Процессы формообразования и инструменты (стр. 7 )

Исходные данные (выбираются по таблице 5).

На вертикально-фрезерном станке 6Р12 производится торцевое фрезерование плоской поверхности шириной В=80 мм, длиной l=400 мм, припуск на обработку h=1,8 мм. Обрабатываемый материал серый чугун СЧ30, НВ220. Заготовка предварительно обработана. Обработка окончательная, параметр шероховатости обработанной поверхности Ra=3,2 мкм. Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания с использованием таблиц нормативов, определить основное (технологическое) время.

Решение

Эскиз обработки

Рисунок 1

1. Выбор инструмента.

Для фрезерования на вертикально-фрезерном станке заготовки из чугуна выбираем торцевую фрезу с пластинками из твердого сплава ВК6 [2] или [3], диаметром D=(1,25¸1,5)×В=(1,25¸1,5)×80=100¸120 мм. Принимаем D=100 мм; z=10, ГОСТ 9473-71 [2] или [3].

Геометрические параметры фрезы: j=60°, a=12°, g=10°, l=20°, j1=5°.

Схема установки фрезы – смещенная.

2. Режим резания.

2.1 Глубина резания.

Заданный припуск на чистовую обработку срезают за один проход, тогда

t =h=1,8 мм

2.2 Назначение подачи.

Для получения шероховатости Ra = 6,3 мкм подача на оборот S0=1,0¸0,7 мм/об(таблица П20).

Тогда подача на зуб фрезы

мм/зуб.

2.3 Период стойкости фрезы.

Для фрез торцевых диаметром до 110 мм с пластинками из твердого сплава применяют период стойкости

Т=180 мин [4],

2.4 Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента.

По таблице П21 для обработки серого чугуна фрезой диаметром до 110 мм, глубина резания t до 3,5 мм, подаче до 0,1 мм/зуб.

V=203 м/мин,

По таблице П 22 определяем поправочные коэффициенты для изменения условий роботы; коэффициент, зависящий от механических свойств заготовки коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности коэффициент, учитывающий отношение ширины фрезерования к диаметру фрезы.

С учетом поправочных коэффициентов Kmv=1; Knv=1; при ; КБV=1; Kjv=1,

V=V× Kmv× Knv× КБV× Kj=203×1=203 м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания

об/мин.

Корректируем по паспорту станка

n=630 об/мин.

Действительная скорость резания

м/мин.

2.5 Минутная подача Sм=Sz×z×n=0,1×10×630=630 мм/мин. Это совпадает с паспортными данными станка.

3. Мощность, затрачиваемая на резание.

При фрезеровании чугуна с твердостью до НВ229, ширине фрезерования до 85 мм, глубине резания до 1,8 мм, подаче на зуб до 0,13 мм/зуб, минутной подаче до 660 мм/мин

Np = 3,8 кВт [4],

3.1 Проверка достаточности мощности станка

Мощность на шпинделе станка Nшп=Nд×h

Nд= 7,5 кВт; h=0,8 (по паспорту станка)

Nшп= 7,5×0,8 = 6 кВт.

Так как Nшп=6 кВт >Np=3,8 кВт, то обработка возможна.

4. Основное время

, мин

где L=l+l1.

Для торцового фрезерования фрезой диаметром 100 мм, ширине фрезерования 80 мм

l1=23 мм [4],

мин.

Задачи № 81-100

Настроить делительную головку на нарезание зубчатого колеса с числом зубьев Z.

Исходные данные для решения принять согласно своего варианта по таблице 6.

Примечание: для настройки головки применяются диск со следующими числами отверстий в каждой окружности: 16, 17, 19, 21, 23, 29, 30, 31, 33, 37, 39, 41, 43, 47, 49, 54, а также сменные колеса с числами зубьев: 25, 30, 35, 40, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 100.

Таблица 6

№ задачи	Число зубьев	№ задачи	Число зубьев
81 82 83 84 85 86 87 88 89 90	83 87 77 73 81 147 89 93 75 97	91 92 93 94 95 96 97 98 99 100	99 121 107 103 114 117 127 129 119 133

Пример 5 ( задачи 81-100)

Настроить делительную головку на нарезание зубчатого колеса с числом зубьев Z = 67

Исходные данные (выбираем по таблице 6)

Z = 67 – число зубьев зубчатого колеса.

Решение.

Число оборотов рукоятки делительной головки

где N = 40 – характеристика делительной головки.

Диска с числом отверстий 67 нет, поэтому простое деление неприменимо.

Применяем способ дифференциального деления. Число оборотов рукоятки при дифференциальном делении.

где Zф – фиктивное число, близко к заданному.

Применяется число близкое к числу Z, но удобнее принять Zф > Z.

Применяем Zф= 70, тогда

Выбираем делительный диск, имеющий окружность с 21 отверстием и при каждом повороте рукоятки пропускаем 12 шагов между отверстиями.

