Расчет режимов резания при фрезеровании Методические рекомендации (стр. 6 из 12)
Общий поправочный коэффициент для чернового фрезерования равен
Kv2 = 0,938 • 1,0 • 1,0 • 1,0 = 0,938.
Скорость резания при черновом фрезеровании равна
 |
Скорость резания при чистовом фрезеровании равна:
 |
Расчетное число оборотов фрезы определяем для чернового и чистового фрезерования по выражению
 |
3.2.2.4. Уточнение режимов резания
По паспорту станка 6Р13 уточняем возможную настройку числа оборотов фрезы и находим фактические значения для черновой обработки nф1 = 200 мин-1, для чистовой обработки nф2 = 1050 мин-1, т.е. выбираем ближайшие наименьшие значения от расчётных. В результате этого изменится и фактическая скорость резания, которая составит при черновой обработке
vф1 = πDn/1000 = 3,14 • 125 • 200/1000 = 78,50 м/мин ,
а при чистовой обработке
vф2 = πDn/1000 = 3,14 • 125 • 1050/1000 = 412,12 м/мин .
Для уточнения величин подач необходимо рассчитать скорость движения подачи vS по величине подачи на зуб и на оборот
vS = So • n = Sz • z • n;
vS1 = 0,32 • 12 • 200 = 768 мм/мин ; vS2 = 0,3 • 1050 = 315 мм/мин.
По паспорту станка находим возможную настройку на скорость движения подачи, выбирая ближайшие наименьшие значения, vS1 = 800 мм/мин, поскольку эта величина только на 4,17% выше расчётной и vS2 = 315 мм/мин. Исходя из принятых величин уточняем значения подач на зуб и на оборот
Soф1 = 800 / 200 = 4 мм/об; Szф1 = 4 / 12 = 0,333 мм/зуб;
Soф2 = 315 / 1050 = 0,3 мм/об; Szф2 = 0,3 / 12 = 0,025 мм/зуб;
3.2.3. Проверка выбранного режима резания
Выбранный режим резания проверяем по характеристикам станка: мощности на шпинделе станка и максимально допустимому усилию, прилагаемому к механизму подачи. Поскольку нагрузки на станок при черновой обработке значительно выше, чем при чистовой, проверку выбранного режима резания проводим для чернового фрезерования.
Мощность, затрачиваемая на резание, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе : Nр £ Nшп.
Мощность на шпинделе
Nшп = Nэ • h = 11 • 0,8 = 8,8 кВт.
 |
Мощность резания при черновом фрезеровании определится по формуле
Крутящий момент определится по формуле
 |
Главная составляющая силы резания определяется по формуле
 |
Значение коэффициента Ср и показателей степеней x, y, u, q, w находим по таблице 16: Ср = 825; x = 1,0; y = 0,75; u = 1,1; q = 1,3; w = 0,2. При затуплении фрезы до допустимой величины сила резания возрастает по стали с σв > 600 МПа в 1,3…1,4 раза. Принимаем увеличение в 1,3 раза.
Общий поправочный коэффициент Kр = Kmр • Kvр • Kgр • Kjр .
Кmр определяем по таблице 17 для обработки конструкционных углеродистых и легированных сталей Кmр = ( sв/750 )np, показатель степени np = 0,3 , тогда Кmр = ( 800/750 )0,3 = 1,02.
Kvр определяем по таблице 18 для черновой обработки при скорости резания до 100 м/мин при отрицательных значениях переднего угла Kvр1 = 1, для чистовой обработки при скорости резания до 600 м/мин Kvр2 = 0,71.
Kgр и Kjр определяем по таблице 19. При g = -5о Kgр = 1,20 и при j = 45о Kjр1 = 1,06, при j = 60о Kjр2 = 1,0.
Величина общего поправочного коэффициента составит
Кр1 = 1,02 • 1 • 1,20 • 1,06 = 1,297; Кр2 = 1,02 • 0,71 • 1,20 • 1,0 = 0,869
 |
 |
Главная составляющая силы резания при черновом фрезеровании составит
Крутящий момент определится как
 |
Мощность резания при черновом фрезеровании определится как
 |
Условие правильности выбора режима резания по мощности привода Nр £ Nшп не соблюдается, поскольку 48,51 > 8,8, это означает, что выбранный режим резания не может быть осуществлен на данном станке.
Наиболее эффективно снижение мощности резания за счёт уменьшения скорости резания, а также уменьшения подачи на зуб. Мощность резания необходимо уменьшить в 5,5 раза, для этого скорость резания уменьшим за счёт уменьшения числа оборотов фрезы с 200 до 40 об/мин с 78,5 м/мин до 14,26 м/мин. Скорость движения подачи при этом снизится с 768 мм/мин до vS1 = 0,32 • 12 • 40 = 153,6 мм/мин. Поскольку изменение глубины резания приведёт к необходимости проведения второго рабочего хода, изменим величину скорости движения подачи до 125 мм/мин (таблица 20), при этом подача на зуб фрезы составит Sz1 = 125/12 • 40 = 0,26 мм/зуб.
