Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Марта 2010 в 18:27, Не определен
Фрезерование является одним из наиболее распространённых и высокопроизводительных способов механической обработки резанием. Обработка производится многолезвийным инструментом - фрезой.
D = (1,25...1,5) • В = 1,4 • 100 = 140 мм
Выбор фрезы уточняем по таблицам 1, 2, 3, 4 - ГОСТ 26595-85, диаметр D = 125 мм, число зубьев z = 12, пятигранные пластинки, условное обозначение - 2214-0535.
Материал режущей части фрезы выбираем по таблице 5 для чернового фрезерования углеродистой и легированной незакалённой стали - Т5К10, для чистового фрезерования - Т15К6.
Геометрические параметры фрезы выбираем по таблицам 6 и 7 для фрез с пластинами из твёрдого сплава (табл. 6) при обработке стали конструкционной углеродистой с σв ≤ 800 МПа и подачей для чернового фрезерования > 0,25 мм/зуб: g = -50; a = 80; j = 450; jо = 22,50; j1 = 50; l = 140; для чистового фрезерования с подачей < 0,25 мм/зуб: g = -50; a = 150; j = 600; jо = 300; j1 = 50; l = 140.
Черновое фрезерование производим по схеме - несимметричное встречное (Рис. 8.б), чистовое - несимметричное попутное (Рис. 8.в).
Предварительно принимаем проведение работ на вертикально - фрезерном станке 6Р13, паспортные данные в таблице 20.
При назначении глубины резания в первую очередь из общего припуска выделяется та его часть, которая остаётся для проведения чистовой обработки - t2 = 1 мм. Чистовое фрезерование проводится за 1 рабочий ход i2 = 1. Отсюда припуск h1 при черновом фрезеровании составит :
h1 = 6 - 1 = 5 мм.
Для снятия этого припуска достаточно одного рабочего хода, поэтому принимаем число рабочих ходов при черновом фрезеровании i1 = 1. Тогда глубина резания t1 при черновом фрезеровании составит
t1 = h1 / i1 = 5 / 1 = 5 мм.
Подачу при черновом фрезеровании выбираем из таблиц 8 и 9. Для торцовых фрез с пластинами из твёрдого сплава (табл. 8) с мощностью станка > 10 кВт при несимметричном встречном фрезеровании для пластинки Т5К10 подача на зуб находится в пределах Sz1 = 0,32…0,40 мм/зуб. Принимаем меньшую величину для гарантированного обеспечения условия по мощности на шпинделе Sz1 = 0,32 мм/зуб, подача на оборот составит . Sо1 = Sz1 • z =0,32 • 12 = 3,84 мм/об.
Подачу при чистовом фрезеровании выбираем по таблице 10. Для торцовых фрез с пластинами из твёрдого сплава (часть Б) с материалом, имеющим σв ≥ 700 МПа с шероховатостью обработанной поверхности Ra = 0,8 мкм с углом j1 = 50 подача на оборот фрезы находится в пределах Sо2 = 0,30…0,20 мм/об. Принимаем большую величину для повышения производительности процесса Sо2 = 0,30 мм/об. При этом подача не зуб составит
Sz2 = Sо2 / z = 0,30 / 12 = 0,025 мм/зуб.
Скорость резания определяем по формуле:
Значения коэффициента Cv и показателей степени определяем по таблице 11. Для чернового и чистового фрезерования конструкционной углеродистой стали с σв ≥ 750 МПа с применением твёрдосплавных пластин:
Cv = 332, q = 0,2; m = 0,2; x = 0,1; y = 0,4; u = 0,2; p = 0.
Принимаем Т = 180 мин, п. 2.4 таблица 1.
Общий поправочный коэффициент
Kv = Kmv • Kпv • Kиv • Kjv
Кmv находим по таблице 12 для обработки стали. Расчётная формула Кmv = Кг • (750/sв)nv. По таблице 13 находим для обработки стали углеродистой с σв > 550 МПа для материала инструмента из твёрдого сплава Кг = 1, nv = 1. Тогда Кmv1,2 = 1 • (750/800)1,0 = 0,938.
Kjv находим по таблице 2.2.4. - 2 для чернового фрезерования при j = 45о Kjv1 = 1,1; для чистового фрезерования при j = 60о Kjv2 = 1,0.
Kпv находим по таблице 14 для обработки при черновом фрезеровании - поковки Kпv1 = 0,8, при чистовом фрезеровании - без корки Kпv2 = 1.
Kиv находим по таблице 15 для обработки стали конструкционной фрезой с пластинками из твёрдого сплава Т5К10 при черновом фрезеровании Kиv1 = 0,65, с пластинками из твёрдого сплава Т15К6 при чистовом фрезеровании Kиv2 = 1.
Общий поправочный коэффициент для чернового фрезерования равен
Kv1 = 0,938 • 1,1 • 0,8 • 0,65 = 0,535.
