2.7 Расчет режимов резания

Операция 035. Токарный станок с ЧПУ S310SM DOOSAN

Содержание переходов:

1. Точить торец Ø 116, выдерживая 53,5_-074.

2. Точить поверхность Ø 116 на проход, выдерживая Æ114_-0,87 предварительно.

3. Точить фаску 2 х30°.

4. Сверлить сквозное отв Ø27+0,52,

5. Расточить Ø60^+0,74 , выдерживая 2±0,12.

6. Расточить фаску, выдерживая Ø38 и 15°.

Установить в противошпиндель

7. Точить торец Ø 53, выдерживая 52_-0,3.

8. Точить торец Ø 114, выдерживая 18_-043 и Ø65_-0,74, и 45°.

9. Точить поверхность Ø 53 с подрезкой торца, выдерживая Æ51 _–0,74, размер 32,5 ±031 предварительно.

10. Расточить сквозное отв Ø27,6^+0,084,

11. Расточить сквозное отв Ø28^+0,021,

12. Расточить фаску, выдерживая Ø38 и 15°.

I. Выбор режущего инструмента

На переходах 1, 2 принимаем прямой проходной резец PSSСR 2020К 12, оснащенный пластинкой SСUM120404FR из твердого сплава с износостойким покрытием СТ25 с углом φ = 45⁰; материал державки – сталь 45. Геометрические параметры резца γ=7⁰; r=0.4 мм. [12]

На переходе 3 принимаем прямой проходной упорный резец SDЕСR 2020К 11, оснащенный пластинкой DСUM110304FR из твердого сплава СТ25 с износостойким покрытием с углом φ = 60⁰; материал державки – сталь 45. Геометрические параметры резца γ=7⁰; r=0.4 мм. [12].

На переходе 4 выбираю сверло TAFM2700F32 c пластиной GPMT110304-U3 [10] и устанавливаю его геометрические элементы . Сверло диаметром D=27 мм с мех. креплением твердосплавной пластины. Геометрические элементы: углы сверла ψ= 55⁰[10].

На переходе 5 принимаем расточной резец S25M SDUCR12, оснащенный пластинкой DCMT110304FR из твердого сплава с износостойким покрытием СТ25 с углом φ = 93⁰; материал державки – сталь 45. Геометрические параметры резца γ=7⁰; r=0.2 мм [12].

На переходе 6 принимаем прямой проходной упорный резец SDВСR 2020К 11, оснащенный пластинкой DСUM110304FR из твердого сплава СТ25 с износостойким покрытием с углом φ = 75⁰; материал державки – сталь 45. Геометрические параметры резца γ=7⁰; r=0.4 мм. [12].

На переходе 7, 8 принимаем прямой проходной резец PSSСL 2020К 12, оснащенный пластинкой SСUM120404FR из твердого сплава с износостойким покрытием СТ25 с углом φ = 45⁰; материал державки – сталь 45. Геометрические параметры резца γ=7⁰; r=0.4 мм. [12]

На переходе 9 принимаем прямой проходной упорный резец SDJСL 2020К 11, оснащенный пластинкой DСUM110304FR из твердого сплава СТ25 с износостойким покрытием с углом φ = 93⁰; материал державки – сталь 45. Геометрические параметры резца γ=7⁰; r=0.4 мм. [12].

На переходах 10, 11 принимаем расточной резец S25M SDUCL12, оснащенный пластинкой DCMT110304FR из твердого сплава с износостойким покрытием СТ25 с углом φ = 93⁰; материал державки – сталь 45. Геометрические параметры резца γ=7⁰; r=0.2 мм [12].

На переходе 12 принимаем прямой проходной упорный резец SDВСL 2020К 11, оснащенный пластинкой DСUM110304FR из твердого сплава СТ25 с износостойким покрытием с углом φ = 75⁰; материал державки – сталь 45. Геометрические параметры резца γ=7⁰; r=0.4 мм. [12].

II. Назначаю режимы резания.

1. Устанавливаю глубину резания для каждой поверхности.

При обработке цилиндрических поверхностей:

t = , мм. (21)

где: D – размер обрабатываемой поверхности, мм.

d – размер обработанной поверхности, мм.

t₂ = = 1,0 мм,t₃ = 2,0 мм – величина фаски,

t₄ = = 13,5 мм.t₅ =2,0 мм. t₆ = t₁₂ = 1,5 мм – величина фаски,

t₈ =20,5-18=2,5 мм. t₉ = = 1,0 мм.t₁₀ == 0,3 мм.

t₁₁ == 0,2 мм.