Подставив новое значение подачи на зуб в формулу расчёта главной составляющей силы резания получим Pz1 = 31405,6 Н, крутящий момент станет равным Мкр1 = 1960,3 Нм, мощность резания Nр1 = 8,04 кВт, что удовлетворяет требованиям по мощности привода.
Вторым условием является то, что горизонтальная составляющая силы резания (усилие подачи) должна быть меньше (или равна) наибольшей силы, допускаемой механизмом продольной подачи станка: Рг £ Рдоп.
Для станка 6Р13 Рдоп = 15000 Н.
Горизонтальная составляющая силы резания Рг при условии несимметричного встречного чернового фрезерования
Рг = 0,6 • Рz1 = 0,6 • 31364,3 = 18818,58 Н.
Так как условие Рг £ Рдоп не соблюдается (18818,58 > 15000 ), выбранный режим резания не удовлетворяет условию прочности механизма продольной подачи станка. Для снижения горизонтальной составляющей силы резания необходимо уменьшить подачу на зуб фрезы. Представим формулу расчёта главной составляющей силы резания в виде
 |
Наибольшее допустимое механизмом подачи значение главной составляющей силы резания должно быть не больше Pz1 £ Pдоп / 0,6 ≤ 15000 / 0,6 ≤ 25000 Н. Из этого условия находим Sz1
 |
По вновь выбранному значению Sz1 определяем vs1 = 0,192 • 12 • 40 = 92,16 мм/мин, ближайшее меньшее значение на станке vs1 = 80 мм/мин. Фактическая подача на оборот фрезы составит Soф = 2 мм/об, фактическая подача на зуб фрезы составит Szф = 0,167 мм/зуб.
В связи с многократным превышением показателей первого расчёта над допустимыми необходимо провести проверку правильности выбора режима резания при чистовом переходе.
 |
Главная составляющая силы резания при чистовой обработке значительно ниже допустимых величин, в связи с чем корректировать расчёт не требуется.
Окончательно данные расчёта сведены в таблице
| Наименование показателей | Единицы измерения | Для перехода | ||
| чернового | чистового | |||
| Глубина резания t | мм | 5 | 1 | |
| Расчётная подача на зуб фрезы Sz | мм/зуб | 0,323 | 0,025 | |
| Расчётная подача на оборот фрезы So | мм/об | 3,84 | 0,3 | |
| Расчётная скорость резания v | м/мин | 88,24 | 503,25 | |
| Расчётное число оборотов фрезы n | об/мин | 224,82 | 1282,16 | |
| Фактическое число оборотов фрезы nф | об/мин | 200 | 1050 | |
| Фактическая скорость резания vф | м/мин | 78,50 | 412,12 | |
| Расчётная скорость движения подачи vS | мм/мин | 768 | 315 | |
| Фактическая скорость движения подачи vSф | мм/мин | 800 | 315 | |
| Фактическая подача на оборот фрезы Soф | мм/об | 4 | 0,3 | |
| Фактическая подача на зуб фрезы Szф | мм/зуб | 0,333 | 0,025 | |
| Главная составляющая силы резания Pz | Н | 37826,7 | 521 | |
| Крутящий момент Мкр | Нм | 2364,17 | ||
| Мощность резания N | кВт | 48,51 | ||
| Первая корректировка режима резания | ||||
| Фактическое число оборотов фрезы nф | об/мин | 40 | ||
| Фактическая скорость резания vф | м/мин | 15,7 | ||
| Расчётная скорость движения подачи vS | мм/мин | 159,84 | ||
| Фактическая скорость движения подачи vSф | мм/мин | 160 | ||
| Главная составляющая силы резания Pz | Н | 31364,3 | ||
| Крутящий момент Мкр | Нм | 1960,3 | ||
| Мощность резания N | кВт | 8,08 | ||
| Горизонтальня составл. силы резания Pг | Н | 18818,58 | ||
| Вторая корректировка режима резания | ||||
| Расчётная подача на зуб фрезы Sz | мм/зуб | 0,192 | ||
| Расчётная скорость движения подачи vS | мм/мин | 92,16 | ||
| Фактическая скорость движения подачи vSф | мм/мин | 80 | ||
| Фактическая подача на оборот Soф | мм/об | 2 | ||
| Фактическая подача на зуб Szф | мм/зуб | 0,167 | ||
Таким образом станок налаживается по следующим величинам: