Режимы резания металлов

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Определить силу зажима, необходимую для удержания заготовки в неподвижном состоянии в процессе обработки

1.1 Операция 015 - Фрезерная

Содержание операции:

А. Установить и закрепить заготовку.

1. Фрезеровать последовательно три паза, выдерживая размеры 1-5

Б. Открепить и снять деталь.

1. Исходные данные:

- Обрабатываемый материал - Сталь У8А ГОСТ 1435-99 (187 НВ; у_в = 620 МПа);

- Заготовка - поковка штамповнная по ГОСТ 7505-89

- Станок модели 6Р10 (N_дв= 7 кВт; з = 0,75)

2. Выбор режущего инструмента.

Принимаем фрезу концевую с цилиндрическим хвостовиком 2220-0007 ГОСТ 17025-71

- диаметр фрезы D = 6 мм,

- длина фрезы L = 57 мм,

- длина рабочей части фрезы l =13 мм;

- количество зубьев z=4.

- быстрорежущая сталь Р18.

1.2 Расчет режимов резания

Определим глубину резания t мм.

t=6 мм.

Определим длину рабочего хода L_рх мм, по формуле:

L_рх=L_рез+у.

Средняя ширина фрезерования

В_ср=F/L_рез

Длина резания (L_рез) принимается равной длине обработанной поверхности в направлении подачи.

L_рез=50 мм.

Площадь фрезеруемой поверхности F определим по чертежу

F=50•12=600 мм².

В_ср=600/50=12 мм.

Величину у можно принять по таблице [1, с. 301]. При ширине фрезерования В=12 мм и диаметре фрезы D=6 мм у=6 мм.

L_рх=50+6=56 мм.

Определим подачу на зуб S_z мм/зуб [1, с. 85]. При фрезеровании пазов фрезой из твердого сплава стали с твердостью НВ 187 при глубине резания t=6 мм S_z находится в пределах 0,03-0,08 мм/зуб. Принимаем S_z=0,06 мм/зуб.

Определим стойкость инструмента Т_р мин, по формуле [1, с.87]:

зажим заготовка резание обработка погрешность

Т_р=Т_м•л

Коэффициент л определяется по формуле

л= L_рез/L_рх

л= 50/56=0,89.

При л?0,7 можно принять Т_р=Т_м.

Для диаметра фрезы D=6 мм и выбранного материала Т_м=60 мин.

Т_р=60 мин.

Определение скорости резания V м/мин, по формуле:

V=V_таб•K₁•K₂•K₃,

где V_таб - табличное значение скорости, для концевой фрезы из быстрорежущей стали при обработке пазов, при глубине фрезерования t=6 мм и подаче S_z=0,06 мм/зуб V_таб=24 м/мин.

K₁, K₂ и K₃ - коэффициенты, учитывающие материал заготовки, материал инструмента и стойкость инструмента [1, с. 88-101]. Коэффициент К₁ при D < 15 мм равен К₁=1,0. Коэффициент K₂ при обработке стали У8А (НВ 187) фрезой из быстрорежущей стали принимаем K₂=0,8. Коэффициент K₃ для фрезы из сплава Т15К6 при стойкости Т_р=200 мин. принимаем K₃=1,2.

V=24•1,0•0,8•1,2=23,04 м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле:

n = 1000•V/(р•D)

n = 1000•23,04/(3,14•6)=1223 мин^-1.

Уточним частоту вращения шпинделя по паспорту станка с мин^-1 [5, с.422].

Принимаем n_п=1180 мин^-1.

Определим действительную скорость резания по формуле:

V_д = р•D•n_п /1000

V_д = 3,14•6•1180/1000=22,2 м/мин.

Определим минутную подачу S_м (скорость продольного движения стола V_s) по формуле:

S_м=V_s= S_z•z•n_п

S_м=V_s= 0,06•4•1180=283,2 мм/мин.

Уточним подачу по паспорту станка S_м=V_s мм/мин [5, с.422].

По паспорту станка примем S_мп=300 мм/мин.

1 Определим мощность резания по формуле [1, с. 101-102]:

N_рез=Е•V_д•t•z•K₁•K₂/1000

где Е - величина, определяемая по таблице [1, с.102]. При фрезеровании концевой фрезой с отношением D/t=6/6=1 и подаче S_z=0,06 мм/зуб Е=1,0;

K₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, при обработке стали У8А (НВ 187) фрезой из быстрорежущей стали K₁=0,9;

К₂ - коэффициент, зависящий от типа фрезы и скорости резания. Для концевой фрезы из быстрорежущей стали К₂=1,0.

N_рез=1,0•22,2•6•4•1,0•0,9/1000=0,48 кВт.

Произведем проверку по мощности станка по формуле:

N_рез < N_дв•з

где N_дв - мощность двигателя, кВт, по паспорту станка N_дв=11 кВт;

з - КПД станка, по паспорту станка з=0,8 .

5,56<7•0,75=5,25 кВт.

Условие выполняется.

Определение основного технологического времени по формуле:

Т_о =L_рх / S_м

Т_о=56/300=0,187 мин.

1.3 Определение сил резания, действующих в процессе обработки

6) Расчет окружной силы P_Z.

где n - частота вращения фрезы, об/мин

C_p - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и другие условия;

C _p= 68.2; q = 0.86; w = 0; x = 0.86; y = 0.72; u = 1.0; n = 0.3.

