Практическая работа №12

На горизонтально- протяжном станке 7Б55 производится протягивание предварительно обработанного цилиндрического отверстия диаметром D=55Н7(+0,03) мм и длиной l= 62мм

Параметр шероховатости обработанной поверхности Ra=2 мкм ( 6 ). Штампованная заготовка из стали 40 ХН твердостью НВ 220. Обрабатывается одна заготовка. Производство- массовое. Протяжка круглая, переменного резания, из быстрорежущей стали Р18. Подача ( подъем) черновых зубьев на сторону s0 = 0,07 мм/ зуб. Шаг черновых зубьев t0 = 12мм. Число зубьев в секции zc = 2. Общая длина протяжки L = 570 мм; длина протяжки до первого зуба l1 = 265 мм. Геометрические параметры протяжки: передний угол г = 200; задний угол на черновых зубьях б = 30, на чистовых зубьях б = 20, на калибрующих зубьях б = 10.Эскиз обработки приведен на рис. 60.

Требуется: назначить режим резания; определить основное время.

Р Е Ш Е Н И Е ( по нормативам [8] ).1. Назначаем режим резания при заданной конструкции протяжки.Подача является элементом конструкции протяжки и рассчитывается конструктором.

1.Устанавливаем группу обрабатываемости протягиваемого материала. По карте 1 ( с.44) сталь 40 ХН твердостью НВ 220 относится к 1-й группе обрабатываемости.

2.Устанавливаем группу качества протягиваемой поверхности. По карте 2 цилиндрическое отверстие точностью Н7 ( старое обозначение- 2-й класс) с параметром шероховатости поверхности Ra = 2 мкм ( 6 ) относится ко 2-й группе качества поверхности.

3.Выбираем вид смазочно-охлаждающей жидкости. По карте 23для протягивания стали 1-й группы обрабатываемости и 2-й группы качества поверхности принимаем сульфофрезол ( условное обозначение в карте «В»).

4.Определяем осевую силу резания ( в случаях, когда эта сила на чертеже протяжки не указана, а достаточна ли тяговая сила протяжного станка, вызывает сомнение).

Осевая сила резания

P = q0 ? lрkр ,

где q 0 - осевая сила резания ( кгс) , приходящаяся на 1мм длины режущей кромки; ? lp - суммарная длина режущих кромок зубьев, одновременно участвующих в работе, мм ; kp - общий поправочный коэффициент на осевую силу резания, учитывающий измененные условия работы.

Рис. Эскиз обработки к примеру 49.

Определяем q0 ( карта 24, ) для S0 = 0,7 мм и переднего угла

г = 200 : q0 14,19 кгс/мм.

Учитываем поправочные коэффициенты на осевую силу резания ( карта 25, с 81-82): kpм = 1, так как сталь 1-й группы обрабатываемости и твердостью НВ 220; kpo =1, так как смазочно- охлаждающая жидкость - сульфофрезол; =1, так как стружка разделяется на зубьях выкружками; = 1,так как приняты протяжка перетячиваемая по передней поверхности, и 2-й группа качества протягиваемой поверхности.

Определяем ?lp для цилиндрических отверстий.

Для круглых протяжек переменного резания.

?lp = ,

где D = 55 мм- наибольший диаметр зубьев протяжки;

zp - число зубьев, одновременно участвующих в работе;

z c- число зубьев в секции;

Zp = ,

Где l- длина протягиваемой поверхности; t0- шаг черновых зубьев;

Результат округляется до ближайшего меньшего целого числа, т.е.Zp = 6 ; Zc = 2;

( по принятой конструкции протяжки, см. условие);

.

Осевая сила резания

В единицах СИ Р = 9,81• 7350 = 72 103Н.

5. Проверяем, достаточна ли тяговая сила станка.

Протягивание возможно при Р? Q, где Q- тяговая сила станка. У станка 7Б55

Q = 10 000 кгс. Следовательно, протягивание возможно ( 7350 ).

6 Назначаем скорость резания ( карта 4, ):

Для круглых протяжек, 1-й группы обрабатываемости, 2-й группы качества протягиваемой поверхности и массового производства принята х = 8 м/ мин. Поправочный коэффициент на скорость резания , так как рекомендуется протяжка из быстрорежущей стали Р18.

