Разработка твёрдосплавной развёртки
Разработка твёрдосплавной развёртки
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАЗВЕРТКИ И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ
УСЛОВИЙ НА ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ.
Развертка - осевой режущий инструмент, применяемый для повышения
точности формы и размеров отверстия и снижения шероховатости поверхности.
Инструмент предназначен для предварительной и окончательной обработки
отверстий с полями допуска по 6 - 11-му квалитетам и с параметром
шероховатости поверхности Ra=2,5...0,32 мкм.
Рабочая часть разверток состоит из режущей и калибрующих частей.
Калибрующая часть развертки состоит из цилиндрического участка и участка с
обратной конусностью. Обратная конусность делается для устранения затирания
и заедания развертки, а также для уменьшения разбивки отверстия. Зубья,
расположенные на режущей части, затачивают на остро, без оставления
ленточки; на калибрующей части по задней поверхности вдоль режущей кромки
оставляют цилиндрическую ленточку шириной 0,05-0,3 мм для лучшего
направления при работе и сохранения диаметра развертки. Для снижения
шероховатости поверхности и уменьшения огранки применяют развертки с
неравномерным окружным шагом зубьев.
Для уменьшения разбивки обрабатываемого отверстия развертку
рекомендуется закреплять в плавающем патроне.
При резании развертка снимает очень маленькие припуски: порядка 0,4-
0,6 мм. Поэтому сила резания невелика и зубья развертки испытывают весьма
малые нагрузки. Тепловыделения в зоне резания также незначительны. Однако,
применять СОЖ необходимо для уменьшения износа режущей и калибрующей частей
развертки.
Развертки работают с малыми толщинами среза и на относительно низких
скоростях резания, поэтому они изнашиваются в основном по задней
поверхности и уголку; захватывается при этом и ленточка. Развертка является
чистовым (отделочным) инструментом, а потому за критерий ее износа
принимается технологический износ. Максимально допустимая величина износа
по задней поверхности для разверток из инструментальных сталей h3 = 0,5-0,8
мм; для разверток с пластинками из твердых сплавов h3 = 0,4-0,7 мм.
При работе изношенной разверткой отверстие может быть меньше или
больше номинального размера развертки. Последнее объясняется тем, что зубья
развертки изнашиваются неравномерно. Мелкая стружка и металлическая пыль,
образующиеся при развертывании, заклиниваясь между стенкой отверстия и
изношенным в большей степени зубом, отжимают развертку на некоторую
величину. Противоположный зуб начинает срезать слой большей глубины,
увеличивая диаметр отверстия. Заклиненная мелкая стружка царапает при этом
обработанную поверхность, увеличивая ее шероховатость.
1.2. ВЫБОР ТИПА И ОРГАНИЗАЦИОННОЙ ФОРМЫ ПРОИЗВОДСТВА РАЗВЕРТОК.
В зависимости от размера производственной программы, характера
продукции, а также технических и экономических условий осуществления
производственного процесса все разнообразные производства условно делятся
на три основных типа: единичное, серийное и массовое. У каждого из этих
типов производственный и технологический процессы имеют свои характерные
особенности и каждому из них свойственна определенная форма организации
работы.
Производство относят к тому или другому типу условно, по количеству
обрабатываемых в год деталей одного наименования и типоразмера.
Единичным называют такое производство, при котором изделия изготовляют
по одной штуке или по несколько штук. Номенклатура изготовляемых
инструментов в единичном производстве велика (порядка сотен и несколько
тысяч типоразмеров) и разнообразна. Изделия изготовляют по отдельным
заказам потребителей, которые не повторяются вовсе или повторяются через
неопределенные промежутки времени.
Серийным производством называется такое производство, в котором
изделия изготовляются партиями регулярно повторяющимися через определенные
промежутки времени. Серийное производство в инструментальной промышленности
организуется для изготовления изделий одного вида, например спиральных
сверл с цилиндрическим и коническим хвостовиками из быстрорежущей стали и
оснащенных пластинками твердого сплава; метчиков машинно-ручных, гаечных
прямых и с изогнутым хвостовиком; круглых плашек; фрез цельных дисковых
трехсторонних, пазовых, цилиндрических торцовых и т. д. Для этого
выделяются участки в цехе с замкнутым циклом обработки изделий одного вида,
либо, в зависимости от программы, производство таких изделий
сосредотачивается в цехе. При этом номенклатура размеров изготовляемых
изделий данного вида достаточно большая - до 300 типоразмеров.