Общий поправочный коэффициент

где K_мр - коэффициент, учитывающий свойства материала обрабатываемой заготовки; K_vр - коэффициент, учитывающий скорость резания; K?_р - коэффициент, учитывающий величину переднего угла

Н.

Определим составляющие сил резания

P_y=(0,8…0,9) P_z=0,85*2317,3=1969,7 H;

P_х=(0,2…0,3) P_z=0,25*2317,3=579,3 Н;

1.4 Построение расчётной схемы и определение силы зажима W

Заготовка закреплена в цанговом патроне и находится под действием момента обработки и сил резания. Создаваемые силы и моменты трения противодйствуют сдвигу вдоль оси и повороту заготовки. Зажимное устройство воспринимает как силы резания, так и момент обработки. Осуществим расчёт из условия действия сил резания.

Составляем систему уравнений:

;

.

где f - коэффициент трения, примем при трении стали по стали f=0,1.

;



Рисунок 1 - Схема действия сил на заготовку

Решая систему уравнений, получаем R=5793 Н, W=38233 Н.

2. Определить погрешность базирования и закрепления

2.1 Расчет погрешости базирования

Операция 005 - Токарная 16К20

- закрепить деталь в трехкулачковом патроне;

- подрезать торец в размер 82_-0,74;

е_б82=0, т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;

- точить поверхность Ш54±0,31 на длину L=50±0,31, подрезать торец;

е_бШ54=0, т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;



- точить поверхность Ш46±0,31;

е_бШ46=0, т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;

- точить фаску 45⁰;

- рассверлить сквозное отверстие Ш32±0,31;



е_бШ32=0, т.к. данный размер не зависит от способа базирования, а определяется только конструктивными параметрами инструмента.

- рассточить отверстие Ш36±0,31 на длину L=63±0,37;

е_бШ36 =0, т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;

- нарезать резьбу М40х2-7Н на длину L=17±0,22;

е_бМ42 =0, т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;

- переустановить деталь;

- подрезать торец в размер 81_-0,74;

е_б81=0, т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;

- точить поверхность Ш72,4_-0,12 под углом 30⁰±30';

е_{бШ 72,4}=0, т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;

- точить фаску 45⁰;

- рассточить поверхность Ш56^+0,12 на глубину L=11±0,22;

е_бШ56=0, т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;

- точить канавку Ш60^+0,74;

е_бШ60=0, т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;



Операция 010- Вертикально-сверлильная

- установить деталь в кондукторе

- сверлить отверстие Ш4,5^+0,3;

е_бШ4,5=0, т.к. данный размер не зависит от способа базирования, а определяется только конструктивными параметрами инструмента.

- нарезать резьбу М5-7Н;

е_бМ5=0, т.к. данный размер не зависит от способа базирования, а определяется только конструктивными параметрами инструмента.

Операция 015 - Фрезерная 6Р10

- закрепить деталь в цанговом патроне

- фрезеровать три паза 6^+0,3 на длину L=50±0,3;

е_б6=0, т.к. данный размер не зависит от способа базирования, а определяется только конструктивными параметрами инструмента;

е_бR3=0, т.к. данный размер не зависит от способа базирования, а определяется только конструктивными параметрами инструмента.

е_б50=T₈₁=0,74 мм.

Операция 020 - Термическая

- закалить деталь до 40…45 НRC;

Операция 025 - Круглошлифовальная 3М151

- закрепить деталь в трехкулачковом патроне

- шлифовать поверхность Ш56,2^+0,1;

- шлифовать поверхность Ш72^+0,1;

Операция 030 - Плоскошлифовальная 3М151

- шлифовать торец в размер 80,4±0,054;

е_б80,4=0, т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;



- переустановить деталь;

- шлифовать торец в размер 80±0,02;

е_б80=0, т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;

Операция 035- Гальваническая

- нанесение покрытия хим.окс.

Операция 040 - Контрольная

- проверить размеры согласно конструкторской документации

2.2 Расчет погрешости закрепления

При обработке заготовок в патронах со втягиваемой цангой возникают погрешности в размерах по длине, так как при зажиме цанга оттягивает заготовку от лезкия инструмента на величину, зависящую от допуска на диаметр базовой поверхности. Положение фрезы остается неизменным, а заготовка при зажиме оттягивается от фрезы на величину [3, с. 27]

е_l=L₁ - L= 0,5д_D/tgб

где д_D - допуск на диаметр базовой поверхности заготовки; б - угол уклона конуса цанги.

Однако наличие упора (в соответствии с операционным эскизом) исключает смещение заготовки при затяжке, а следовательно и погрешность закрепления е_l=0.

Список используемых источников

1. Режимы резания металлов. Справочник. / Под редакцией Барановского,Ю.В./ - М.: Машиностроение, 1972.

2. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учеб. пособие для техникумов.- М.: Машиностроение, 1990.

3. Ансеров М. А. Приспособления для металлорежущих станков. Изд-ие 4-е., неправ, и доп., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1975 г.

4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т 1/Под ред. A.M. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.А. Мещерякова, А.Г. Суслова. - 5-е изд., исправл. -- М.: Машиностроение - 1, 2003 г., 912 е., ил.

Размещено на Allbest.ru

...