Корректируем найденную скорость резания по паспортным данным станка ;

х = 8 м/мин может быть установлена на станке 7Б55, где осуществляется бесступенчатое регулирование скорости в пределах 1,5-11,5 м/мин.

Определяем скорость резания, допукаемую мощностью электродвигателя станка:

хдоп=

По паспортным данным станка 7Б55 мощность его электродвигателя Nд = 17 кВт, КПД = 0,85;

хдоп =

Таким образом, выполняется условие ( 8).Следовательно, принимаем скорость резания х= 8 м /мин ( ~ 0,13 м/с ).

7. Находим стойкость протяжки. По карте 6 стойкость протяжек определяется в метрах суммарной длины протянутой поверхности до затупления протяжки. Значения стойкостей приведены в зависимости от скорости резания и подачи на зуб.

Стойкость режущих зубьев протяжки указывается в карте раздельно для черновой и чистовой частей. В используемом справочнике во всех картах по определению стойкости протяжек жирной ломаной линией ограничены подачи черновых зубьев и соответствующие им стойкости, которые удовлетворяют условию равной стойкости черновых и чистовых зубьев ( указанные подачи и стойкости приведены слева от жирной линии).

По карте 6 устанавливаем, что при х = 8 м/мин условие равной стойкости будет достигнуто при подаче черновых зубьев S0 = 0,25 мм/зуб на сторону . В принятой конструкции протяжки предусмотрена меньшая подача черновых зубьев ( S0 = 0,07 мм/зуб), при которой стойкость их Тм = 120 м ( найдено интерполированием значений

Тм = 125м для S0 = 0,06 мм/ зуб и Тм = 115 м для S0 = 0,08 мм/зуб ). Стойкость чистовых зубьев Тм = 68 м . Так как чистовые зубья имеют меньшую стойкость,чем

черновые, то стойкость протяжки в целом будет равна стойкости ее чистовых зубьев, т.е. Тм = 68 м. Нормативная стойкость протяжки

Тм. н=

Учитываем поправочные коэффициенты на табличное значение стойкости

Тм : = 1, так как зубья протяжки перетачиваются по передней поверхности, протягивается цилиндрическое отверстие и принята 2-я группа качества поверхности; = 1, так как протяжка переменного резания; ; так как заготовка штампованная, с предварительно обработанным отверстием; так как материал протяжки- сталь Р18; так как смазочно-охлаждающая жидкость -сульфофрезол

так как протяжка с доведенными зубьями.

Тм.н = 68?1?1?1?1?1?1=68 м.

8. Определяем число заготовок, протянутых между переточками:

nд =

где l- длина протягиваемой поверхности;

nд =

II. Основное время

То =

Где q - число одновременно обрабатываемых заготовок;

k1- коэффициент, учитывающий обратный ускоренный ход;

l - число проходов.

Длина рабочего хода протяжки

Lр.х = lп+l+lдоп.

Длина рабочей части протяжки ln = L- l1 .По условию L = 750мм, l1 = 265мм,

l =62мм. Тогда lп = 570-265= 305 мм.

Перебег lдоп = 30 ч50 мм; принимаем l доп = 50мм.

Таким образом, Lp.x = 305+62+50 = 417 мм.

Коэффициент

Выполнить эскиз обработки.

Необходимо:назначить режим резания.

Определить основное время.

Данные к задаче

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №15

Расчет режима резания при круглом шлифовании

Цель работы: изучить методику расчета режима резания при шлифовании аналитическим способом. Приобрести навыки работы со справочной литературой

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Шлифование - процесс резания материалов с помощью абразивного инструмента, режущими элементами которого являются абразивные зерна. Движение резания при шлифовании - вращение шлифовального круга, движение подачи - возвратно-поступательное движение стола станка с заготовкой и (или) поступательное движение шлифовальной бабки со шлифовальным кругом

Различают круглое наружное шлифование, внутреннее круглое шлифование, плоское шлифование, бесцентровое шлифование. Круглое наружное шлифование применяется для обработки цилиндрических наружных поверхностей и осуществляется двумя способами: с продольной подачей (метод врезания) - применяется если длина шлифуемой поверхности меньше ширины круга.

Разработку режимов резания при шлифовании начинают с выбора характеристики шлифовального круга.

Для этого устанавливают:

тип (форму) шлифовального круга [2] или [3],

материал абразивного зерна [2] или [3] , [6],

зернистость [2],

индекс зернистости [2],

твердость [2], [6],

структура [2], [6],

класс круга [2].

(Если выбор характеристики шлифовального круга производится по [3], то ее следует перевести в новое обозначение).

Выбор характеристики шлифовального круга можно провести по приложению 1 к данной инструкции.

После выбора элементов характеристики следует записать полную характеристику, которая содержит такие параметры: форму (тип), марку зерна, зернистость, индекс зернистости, твердость круга, структуру, тип связки, класс круга, допустимую окружную скорость.

Основными элементами режима резания при шлифовании являются: окружная скорость в м/с (указывается в конце характеристики круга и является максимальной допускаемой прочностью круга);

скорость вращательного или поступательного движения детали в м/мин;

глубина шлифования t мм - слой металла, снимаемый шлифовальным кругом за один или двойной ход при круглом или плоском шлифовании или же равная всему припуску на сторону при врезном шлифовании;

продольная подача S - перемещение шлифовального круга вдоль своей оси в мм на оборот заготовки при круглом шлифовании или в мм на каждый ход стола при плоском шлифовании периферией круга;

радиальная подача Sp - перемещение шлифовального круга в радиальном направлении в мм на один оборот детали при врезном шлифовании.

Эффективная мощность (мощность необходимая для резания) рассчитывается по эмпирической формуле [2], [3] или определяется по таблицам нормативов.

Основное время при круглом шлифовании с продольной подачей

чертеж деталь литье точение

, мин (7.1)

где h - припуск на сторону, мм;

Vc - скорость продольного хода стола , м/мин;

t - глубина шлифования, мм;

К - коэффициент выхаживания;

К=1,4 - при чистовом шлифовании;

К=1,1 - при предварительном шлифовании;

L - величина хода стола, мм

L=l-(1-Km)Bk , мм (7.2)

где l - длина шлифуемой поверхности;

К - число сторон перебега круга (К=2 - при сбеге круга в обе стороны, К=1 - при сбеге круга в одну сторону, К=0 - без сбега);

m - перебег в долях ширины круга;

Bk - ширина шлифовального круга, мм.

При круглом наружном шлифовании методом врезания

, мин,

Где nз - частота вращения заготовки, об/мин;

Sp - радиальная подача, мм/об.

При круглом шлифовании

, мин

где S - продольная подача, мм/об.

При круглом внутреннем шлифовании перебег круга в обе стороны равен 0,5В, тогда

L=l-(1-20,5)B, т.е.

L=l

Плоское шлифование

, мин

L - величина хода стола, мм;

где Н - перемещение шлифовального круга в направлении поперечной подачи, мм;

h - припуск на сторону;

Vc - скорость движения стола, м/мин;

g - число одновременно шлифуемых заготовок.

Н=Вз+Вк+5, мм

где Вз - суммарная ширина заготовок, установленных на столе, мм.

Вк - величина шлифовального круга, мм.

L=l+(1015), мм

где l - суммарная длина заготовок , установленных на столе, мм.

Пример решения задачи

На круглошлифовальном станке 3М131 шлифуется шейка вала диаметром D=80h6 мм длиной l=300 мм, длина валаl1=550 мм. Параметр шероховатости обработанной поверхности Ra=0,4 мкм. Припуск на сторону 0,2 мм. Материал заготовки - сталь 45 закаленная, твердостью HRC45.

Необходимо: выбрать шлифовальный круг, назначить режим резания; определить основное время.

Решение

Эскиз обработки

Рис.5

1. Выбор шлифовального круга.

Для круглого наружного шлифования с продольной подачей (шлифовать с радиальной подачей нельзя из-за большой длины шлифуемой поверхности), параметра шероховатости Ra=0,4 мкм, конструкционной закаленной стали до HRC45 принимаем шлифовальный круг формы ПП, [2],

характеристика - 24 А401К, [6],

индекс зернистости - Н, [2],

структура - 5, [6],

класс - А, [2],

Полная маркировка круга ПП24 А40НС15КА 35 м/с.

