Методика расчётов режимов резания

Фрезерование при котором фреза и заготовка движутся навстречу друг другу называют встречным. Это есть наиболее распространенный способ, характеризующийся тем, что нагрузка на каждый зуб фрезы увеличивается постепенно, т.к. толщина срезаемого слоя изменяется от нуля при входе зуба до максимума на выходе зуба.

При попутном фрезеровании фреза и заготовка движутся в одном направлении. Вертикальная составляющая силы резания прижимает заготовку к столу - это способствует отсутствию вибраций, более равномерному снятию припуска. Зуб фрезы подвергается наибольшей нагрузке. Несмотря на лучшие условия снятия припуска, существует опасность захвата (или «подрыва») заготовки.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

1. Исходные данные:

2. Выбор типа фрезы:

2.1. Выбор материала РЧ. Таблица 2…3 [1,с.115..118].

2.2. Выбор конструкции фрезы, смотри схемы фрезерования [1, с.281..282].

Диаметр торцовой фрезы:

В-ширина фрезерования; мм.

2.2.1. Корректировка диаметра торцовой фрезы. Таблица 91..96, 100 [1, с.187].

Шпоночные фрезы, Таблица 73..76 [1, с.177].

Концевые фрезы. Таблица 65..72 [1,с. 174..176].

Дисковые пазовые фрезы. Таблица 80..83 [1, с.180].

Дисковые 3-хсторонние фрезы. Таблица 84..85 [1, с.182].

Цилиндрические фрезы [6, с.325], Таблица 9.9 [4, с.342], Таблица 9.8 [4, с.348]

2.3. Определение геометрических элементов фрезы (смотри конспект) [4, с.347..350].

3.Определение режима резания:

3.1. Глубина резания.

При снятии припуска за проход t = h, мм

Ширина фрезерования В. Смотри эскиз обработки детали.

3.2. Определение подачи на зуб. Карта Ф-2 [2, с.83..86].

Ks - смотри под соответствующими таблицами.

3.3. Назначение периода стойкости фрезы. Карта Ф-3 [2, с.87].

3.4. Определение скорости главного движения:

Для чугуна: Карта Ф-4 [2, с.88..101];

Для стали: Карта Ф-2 [2, с.96..99];

Для алюминия: Карта Ф-2 [2,с.101].

3.5. Определение частоты вращения шпинделя:

3.6. Корректировка пд по паспорту станка.

3.7. Действительная скорость главного движения:

3.8. Определение скорости подачи:

3.9. Корректировка Vsд по паспорту станка.

3.10. Определение мощности резания. Карта Ф-5 [2, c.101..103].

3.10.1. Проверка по мощности станка:

4. Определение основного (машинного) времени:

4.1. Определение длины рабочего хода:

y-величина врезания. - величина перебега. [2, c.301..302].

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 17

Расчет режимов резания при зубонарезании

Цель работы: научиться рассчитывать режимы резания при зубонарезании.

Оборудование и материалы: справочная и методическая литература, инженерные калькуляторы.

Литература: 1. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2./Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1986, с.115..293.

2. Режимы резания металлов. Справочник./Под ред. Ю.В. Барановского.- М.: Машиностроение,1972, с.426.

3. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках.Ч.2.-М.: Машиностроение,1974, с.26..160.

Время на выполнение работы: 2 часа.

Краткие теоретические сведения:

Существует два метода нарезания зубьев зубчатых колес (ЗК): метод копирования и метод обката (огибания).

Метод копирования используется в мелкосерийном и единичном типах производства. РИ--дисковые и пальцевые модульные фрезы, головки для контурного зубодолбления, протяжки. Режущий контур этих РИ копирует себя в межзубных впадинах обрабатываемой детали. При этом фрезами и часто протяжками выполняют обработку зубьев методом деления, т.е. обрабатывается одна межзубья впадина, затем поворот заготовки на угловой шаг зубьев для обработки второй впадины и т.д. Обработка малопроизводительная, точность обработки низкая.

По методу обката профиль боковой поверхности зуба изделия образуется постепенно и представляет собой огибающую мгновенных положений в работе режущего контура зубообрабатывающего РИ. РИ--червячные модульные фрезы, долбяки, зубострогальные резцы, резцовые головки, рейки. РИ для чистовой обработки--шевер, хон, притир.

Наиболее высокая точность достигается долбяками и зубострогальными резцами. Однако следует помнить, что такие операции, как зубофрезерование с последующим шевингованием, обеспечивают и производительность и точность более высокую, чем зубодолбление.