Массовым называется такое производство на заводе, в цехе, участке с
замкнутым циклом обработки, в котором изготовляется изделие одного
типоразмера. В этом производстве заготовки от одного рабочего места к
другому движутся непрерывно по принципу потока. Поэтому этот тип
производства называют поточно-массовым.
Развертка - это осевой инструмент. На участке кроме разверток
изготавливают сверла, зенкеры, зенковки, цековки и другой осевой инструмент
различных типоразмеров. По данным завода имени Лихачева для выпуска 40000
автомобилей необходимо 80000 единиц осевого инструмента. Из них на сверла
приходится 40% от всего осевого инструмента, на зенкеры - 25%, на развертки
- 15%, на прочий осевой инструмент (цековки, зенковки и др.) - 20%. Таким
образом программа выпуска разверток составляет 12000 штук в год. При работе
производства в одну смену тип производства назначаем - среднесерийный.
Организовать производство рекомендуется в форме непрерывного потока.
Поточный метод работы обеспечивает значительное сокращение (в десятки раз)
цикла производства, межоперационных заделов и незавершенного производства;
возможность применения высокопроизводительного оборудования и резкое
снижение трудоемкости и себестоимости изделий; простоту планирования
движения заготовок и управления производством; возможность комплексной
автоматизации производственных процессов. При поточных методах работы
уменьшаются оборотные фонды, а оборачиваемость вложенных в производство
средств значительно повышается.
Определим такт выпуска.
Такт выпуска это промежуток времени, через который должны сходить с
поточной линии готовые изделия.
T=60 * Fд/N,
где Fд - действительный фонд времени (час) работы одного
станка при односменной работе; N - количество изделий подлежащих
изготовлению в год.
Fд=Fн*К,
где Fн - номинальный годовой фонд времени станка при работе в одну смену;
К = 0,98 - коэффициент использования номинального
фонда времени, учитывающий время пребывания
станка в ремонте. Fн = 2070 час при работе в одну смену.
Fд = 2070 * 0,98 = 2030 час.
Отсюда такт поточной линии будет:
t = 60 * 2030 / 80000 = 1 ,52 мин.
Развертки изготавливаются партиями по 100 штук в одной партии. Тогда,
длительность цикла обработки партии заготовок из 100 штук при такте
поточной линии t = 1,52 мин. будет равна
Тц=(t*i)+(t*n)=t*(i+n),
где i - число операций в процессе обработки;
n - количество изделий в партии.
Тц = 1,52 * (19 + 100) = 180,88 мин.
1.3. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ РАЗВЕРТКИ.
Развертка представляет собой тело вращения. Она является технологичным
изделием, так как ее форма позволяет производить обработку на токарных и
шлифовальных станках. При изготовлении инструмента не используется ни каких
сложных приспособлений для закрепления на станке. В основном используются
центра и хомутик, втулки переходные и сменные, призмы, 3-х кулачковые
патроны. Только при фрезеровании зубьев используется делительная головка и
при фрезеровании лапки на конусе Морзе применяют весьма сложное
приспособление.
Изделие имеет достаточно хорошие базовые поверхности. В качестве
черновой базы используется цилиндрическая боковая поверхность заготовки, а
затем на протяжении всего процесса обработки в качестве базы используется
ось центров. Это позволяет исключить во время изготовления инструмента
погрешности базирования.
Развертка изготавливается из стали 9ХС с напайными пластинами из
твердого сплава ВК6-М. Это облегчает процесс обработки инструмента и
позволяет сэкономить дорогостоящие материалы.
Также имеется возможность применить прогрессивные технологические
процессы и средства автоматизации производства.
Однако к развертке предъявляются очень высокие требования по точности
и качеству обрабатываемых поверхностей. Это приводит к необходимости
использовать различные типы высокоточного оборудования и контрольно-
измерительного инструмента.
1.4. ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ
Развертка является телом вращения, поэтому наиболее выгодно поставлять
заготовки в виде круглого прутка. Получать заготовки штамповкой невыгодно,
так как для этого необходимы дорогие штампы. В условиях среднесерийного
производства оптимальным будет изготовление заготовок прокатом. Прутки
изготовляются коваными, горячекатаными, холоднотянутыми (калиброванными) и
холоднотянутыми шлифованными (серебрянка).
Кованую быстрорежущую сталь, поставляемую диаметром 40 - 200 мм,
применяют для изготовления режущих инструментов больших размеров, например
для сверл, концевых фрез диаметром 50 - 80 мм.
Горячекатаную быстрорежущую сталь широко применяют для изготовления
режущего инструмента диаметром до 50 мм. Горячекатаную углеродистую
конструкционную сталь (например, 40, 45) и углеродистую легированную сталь
(например, 20Х, 40Х) применяют для изготовления хвостовиков режущих
инструментов, а также для корпусов сборных фрез, разверток, зенкеров.
Холоднотянутая (калиброванная) сталь и холоднотянутая шлифованная
сталь (серебрянка) характеризуется хорошей отделкой поверхности. Они
применяются главным образом при изготовлении режущего и измерительного
инструмента на автоматах и полуавтоматах.
Исходя из приведенных выше данных рекомендуется изготовлять заготовки
методом горячего проката, как наиболее экономичным. При этом достигается
небольшая стоимость заготовки и минимальный отход во время механической
обработки.
1.5. ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ ПРИ ОБРАБОТКЕ РАЗВЕРТОК.
Выбор технологических баз - один из ответственных моментов в
разработке технологического процесса, так как он предопределяет точность
обработки и конструкцию приспособлений. Неправильный выбор баз часто
приводит к усложнению конструкций приспособлений, появлению брака и
увеличению вспомогательного времени на установку и снятие детали.
Базами называются исходные поверхности линии или точки, определяющие
положение заготовки в процессе ее обработки на станке или готовой детали в
собранной машине.
Как правило обработку начинают с той поверхности, которая будет
служить установочной базой для дальнейших операций.
На первой операции в качестве установочной базы обычно принимают
необработанную поверхность - черновую базу.
При выборе установочных и исходных баз руководствуются принципом
совмещения баз. Этот принцип состоит в том, чтобы в качестве
технологических баз (исходной, установочной и измерительной) использовать
конструкторскую базу.
Часто совмещают все четыре базы: конструкторскую и три
технологические, то есть строят операции обработки полностью отвечающие
требованиям и принципам совмещения баз.
Базирующие поверхности необходимо выбрать таким образом, чтобы в
процессе обработки усилия резания и зажима заготовки не вызывали
недопустимых деформаций детали.
Принятые базы должны обеспечить простую и надежную конструкцию
приспособлений с удобной установкой, креплением и снятием детали. Для
достижения необходимой точности обработки рекомендуется соблюдать единство
баз, то есть выполнение всех операций обработки детали от одних и тех же
баз.
Исходя из вышеизложенного при конструировании развертки за
технологическую базу принимают ось центров. При этом соблюдается условие
единства баз технологической и измерительной. В качестве черновой базы
примем цилиндрическую боковую поверхность заготовки.
1.6. ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ
Выбор типа станка определяется возможностью обеспечить выполнение
технологических требований, предъявляемых к обработанной детали в отношении
точности ее размеров, формы и чистоты поверхности.
Выбор типа станка производится на основе следующих соображений:
- Соотношение основных размеров станка габаритным размерам
обрабатываемой детали или нескольких одновременно обрабатываемых деталей;
- Соответствие производительности станка количеству деталей,
подлежащих обработке в течение года;
- Возможно более полное использование станка по мощности и по
времени;
- Наименьшая затрата времени на обработку;
- Наименьшая себестоимость обработки;
- Относительно меньшая отпускная цена станка;
- Реальная возможность приобретения того или другого станка;
Необходимость использования имеющихся станков.
При выборе станка следует учитывать современные достижения станкостроения.
Поэтому решающим фактором при выборе станка является экономичность
процесса обработки.
На основании вышеизложенного выбираем станки:
Операция 10. Токарно - винторезный станок модели 16К20Т1 с набором
сменных втулок.
Операция 20. Универсально - фрезерный станок модели 6В61 IP с
делительной головкой.
Операция 30. Универсально - фрезерный станок модели 6Н82 с делительной
головкой и пневматическим зажимным приспособлением для фрезерования лапок
на конусе Морзе.
Операция 40. Круглошлифовальный станок модели 3151.
Операция 50. Универсально-заточной станок модели ЗА64.
1.7. РАСЧЕТ ОПЕРАЦИОННЫХ ПРИПУСКОВ И РАЗМЕРОВ.
Припуск на обработку - слой металла, удаляемый с поверхности заготовки
в процессе ее обработки для обеспечения заданного качества детали.
Промежуточный припуск - слой материала, удаляемый при выполнении
отдельного технологического перехода.
Общий припуск - слой материала, необходимый для выполнения всей
совокупности технологических переходов, то есть всего процесса обработки
данной поверхности от черной заготовки до готовой детали.
Рассчитаем операционные припуски и предельные размеры на обработку
поверхности конуса Морзе.
Поверхность конуса Морзе обрабатывается на первой операции - точение и
на четвертой операции - шлифование: предварительное и окончательное.
Требование к поверхности по чертежу: шероховатость Ra 0,4.
Минимальный припуск на окончательное шлифование, исходя из требований
технологии обработки развертки, составляет 0,15мм.
Минимальный припуск на предварительное шлифование рассчитаем по
формуле:
_____________
2Zi mim = 2 * (Rzi-1 +Тi-1 + ? ((i-1 )2 + (Eyi)2)
где Rzi-1 - высота микронеровностей на предшествующем переходе, мкм;
Ti-1 - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем
переходе, мкм;
(i-1 - суммарное значение пространственных отклонений на
предшествующем переходе, мкм;
Eyi - погрешность установки заготовки при выполняемом переходе, мкм.
Rzi-1 = 30 мкм; Тi-1 = 30 мкм (табл. 4, стр. 167) [12].
Найдем суммарное значение пространственных отклонений по формуле:
(ост = Ку * (заг,
где Ку = 0,06 - коэффициент уточнения (табл. 22, стр. 181); - кривизна
заготовки, мкм.
_________
(заг=(((к)2+((ц)2
где (к - величина кривизны (местная или общая), мкм;
рц - величина смещения оси заготовки в результате
погрешности
зацентровки, мкм.
(к = (к * L ,
где (к - удельная кривизна, мкм/мм;
L - общая длина заготовки, мм
_____
(ц = 0,25 * ( (2 + 1 ,
где ? - допуск в мм на диаметр базовой поверхности заготовки,
использованной при зацентровке. (к = 1 мкм/мм;
L = 235 мм, тогда получим
(к= 1 *235 = 235 мкм.
( = 0,5 мм. Тогда,
_______
(ц = 0,25 * ? 0,52 +1 =280 мкм.
__________
(заг = ( 2352 + 2802 = 365 мкм.
(ост = 0,06 * 365 = 22 мкм.
Так как во время всего процесса обработки развертки базовые
поверхности остаются постоянными, принимаем Eyi = 0; тогда припуск на
предварительное шлифование составит:
2Zi min = 2 * (30 + 30 + 22) = 164 мкм.
Минимальный припуск на точение рассчитывается по той же формуле.
Rzi-1 = 100 мкм; Ti-1 = 100 мкм; (заг = 365 мкм; Eyi = О
2Zi min = 2 * (100 + 100 + 365) = 1300 мкм.
Расчет предельных размеров и припусков сведем в таблицу 1.7.1.
Табл. 1.7.1.
| |Rz |T |Р |Еу |Zmin |расч. |
| | | | | | |размер |
| |мкм |мкм |мкм |мкм |мкм |мм |
|Заготовка |100 |100 |365 |- |- |19.62 |
|Точение |30 |30 |22 |- |1300 |18,32 |
|Предв. шлифов-е |6 |12 |1,3 |- |170 |18,15 |
|Оконч. шлифов-е |- |- |- |- |150 |18 |
| |Допуск |Пред, р-ры |Пред. прип. |
| | |max |min |max |min |
| |мкм |мм |мм |мм |мм |
|Заготовка |- |19,62 |19,62 |- |- |
|Точение |84 |19,16 |18,32 |0,46 |1,3 |
|Предв. шлифов-е |33 |18,48 |18,15 |0,68 |0,17 |
|Оконч. шлифов-е |7 |18,07 |18 |0,41 |0,15 |
Максимальный припуск на обработку найдем по формуле:
2Zi min= 2Zi min + ?i-1 - (i,
где ?i-1 - допуск по размеру на предшествующем переходе;
(i - допуск по размеру на выполняемом переходе.
Результаты расчетов приведены в таблице 1.7.1.
Так как заготовка получена сортовым прокатом, то диаметр заготовки
должен иметь определенное значение. Ближайшим большим диаметром заготовки
является заготовка с диаметром 20 мм. Исходя из этого примем, что
минимальный припуск на точении составляет 1,68 мм, а максимальный припуск -
0,84 мм.
Определим общие припуски 2Zo max и 2Zo min, суммируя промежуточные
припуски на обработку:
2Zomax = 0,84 + 0,68 + 0,41 = 1,91 мм,
2Zomin = 1,68 + 0,17 + 0,15 = 2 мм.
Проведем проверку правильности расчетов по формуле:
2Zi max-2Zi min=?з-?д
где ?з - допуск по размеру на заготовку;
(д - допуск по размеру на деталь.
1,91 -2 = 0-0,07
Условие выполняется, следовательно, припуски рассчитаны верно.
1.8. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ
Рассчитаем режимы резания на позициях центрования, фрезерования
зубьев, фрезерования лапки на конусе Морзе, предварительного шлифования
конуса Морзе.
Расчет режимов резания ведем по справочнику «Режимы резания металлов»
под редакцией Ю. В. Барановского.
1.8.1. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ЦЕНТРОВКИ РАЗВЕРТКИ.
Для центрования отверстий скорости резания назначаем по таблице для
сверления по наибольшему диаметру фаски центровочного отверстия.
1. Расчет длины рабочего хода:
Lp.x. = Lpeз. + y,
где Lрез. - длина резания, мм;
у - длина подвода, врезания и перебега инструмента, мм.
Lp.x. = 5,5 + 5 = 10,5 мм.
2. Назначение подачи на оборот шпинделя станка So в мм/об. Рекомендуемая
подача на один оборот шпинделя станка для сталей с НВ > 270 при Lрез./d < 3
So = 0,08 * 0,8 = 0,064 мм/об, (стр. 111)
По паспорту станка принимаем So = 0,054 мм/об.
3. Определение стойкости инструмента по нормативам Тр в минутах резания
(стр. 114):
Тр=Тм * ?,
где Тм - стойкость в минутах машинной работы станка;
? - коэффициент времени резания инструмента.
? = Lрез./ Lp.x. = 5,5/10,5 = 0,52,
? < 0,7 следовательно, его необходимо учитывать, Тм = 20 мин.
ТР = 20*0,52 = 10,4 мин.
4. Расчет скорости резания в м/мин и числа оборотов шпинделя в минуту.
По нормативам при So = 0,054 мм/об (карта С-4, стр. 115-123) значение Vтабл
= 26 м/ мин.
V = Vтабл * К1 * К2 * КЗ,
где К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
К2 - коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;
КЗ - коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру.
К1 =0,9;К2 = 1,5;КЗ = 1,0.
V = 26 * 0,9 * 1,5 * 1,0 = 31,5 м/мин.
Число оборотов шпинделя по расчетной скорости резания:
n= 1000 *V/(3,14*D)== 1000* 31,5/(3,14* 5,3) = 1893 об/мин.
По паспорту станка принимаем 2000 об/мин.
Уточняем скорость резания по принятому числу оборотов:
V = 3,14 * D * n / 1000 = 3,14 * 5,3 * 2000 / 1000 = 33,3
м/мин.
5. Определим минутную подачу:
Vs = n * So = 2000 * 0,054 = 108 м/ мин.
6. Расчет мощности резания (стр. 126):
Nрез = Nтабл *КN* n / 1000,
где Nтабл - табличное значение мощности, кВт;
Кn - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
Nтабл = 0,06 кВт; Кn = 1,45.
Nрез = 0,06 * 1,45 * 2000 / 1000 = 0,174 кВт.
7. Определим мощность на шпинделе станка и проверим,
подходит ли по мощности двигатель станка:
Nшп = Nд * (
где ( - КПД станка;
Nд - мощность двигателя станка, кВт.
Nшп = 2,8 * 0,8 = 2,24 кВт. Nшп>Мрез(2,24>0,124)
Двигатель по мощности подходит.
8. Найдем машинное время:
То = Lp.x. / Vs = 10,5 / 108 = 0,097 мин.