Передаточное отношение смешных колес гитары определяем по формуле:

Разложим числитель и знаменатель на простые множители и введем дополнительные множители, комбинируя их так, чтобы получить выражение дроби через числа зубьев, имеющихся в комплекте сменных колес (см. примечание к условию задачи)

Производим проверку по формуле:

Следовательно, наладка выполнена правильно.

Таким образом, принимаем сменные колеса с числом зубьев:

а = 40; в =70; с = 90; d = 30.

Если передаточное число подучится отрицательным (при Zф < Z), то в гитару следует ввести паразитное колесо с любым числом зубьев.

Проверяем условие сцепляемости:

а + в ≥ с + 15; 40 + 70 ≥ 90 + 15; 110 > 105

с + d ≥ в + 15; 90 + 30 ≥ 70 + 15; 120 > 85

Сцепляемость зубчатых колес обеспечена.

Задачи № 000-120

На вертикально-сверлильном станке 2Н135 нарезают метчиком метрическую резьбу диаметром d и шагом Р в сквозном отверстии. Длина резьбы l. Материал метчика - быстрорежущая сталь Р18.

Необходимо: назначить элементы режима резания с использованием таблиц нормативов; определить основное технологическое время.

Исходные данные для решения задачи принять, согласно своего варианта, по таблице 7.

Таблица 7

№ задачи	Материал заготовки	Резьба в мм	Шаг Р в мм	Длина резьбы l в мм
101	Сталь. Ст. 5 600 МПа	М 6- 6 Н	1.0	20
102	Чугун серый НВ 160	М 12- 6 Н	1.75	30
103	Сталь 45ХН 750 МПа	М 30- 6 Н	2.0	50
104	Чугун серый НВ 190	М 8- 6 Н	1.25	25
105	Сталь 40 650 МПа	М 16- 6 Н	1.5	40
106	Сталь Ст. 3 460 МПа	М 24- 6 Н	3.0	60
107	Чугун серый НВ 210	М 10- 6 Н	1.0	35
108	Сталь 40 Х 700 МПа	М 20- 6 Н	1.5	70
109	Сталь 20 500 МПа	М 16- 6 Н	2.0	55
110	Чугун серый НВ 170	М 12- 6 Н	1.25	45
111	Сталь 12ХНЗА, НВ210	М 6- 6 Н	1.0	30
112	Сталь 30ХГТ, НВ200	М 12- 6 Н	1.75	40
113	Серый чугун СЧ25, НВ210	М 30- 6 Н	2.0	32
114	Серый чугун СЧ20, НВ200	М 8- 6 Н	1.25	50
115	Сталь 45, НВ190	М 16- 6 Н	1.5	60
116	Сталь 40Х, НВ200	М 24- 6 Н	3.0	55
117	Сталь 35Х, НВ185	М 10- 6 Н	1.0	20
118	Сталь 12Х18Н9Т, НВ180	М 20- 6 Н	1.75	32
119	Бронза Бр АЖН 10-4, НВ170	М 16- 6 Н	2.0	35
120	Латунь ЛМцЖ 52-4-1, НВ220	М 12- 6 Н	1.25	25

Пример 6 (задачи 101-120)

На вертикально-сверлильном станке 2Н125 нарезают метчиком метрическую резьбу диаметром d и шагом Р в сквозном отверстии. Длина резьбы l. Материал метчика - быстрорежущая сталь Р18.

Исходные данные (выбираются по таблице 7)

d - М24 - 6Н - диаметр резьбы;

Р - 1.5 мм - шаг резьбы;

l - 80 мм - длина резьбы;

материал заготовки - сталь 35, 600 МПа

материал метчика – быстрорежущая сталь Р 18.

Решение.

( по таблицам приложения настоящих методических указания)

1.  По таблице П 24 определяем скорость резания, допускаемую режущими

свойствами метчика и частоту вращения шпинделя. Для стали, диаметра резьбы d - 24 мм и шага Р - 1,5 мм

v табл.= 23,5 м/мин, ηтабл.= 310 об/ мин. Поправочные коэффициенты на скорость резания т чистоту вращения: Кмv=Кмп=1.0;

Кv=Кn = 1.0; Кuv= Kun=1,0; тогда

vu = v табл. · K мv·Kv · Kuv = 23,5·1= 23,5 м/ мин

2 Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка и

устанавливаем значение n = 355 об/мин определяем действительную скорость резания

3  По таблице П 24 находим мощность, затрачиваемую на резание для стали

диаметра резьбы d - 24 мм и шага Р - 1,5 мм мощность Nтабл. = 1.38 кВт поправочные коэффициенты на мощность равны единице, следовательно

Nрез=Nтабл=1,38 кВт

Проверяем, достаточна ли мощность станка. Должно быть:

Nрез£Nшп

Мощность на шпинделе станка N шп = N · η. У станка 2Н125 мощность двигателя N = 2,8 кВт, а КПД привода станка η = 0,8, тогда

Nшп =2,8 ·0.8 = 2,2 кВт, следовательно,

Nрез = 1,38 кВт ≤ Nшп 2,2 кВт, т. е. станок по мощности подходит.