Размеры шлифовального круга Dk=600 мм; Вк=63 мм (по паспорту станка).

2. Режим резания

2.1 Скорость шлифовального круга Vk =35 м/с [2].

Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки

, об/мин

об/мин

Корректируя по паспортным данным станка, принимаем

nш=1112 об/мин.

Режимы резания для окончательного круглого наружного шлифования конструкционных сталей с подачей на каждый ход определяют по [2] или [3].

2.2 Окружная скорость заготовки Vз =1555 м/мин; принимаем Vз=30 м/мин.

Частота вращения шпинделя передней бабки, соответствующая принятой окружной скорости заготовки, (корректируется только в меньшую сторону).

, об/мин

об/мин.

Так как частота вращения заготовки регулируется бесступенчато, принимаем nз=120 об/мин.

2.3 Глубина шлифования

t=0,0050,015 мм.

t=0,005 мм.

Принимаем, учитывая бесступенчатое регулирование поперечной подачи шлифовального круга на ход стола,

2.4 Продольная подача

S=(0,20,4)Вк , мм/об.

Принимаем S=0,25Вк=0,2563=15,75 мм/об.

2.5 Скорость продольного хода стола

м/мин.

С учетом паспортных данных (бесступенчатое регулирование скорости продольного хода стола) принимаем

Vc=1,9 м/мин.

3. Проверка достаточности мощности станка

3.1 Мощность затрачиваемая на резание

Np=CNVзztxSydq , кВт [2], [3],

где CN - коэффициент, учитывающий условия шлифования;

x, y, z, q - показатели степени;

V, t, S - элементы режима резания;

d - диаметр шлифования, мм.

Для круглого наружного шлифования закаленной стали с подачей на каждый ход шлифовальным кругом зернистостью 40, твердостью СМ1

CN=2,65; z=0,5; х=0,5; y=0,55; q=0,

тогда Np=2,65300,50,0050,515,750,551=2,655,480,074,55=4,63 кВт.

3.2 Мощность на шпинделе станка

Nшп=Nд , кВт

где Nд =7,5 кВт; =0,8 - паспортные данные станка (см. приложение 2 к данным методическим указаниям).

Nшп=7,50,8=6 кВт.

Так как Nшп=6 кВтNp=4,63 кВт, то обработка возможна.

4. Основное время

, мин

L=l-(1-Km)Вк , мм

где m - доля перебега круга , принимаем m=0,5 (т.е. половина круга); К=1 - число сторон перебега круга (см. эскиз обработки),

тогда

L=l-(1-10,5)Вк=l-0,5 Вк=300-0,563=268,5 мм

К=1,4 - коэффициент выхаживания

мин.

Задание на практическую работу №15

Выполнить расчет режима резания аналитическим способом по заданному варианту.

Исходные данные приведены в таблице 7.

Порядок выполнения работы аналогичен предыдущим.

Таблица 7

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ

Приложение I

ПАСПОРТНЫЕ ДАННЫЕ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Токарно-винторезный станок 16К20

Высота центров, мм - 215

Расстояние между центрами, мм - до 2000.

Мощность двигателя, Nд=10 кВт

КПД станка =0,75.

Частота вращения шпинделя, об/мин: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.

Продольные подачи, мм/об: 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,36; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8.

Поперечные подачи, мм/об: 0,025; 0,03; 0,0375; 0,045; 0,05; 0,0625; 0,075; 0,0875; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4.

Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи.

Рх=600 кгс6000 Н.

Вертикально-фрезерный станок 6В12

Площадь рабочей поверхности стола 320х1250 мм.

Мощность двигателя, Nд=7,5 кВт

КПД станка =0,8.

Частота вращения шпинделя, об/мин: 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 630; 800; 1000; 1250; 1600.

Подачи стола продольные и поперечные , мм/мин: 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250.

Подачи стола вертикальные, мм/мин: 8; 10; 13,3; 21; 26,6; 33,3; 41,6; 53,3; 66,6; 83,3; 105; 133,3; 166,6; 210; 266,6; 333,3; 400.

Горизонтально-фрезерный станок 6Р82Г

Мощность, частота вращения и подачи такие же , как у станка 6Р12.