1.8.2. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ ЗУБЬЕВ.
1. Устанавливаем глубину резания. Припуск снимаем за один
рабочий ход, следовательно, t = h = 3,5 мм.
2. Назначаем подачу на зуб фрезы (карта Ф-2, стр. 86). Для t
до 6 мм и обработки стали Sz = 0,04...0,08 мм/зуб. Принимаем
Sz = 0,06 мм/зуб.
3. Назначаем период стойкости фрезы (карта Ф-3, стр. 87).
Для угловой фрезы из стали Р6М5 диаметром D = 100 мм рекомендуется период
стойкости Т = 170 мин.
4. Определяем скорость главного движения резания, допус-
каемую режущими свойствами фрезы (карта Ф-4, стр. 99). Для
b = 6 мм, t = 3,5 мм, Т = 170 мин. и Sz = 0,06 мм/зуб Vтабл.=30
м/мин. Поправочные коэффициенты на скорость равны К1=1,5; К2 = 0,9; КЗ =
0,9. Тогда скорость резания равна
V = Vтабл. * К1 * К2 * КЗ = 30 * 1,5 * 0,9 * 0,9 = = 36 м/мин.
5. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной
скорости главного движения резания:
n = 1000 * V / (3,14 * D) = 1000 * 36 / (3,14 * 100) =115 мин-1
Корректируем частоту вращения шпинделя по станку и устанавливаем
действительную частоту вращения: nд = 100мин-1
6. Действительная скорость главного движения резания
Vд = 3,14 * D * nд / 1000 = 3,14 * 100 * 100 / 1000 = = 31,4
м/мин.
7. Определяем скорость движения подачи:
Vs = Sz * Z * nд = 0,06 * 18 * 100 = 108 мм/мин.
Корректируем эту величину по данным станка и устанавливаем
действительную скорость движения подачи Vs = 100 мм/мин.
8. Определяем мощность, затрачиваемую на резание (карта Ф-5, стр. 102).
Для Sz=0,06 мм/зуб, b=6 мм, t=3,5 мм, D=100 мм, Z=18, Vд=31,4м/мин получим
Е = 0,11, К1 = 1,6, К2 = 0,55
Npe = Е * Уд * b * Z * К1 * К2 /1000 = 0,11 * 31,4 * 6 * 18 * 1,6 *
0,55/1000= =0,33 кВт.
9. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка:
Nшп = Мд * л = 1 * 0>8 = 0,8 кВт.
Nшп>Nрез(0,8>0,33)
Двигатель по мощности подходит.
10. Найдем основное время:
То = Lp.x. / Vs
Lp.x. = 1 + у + (
Врезание при фрезеровании угловой фрезой
________ _____________
у = ? t * (D -1) = (3,5 * (100 - 3,5) = 18 мм
( = 0
Lp.x. = 145+ 18 = 163мм.
То= 163/108 = 1.51 мин.
Для шести канавок
То = 6 * 1,51 =9,06 мин.
1.8.3. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ ЛАПКИ НА КОНУСЕ МОРЗЕ.
Устанавливаем глубину резания. Припуск снимаем за один
рабочий ход, следовательно, t = h = 16 мм.
Назначаем подачу на зуб фрезы (карта Ф-2, стр. 86). Для t
до 6 мм и обработки стали Sz=0,03...0,06мм/зуб. Принимаем
Sz = 0,06 мм/зуб.
Назначаем период стойкости фрезы (карта Ф-3, стр. 87).
Для радиусной фрезы из стали Р6М5 диаметром D = 100 мм рекомендуется период
стойкости Т = 100 мин.
Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими
свойствами фрезы (карта Ф-4, стр. 99). Для
b = 6 мм, t = 3,5 мм, Т = 170 мин. и Sz = 0,06 мм/зуб Vтабл. = 37м/мин.
Поправочные коэффициенты на скорость равны К1=1,05; К2 = 0,9; КЗ = 1,0.
Тогда скорость резания равна
V = Vтабл. * К1 * К2 * КЗ = 37 * 1,05 * 0,9 *
1,0 =35 м/мин.
Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной
скорости главного движения резания:
n = 1000 * V / (3,14 * D)=1000 * 35 / (3,14 * 100)=112мин-l
Корректируем частоту вращения шпинделя по станку и устанавливаем
действительную частоту вращения: nд=100мин-1
Действительная скорость главного движения резания
Vд = 3,14 * D * пд /1000 = 3,14 * 100 * 100 /1000=31,4 м/мин.
Определяем скорость движения подачи
Vs = Sz * Z * пд = 0,06 * 18 * 100 = 108 мм/мин.
Корректируем эту величину по данным станка и устанавливаем
действительную скорость движения подачи Vs = 100 мм/мин.
8. Определяем мощность, затрачиваемую на резание (карта
Ф-5, стр. 102). Для Sz = 0,06 мм/зуб, b = 3,85 мм, t = 16 мм, D =
100 мм, Z = 18, Vд = 31,4 м/мин получим Е = 0,35, К1=1,6; К2=0,7
Npeз = 2 * Е * Vд * b * Z * K1 * К2 / 1000 =
= 2 * 0,35 * 31,4 * 3,85 * 18 * 1,6 * 0,7 / 1000 = 1,7
кВт.
9. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка:
Nшп = Nд * ( = 2,8 * 0.8 = 2,24 кВт.
Nшп > Nрез(2,24 > 1,7)
Двигатель по мощности подходит.
10. Найдем основное время:
То = Lр.х. / Vs
Lр.х. = l + у + (
Врезание при фрезеровании радиусной фрезой
______ ____________
y=?t*(D-t) = (l6* (100 - 16) = 37мм
( = 1...5 мм; принимаем ( = 4 мм.
Lp.x. = 14 + 37 + 4 = 55мм.
То = 55/108 = 0,51 мин.
1.8.4. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ШЛИФОВКИ КОНУСА МОРЗЕ.
Расчет ведем по Справочнику технолога - машиностроителя Т. 2/В. Н.
Гриднев, В. В. Досчатов, В. С. Замалин и др./Под ред. А. Н. Малова. Изд. 3-
е. М.: Машиностроение, 1972.
1. Скорость главного движения резания (шлифовального круга)
V=30... 35 м/с;
V = 3,14*Dк*nк/(1000*60);
По паспортным данным станка 3151 у нового круга Dk=200 мм; nк=3000 мин-
1.
Тогда
V = 3,14 * 200 * 3000 / (1000 * 60) = 31,4 м/с,
то есть в пределах рекомендуемого диапазона.
2. Скорость движения окружной подачи vsokp=25..35 м/мин
(табл. 69, стр. 465). Принимаем среднее значение 30 м/мин.
3. Определяем частоту вращения заготовки, соответствую-
щую принятой скорости движения окружной подачи:
nз = 1000 * Vsokp / (3,14 * dз) = 1000 * 30 / (3,14 * 18) = 530
мин-1.
где dз - диаметр заготовки.
Найденное значение nз = 530 мин-1 не может быть установлено на станке
3151, имеющем бесступенчатое регулирование частоты вращения заготовки в
пределах 40 - 400 мин-1, поэтому принимаем максимально возможное значение
400 мин-1.
4. Поперечная подача круга Sx = 0.005...0,015 мм/ход стола;
учитывая высокие требования, предъявляемые к точности об
работки и шероховатости поверхности Ra = 0,4 мкм, принимаем Sx=0,005мм/ход.
Так как на станке 3151 поперечные подачи регулируются бесступенчато в
пределах 0,002-0,1мм/ход, то принимаем Sx = 0,005м/ход.
5. Определяем продольную подачу на оборот заготовки:
So = sд * Вк
где Вк - ширина шлифовального круга.
Для окончательного шлифования в справочнике рекомендуется
sд=0,2...0,4; принимаем sд = 0,3. Тогда
So = 0,3 * 20 = 6 мм/об
6. Определяем скорость движения продольной подачи (скорость
продольного хода стола)
Vs npод = So * nз / 1000 = 6* 400 / 1000 = 2,4 м/мин.
На используемом станке предусмотрено бесступенчатое регулирование
скорости продольного хода стола в пределах 0,05...5м/мин, поэтому принимаем
Vs прод = 2,4 м/мин.
7. Определяем мощность, затрачиваемую на резание:
Npeз = CN * (Vsoкpr) * (Sxх) * (SоУ) * (dзq)
где cn, r, x, y, q - коэффициент и показатели степени (табл. 70, стр.