2. Назначаю подачу по рекомендациям [10], [12],

Таблица 6

№ перехода	S, мм/об
2	0,3
3	0,2
4	0,1
5	0,1
6, 12	0,2
7	0,1
8	0,2
9	0,3
10	0,1
11	0,05

3. Назначаю стойкость инструментов [11] для резцов Т = 60 мин, для сверл Т = 40 мин.

4. Назначаю скорость резания, определяю частоту вращения шпинделя по следующей формуле:

n = ,об/мин (22)

где: V – скорость вращения детали, м/мин.,

d - диаметр заготовки, мм.

Таблица 7

№ перехода	Vтабл, м/мин	d, мм	n, об/мин
2	255	116	700
3	255	114	712
4	150	27	1760
5	255	60	1350
6,12	255	38	2130
7	255	53	1530
8	255	65	1250
9	255	51	1590
10	250	27,6	2880
11	300	28	3400

5. Мощность станка составляет N = 35 кВт, мощность резания на переходах незначительна в сравнении с мощностью станка, поэтому их не определяем.

Режимы резания на 1 и 7 переходы рассчитываю аналитическим методом [14]

Переход 1. Точить торец Ø 116.

1. Глубина резания: t = 1,5 мм

2. Подача: S_.= 0,3 мм/об.

3. Скорость резания:

V = C_v·K_v/T^m · t^x · S^y , м/мин (23

Где: С_v ; х; у; m - постоянные коэффициенты:

Т – стойкость инструмента, мин,

s – величина подачи инструмента, мм/об,

t – глубина резания, мм.

Км - поправочный коэффициент на скорость резания

4. Среднее значение стойкости Т при одноинструментальной обработке 90 мин. Значения С_v и показателей степени x, y и m принимаем.

К_v - поправочный коэффициент на скорость резания.

k_v =k_mv * k_пv * k_uv = 1,25* 1,0* 1,0 = 1,25

k_mv = k_Г()^nv (24)

k_mv = 1,0()¹ = 1,25

k_Г =1,0, n _v = 1,0

k_пv=1,0, k_uv =1,0

Постоянные коэффициенты: С_v =420; х=0,15; у=0,2; m=0,2.

V = 420·1,25 /90^0,2·2^0,15·0,3^0,2 = 250 м/мин = 4,2 м/с.

5. Определяю частоту вращения заготовки, соответствующую принятой скорости:

n = об/мин.

n = = 690 об/мин.

где: V – скорость вращения детали, м/мин.,

d - диаметр заготовки, мм.

6. Сила резания:

Р_z = 10·C_P·t^x·S^y·Vⁿ·K_P ,Н. (25)

Где : Ср; х; у; n - поправочные коэффициенты:

S_z – величина подачи инструмента, мм/зуб,

V – скорость вращения детали, м/мин.,

t – глубина резания, мм.

Кр - поправочный коэффициент на силу резания.

Значения С_р и показателей степени x, y и m принимаем.

С_р =300; х=1,0; у=0,75, n = -0,15.

= ()ⁿ (26)

= ()^0,75 = 0,84

P_z = 10·300·2¹·0,3^0,75·250^-0,15·0,84 = 880 Н.

7. Мощность резания:

N_e = P_z·V/1020·60, кВт. (27)

Где V – скорость вращения инструмента.

P_z - окружная сила резания, Н.

N_e = 880·250/61200 = 3,6 кВт

III Расчитываю основное (машинное) время.

T_o = , мин. (28)

L=l + y + ∆

Где: y + ∆ - величина врезания и перебега инструмента, [8]

l – длина обрабатываемой поверхности, мм.

S_м – подача минутная, мм/мин.

n – число оборотов детали или инструмента.

T_o1 = = 0,29мин. T_o2 = = 0,11мин.

T_o3 = = 0,014мин. T_o4 = = 0,34мин.

T_о5 = 2 = 0,12мин. T_o6 = T_o12 = =0,003мин.

T_o7 = = 0,09мин. T_o8 = 2= 0,2мин.

T_o9 ==0,083мин.

T_o10 == 0,19мин. T_o11 ==0,32мин.

Основное время на всю операцию То = 1,31 мин.

Операция 050. Токарный станок с ЧПУ 160НТ

Содержание переходов:

1.Точить поверхность Ø 114, выдерживая Æ112.8 _–0,022 окончательно.

2. Точить поверхность Ø 51 с подрезкой торца, выдерживая Æ50,4 _–0,074, размер 32,8 ±0,31 окончательно.