К геометрическим параметрам зуборезных РИ относятся форма передней и задней поверхностей зуба, а также передний , задний углы и угол наклона стружечных канавок фрез.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

1. Исходные данные

2. Выбор типа конструкции зуборезного РИ:

2.1. Выбор РИ. Таблица 117 [2, с.296], Таблица 105 [1, с.293], Таблица 15 [3, с.184].

2.2. Класс точности РИ. Таблица 3 [3, с.11].

2.3. Угол заточки передней поверхности фрезы. Таблица 2 [3, с.160].

2.4. Геометрические параметры фрезы. Таблица 15 [3, с.184].

3. Назначение режимов резания.

3.1. Определение глубины резания:

Если нарезание происходит за 1 режущий ход, то t = h, h-высота зуба.

Обычно черновые червячные фрезы, такие, что можно нарезать зубья на полную глубину, но оставляют припуск на чистовую механическую обработку лишь по боковым сторонам зуба. В этом случае

t=h=2,2m

Если мощности станка не достаточно, тогда обработка ведется за 2 прохода.

t(чист)=0,6h

t(черн)=1,4h

Назначение подачи:

3.2.1. Определение классификационной группы станка. Карта 1 [3, с.25].

3.2.2. Назначение подачи. [3, с.26..27].

3.2.3. Корректировка подачи по паспорту. [2, с.426].

4. Период стойкости фрезы. Приложение 3 [3, с.161].

5. Определение скорости главного движения.

5.1. Определение табличного значения скорости резания Vm; Карта 4 [3, с.28..35].

5.2. Определение допустимого числа осевых перемещений фрезы, за время ее работы. Карта 11 [3, с.36..37];

5.3. Поправочный коэффициент на скорость.

В этой же таблице (Карта 4 [3, с.28..35]).. поправочный коэффициент для мощности.

6. Частота вращения фрезы:

7. Корректировка по паспорту станка. [2, c.426].

8. Действительная скорость резания:

1. Мощность, затрачиваемая на резание. Карта 4 [3, с.28…35].

10. Проверка мощности привода станка:

11. Определение основного машинного времени:

Lpx -- длина рабочего хода, мм

где п - число заходов фрезы;

Z - число зубьев фрезы;

В - ширина венца, мм;

- число одновременно обтачиваемых заготовок, шт.

Смотри примечание 2 [3, с.169], т.к. табличная величина может быть изменена.

12. Определение времени, затрачиваемого на обработку одной заготовки:

13. Сводная таблица режимов резания.

ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ № 18

Назначение режимов резания при резьбонарезании. Табличный метод

Цель работы: научиться рассчитывать режимы резания при нарезании резьбы по таблицам нормативов.

Оборудование и материалы: справочная и методическая литература, инженерные калькуляторы, паспортные данные станков.

Литература: 1. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2./Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1986, с.115..296.

2. Режимы резания металлов. Справочник./Под ред. Ю.В.Барановского. - М.: Машиностроение,1972, с.163.

3. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач по резанию металлов и режущему инструменту. - М.: Машиностроение, 1990, с.422.

4. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках.Ч.1.-М.:Машиностроение,1974, с.67..396.

Время на выполнение работы: 2 часа.

Краткие теоретические сведения.

Резьбовые соединения широко применяются в машиностроении. Формообразование резьбы осуществляется разнообразными РИ на станках многих типов. Основной метод получения резьбы--обработка резанием, но может быть еще и пластическое деформирование.

РИ, применяемые для получения резьбы: резьбовые резцы, гребенки, метчики, резьбонарезные плашки, резьбонарезные головки, резьбовые фрезы и т.д. Широко используется метод нарезания резьбы шлифовальными кругами (однониточными и многониточными).

Классификация резьб: по форме профиля: - треугольная;

-трапецеидальная;

-прямоугольная;

-несимметричная (упорная).

по числу заходов: - однозаходные;

-многозаходные

по направлению винтовых канавок: - правые;

-левые.

Шаг резьбы Р -- расстояние между одноименными точками двух соседних витков.

Угол подъема винтовой линии --угол между плоскостью, перпендикулярной оси винтовой поверхности, и касательной к направлению витка.

Крепежные резьбы основных видов подразделяются на метрические и дюймовые.

Метрические резьбы имеют угол профиля , вершины выступов срезаны, а дно впадин закруглено. Делятся на резьбы с крупным и мелким шагом. В обозначение резьбы с крупным шагом входит индекс М и диаметр резьбы (М6, М8 и т.д.). Резьбы с мелким шагом также обозначаются индексом М с указанием диаметра и шага резьбы (М121 и т.д.).

