Розрахунок режимів різання розрахунково-аналітичним методом

3.2 Розрахунок режимів різання розрахунково-аналітичним методом

Чорнове фрезерування (операція 15)

Вихідні дані:

матеріал: СЧ20, HB 230,  МПа;

вид обробки: фрезерування

інструмент: фреза торцева ш160 , матеріал твердосплавних пластин – ВК6, кількість зубів z =16, ширина B = 46 мм (ГОСТ 9473-80);

шорсткість поверхні після обробки : R_z = 40 мкм;

обробка без охолодження згідно [табл. 39, с. 288, 1];

глибина фрезерування: t = 1,8 мм (рівна припуску на обробку на цьому переході);

довжина оброблюваної поверхні: l = 318 мм (за кресленням);

верстат: 6Р13Ф3;

потужність двигуна головного руху: 7,5 кВт;

діапазон частоти обертання шпинделя: 40...2000 об/хв;

діапазон подач за координатами X, Y, Z: 3...4800 мм/хв;

число ступенів регулювання частоти обертання: 18;

регулювання: ступінчасте.

Частота обертання шпинделя верстата мод. 6Р13Ф3, хв^-1

40	50	63	80	100	125	160	200	250
315	400	500	630	800	1000	1250	1600	2000

Подачі верстату мод. 6Р13Ф3, мм/хв

3	4	5	6,3	8	10	12,5	16	20
25	31,5	40	50	63	80	100	125	160
200	250	315	400	500	630	800	1000	1250
1600	2000	2500	3150	4000

Розрахунок режиму різання будемо вести у наступній послідовності:

1. Визначаємо подачу:

Приймаємо подачу на зуб фрези s_z в межах 0,14...0,24 мм/зуб за [табл. 33, с. 283, 1] в залежності від потужності верстата (5...10 кВт), оброблюваного та оброблюючого матеріалів. Враховуючи примітку до [табл. 33, с. 283, 1], оскільки ширина фрезерування більша 30 мм, зменшуємо табличне значення подачі на 30%:

 

s_z ≈ 0,1 мм/зуб.

 

Тоді подача на оберт складе:

 (мм/об).

2. Визначимо швидкість різання (колову швидкість фрези):

,

де D = 160 мм – діаметр фрези;

B = 46 мм – ширина фрези;

z = 16 – кількість зубів інструменту.

Значення коефіцієнта С_V та показників степенів в цій формулі визначаємо за [табл. 39, с. 288, 1] в залежності від типу фрези, виду операції, матеріалу ріжучої частини:

 

С_V = 445, q = 0,2, x = 0,15, y = 0,35, u = 0,2, p = 0, m = 0,32.

 

Т = 190 хв – період стійкості фрези за [табл. 40, с. 290, 1];

Загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання:

,

В цій формулі:

За [табл. 1, с. 261, 1] поправочний коефіцієнт, що враховує вплив фізико-механічних властивостей оброблюваного матеріалу на швидкість різання для сірого чавуну:

,

де  – показник степені, що визначається за [табл. 2, с. 262, 1].

За [табл. 5, с. 263, 1] визначаємо поправочний коефіцієнт, що враховує вплив стану поверхні заготовки на швидкість різання за: .

За [табл. 6, с. 263, 1] визначаємо поправочний коефіцієнт, що враховує вплив інструментального матеріалу на швидкість різання: .

Отже, розрахункова швидкість різання:

(м/хв).

 

3. Розрахункова частота обертання інструменту:

 (об/хв).

 

4. Хвилинна подача:

 (мм/хв)

5. Узгодимо за паспортними даними верстата і остаточно приймемо фактичну частоту обертання:  (об/хв).

Тоді фактична хвилинна подача:  (мм/хв).

Уточнимо значення швидкості різання:

 

(м/хв).

6. Визначимо значення складових сили різання:

Знайдемо значення головної складової сили різання (при фрезеруванні – колова сила):

.

Значення коефіцієнта С_р та показників степенів в цій формулі визначаємо за [табл. 41, с. 291, 1] в залежності від типу фрези, оброблюваного і оброблюючого матеріалів:

 

С_р = 54,5, q = 1,0, x = 0,9, y = 0,74, u = 1,0, w= 0.

Поправочний коефіцієнт на якість оброблюваного матеріалу знаходимо в [табл. 9, с. 264, 1]: .

Отже, колова сила дорівнює:

 (Н).

 

Величини решти складових сили різання визначаємо із їх співвідношення з головною складовою – коловою силою за [табл. 42, с. 292, 1]:

Горизонтальна сила (сила подачі):  (Н).

Вертикальна сила:  (Н).

Радіальна сила:  (Н).

Осьова сила:  (Н).

 

7. Визначимо крутний момент на шпинделі:

 

 (Н∙м).

 

8. Ефективна потужність різання:

 

(кВт)

 

9. Основний технологічний час згідно [п. ІІ , с. 190, 4] та [п. 2.2.6., с. 104, 2]:

 

(хв),

 

де L – довжина шляху, що проходить інструмент в напрямку подачі;

l – довжина оброблюваної поверхні (за кресленням) = 318 мм;

l₁ – величина на врізання і перебіг інструменту, що визначається за [дод. 4, арк. 6, с. 378, 4] в залежності від типу фрези (торцева), схеми її установки (симетрична) й ширини фрезерування (за кресленням = 220 мм);

s_хв – хвилинна подача фрези, визначена раніше;

Чорнове розточування (операція 15)

Вихідні дані:

матеріал: СЧ20, HB 230,  МПа;

вид обробки: розточування

інструмент: розточувальний різець 2142-0444 з пластинами з твердого сплаву ВК6 за ГОСТ 9795–84 типу 4, виконання 1;

глибина фрезерування: t = 1,6 мм (рівна припуску на обробку на цьому переході);

нормативний період стійкості різців за [Д. 2.10., с.459, 2]: Т = 30 хв;

діаметри обробки: ш92 мм та ш82 мм (на подальших операціях напівчистового і чистового розточування отвори будуть оброблені до діаметрів, вказаних на кресленні ш95Н7 та ш85Н7);

довжини оброблюваних поверхонь: 45 мм і 35 мм (за кресленням);

верстат: 6Р13Ф3 (характеристики наведені вище).

Розрахунок режиму різання будемо вести у наступній послідовності: