Теория Резания
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №4
Назначение режима резания при сверлении, зенкеровании и развертывании
Цель работы: изучить методику назначения режимов резания по таблицам
нормативов. Ознакомиться и приобрести навыки работы с нормативами.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Наиболее распространенный метод получения отверстий резанием –
сверление.
Движение резания (главное движение) при сверлении – вращательное
движение, движение подачи – поступательное. В качестве инструмента при
сверлении применяются сверла. Самые распространенные из них – спиральные,
предназначены для сверления и рассверливания отверстий , глубина которых не
превышает 10 диаметров сверла. Шероховатость поверхности после сверления
Ra=12,5(6,3 мкм, точность по 11-14 квалитету. Градация диаметров спиральных
сверел должна соответствовать ГОСТ 885-64. Для получения более точных
отверстий (8-9 квалитет) с шероховатостью поверхности Ra=6,3(3,2 мкм
применяют зенкерование. Исполнительные диаметры стандартных зенкеров
соответствуют ГОСТ1677-75. Развертывание обеспечивает изготовление
отверстий повышенной точности (5-7 квалитет) низкой шероховатости до Ra=0,4
мкм.
Исполнительные размеры диаметров разверток из инструментальных сталей
приведены в ГОСТ 11174-65, с пластинками из твердого сплава в ГОСТ 1173-65.
Отличительной особенностью назначения режима резания при сверлении
является то, что глубина резания t=D/2, при рассверливании, зенкеровании и
развертывании.
[pic] , мм.
При рассверливании отверстий подача, рекомендуемая для сверления, может
быть увеличена в 2 раза.
Порядок назначения остальных элементов режима резания аналогичен
назначению режимов резания при токарной обработке.
Средние значения припусков на диаметр, снимаемых зенкерами и
развертками см. в приложении 4.
Пример решения задачи
На вертикально-сверлильном станке 2Н125 обработать сквозное отверстие
диаметром 25Н7 (Ra=1,6 мкм), l=125 мм. Материал заготовки СЧ18, НВ210.
Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания по
таблицам нормативов, определить основное время.
Решение:
Эскиз обработки
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, 2( =118(; 2( 0=70(; для
зенкерования – цельный зенкер D=24,9 мм из стали Р18; ( =45(; (р =10(; для
развертывания – цельную развертку D=25 мм, ( =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 Кls=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).
nн=396 об/мин.
Учитывая поправочные коэффициенты на заточку сверла по методу В.И.
Жирова (ЖДП) Кфv =1,05, на длину сверления (l=5D), Кlv =0,75 и на
механические свойства серого чугуна НВ210 Кмv =0,88 , получаем расчетное
число оборотов в минуту
n=nн( Кфv ( Кlv ( Кмv=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
[pic] 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 Pн=6010 Н и крутящий
момент Мкр=6572 кг(мм.
С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал
КМм=Кмр=1,06 и заточки по методу Жирова (ЖДП) Кфр=0,66 и Кфм=1 получим
Р=Рн( Кмр( Кфр=6010(1,06(0,66=4205 Н
По паспорту станка наибольшее усилие, допускаемое механизмом подачи,
равно 15000Н.
М=Ммрн(Кмм(Кфм=6572(1,06(1=6966 кг(мм.
Пользуясь графиком определяем при Мкр=6966 кг(мм и n=250 об/мин
мощность, потребную на резание : Nрез=1,6 квт.
По паспорту станка мощность на шпинделе
Nэ=Nд((=4,5(0,8=3,6 кВт; Nэ=3,6(Nрез=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 nн=329 об/мин.
С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал Kмv=0,88
число оборотов будет равно n=nн( Kмv=329(0,88=289 об/мин. Ближайшее число
оборотов по паспорту станка n=250 об/мин. Фактическая скорость резания
[pic] 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 nн=105 об/мин. С учетом поправочного
коэффициента на обрабатываемый материал серый чугун НВ(200 Кмn=0,88. Тогда
n=nн( Кмn=105(0,88=92 об/мин
Ближайшее число оборотов по паспорту станка
n=90 об/мин.
Фактическая скорость резания
[pic] 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
[pic] мин
[pic] мин
[pic] 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 |Диаметр отверстия |Длина отверстия l,|
| |характеристики |D мм, параметр |мм |
| | |шероховатости, мкм| |
|1 |2 |3 |4 |
|1 |Сталь 12ХН2, (в=800 МПа |18Н7, Ra=1,6 |50 |
|2 |Сталь 12ХН3А, (в=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, (в=680 МПа |28Н7, Ra=1,6 |55 |
|6 |Сталь 35, (в=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, (в=700 МПа |45Н9, Ra=6,3 |100 |
|10 |Сталь Ст3, (в=600 МПа |50Н9, Ra=6,3 |60 |
|11 |Сталь 40Х, (в=750 МПа |22Н5, Ra=0,4 |95 |
|12 |Сталь Ст5, (в=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, (в=580 МПа |20Н5, Ra=0,4 |40 |
|16 |Сталь 50, (в=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, (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 | |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
|