Резание металлов: сталь 95Х18

Размещено на http://www.allbest.ru/

Резание металлов

Вариант 3-1-1-3 сталь 95Х18



1. ТОКАРНАЯ ОБРАБОТКА

Рисунок 1

По заданию производим токарную обработку конуса.

1.1 Анализ исходных данных

осевая обработка резание фрезерная

1.1.1 Заготовка

Прокат из коррозионностойкой нержавеющей стали 95Х18 . Термическая обработка:

_в =880 Мпа,

НВ = 212-217.

1.1.2 Деталь

Согласно рисунку 1 представляет собой втулку, обрабатываемую со всех доступных сторон.

1.1.3 Выполняемые переходы

Операция включает следующие переходы получистовой обработки:

1). Проточка канавки (резец 3).

1.1.4 Приспособление

Заготовка закрепляется в 3-х кулачковом пневматическом патроне с упором в левый торец.

1.1.5 Оборудование

В качестве оборудования выбран токарный станок мод.16К20, имеющий следующие параметры:

1) число частот вращения шпинделя z_n - 22;

2) пределы частот n = 12,5 - 1600 1/мин.;

3) пределы продольных подач S_пр = 0,05-2,8 мм/об.;

4) пределы поперечных подач S_пп = 0,025-1,4 мм/об.;

5)мощность привода главного движения N_ст = 11 кВт.

1.2 Выбор инструментального материала

Для условий чернового точения стали 35Л, относящейся к III гр. обрабатываемых материалов, рекомендует твердый сплав ВК6ОМ.

1.3 Выбор геометрии режущих инструментов

В данном случае геометрия характеризуется следующими параметрами:

задним углом =10⁰

передним углом =10

величиной фаски f=0,3, мм.

Значения главного угла в плане ц =90 для резца представлены на рисунке.



1.4 Выбор смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ)

Для приведенных выше условий рекомендуется 5-10% раствор Аквол - 10 м.

1.5 Назначение глубины резания t

Согласно операционным размерам и размерам заготовки (рис.1) определяем глубину резания для резца 5

t=5мм при глубине 4,5мм

1.6 Назначение подач S

Для резца 3 при t = 3 рекомендуется подача S_T3=0,15 мм/об.

Считаем, что универсальный станок 16К20 располагает таким набором подач:

Таблица 1. - Поправочные коэффициенты К_i и K_sj на подачи.

Условия обработки	Корка	Материал инструмента	Диаметр обработки	Материал заготовки	Термообработка	Вид поверх. обработки	KSj
Р \ Кi	КI	К2	К3	К4	К5	К6	КS
4	I	I	0,62	I	I	1	0,62

S₃ = 0,15 · 0,620 = 0,100 мм/об;

1.7 Выбор стойкости резцов Т

При черновой обработке материалов III гр. твердосплавным инструментом рекомендуется:

1) для резца 3 h_з = 0,5 мм, Т = 30 мин.

1.8 Определяем скорость резания

К_м = ,

К = 0,65

К_м = ;

R = 1;

К_u = 1

С = 22,7; Х = 0;

y = 0,5;

m = 0,3

(1,12 м/с)

Таблица 2. - Поправочные коэффициенты К_i и К_vj на скорость резания

Условия обработки

Материал заготовки

Матер. ин-та

Угол ц0

Растачивание

Точение канавки

Фасон точение

Кор-ка

СОЖ

Р \ Кi

КI

К2

К3

К4

К5

К6

К7

К8

К9

К10

3

0,9

1,4

0,87

1

I

0,5

1

0,53

1

I

0,65

1.9 Частота вращения шпинделя

Где х - скорость резания,

р=3,14,

Д - диаметр точения.

Корректируем частоту вращения по паспортным данным станка и принимаем:

1.10 Действительная скорость резания

Где р=3,14,

Д - диаметр точения,

n_д - частота вращения шпинделя, откорректированная по станку

( 1,09м/с)

1.11 Мощность, затрачиваемая на резание

Сила резания

С_p =212;

Х_р = 1;

y_p = 0,75;

n_р =0

R_мрz =

N_{рез 2} =

N_{рез 3} =

1.12 Проверяем достаточна ли мощность привода станка

по условию N_рез N_шт

У станка 16К20

N_шт = N_g Ч = 10*0,75 = 7,5 кВт

N_рез2 N_шт (2,5 7,5) - обработка возможна

1.13 Основное время

Где L-длина резания,

N - частота вращения шпинделя,

S - подача.

врезание y = 3мм

перебег = 2

L = 50+3+2=55 мм = = 0,109 мин.;



2. НАЗНАЧЕНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ДЛЯ ОПЕРАЦИЙ ОСЕВОЙ ОБРАБОТКИ

Рассмотрим операцию осевой обработки, включающую наиболее распространенные переходы: сверление, зенкерование и развертывание (рис.2).

