Расчет режимов резания расчетно-аналитическим методом (фрезерование лыски концевой фрезой, сверление отверстия Ø18 и подрезка торца Ø575/Ø70)

             16 Расчеты режимов резания

              В этом разделе в соответствии с заданием проектирования произвожу расчет режимов резания расчетно-аналитическим методом на три перехода подробно, а на остальные составляю таблицы.

          Подробно расчитываю переходы операции 175 Сверлильной ЧПУ:

§  фрезерование лыски концевой фрезой.

§  сверление отверстия Ø18.

          Операции 010 Токарно-карусельная (обдирка)

§   подрезка торца ø575/ø70.

          Расчеты веду по [11]

Фрезерование лыски концевой фрезой.

Исходные данные: необходимо фрезеровать лыску концевой фрезой на расстоянии 3...3,5мм от  поверхности периферии  детали,  ширина фрезеруемой  поверхности  37мм. Припуск на обработку 3-3,5  мм. Материал детали сталь 09Г2С ГОСТ  5520-79 с пределом  прочности бв=440Мпа. Заготовка, предварительно обточенная поковка, обработка черновая однократная фрезой из быстрорежущей стали, охлажденной эмульсией.

Расчет:

1.Ранее выбран вертикально-сверлильный  станок с ЧПУ модели 2554Ф2:

Наибольший  диаметр обрабатываемого отверстия-50мм.

Размеры  стола  2000×1000 мм.

Мощность  станка Nэл.=5,5кВт

КПД  станка         n=0.75%

          Число оборотов шпинделя в минуту 18,30,36424852,60,84,102,160,200,250,315,400,500,630,800,1250,1400,1600,1680, 1740,1840,1900,2000.

    Пределы  подач (регулирование бесступенчатое) по осям Х и Y:                 1-4000мм/мин; по оси  Z 1-2000мм/мин.

          Максимальная сила, допускаемая механизмом подачи P_мп=1500Н.

              (Данные  см. раздел 10"Выбор оборудования")

      2. Назначаю глубину  резания. Поскольку фрезерование черновое и однократное, то весь припуск предлагаю снимать за один проход, то есть t=3,5мм.

      3. Фрезу беру  концевую, диаметр  выбираю (в  зависимости  от ширины и  глубины  фрезерования) DШ=56мм [11, прил. 23, стр. 150] Фреза из быстро режущей  стали Р6М5, цельная, число зубьев z=4 (ГОСТ 17026-71),

присоединительная часть-конус Морзе 5. Фреза показана на рисунке 16.1_(а)

Геометрические  параметры режущей части для  обработки  данной стали: λ=40º [11, приложение 24],γ=20˚ [11, приложение 25],α_n=12˚,α₁=8° [11,приложение26]. Геометрические параметры фрезы показаны на рисунке 16.1_(б)

     

                               Рисунок 16.1

      4.Назначаю подачу на зуб фрезы .(Дальнейший расчет режима резания веду по [9] ).

По табл.35 для D_фр=60мм и t=3,5; S_Z=016 мм/зуб.

      5.Назначаю период стойкости фрезы по табл.40. Для D_фр=60мм и концевых фрез  Т=180мин.

      6.Определяю скорость резания по формуле:

          C_V .D^q

Vp= --------------Kv                                                   [9, стр.282]            (16.1)

        T^mt^xSz^yB^uZ^P

          По табл.39 для концевых фрез цельных

C_v=467; q=0,45; x=0,5; y=0,5; u=0,1; p=0,1;m=0,33

Kv=K_мv·K_nv·K_uv-общий поправочный коэффициент

K_mv-коэффициент,учитывающий качество материала

По [табл.1 стр.261] для стали 

K_mv=Kr·                                                                                       (16.2)

По [табл.2 стр.262] для обработки стали с σ_в<450Мпа. Для инструмента из быстрорежущей стали Кr=1,0; nv=-0,9

          K_mv=1.0·= 0,61                                                     

По (9, табл.5,стр.262) для обработки без корки К_nv=1,0

          То есть:

            46,7·56^0,45·1·0,61·1

Vp=-------------------------------- = 25,4 м/мин.

      180^0,33·3,5^0,5·0,16^0,5·37^0,1·4^0,1

 Расчетная частота вращения шпинделя

       1000·V·p    1000·25·4

n_р=------------ =---------------  = 144об/мин                                                                (16.3)

            π·D_фр        3,14·56

Корректирую  n_p по станку и получаю n_д=160 об/мин. Тогда

действительная скорость резания

              π·D_ф·n_д    3,14·56·160

       V_д= --------  =  ------------------ = 28,14 м/мин                                                    (16.4)

               1000           1000

       7. Расчитываю минутную подачу:

      S_mp=S_z·Z·n_д=0,16·4·160=102,4 мм/мин=103 мм/мин

          Данное значение может быть установлено на станке т.к. на данном оборудовании регулирование подачи бесступенчатое ,т.е. S_mp=S_mд  и  S_zp =S_z

      8. Определяю мощность , затрачиваемую на резание по формуле:

                        P_z·V_д

            Nz= -----------;            где Pz-сила резания                                                  (16.5)

                      1020·60

                      10C_p·t^x·S_z^y·Bⁿ·z·K_mp

          Pz = -----------------------------                                                                           (16.6)

                               D_q·n^w

            По 9, табл. 41  стр.291 для обработки конструкционной стали концевой фрезой из быстрорежущей стали

                   C_p =  68,2; x= 0,86; y=0,72; n=1,0; q=0,86; w=0

            По табл. 9 для обработки стали конструкционной с σ_в= 600Mпа, быстрорежущей фрезой:    K_mp=                  п=0.3             (16.7)

                   Kmp==0,8

Тогда:

               10·68,2·3,5^0,86·0,16 ^0,72·37^1,0·4

        Pz=------------------------------------·0,85 = 2112H

                        56^0,86·16

Отсюда

          2112·28,14

N = --------------- = 0.97кВт

           1020·60

          9. Проверяю достаточность мощности привода станка:

          N_шпn= N_cт . n=5·0.75 = 3.75 квт

Т.к.  N<Nшп; 0,97<3,75квт-обработка возможна.

          10. Оределяю машинное время, мин. по формуле:

                     l_p

          To = -----                                                                                        (16.8)

                     S_mд

На рисунке 16.2 показана схема фрезерования.

                               Рисунок 16.2

          При цилиндрическом фрезеровании

l₁'===13.5                                                          (16.9)

Величину перебега принимаю 3мм ,тогда

lp=l₁'+l₁"+l=  13.5+3+137= 152.5мм                                                      (16.10)

                                            152,5

Основное время  То= ------- = 1,48 мин.

                                            103

Окончательно режим резания

_§  t=3,5

_§  S_m=103^мм/_мин

_§  v=28,14^м/_мин

_§  n=160^об/_мин

Сверление отверстия Ø18.

Исходные данные: Просверлить сквозное отверстие D=18мм на глубину37мм.

 Материал заготовки Сталь 09Г2С ГОСТ 5520-79(σ_в=440Мпа)

 Заготовка–поковка, предварительно обработанная.

 Охлаждние-эмульсией.

Расчет: (веду по [9])

1. Для обработки применяется вертикально-сверлильный станок с ЧПУ модели 2554Ф2 (Необходимые данные приведены выше)

2. Выбираю сверло спиральное Ø18мм с режущей частью из быстрорежущей стали Р6М5 и номинальным коническим хвостиком (Конус Морзе 3 ГОСТ 10903-77)

§  Длина рабочей части сверла ιсв=120мм

§  Длина сверла lсв=218мм

§  Форма заточки (по табл.43, стр. 151)