Зубофрезерный станок 53А50

Наибольший наружный диаметр нарезаемого колеса, мм - 500.

Мощность двигателя, Nд=8 кВт

КПД станка =0,65.

Частота вращения шпинделя, об/мин: 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 240; 315; 405.

Вертикальные подачи суппорта (фрезы) за один оборот заготовки, мм/об: 0,75; 0,92; 1,1; 1,4; 1,7; 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,1; 3,4; 3,7; 4,0; 5,1; 6,2; 7,5.

Радиальные подачи , мм/об: 0,22; 0,27; 0,33; 0,4; 0,48; 0,55; 0,66; 0,75; 0,84; 1,0; 1,2; 1,53; 1,8; 2,25.

Зубодолбежный станок 5122

Наибольший наружный диаметр нарезаемого колеса, мм - 200.

Мощность двигателя, Nд=3 кВт.

КПД станка =0,65.

Число двойных ходов долбяка в 1 мин: 200; 280; 305; 400; 430; 560; 615; 850.

Круговые подачи за один двойной ход долбяка, мм/дв.ход: 0,16; 0,2; 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6.

Радиальные подачи , мм/дв.ход: 0,006; 0,009; 0,013; 0,036; 0,051; 0,072; 0,15.

Круглошлифовальный станок 3М131

Наибольший диаметр шлифуемой заготовки, мм - 280.

Мощность двигателя шлифовальной бабки Nд=7,5 кВт.

КПД станка =0,8.

Частота вращения круга , об/мин: 1112 и 1285.

Частота вращения обрабатываемой заготовки регулируется бесступенчато, об/мин: 40400.

Скорость продольного хода стола регулируется бесступенчато, об/мин: 505000.

Периодическая поперечная подача шлифовального круга регулируется бесступенчато, мм/ход.стола: 0,0020,1.

Непрерывная подача для врезного шлифования, мм/мин: 0,14,5.

Размеры шлифовального круга (нового) Dк=600 мм, Вк=63 мм.

Внутришлифовальный станок 3К228В

Наибольший диаметр шлифуемого отверстия, мм - 200.

Мощность двигателя шлифовального шпинделя Nд=5,5 кВт.

КПД станка =0,85.

Частота вращения обрабатываемой заготовки регулируется бесступенчато, об/мин: 100600.

Частота вращения шлифовального круга , об/мин: 4500; 6000; 9000; 13000.

Скорость продольного хода шлифовальной бабки регулируется бесступенчато, об/мин: 17.

Поперечная подача шлифовального круга мм/ход: 0,001; 0,002; 0,003; 0,004; 0,005; 0,006.

Наибольшие размеры шлифовального круга Dк=175 мм, Вк=63 мм.

Плоскошлифовальный станок 3П722

Размер стола 320х1250 мм.

Мощность двигателя Nд=15 кВт.

КПД станка =0,85.

Частота вращения шлифовального круга , об/мин: 1500.

Скорость движения стола - регулируется бесступенчато, м/мин: 345.

Поперечная подача шлифовальной бабки - регулируется бесступенчато, мм/ход: 248.

Вертикальная подача круга, мм, на реверс шлифовальной бабки: 0,004; 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,03; 0,035; 0,04; 0,045; 0,05; 0,055; 0,06; 0,065; 0,07; 0,075; 0,08; 0,085; 0,09; 0,095; 0,1.

Размер шлифовального круга (нового) Dк=450 мм, Вк=80 мм.

Горизонтально-протяжной станок 7А510

Номинальная тяговая сила, Н=100000.

Высота планшайбы, lпл =70 мм.

Толщина фланца, планшайбы, lа =50 мм.

Толщина стола станка lс=70 мм.

Вертикально-сверлильный станок 2Н135

Мощность двигателя Nд=4,5 кВт.

КПД станка =0,8.

Частота вращения шпинделя , об/мин: 31,5; 45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000; 1440.

Подачи, мм/об: 0,1; 0,14; 0,2; 0,28; 0,4; 0,56; 0,8; 1,12; 1,6.

Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи станка Рmax =15000 Н.

Приложение 2

Выбор характеристик шлифовальных кругов для различных условий шлифования (скорость круга V=35 м/с).

Приложение 3