Рис. 2. Переходы осевой обработки.

2.1 Анализ исходных данных

2.1.1 Заготовка

Плита, предварительно обработанная из нержавеющей стали 95Х18 . Термическая обработка: закалка,

_в= 880 МПа,

НВ = 212.

2.1.2 Деталь

Согласно рис.2 в заготовке необходимо получить отверстие Ш 24 Н14 с R_a= 25 мкм.

2.1.3 Выполняемые переходы

Обработка каждого отверстия включает переход:

1) сверление отверстия Ш 24 Н14 с R_a = 25;

2.2 Выбор числа ходов z при сверлении отверстия

Отверстие Ш 24 в сплошном материале Х гр. просверливается за один ход, т.е. z = 1.

2.3 Выбор длины участков L сверления между выводами сверл

В сплошном материале Х гр. сверлом Ш 24 можно сверлить отверстие на длину L 3 D 3 24 72 мм 50 мм без его вывода для удаления стружки. Поскольку заданная длина сверления 50 < 72, то обработка выполняется без вывода сверла.



3. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ОПЕРАЦИИ ОСЕВОЙ ОБРАБОТКИ

3.1 Приспособление

Заготовка устанавливается по 3-м обработанным поверхностям в приспособление с пневматическим поджимом сверху. Обработка отверстий выполняется без кондуктора с использованием быстросменного патрона.

3.2 Оборудование

В качестве оборудования выбран вертикально - сверлильный одношпиндельный станок мод. 2Н135, имеющий следующие параметры:

наибольший диаметр сверления Ш 35мм;

число частот вращения шпинделя z_n = 12;

пределы частот n = 31-1400 1/мин.;

число подач z_s = 9;

пределы подач S = 0,1-1,6 мм/об.;

мощность привода главного движения N_ст = 4 кВт.

3.3 Выбор инструментального материала

Для обработки материалов Х гр. сверлением рекомендуется твердый сплав HC 330.

3.4 Выбор конструкции и геометрии осевого инструмента

Выбираем стандартную конструкцию и геометрию сверла: ц=118⁰_; с внутренним отверстием для подвода СОЖ в процессе сверления.

3.5 Выбор СОЖ

Для осевой обработки материалов Х гр. рекомендуется 5-10% раствор эмульсии.

3.6 Сверление Ш 24 Н14

Условия сверления определяют 2-ю группу подач. Поэтому для 2-й группы подач выбираем табличную подачу:

S_T1 = 0,43 мм/об.

3.7 Назначаем режим резания

1. Глубина резания

t = мм.

t = =12 мм.

2. Назначаем период стойкости сверла . Для сверла из твердого сплава диаметром D=24 мм рекомендуется период стойкости Т =120 мин.

3. Определяем скорость главного движения резания (м/ мин), Для обработанной поверхности с параметром шероховатости Ra=25мкм (), V_табл.=12…22м/мин. При сверлении поправочные коэффициенты на скорость картой предусматриваются К=1,0 зависит от материала детали; принимаем V_и =18м/мин (?0,82м/с).

4. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания:

n= мин^-1;

n ==357 мин^-1.

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения

n_д =344 мин^-1.

5.Действительная скорость (м/мин) главного движения резания

V_д = = =17,04м/мин (?0,31м/с).

3.8 Расчет осевого усилия Р₀

3.8.1 Сверление Ш 24

Р₀₁ = С_р D^q S^у К_р

С_р = 143;

q = 1,0;

у= 0,7

К_р=К_мр=

окончательно имеем

Р₀₁ = 143 · 24^1,0 · 0,2^0,7 · 0,5 = 346 кГ.

3.9 Расчет крутящего момента М_к

3.9.1 Сверление Ш 24

М_к1 = С_м D^q S^у К_м.

М_к1 = 0,041 · 24^2,0 · 0,2^0,7 · 0,65 = 6,5 кГм.

3.10 Расчет мощности резания

Эффективная мощность резания:

N_e = М_к · n/975, кВт.

Последовательно определим значения N_ej для каждого инструмента:

N_{e1 =} =2,52 кВт < 4 кВт = N_cт

Основное время

Т_о =

В нашем случае согласно рис.3, получим:

₀₁ = = 0,91 мин.;



4. НАЗНАЧЕНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ДЛЯ ФРЕЗЕРНЫХ

ОПЕРАЦИЙ

Рассмотрим операцию фрезерования, включающую наиболее распространенные переходы: торцевое фрезерование, прорезку канавок, фрезерование уступа цилиндрической фрезой и фрезерование уступа концевой фрезой (рис.3).