3. Точить канавку, выдерживая Æ 47 _–0,3, размеры 4^+0,36 и 29,8^+0,1.

4. Точить фаску 1,6 х45°.

5. Точить канавку, выдерживая Æ 49,5 _–0,62, размеры 2±0,13, и 0,3±0,12, 45° и R0,5.

6. Фрезеровать паз, выдерживая 8и 10±0,18.

I. Выбор режущего инструмента

На переходах 1, 4 принимаем прямой проходной резец PSSСR 2020К 12, оснащенный пластинкой SСUM120404FR из твердого сплава с износостойким покрытием СТ25 с углом φ = 45⁰; материал державки – сталь 45. Геометрические параметры резца γ=7⁰; r=0.4 мм. [12]

На переходе 2 принимаем проходной упорный резец SDJСR2020К11, осна

щенный пластинкой DСUM110304FR из твердого сплава СТ25 с износостойким покрытием с углом φ = 93⁰; материал державки – сталь 45. Геометрические параметры резца γ=7⁰; r=0.4 мм. [12].

На переходе 3 принимаем резец канавочный шириной 4 мм: RF151.22- 2020K04 с пластиной N151.2-400.4Е с износостойким покрытием СТ25.

На переходе 5 принимаем резец канавочный шириной 3 мм с износостойким покрытием СТ25.

На переходе 6 выбираю фрезу шпоночную ММ08-16070.3-3007 фирмы SЕСО, пластина ММ08-08005-М03-Т60М [15].

II. Назначаю режимы резания.

1. Устанавливаю глубину резания для каждой поверхности.

При обработке цилиндрических поверхностей:

t = , мм.

t₁ = =0,6 мм,t₂ = =0,3 мм,

t₃ = 4,0 мм. – ширина канавки, t₄ = 1,6 мм. – величина фаски.

t₅ = 5,0 мм. – величина канавки

2. Назначаю подачу по рекомендациям [10], [12]

Таблица 8

переход	S табл. мм / об
1, 2	0,1
3	0,05
4	0,2
5	0,05

3 Назначаю стойкость инструментов для резцов Т = 60 мин для фрез -20 мин. [11]

4. Назначаю скорость резания, определяю частоту вращения шпинделя по следующей формуле:

n = ,об/мин

где: V – скорость вращения детали, м/мин.,

d - диаметр заготовки, мм.

Таблица 9

№ перехода	Vтабл, м/мин	d, мм	n, об/мин
1	270	112,8	760
2,3,4,5	270	50,4	1700

5. Мощность станка составляет N = 12 кВт, мощность резания на переходах незначительна в сравнении с мощностью станка, поэтому их не определяем.

Режимы резания на 6 переход рассчитываю аналитическим методом [14]

Переход 6. Фрезеровать паз, выдерживая 8^+0,12 и 10 ±0,18

1. Устанавливаю глубину резания.

h=4,5мм.

Глубина фрезерования

t = d=8 мм.

Ширина фрезерования:

В = 8 мм.

2. Назначаю подачу на зуб фрезы

При фрезеровании пазов шпоночной фрезой рекомендуется

S₁ =0,007 мм/зуб на врезание, S₂ =0,022 мм/зуб на продольное движение,

3. Назначаю период стойкости инструмента: Для шпоночной фрезы диаметром до 20 мм рекомендуется Т = 40 мин.

4. Определяю скорость главного движения резания

v м/мин

C_v = 12; q =0,3; Х=0,3; у=0,25; u=0; р=0; m=0,25.

k_v = k_mv * k_пv * k_uv = 1,25 * 1,0 *1,0 =1,25

k_mv = k_Г()^nv К _г=1,0, n _v = 1,0

σ_в – предел прочности обрабатываемого материала.

k_mv = 1,0()¹ = 1,25

k_пv = 1,0 k_uv = 1,0

V = 13,6 м/мин. = 0,2 м/с.

5. Определяю частоту вращения шпинделя, соответствующей найденной скорости

n = об/мин.

n = =543 об/мин.

7. Определяю скорость движения подачи

V _S = S_z * Z * n

V _S = 0,022 х 2 х 543 = 24 мм/мин

8. Определяю силу резания

P_z = , Н

Cр =68,2; Х=0,86; у=0,72; u=1,0; q =0.86; w=0

= ()ⁿ

= ()^0,3 = 0,94

n = 0,3

P_z1 = = 162,3 Н.

9. Определяю мощность, затрачиваемую на резание

N_рез = кВт

N_рез = = 0,04 кВт.

10. Проверяю мощность. Мощность приводной головки N = 2,8 кВт

Условие Nрез < N дв выполняется, т.е. обработка возможна.

11. Определяю основное время

T_o = i, мин. (29)

L= l+ y +∆ = 20+ 4,5 = 24,5 мм.

y +∆ = 0 мм. – величина врезания и перебега фрезы, [8]

Т_о6 = + = 0,83+0,59= 1,42 мин.

III Расчитываю основное (машинное) время.

T_o = , мин.

L=l + y + ∆

Где: y + ∆ - величина врезания и перебега инструмента [8]

l – длина обрабатываемой поверхности, мм.

S_м – подача минутная, мм/мин.

n – число оборотов инструмента.

Т_о1= = 0,26 мин.

T₀₂ = = 0,23мин. T₀₃ = = 0,02мин.

T_o4 = = 0,02мин.

T_o5 = = 0,02мин.

Основное время на всю операцию То = 1,71 мин.

Операция 080. Зубофрезерная .

Станок: зубофрезерный с ЧПУ 53А32Ф6

1. Фрезеровать зубья m=2,5 мм, z=44.

Выбираю режущий инструмент: червячная фреза цельная из быстрорежущей стали Р6М5, однозаходная; класс точности фрезы АА ГОСТ 9324.

Основные параметры однозаходной червячной фрезы: наружный диаметр D=100, число зубьев z=14 .Угол заточки передней поверхности .

Назначаю режимы резания [11]:

1. Глубина резания равна высоте зуба t=h=5,62 мм.

2. Назначаю подачу

Sz = 1,9*1*1=1,9 мм/обринимаю 1 nh/ 291)ть резания

3. Скорость резания

V = (70-66)*1*1*1 = (70 – 66) м/мин, принимаем V =60 м/мин.

4. Частота вращения фрезы, соответствующая найденной скорости резания.

n = об/мин.

n = = 191 об/мин.

5. Величина осевой передвижки W = 15.

6. Основное время

Т_о=(30)

Длина прохода фрезы L=l+l₁ = 18+28 = 46 мм.

l₁ = 28 мм [11]

Т_о= = 5,58 мин.

Операция 110. Шлифовальная

Оборудование: Круглошлифовальный станок RSM 500 CNC

Содержание переходов:

1. Шлифовать поверхность Ø50,4_-0,072, выдерживая Æ 50,величину шероховатости Rа 0,8 и неперпендикулярность 0,05.

Припуск на обработку для переходов h = 0,2 мм.

I. Выбираю шлифовальный круг. Для круглого наружного шлифования, параметра шероховатости Rа 0,8 мкм, стали 45 рекомендуется по ГОСТ 2424 круг ПВД 300-40-127 14А 40Н СМ1 6К 35А2 [11].

где ПВД – тип круга,

300-40-127 – размеры круга,

14А – шлифовальный материал, обработка легированных сталей,

40Н – зернистость,

СМ1 – твердость,

6 – структура круга,

К – связка,

35- рабочая скорость,

А – класс точности,

2 – класс неуравновешенности.

II. Назначаю режимы резания [14].

1. Скорость главного движения резания (шлифовального круга) V=35 м/с.

Частота вращения круга

n_кр = ==1656 об/мин.

По паспортным данным n_кр =1700 об/мин.

2. Скорость заготовки при врезном шлифовании:

для чистовых проходов V_Sокр=20… 40 м/с.

3. Определяю частоту вращения заготовки, соответствующую принятой скорости движения окружной подачи

n₁ = == 191 об/мин.

Найденные значения могут быть установлены на станке, имеющем бесступенчатое регулирование частоты вращения заготовки до 2000 мин ^-1.

4. Определяю радиальную подачу круга

при врезном шлифовании:

на окончательном S = 0,001 – 0,005 мм/ об дет.

Принимаю S =0,005 мм/ об дет

5. Определяю мощность, затрачиваемую на резание

N_рез1 = С_Nt^xs^yd^q = 0,14х30^0,8х0,2^0,8х0,005⁰х50^0,2 = 1,02 кВт. (31)

10. Проверяю, достаточна ли мощность привода станка

У станка N шп = 5,5 кВт;

Условие N рез < N шп выполняется (1,02< 5,5) т.е. обработка возможна.

III. Основное время на обработку одной поверхности

T_o = + Т_вых (32)

где Т_вых - время на выхаживание, к ШК-2 [6].

T_o1 = + 0,2 = 0,41 мин.