Дюймовые резьбы имеют треугольный профиль с углом а диаметр их измеряется в долях дюйма (1''=25,4мм). Шаг резьбы характеризуется числом ниток на один дюйм. Дюймовая резьба обозначается только наружным диаметром 1'', ?'', ?'' и т.д. Каждой резьбе соответствует число ниток на один дюйм (по справочнику).

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

1. Исходные данные:

2. Выбор типа инструмента, и основных размеров РИ.

- резьбовые резцы для нарезания резьбы. Таблица 12 [1, с.122]

-резцы для наружной и внутренней резьбы. Таблица 145..146 [1, с.230..231]

-метчики. Таблица 134..135 [1, с.221]

-гребенчатые резьбовые фрезы. Таблица 143 [1, с.229]

2.1. Выбор материала режущей части. Таблица 2..3 [1, с.115..119]

2.2. Выбор геометрических параметров РИ.

- резьбовые резцы. Лист 2. Приложение 2 [4, с.356]

- метчики. Лист 15. Приложение 2 [4, с.365]

- гребенчаты фрезы. Таблица 147..148 [1, с.231]

3. Назначение режимов резания.

3.1. Установление числа черновых рабочих ходов:

- для работы резцом. Карта 22..31 [4, с.67…77]

- при работе другим РИ - работа ведется за 1 рабочий ход.

3.2. Определение подачи.

- при работе резцами и метчиками:

S=p,

где р -шаг резьбы.

- при работе гребенчатыми фрезами. Карта 200 [4, с.344]

поправочные коэффициенты под таблицей.

4. Назначение периода стойкости. Таблица 49 [1, с.296] (правая крайняя колонка)

5. Определение скорости резания и поправочных коэффициентов:

-для резцов. Карта 22..31 [4, с.67…77]

-для фрез. Карта 201..203 [4, с.345..348]

-для метчиков. Карта 82..85 [4, с.147..150]

(смотри внизу таблицы)

1. Определение частоты вращения шпинделя, мин-1.

- при работе резцами:

- при работе метчиками. Карта 82…85 [4, с.147..150]

- при работе фрезами. Карта 201..203 [4, c.345..348]

6.1. Корректировка по паспорту станка. [З.с.421]

6.2. Определение действительной скорости резания:

7. Мощность резания.

-для метчиков. Карта 82…85 [4, с.149]

-для резцов. Карта 22 [4, с.67..72]

-для фрез:

Определение крутящего момента:

,

Нм. Карта Р-2 [2, c.163]

8. При нарезании резьбы гребенчатыми фрезами, необходимо определить частоту вращения заготовки:

8.1. Корректировка по паспорту станка [3, c.427]

9. Проверка возможности резания.

10. Определение основного машинного времени: - при работе резцами:

-величина врезания

где Р- шаг, I- число рабочих ходов.

-при работе гребенчатыми фрезами:

-при работе метчиками:

-число оборотов на обратном ходу:

Определение диаметра сверла под резьбу

Диаметр сверла для отверстий под нарезание метрической резьбы

Диаметр стержней под резьбу при нарезании резьбы плашками

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 19

Назначение режимов резания при протягивании

Цель работы: научиться рассчитывать режимы резания на протягивание табличным методом, совершенствовать навыки работы со справочной и методической литературой.

Оборудование и материалы: справочная и методическая литература, паспортные данные станков, инженерные калькуляторы.

Литература: 1. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.- М.: Машиностроение, 1986, с.115..163.

2. Режимы резания металлов. Справочник. / Под ред. Ю.В.Барановского. - М.:Машиностроение,1972, с.132..138.

Время на выполнение работы: 2 часа.

Краткие теоретические сведения:

Протягивание -- мех.обработка внутренних и наружных поверхностей с прямолинейной образующей с помощью многолезвийного РИ -- протяжки. Заготовка при прямолинейном протягивании неподвижна. Особенно эффективно протягивание сложных и фасонных профилей заготовок. Находит широкое применение в массовом и серийном производствах. В мелкосерийном и единичном производствах обрабатывают поверхности, к которым предъявляются высокие требования к точности и параметрам шероховатости.

Основное отличие протягивания от других методов обработки -- отсутствует движение подачи Ds. Значение подачи заключено в конструкции самого РИ. Размер каждого последующего зуба протяжки, больше предыдущего на величину, численно равную подаче на зуб Sz. Каждый зуб только один раз учувствует в процессе резания.

Протягиванием обрабатывают различные внутренние и наружные, а также полуоткрытые поверхности.

Существует два варианта протягивания: свободное и координатное.

Все протяжки работают на растяжение, т.к. сила Р прикладывается к замковой части.