Рисунок 3

4.1 Анализ исходных данных

4.1.1 Заготовка

Плита, предварительно обработанная из нержавеющей стали 95Х18.

_в = 880 Мпа,

НВ = 212

4.1.2 Деталь

Согласно рисунку 3 заготовку необходимо отфрезеровать поверху в размер 35,

4.1.3 Выполняемые переходы

1) обработка поверху торцевой фрезой 100, L=160, t=5, B=80;

4.1.4 Приспособление

Заготовка базируется по 3-м обработанным поверхностям в приспособление с пневматическим поджимом сбоку (тиски).

4.1.5 Оборудование.

В качестве оборудования выбран горизонтально-фрезерный широко-универсальный станок мод. 6Р82Ш, имеющий следующие параметры:

1) число частот горизонтального шпинделя

z_пr = 18;

2) пределы частот горизонтального шпинделя

n_r = 31,5 - 1600 I/мин.

2) число частот вертикального шпинделя

Z_nв = 11;

4) пределы частот вертикального шпинделя

n_в = 50 - 1600 I/мин.;

5) пределы продольных и поперечных подач

S_м = 25 - 1250 мм/мин.;

6) мощность станка

N=7,5 квт.

4.2 Выбор числа ходов

Поскольку припуски невысокие каждый переход выполняем за один ход, т.е.

t_j = h_j.

4.3 Выбор материала режущей части инструмента

Для чернового фрезерования сталей Х гр. рекомендуется твердый сплав ВК4

4.4 Выбор конструкции и геометрии инструмента

Выбираем стандартную конструкцию и геометрию фрез с числом зубьев соответственно торцевая фреза:

D=100мм;

В=80мм;

z₁ = 10

4.5 Выбор СОЖ

При черновом фрезеровании сталей Х гр. рекомендуется 5-10% раствор Аквол-10М.

4.6 Определяем геометрические элементы фрезы

ц =45…90⁰;

принимаем

ц =60⁰

4.7 Назначаем режим резания

1. Устанавливаем глубину резания. Припуск снимаем за один рабочий ход; следовательно,

t= h = 5мм.

2. Назначаем подачу на зуб фрезы. Для стали, мощности станка N_д =10 кВт при фрезеровании S_z = 0,08…0,15 мм/зуб. Принимаем S_z =0,1 мм/зуб. Найдем значения скорректированных подач:

S_zj = S_Tj · K_sj

S_z1 = 0,1 · 0,85 = 0,085 мм/зуб

3. Назначаем период стойкости фрезы. Для торцевой фрезы диаметром D =100 мм рекомендуется период стойкости Т=120 мин.

4. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами фрезы: находим табличное значение скорости для D =100 мм, z =10, S_z до 0,24 мм/зуб: v м/мин.

Находим скорость

где C_v - коэффициент;

q, x, y, u, p, m - показатели степени

C_v = 145;

q_v = 0,44;

х_v = 0,24;

y_v = 0,26;

u_v = 0,1;

p_v = 0,13;

m = 0,37

D - диаметр фрезы;

T - период стойкости фрезы;

T - глубина резания;

S_z - подача на зуб;

Z - число зубьев фрезы;

k_v - поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания

,

5. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания:

n= мин^-1

n= =104,3 мин^-1

Корректируем частоту вращения шпинделя по данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения: п_д =100 мин^-1.

6. Действительная скорость главного движения резания

V_д =

V_д ==47,1 м/мин ( ? 0,79 м/с).

7. Определяем скорость движения подачи (старый термин - минутная подача S _м )

V_s = S_м S_z z п_д =0,085*10*100=85 мм/мин.

8. Определяем мощность, затрачиваемую на резание N_табл =1,85 кВт. Учитываем поправочные коэффициенты на мощность: K_ц=1,

Nрез = N_табл К_г = 1,85*1 = 1,85 кВт.

9. Расчет крутящего момента Мк:

M_k =, кГм.

Определим значения Мк для фрезы.

М_к1 = 28,1 кГм;

10. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка.

Необходимо выполнить условие N_рез ? N _шп. Мощность на шпинделе станка:

N _шп = N_д з

У станка 6Р82Ш

N_д =10 кВт,

з =0,8;

N _шп =10*0,8 = 8,0 кВт.

Следовательно, обработка возможна (1,85 < 8,0).

4.7 Основное время

Т_о =

При врезании фрезы у = 0,3D мм:

у=0,3*100=30 мм.

Перебег ? =1…5 мм; принимаем ? =5 мм. Тогда

L =55+160+5=220 мм;

₀₁ = =2,56 мин



5. НАЗНАЧЕНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ДЛЯ ОПЕРАЦИЙ ШЛИФОВАНИЯ

Рассмотрим операции шлифования (рис.4).

