Методические указания к выполнению технологической части дипломного проекта для студентов специальностей 120100, 060800 (стр. 2 из 12)

К_р=К_мр=(σ_в/750)^п=(750/750)^0,75=1,0 М_кр=10∙0,0345∙20^2,0∙0,28=10∙0,0345∙400∙0,30=49,68 Н∙м N=(49,68·355)/9750=1,8 кВт

Потребная мощность 1,8 кВт меньше развиваемой на шпинделе 4,5*0,8=3,6

11.Основное технологическое время на обработку отверстия

Т₀=(L+l)/(n_cm*s_cm); Т₀=(40+8)/(355*0,28)=,48 мин

Пример расчета режима резания (фрезерование шпоночного паза)

На вертикально-фрезерном станке 6М12П производится фрезерование шпоночного паза шириной 16 мм, глубиной 5,5 мм, длиной 45 мм (рис. 3). Материал обрабатываемой заготовки – сталь45 с пределом прочности σ_в=650 МПа. Обработка чистовая, шероховатость поверхности R_z=20 мкм. Охлаждение эмульсией.

Рис. 3 Фрезерование шпоночного паза

Паспортные данные станка 6М12П. Рабочая поверх-ность стола 320х1250 мм. Мощность двигателя N=7кВт; КПД станка η=0,8. Частота вращения шпинделя (об/мин): 32,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125;

160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.

Подачи стола продольные и поперечные (мм/мин): 25; 31,5; 40; 5063; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250. Подачи стола вертикальные (мм/мин): 8; 10,5; 13,3; 21; 26,6; 33,3; 41,6; 53,3; 66,6; 83,3; 105; 133,3; 166,6; 210; 266,6; 333,3; 400.

Принимается концевая фреза из быстрорежущей стали Р18. Диаметр фрезы равен ширине паза D=b=16 мм; число зубьев фрезы z-4 (табл.18). Геометрические параметры γ=15⁰; ∞=140; φ₁=3⁰ (табл.17).

1. Для концевых фрез глубиной резания считается ширина паза t=b=16 мм, шириной фрезерования принимается глубина паза при фрезеровании в один проход В=h= 5,5 мм.

2. Для фрезерования стали D=16 мм, z=4, h=5,5 мм (табл.18) s=0,06-0,05 мм/зуб. Принимается среднее значение s=0,055 мм/зуб.

3. Период стойкости фрезы берется минимально для фрезы концевых Т=60 мин. Средняя величина допустимого износа по задней поверхности h3=0,3-0,5 мм (табл.21).

4. Скорость резания рассчитывается по эмпирической формуле [1, с. 282]

V=-(C_v∙D^q)/(T^m∙t^x S^y∙B^u∙Z^p )∙K_v,

Значения коэффициента и показателей степени в формуле скорости резания: для концевых цельных фрез из быстрореза при фрезеровании пазов в заготовках из углеродистой стали C_v=46.7; q=0.45; x=0.5; y=0.5; u=0.1; p=0.1; m=0.33;(табл.20)

K_v=K_mvK_nvK_и_v; K_mv=1.0(750//650)^0.9=1.038 (табл.6) К_п_v=1,0 (табл.7) К_и_v=1,0 (табл.8)

После подстановки в формулу скорости резания получаем

V=(46,7∙16^0,45)/(60^0,33∙16^0,5∙0,055^0,5∙5,5^0,1∙4^0,1)∙1,038=

=336,24/(3,86∙4∙0,23∙1,185∙1,148)∙1,038=72,26 м/мин

5. Частота вращения шпинделя

n=(1000∙V)/π∙D); n=(1000∙72.26)/(3.14∙16)=1438 об/мин

По паспорту станка ближайшее число оборотов шпинделя п_ст=1250 об/мин

6. Действительная скорость резания

V_д=(3,14∙16,1250)/1000=62,8 м/мин

1. Продольная минутная подача S_м=0,055∙4∙1250=275 мм/мин

2. Машинное время

Т_м=(L+l)/s_м; Т_м=(45+6)/275=0.18 мин.

Пример расчета режима резания (зубонарезание червячной фрезой)

На станке 5А326 обрабатывается зубчатое колесо модуля m=4 мм, наружного диаметра D=108 мм , число зубьев z=25, ширина венца b=40 мм. Материал зубчатого колеса 40Х, НВ 207. Черновое нарезание за один проход. Одновременно обрабатываются две заготовки (рис. 4).

Вертикальные подачи фрезы (мм/об. заг.) 1,5; 2,0; 2,54 3,7

Рис. 4. Зубофрезерование

Паспортные данные станка 5А326.

Наибольший диаметр нарезаемого колеса 500мм. Наибольший модуль нарезаемого колеса 10 мм. Мощ-

ность электродвигателя 7 кВт; КПД станка η=0,8. Частота вращения шпинделя (об/мин): 37; 47; 59; 80; 101; 123; 156.

1. Принимаем червячную однозаходную фрезу из быстрорежущей стали модуля m=4 мм, наружного диаметра D=80 мм, угол заточки по передней поверхности γ=10⁰ (табл.21)

2. Глубина нарезания при работе в проход h=2,2·4=8,8 мм.

3. Подача. Станок 5А326 относится к 111 группе (табл.21) Табличное значение подачи s_{о таб}=2,8-3,2 мм/об. дет (табл.23) Принимаем подачу по станку s_{о ст}=2,5 мм/об. дет

4. Период стойкости фрезы Т=240 мин (табл.25)

5. Скорость резания при нарезании зубчатых колес однозаходными червячными фрезами из быстрорежущей стали определяется эмпирической формулой [5, с. 219]:

V=C_v/(T^0.25 S^0.5·m^0.25 ) м/мин,

где значение коэффициента C_v приводится в табл. 26 (C_v =250)

При подстановке значений в формулу получаем

V=250/(240^0.25 2,5^0.54^0.25 )= 250/(3,93·1,58·1,41)=28,53 м/мин

6. Расчетное число оборотов фрезы п=(1000·28,53)/(п·80)=113,57 об/мин

7. Число оборотов фрезы по станку п_ст=123 об/мин

Действительная скорость резания

V_д=(π·D·п)/1000=3,14·80·123/1000=130,89 м/мин

8.Мощность, затрачиваемая на резание определяется по эмпирической формуле [5,с. 219]:

N_э=(C_N·V·S^x·m^y·k)/(6120·k₁) кВт,

где C_N =24 (табл.27); V=30,89; S=2,5; x=0,75; m=4; y=1,0 (табл.27) К-число заходов фрезы (к=1); К1-число проходов (к1=1)

После подстановки получаем

N_э=(24·30,89·2,5^x^·4^y^·1)/(6120·1)=24·30,89·1,98·4/6120=0959 кВт

Мощность привода станка на шпинделе N_э =7·0,8=5,6 кВт.

Обработка возможна.

9. Основное технологическое время определяется следующим образом [5,с. 227]:

Т_м=((L+y)·z)/(n·s·k) мин,

где «у» величина врезания фрезы, которая определяется расчетом у=h(D-h)/Cosα

Здесь α угол наклона оси фрезы относительно лобовой плоскости нарезаемого зубчатого колеса (α=4-6⁰; Cos6⁰=0.994)

Величина у=(8,8(80-8,8)/0,994=25,18мм

10. Т_м=((100+25,18)∙25)/(123∙2,5∙1,0)=10,17 мин

Пример расчета режима резания (круглое наружное шлифование)

Шлифовать шейку вала из стали 40Х (закаленной) HRC>50 диаметром d=45к6, шероховатость обработанной поверхности Ra0,63 мкм, припуск на сторону t=0,2 мм. Станок 3А151 (рис. 5).

Паспортные данные станка: Наибольший диаметр и длина шлифуемой поверхности: 200х700 мм. Мощность двигателя шлифовальной бабки N_м=7 кВт; КПД станка η=0,8.

Частота вращения обрабатываемой заготовки (об/мин): 63-400 (регулируется бесступенчато).

Частота вращения шлифовального круга (об/мин) 1112.

Скорость продольного хода стола 0,1-6 м/мин (регулируется бесступен-

чато).

Периодическая подача шлифовального круга (мм/ход стола): 0,0025; 0,005; 0,0075; 0,01; 0,0125; 0,015; 0,0175; 0,02; 0,0225; 0,025; 0,0275; 0,03; 0,0325; 0,035; 0,0375; 0,04; 0,0425; 0,045; 0,05. Размеры шлифовального круга (нового): D_к=600мм; В_к=63мм.

1. Выбираем характеристику шлифовального круга (табл. 31) ЭБ16-25С1К. Форма круга ПП – прямоугольный профиль; материал абразивных зерен – электрокорунд белый; зернистость 16-25; твердость связки – средняя; связка – керамическая.

2. Скорость шлифования для круга подобного типа V_кр=35 м/с На станке круг вращается с 1112 об/мин

ния и число оборотов детали в минуту) определяется по эмпирической формуле [5, с.252]:

где C_v=0,24; к=0,3; m=0,5; x=1,0; у=1,0. (табл.30) В=0,42 (табл.29)

4. Принятая стойкость шлифовального круга в мин (обычно 15 мин).

На станке вращение детали выполняется бесступенчато в пределах 63 - 400 об/мин и полученное значение можно установить на станке.

5. Поперечная подача круга 0,013 (табл.28) (средняя 0,011-0,015) Ближайшая подача на станке 0,015 мм/ход стола.

6. Продольная подача в долях ширины круга (0,7). При ширине круга 63 мм величина продольной подачи

Скорость продольного хода стола регулируется бесступенчато в пределах 0,1 - 6,0 м/мин. Полученное значение можно установить на станке.

8. Мощность резания при шлифовании методом продольной подачи определяется по эмпирической формуле следующего вида:

Потребная мощность в сравнении с данными станка осуществима.

9. При круглом наружном шлифовании машинное время определяется следующим образом: (при поперечной подаче на двойной ход стола)

где d_д = 45; L = 200; V_д = 9,96; S_пр = 44,1; I = n/S_пп= =0,2/0,013=15,38=16

К- коэффициент, учитывающий износ круга и точность шлифования (1,2-1,4)

Пример расчета режима резания (протягивание)

Протянуть шесть шлицев по размерам на чертеже. Материал детали

углеродистая сталь 45 (σ_в=65 кгс/мм). Протяжка из стали Р18, стойкость протяжки Т=240 мин (рис. 6).

Обработка производится на горизонтально-протяжном станке 7А540, имеющем максимальное усилие протягивания Р=40 т, наибольшую длину хода L=2000 мм, мощность станка N=40 кВт и скорость обратного хода Vх=20 м/мин. Скорость рабочего хода 1,5-6,8 м/мин (бесступенчато).

2. Подача (подъем на зуб) S_z=0,05-0,08 мм (табл.32) Принимаем среднюю величину S_z=0,065 мм