1.  Определяем основное технологическое время по формуле:

где l1 – врезание и перебег метчика; при нарезании резьбы в сквозном отверстии l1=( 3…6)Р, принимаем l1= 6Р = 6·1 ,5=9 мм.

n1 – частота вращения метчика при обратном ходе;

n1 = 1,25. n =1,25 · 355 = 444 об/ мин. По паспорту станка принимаем

n1 = 500 об/мин. Таким образом,

4. Список вопросов к экзамену

1.  Литейное производство

2.  Обработка металлов давлением

4.Инструментальные материалы

5.Геометрия токарного резца

6.Элементы резания и срезаемого слоя

7.Физические явления при токарной обработке

8.Сопротивление резанию при токарной обработке

9.Сила резания, возникающая в процессе стружкообразования, и ее источники

10. Расчет составляющих сил резания. Определение мощности, затрачиваемой на резание

11.Тепловыделение при резании металлов. Износ и стойкость резца.

12.Скорость резания, допускаемая режущими свойствами резца

13.Токарные резцы

14.Расчет и табличное определение режимов резания при точении

15.Обработка металлов строганием и долблением

16.Обработка материалов сверлением

17.Обработка материалов зенкерованием и развертыванием

18.Расчет и табличное определение режимов резания при сверлении, зенкеровании и развертывании.

19.Конструкции сверл, зенкеров, разверток. Высокопроизводительные инструменты для обработки отверстий

20.Обработка материалов цилиндрическими фрезами

21.Обработка материалов торцевыми фрезами

22.Расчет и табличное определение рациональных режимов резания при фрезеровании

23.Конструкции фрез. Высокопроизводительные фрезы.

24.Нарезание резьбы резцами

25.Нарезание резьбы плашками и метчиками

26.Нарезание резьбы гребенчатыми дисковыми фрезами

27.Расчет и табличное определение режимов резания при резьбонарезании

28.Нарезание зубчатых колес по методу копирования

29.Нарезание зубчатых колес по методу обкатки

30.Расчет и табличное определение режимов резания при зубонарезании

31.Конструкция зуборезных инструментов. Высокопроизводительные зуборезные инструменты

32.Расчет и табличное определение режимов резания при протягивании

33.Абразивные инструменты. Процесс шлифования

34.Расчет и табличное определение режимов резания при шлифовании

35.Доводочные процессы

36.Виды, область применения и сущность электрофизических методов

обработки материалов.

37.Виды, область применения и сущность электрохимических методов обработки материалов.

38. Электроконтактная обработка. Сущность метода, область применения, оборудование, инструмент. Режимы обработки.

39.Электроэрозионная (электроискровая) обработка. Сущность метода, область применения, оборудование, инструмент. Режимы обработки.

40.Электроимпульсная обработка. Сущность метода, область применения, оборудование и инструмент. Режимы обработки.

41.Анодно-механическая обработка. Сущность метода, область применения, оборудование и инструмент. Режимы обработки.

42.Размерная обработка электронным лучом (РОЭЛ). Размерная обработка световым лучом (РОСЛ).

43.Анализ условий формообразования при обработке лучом ОКГ (оптического квантового генератора - лазера ). Макро - и микрогеометрия поверхности, обработанной лучом ОКГ.

44.Физическая сущность процесса поверхностного пластического деформирования.

45.Типовые схемы обкатывания наружных поверхностей вращения роликом или шариком. Конструкции роликовых и шариковых приспособлений и инструментов для обкатывания и раскатывания.

46. Сущность процесса калибрования отверстий методами пластической деформации. Геометрия деформирующего элемента инструмента.

ПРИЛОЖЕНИЕ

1

Материал заготовки	Материал режущей части резца	Характеристика подачи	Коэффициент и показатели степени
Сv	Хv	Уv	m
Сталь углеродистая конструкционная 750 МПа	Т15 К6	S до 0.3 S св 0.3 до 0.7 S св 0.7	420 350 240	0.15	0.2 0.35 0.45	0.2
Серый чугун НВ 190	ВК6	S до 0.4 Sсв 0.4	270 213	0.15	0.2 0.4	0.2
Медные сплавы НВ 100-140	Р 18	S до 0.2 S св 0.2	270 182	0.12	0.25 0.5	0.23
Силумин НВ 65 100-200 МПа	Р 18	S до 0.2 S св 0.2	485 328	0.12	0.25 0.5	0.23

2-Поправочный коэффициент Кmv, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания.