Общая часть

Сила резания

Мощность резания.

Вычислим требуемую мощность, затрачиваемую на обработку заготовки детали по формуле:

.

Вычислим мощность на шпинделе _. и сопоставим с затрачиваемой мощностью на обработку заготовки, _.

.

Следовательно, станок не лимитирует выбранного режима резания.

Фрезерование

При решении задачи следует проанализировать предложенные для заданных условий методы обработки и сопоставить эффективность их применения по машинному времени и качеству обработки.

Обработать заготовка: длина , ширина , толщиной , материал Чугун СЧ18 (НВ = 207). Требуемое значение шероховатости поверхности . Припуск на обработку .
Назначить режимы резания для обработки плоской поверхности на вертикально-фрезерном станке модели 6Р12.
Паспортные данные вертикально - фрезерного станка 6Р12:
Рабочая поверхность стола:
Ширина 320
Длина 1250 .
Мощность электродвигателя главного движения 7 .
КПД станка .
Частота вращения шпинделя, мин^-1: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500.
Подачи стола (мм/мин): 19; 23,5; 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 900.
Наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной подачи стола, .
. При назначении элементов режимов резания учитываем характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.
Элементы режима резания обычно устанавливают в следующем порядке:
а) глубина резания;
б) подача;
в) скорость резания;
г) стойкость;
д) сила резания;
е) ширина фрезерования.
Фрезерованием называется процесс обработки металлов резанием при помощи многолезвийного режущего инструмента - фрезы. Фрезерование является весьма распространенным прогрессивным методом обработки плоских и фасонных поверхностей.
При фрезеровании различают подачу на один зуб , подачу на один оборот фрезы и минутную подачу , которые находятся в следующем соотношении:

Где - частота вращения фрезы, ;
- число зубьев фрезы.
. Выбор инструмента.
Для фрезерования на вертикально-фрезерном станке заготовки из чугуна выбираем торцевую фрезу с механическим креплением пластин из твердого сплава ВК6, диаметром , угол в плане . Принимаем ; , ГОСТ 22085 - 76, [6. стр.188, табл.96].
. Режим резания.

Глубина резания.

Заданный припуск на чистовую обработку срезают за один проход, тогда
.
Назначение подачи.
Для получения шероховатости Rz = 40 мкм подача на оборот , [6. стр.283, табл.33].
Период стойкости фрезы.
Для фрез торцевых диаметром до 110 мм с пластинками из твердого сплава применяют период стойкости
, [6. стр.290, табл.40].
Скорость резания определяем по формуле:

Значения коэффициента и показателей степени определяем по таблице [6. стр.288, табл.39].

Для чернового и чистового фрезерования серого чугуна с применением твердосплавных пластин:

, ; ; ; ; ; .

Общий поправочный коэффициент: .

Кv находим по таблице [6. стр.261, табл.1], для обработки чугуна расчетная формула:

[6. стр.262, табл.2],
; [6. стр.263, табл.5 и 6],

Скорость резания при чистовом фрезеровании равна:

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания

.

Корректируем по паспорту станка

.

Перегруз не превышает значения в 5% следовательно разрешено взять данные обороты.

Действительная скорость резания

.

Для уточнения величин подач необходимо рассчитать движения подачи по величине подачи на зуб и на оборот

.

По паспорту станка находим возможную подачу, выбираю значения, .

Исходя из принятых величин уточняем значения подач на зуб и на оборот

;
.

. Параметры срезаемого слоя.

;
.
Проверка выбранного режима резания.
Выбранный режим резания проверяем по характеристикам станка: мощности на шпинделе станка и максимально допустимому усилию, прилагаемому к механизму подачи.
Мощность, затрачиваемая на резание, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе: .
Мощность на шпинделе определится по формуле

.

где - мощность электродвигателя привода главного движения резания, .

Мощность резания при фрезеровании определяется по формуле

где - главная составляющая (касательная) силы резания, .

Крутящий момент на шпинделе станка определится по формуле:



- крутящий момент на шпинделе, .
Главная составляющая силы резания при фрезеровании определяется по формуле:

где - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и другие условия;

- коэффициент, учитывающий свойства материала обрабатываемой заготовки,

; [6. стр.264, табл.9],

Значения коэффициента и показателей степеней , , , , приведены [6. стр.291, табл.41],

; ; б; ; ; .


.

Следовательно, станок не лимитирует выбранного режима резания.

. Основное время


где .
.

Строгальная обработка.