Общий поправочный коэффициент для чернового фрезерования равен
Kv2 = 0,938 • 1,0 • 1,0 • 1,0 = 0,938.
Скорость резания при черновом фрезеровании равна
Скорость резания при чистовом фрезеровании равна:
Расчетное число оборотов фрезы определяем для чернового и чистового фрезерования по выражению
По паспорту станка 6Р13 уточняем возможную настройку числа оборотов фрезы и находим фактические значения для черновой обработки nф1 = 200 мин-1, для чистовой обработки nф2 = 1050 мин-1, т.е. выбираем ближайшие наименьшие значения от расчётных. В результате этого изменится и фактическая скорость резания, которая составит при черновой обработке
vф1 = πDn/1000 = 3,14 • 125 • 200/1000 = 78,50 м/мин ,
а при чистовой обработке
vф2 = πDn/1000 = 3,14 • 125 • 1050/1000 = 412,12 м/мин .
Для
уточнения величин подач
vS = So • n = Sz • z • n;
vS1 = 0,32 • 12 • 200 = 768 мм/мин ; vS2 = 0,3 • 1050 = 315 мм/мин.
По паспорту станка находим возможную настройку на скорость движения подачи, выбирая ближайшие наименьшие значения, vS1 = 800 мм/мин, поскольку эта величина только на 4,17% выше расчётной и vS2 = 315 мм/мин. Исходя из принятых величин уточняем значения подач на зуб и на оборот
Soф1 = 800 / 200 = 4 мм/об; Szф1 = 4 / 12 = 0,333 мм/зуб;
Soф2 = 315 / 1050 = 0,3 мм/об; Szф2 = 0,3 / 12 = 0,025 мм/зуб;
Выбранный режим резания проверяем по характеристикам станка: мощности на шпинделе станка и максимально допустимому усилию, прилагаемому к механизму подачи. Поскольку нагрузки на станок при черновой обработке значительно выше, чем при чистовой, проверку выбранного режима резания проводим для чернового фрезерования.
Мощность, затрачиваемая на резание, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе : Nр £ Nшп.
Мощность на шпинделе
Nшп = Nэ • h = 11 • 0,8 = 8,8 кВт.
Мощность резания при черновом фрезеровании определится по формуле
Крутящий момент определится по формуле
Главная составляющая силы резания определяется по формуле
Значение коэффициента Ср и показателей степеней x, y, u, q, w находим по таблице 16: Ср = 825; x = 1,0; y = 0,75; u = 1,1; q = 1,3; w = 0,2. При затуплении фрезы до допустимой величины сила резания возрастает по стали с σв > 600 МПа в 1,3…1,4 раза. Принимаем увеличение в 1,3 раза.
Общий поправочный коэффициент Kр = Kmр • Kvр • Kgр • Kjр .
Кmр определяем по таблице 17 для обработки конструкционных углеродистых и легированных сталей Кmр = ( sв/750 )np, показатель степени np = 0,3 , тогда Кmр = ( 800/750 )0,3 = 1,02.
Kvр определяем по таблице 18 для черновой обработки при скорости резания до 100 м/мин при отрицательных значениях переднего угла Kvр1 = 1, для чистовой обработки при скорости резания до 600 м/мин Kvр2 = 0,71.
Kgр и Kjр определяем по таблице 19. При g = -5о Kgр = 1,20 и при j = 45о Kjр1 = 1,06, при j = 60о Kjр2 = 1,0.
Величина общего поправочного коэффициента составит
Кр1 = 1,02 • 1 • 1,20 • 1,06 = 1,297; Кр2 = 1,02 • 0,71 • 1,20 • 1,0 = 0,869
Главная составляющая силы резания при черновом фрезеровании составит
Крутящий момент определится как
Мощность резания при черновом фрезеровании определится как
Условие правильности выбора режима резания по мощности привода Nр £ Nшп не соблюдается, поскольку 48,51 > 8,8, это означает, что выбранный режим резания не может быть осуществлен на данном станке.
Наиболее эффективно снижение мощности резания за счёт уменьшения скорости резания, а также уменьшения подачи на зуб. Мощность резания необходимо уменьшить в 5,5 раза, для этого скорость резания уменьшим за счёт уменьшения числа оборотов фрезы с 200 до 40 об/мин с 78,5 м/мин до 14,26 м/мин. Скорость движения подачи при этом снизится с 768 мм/мин до vS1 = 0,32 • 12 • 40 = 153,6 мм/мин. Поскольку изменение глубины резания приведёт к необходимости проведения второго рабочего хода, изменим величину скорости движения подачи до 125 мм/мин (таблица 20), при этом подача на зуб фрезы составит Sz1 = 125/12 • 40 = 0,26 мм/зуб.
Подставив
новое значение подачи на зуб в
формулу расчёта главной
Вторым условием является то, что горизонтальная составляющая силы резания (усилие подачи) должна быть меньше (или равна) наибольшей силы, допускаемой механизмом продольной подачи станка: Рг £ Рдоп.