Рисунок 4

5.1 Анализ исходных данных

5.1.1 Заготовки

Для шлифовальной операции заготовками служат валы, прошедшие чистовое точение, материал заготовок коррозионностойкая сталь 95Х18. Термическая обработка:

_в = 880 Мпа,

НВ = 212.

5.1.2 Детали

На 3-й операции - торец в размер 40 h 8, а диаметр в размер Ш 50 h 7.

Торцевое врезное чистовое шлифование Ш 50 h 7, 40 h 8, R_a = 0,63

5.1.3 Приспособление

Согласно принятым обозначениям заготовка устанавливается в центрах (задний центр вращающийся) и приводится во вращение с помощью поводка.

5.1.4 Оборудование

В качестве оборудования для операций 3 выбран круглошлифовальный станок мод.3М151, имеющий следующие параметры:

пределы частот вращения детали n_? = 50-500 I/ мин. (бесступенчатое регулирование);

наибольшие размеры шлифовального круга, мм.;

мощность электродвигателя привода круга N = 10 кВт.

5.2 Выбор шлифовальных кругов

Для операции шлифования закаленных материалов Х гр. рекомендуются круги со следующими характеристиками:

- для операций 3 чистового шлифования: ПП 600 х 100 х 300 45А 25 М3 6 К5 35 м/с А I кл.;

5.3 Выбор СОЖ

Для рассмотренных условий рекомендуется 10-15% раствор Аквол-14.



5.4 Назначение припусков на шлифование h

Выбираем для операции 3 припуск на торец составляет h = 0,3 мм.

5.5 Выбор скорости движения детали V_?

Для условий операций 3 рекомендуется V_? = 40 м/мин.

Частота вращения детали:

n _{1,2,3 = = =} 255

5.6 Выбор скорости шлифовального круга V_к

При шлифовании сталей Х группы рекомендуется V_к = 30 м / сек.

Рассчитаем частоты вращения круга для каждой операции:

n_к =

n_1,2,3 = 960

Таблица 3. - Основные параметры операций шлифования

Операции шлифования	Параметры
	D?	L?	Dк	Нк	h	V?	n?	Vк	nк	Sпр	Т	Sпп	ф0
	мм	мм	мм	мм	мм	м/мин.	1/мин.	м/сек.	1/мин.	мм/об	мин.	мм/в.х	мин.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Торцевое врезное	50 / 70	-	600	100	0,3	40	255	30	960	0,00217	3		0,81



5.7 Выбор продольной подачи S_пр

Для операции 3 при Д_?< 80, V_? ? 40 и L = 10 рекомендуется

S_пр.3 = 0,0039 мм / об.

Поправочные коэффициенты К_i на табличное значение подачи определяющей размер детали Ш 40h8, заносим в табл. 4

Таблица 4. - Поправочные коэффициенты К_Я и К_sj на подачи

Условия обработки	Радиус галтели	Dk	Vk	T	Мз	JT	h	Ksj
Опер.\ К	К1	К2	К3	К4	К5	К6	К7	КS
Торц.врезн. шлифов.	1	1	1	1	0,64	0,75	1,16	0,56

Определим полный поправочный коэффициент:

К_S3 = _i

и занесем его значение в последнюю графу табл.4.

Найдем значение скорректированной подачи:

5.8 Расчет основного времени ф₀

Операция 3.

ф₀₃==



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник / Под ред. В. И. Баранчикова. М.: Машиностроение , 1990.

400 с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2.Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. М.: Машиностроение , 1985. 496 с.

3. Режимы резания труднообрабатываемых материалов. М.: Машиностроение, 1976. 176 с.

4. Долматовский Г. А. Справочник технолога по обработке металлов резанием. М.: Машгиз ,1962. 1240 с.

5. Панов А. А. и др. Обработка металлов резанием . М. : Машиностроение,1988. 736 с.

6. Абразивная и алмазная обработка материалов: Справочник/ Под ред. А. Н. Резникова. М.: Машиностроение ,1977. 391 с.

7. Локтев В. Г. Автоматизированный расчет режимов резания и норм времени . М. : Машиностроение , 1990. 80 с.

8. Коровин Е. М. , Пименова И. Ф. Автоматизация расчета оптимального управления режимами фрезерования на станках с ЧПУ: Методические указания. Казан .авиац. ин-т. Казань, 1985. 32 с.

9. Коровин Е. М. Оптимизация режимов одноинструментной обработки на ЭВМ: Методические указания. Казань авиац. ин-т. Казань, 1988. 38 с.

10. Коровин Е. М. Автоматическая оптимизация режимов резания для станков с ЧПУ: Учебное пособие. Казань: Изд-во Казан. Гос. Техн. Ун-та, 1991. 86 с.

Размещено на Аllbest.ru

...