468). Сn=2,65; r = 0,5; х = 0,5; у = 0,55; q = 0. Тогда
Крез = 2,65 * (300,5) * (0,0050,5) * (60,55) =2,65 * 5,48 *
0,07 * 2,68 = 2,72кВт.
8. Проверяем, достаточна ли мощность двигателя шлифовальной бабки:
Nшп = Nд * ( = 5,5 * 0,8 = 4,4 кВт.
Nшп > Npeз (4,4 > 2,72),
то есть обработка возможна.
9. Основное время
То = L * h * К / (nз * So * Sx),
где L - длина хода стола; при перебеге круга на каждую сторону, равном
0,5 Вк, L = 64 мм;
h = 0,075 - припуск на сторону, мм;
К= 1,4- коэффициент точности, учитывающий время на «выхаживание».
То = 64 * 0,075 * 1,4 / (400 * б * 0,005) = 0,56 мин.
1.8.5. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ШЛИФОВАНИИ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ
1. Скорость главного движения резания (шлиф овального круга)
V = 30... 35 м/с;
V = 3,14 *Dк*nк/ (1000* 60)
По паспортным данным станка 3151 у нового круга Dk=200 мм;
nк=3000мин-1.
Тогда
V = 3,14 * 200 * 3000 / (1000 * 60) = 31,4 м/с,
то есть в пределах рекомендуемого диапазона.
2. Скорость движения окружной подачи Vs okp=20..30м/мин (табл. 69, стр.
465). Принимаем среднее значение 25 м/мин.
3. Определяем частоту вращения заготовки, соответствующую принятой скорости
движения окружной подачи:
nз = 1000 * Vs okp / (3,14 * dз) = 1000 * 25 / (3,14 * 16) =
498 мин-1.
где dз- диаметр заготовки.
Найденное значение nз = 498 мин-1 не может быть установлено на станке
3151, имеющем бесступенчатое регулирование частоты вращения заготовки в
пределах 40 - 400 мин-1, поэтому принимаем максимально возможное значение
400 мин-1.
4. Поперечная подача, круга Sx = 0,0075. ..0,01 мм/ход стола; учитывая
высокие требования, предъявляемые к точности обработки и шероховатости
поверхности Ra = 0,1 мкм, принимаем Sx=0,0075 мм/ход. Так как на станке
3151 поперечные подачи регулируются бесступенчато в пределах 0,002 - 0,1
мм/ход,
то принимаем Sx = 0,0075 мм/ход.
5. Определяем продольную подачу на оборот заготовки:
Sо = sд*Вк
где Вк - ширина шлифовального круга.
Для окончательного шлифования в справочнике рекомендуется
sд=0,3...0,5; принимаем sд = 0,4. Тогда
So = 0,4 * 24 = 9,6 мм/об
6. Определяем скорость движения продольной подачи
(скорость продольного хода стола)
Vs прод = So * nз / 1000 = 9,6 * 400 / 1000
= 3,84 м/мин.
На используемом станке предусмотрено бесступенчатое регулирование
скорости продольного хода стола в пределах 0,05...5 м/мин, поэтому
принимаем Vs прод = 3,84 м/мин.
7. Определяем мощность, затрачиваемую на резание:
Npeз = CN * (Vsокрr) * (Sxx) * (Soy) * (dзq)
где Сn, г, x, y, q - коэффициент и показатели степени (табл. 70, стр.
468).
Сn = 2,65; г = 0,5; х = 0,5; у = 0,55; q = 0. Тогда
Nрез = 2,65 * (250,5) * (0,00750,5) * (9,60,5)
=2,65 * 5 * 0,087 * 3,47 = 4,0 кВт.
8. Проверяем, достаточна ли мощность двигателя шлифовальной бабки:
Nшп = Nд * ( = 5,5 * 0,8 = 4,4 кВт
Nшп > Nрез (4,4 > 4,0),
то есть обработка возможна.
Основное время
То = L * h * K / (nз * Sо * Sx)
где L - длина хода стола; при перебеге круга на каждую сторону, равном
0,5 Вк, L = 22 мм;
h = 0,08 - припуск на сторону, мм;
К = 1,4 - коэффициент точности, учитывающий время на
«выхаживание».
То = 22 * 0,08 * 1,4 / (400 * 9,6 * 0,0075) = 0,26 мин. |