Если сила прикладывается к задней части протяжки, то такой метод обработки называют прошиванием, а РИ -- прошивкой. Прошивка работает на сжатие и продольный изгиб. Прошивки чаще всего применяют для калибровки внутренних отверстий высокой точности. Иногда последние секции прошивки или протяжки выполняют полукруглыми для развальцовки -- сглаживания шероховатости и придания поверхности высоких эксплуатационных свойств.

При протягивании применяют профильную, генераторную и прогрессивную схемы срезания припуска.

При профильной схеме срезания припуска геометрическая форма всех зубьев подобна профилю окончательно обработанной поверхности заготовки. Эта схема резания имеет ограниченное применение вследствие трудности изготовления профильных протяжек.

При генераторной схеме срезания припуска первый зуб протяжки имеет круглую форму, все последующие зубья имеют также круглую форму в виде частей окружности -- дуг. Они более просты в изготовлении, их проще затачивать повторно и себестоимость их изготовления ниже, чем у протяжек, работающих по профильной схеме. Квадратные, многогранные, координатные протяжки для срезания припуска изготовляют по генераторной схеме.

Прогрессивную схему резания используют, когда профильное и генераторное протягивание невозможно.

В качестве СОТС (СОЖ) при протягивании используют эмульсии, сульфофрезол, а так же смесь керосина и масла. Обработка чугунных заготовок производится без охлаждения.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

1.Выбор исходных данных:

2. Выбор СОЖ [ 2, с.282..283].

3. Выбор оборудования. [1, с. 63..64].

Модель протяжного станка (тип)

Паспортные данные:

Скорость рабочего хода протяжки - Vp.x.,;

Скорость обратного хода -- Vo.x, ;

Тяговое усилие станка Рс, кН. Таблица 8 (методическое пособие)

Мощность э/двигателя, кВт. Таблица 9 (методическое пособие)

КПД станка =0,85.

3.Выбор протяжки:

* Тип протяжки. Таблица 56 [1, с.163..173]

Размер протяжки. ПРИЛОЖЕНИЕ А (методическое пособие)

L -общая длина, мм

L1-длина до первого зуба, мм

L2=lр - рабочая часть, мм

i - количество проходов

Zc - число зубьев в секции, шт.

Для не прогрессивных схем (профильной, генераторной)

Zс=1.

Для прогрессивной- см. конструкцию протяжки в соотв. ГОСТ

Наибольшее число одновременно режущих зубьев:

* Ро - осевая сила протягивания для выбранной протяжки и условий работы. ПРИЛОЖЕНИЕ А (1)

Геометрия зубьев протяжки. Таблица 59..62 [1, с.170]

Передний угол

Задний угол

4. Определение группы обрабатываемости материала по скорости резания. Карта П-2 [2, с.132].

5. Назначение скорости резания V, . Карта П-2 [2, с.132]. Знать:

Группы обрабатываемости

Вид протягиваемой поверхности

Шероховатость (Ra)

Точность (квалитет--старое обозначение--класс).

6. Стойкость протяжки Т, мин. Карта П-5 [2, с.137..138].

7. Число заготовок, протянутых между повторными заточками инструмента:

8.Определение силы резания.

,кгс (перевести в Н).

F -- сила резания на единицу длины режущей кромки. Карта П-3 [2, c.135].

Для круглых отверстий:

где, D - наибольший диаметр зубьев - D = Doтв.

Zc - число зубьев в секции

Zi - наибольшее число одновременно режущих зубьев (округлить до большего числа)

Для шпоночных пазов и шлицевых отверстий:

где -ширина паза (плоскости или уступа);

--число шпонок.

9. Сравнение рассчитанного значения силы резания с ориентировочным значением усилия Ро - осевой силы протягивания (для конструкции протяжки и условий работы) и с Рдоп -тяговым усилием станка.

Ррасч < Ро < Рдоп

Ро - осевая сила протягивания (приложение к методическим указанием).

Рдоп -- допускаемая сила протягивания. (Смотри в исходных данных по паспорту станка.

10. Мощность резания Nрез (кВт). Карта П-4 [2, с.136].

Обработка возможна при условии:

Nшп - мощность шпинделя.

,кВт

11. Допустимая скорость по мощности станка:

Должно выполняться условие:

V<Vдоп

12. Определение основного машинного времени.

где q - число одновременно обработанных заготовок.

12.1 Определение длинны рабочего хода протяжки:

Длина рабочей части протяжки:

L - общая длина протяжки;

L1 - длина протяжки до 1-го зуба;

Lдоп - перебег;

Lдоп = 30...50 мм

K1 -коэффициент;

Vо.х. - скорость обратного хода;

i -число проходов.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (1)

Таблица 2 -- протяжки круглые ГОСТ 20365-74