

3.2 Мощность на шпинделе станка

Nш=Nд(( кВт,

где Nд=3 кВт; (=0,65 – паспортные данные станка

Nш=3(0,65=1,95 кВт.

Так как Nш=1,95 кВт(Np=1,21кВт, то обработка возможна.

4. Основное время

[pic] , мин

где i – число проходов

[pic] мин

Задание на практическое занятие №6

Выполнить расчет режима резания по таблицам нормативов по заданному

варианту.

Исходные данные приведены в таблице 6.

Порядок выполнения работы аналогичен предыдущим.

Таблица 6

|№ |Материал заготовки|Вид обработки и |Мо-|Числ|Шири|Угол |Число |Мо-де|

| |и его свойства |шероховатость |дул|о |-на |накло|одно-в|ль |

| | |поверхности, мкм|ь, |зубь|венц|на |ременн|станк|

| | | |мм |ев, |а, b|зубье|о |а |

| | | | |z | |в, ((|обраба| |

| | | | | | | |ты-вае| |

| | | | | | | |мых | |

| | | | | | | |зубьев| |

| | | | | | | |, д | |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |

|1 |Сталь 12ХНЗА, |Окончательная |3 |20 |30 |0 |6 |53А50|

| |НВ210 |(по сплошному | | | | | | |

| | |металлу) Ra=3,2 | | | | | | |

|2 |Сталь 30ХГТ, НВ200|Окончательная |8 |25 |40 |0 |1 |5122 |

| | |(по | | | | | | |

| | |предварительно | | | | | | |

| | |прорезанному | | | | | | |

| | |зубу)* Ra=1,6 | | | | | | |

|3 |Серый чугун СЧ25, |Предварительное |6 |30 |32 |15 |5 |53А50|

| |НВ210 |(под последующее| | | | | | |

| | |зубодолбление) | | | | | | |

|4 |Серый чугун СЧ20, |Предварительное |3 |60 |50 |0 |1 |5122 |

| |НВ200 |(под последующее| | | | | | |

| | |шевингование) | | | | | | |

|5 |Сталь 45, НВ190 |Окончательная |2,5|80 |60 |0 |3 |5122 |

| | |(по сплошному | | | | | | |

Страницы: 1, 2, 3, 4