Паспортные данные поперечно - строгального станка 736.
Наименьший ход ползуна 95
Наибольший ход ползуна 650 .
Пределы рабочих скоростей3-37
Число двойных ходов ползуна - 12,5; 17,9; 25,0; 36,5; 52,5; 73,0 .
Пределы горизонтальной подачи - 0,33; 0,67; 1,00; 1,23; 1,67; 2,00; 2,33;
,67; 3,00; 3,30 .
Наибольшее усилие 1700 .
Мощность 2,8 .
. Выбор инструмента.
Для обработки плоскости из серого чугуна марки СЧ18 твердостью НВ=207 принимаем строгальный проходной прямой с пластиной из твердого сплава ВК6.
Параметры срезаемого слоя.
. Глубину резания принимаем равной . Согласно требованиям шероховатости и величине припуска подачу выбираем ; .
В соответствии с паспортом станка принимаем ближайшую из имеющих на станке скоростей резания .
Длина хода определяется по формуле

,

где - длина строгания;

- величина перебега резца.

.

Находим число двойных ходов стола в минуту по формуле;

.

По паспорту станка принимаем ближайшее из имеющихся на станке чисел двойных ходов .

При получистовом строгании и надобность в проверке соответствия станка на мощность отпадает.
. Определяем машинное время.


.
.

В результате расчёта выбираю обработку фрезерованием, так как время на обработку значительно меньше.

Сверление

На вертикально-сверлильном станке 2Н135 производится сверление отверстия диаметром и глубиной сверления в заготовке . Способ крепления в тисах.

Сталь 40 ХГТ .
Шероховатость .
Точность .
Паспортные данные вертикально - сверлильного станка 2Н135
Мощность двигателя, 4
КПД станка .
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 .
. При назначении элементов режимов резания учитываем характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.
Элементы режима резания обычно устанавливают в следующем порядке:
а) глубина резания;
б) подача;
в) сила резания.
г) стойкость;
д) скорость резания;
Наиболее распространенный метод получения отверстий резанием - сверление.
Движение резания (главное движение) при сверлении - вращательное движение инструмента, движение подачи поступательное движение инструмента относительно детали. 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. Градация диаметров спиральных сверел должна соответствовать: ГОСТ 885 - 77. Отличительной особенностью назначения режима резания при сверлении является то, что глубина резания .
. Выбор режущего инструмента
Для сверления стали 40 ХГТ ( ) выбираю сверло , из стали Р18, ГОСТ 10903 - 77 заточенное по методу В.И. Жирова, угол привершения сверла ; задний угол ; угол наклона поперечной кромки , [6. стр.146, табл.42], [6. стр.151, табл.44].
. Эскиз инструмента.

. Выбор параметров режима резания.

Глубина резания.

.

Выбор подачи.

Для сверления заготовки сталь 40 ХГТ ( ), сверлом диаметром , выбираем подачу [6. стр.277, табл.25]
При сверлении отверстия глубиной поправочный коэффициент из этого следует: .
По паспорту станка устанавливаем ближайшую подачу к расчетной: .
Стойкость инструмента: , [6. стр.279, табл.30].
Выбор скорости и числа оборотов.
Скорость резания, м/мин, при сверлении:

Значение коэффициентов С_v и показателей степеней приведены для сверления в [6. стр.278, табл.28].

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

.

; .
.

По найденной скорости резания подсчитывается необходимое число оборотов инструмента в минуту:

.

По теоретически найденной частоте вращения шпинделя (принимают ближайшее меньшее значение) подберем число оборотов шпинделя, существующие по паспорту станка, она составляет .

Тогда фактическая скорость резания будет равна;

.

Параметры срезаемого слоя.

;
.

. Проверка выбранного режима по осевому усилию и мощности.

Для установленных условий сверления , и
, проведем следующие вычисления:
Крутящий момент и осевую силу при сверлении рассчитаем по формулам:


где коэффициенты:
крутящий момент: ; ; .
осевой силы: ; ; [6. стр.281, табл.32].

[6. стр.264, табл.9].

Так как меньше , следовательно механизмы подачи станка выдержат выбранные режимы резания.

Вычислим требуемую мощность, затрачиваемую на обработку заготовки детали по формуле:

.

Вычислим мощность на шпинделе и сопоставим с затрачиваемой мощностью на обработку заготовки, .

.

Следовательно, станок не лимитирует выбранного режима резания.

. Расчет машинного времени на обработку.

;
;
.