До курсового і дипломного проектування

Спеціальності: Обробка матеріалів на верстатах та автоматичних лініях

 

 

Розрахунок режимів різання аналітичним і табличним способом на різноманітні види обробки

 

Викладач ___________(І.В.Рубашко)

 

Розглянуто на засіданні ПЦК:

спецтехнологічних дисциплін

Протокол № ___ від «____» __ 2007р.

Голова ПЦК ___________________ (О.М. Акутін)

 

2007 р.

ЗМІСТ

Передмова Розділ 1. Визначення режимів різання та основного часу при токарній обробці 1.1. Визначення режимів різання та основного часу аналітичним способом при зовнішньому точінні, розточуванні, відрізанні та прорізанні канавок і фасонному точінні 1.2. Визначення режимів різання та основного часу табличним способом при зовнішньому точінні, розточуванні, відрізанні та прорізанні канавок і фасонному точінні 1.3. Визначення режимів різання та основного часу табличним способом при нарізанні різьби різцями. 1.4. Визначення режимів різання та основного часу табличним способом при нарізанні різьби плашками та мітчиками. 1.5. Визначення режимів різання та основного часу табличним способом при накатуванні рифленій. 1.6 Визначення режимів різання та основного часу для верстатів з ЧПУ на прикладі обробки на токарному верстаті з ЧПУ мод. АТПр2М12СН Розділ 2. Визначення режимів різання та основного часу при фрезерній обробці 2.1. Визначення режимів різання та основного часу аналітичним методом при фрезерній обробці 2.2. Визначення режимів різання та основного часу табличним методом при фрезерній обробці 2.3. Визначення режимів різання та основного часу табличним методом при фрезеруванні різьби гребінчастою та дисковою різьбовою фрезою Розділ 3. Визначення режимів різання та основного часу при свердлінні, розгортанні та зенкеруванні 3.1. Визначення режимів різання та основного часу аналітичним методом при свердлінні, розгортанні та зенкеруванні 3.2. Визначення режимів різання та основного часу табличним методом при свердлінні, розгортанні та зенкеруванні Розділ 4. Визначення режимів різання та основного часу табличним методом при нарізанні зубців на колесі 4.1. Визначення режимів різання та основного часу табличним методом при нарізанні зубчастих коліс довб’яками 4.2. Розрахунок режимів різання при нарізанні зубчастих коліс черв'ячною фрезою табличним методом Розділ 5. Визначення режимів різання та основного часу при шліфуванні Розділ 6.Визначення режимів різання та основного часу на автоматичних лініях Додатки Додаток 1. Область використання абразивних матеріалів Додаток 2. Область використання абразивних інструментів різної зернистості Додаток 3. Область використання абразивних інструментів різної твердості Додаток 4. Область використання абразивних кругів різної структури Додаток 5. Область використання абразивних інструментів на різноманітних зв’язках Додаток 6. Вибір характеристик шліфувальних кругів для різноманітних умов шліфування (швидкість круга Vкр=35м/с) Додаток 7. Формули для визначення основного часу, які не ввійшли до попередніх розрахунків. Список літератури

Передмова

Дана методична розробка виконана для полегшення розрахунків режимів різання аналітичним і табличним способом на різноманітні види обробки при виконанні курсового та дипломного проекту з предмета: “Технологія машинобудування”.

В розробці приведено порядок виконання режимів різання, довідковий матеріал, формули за якими обчислюються складові режимів різання та посилання на допоміжну літературу з вказівками сторінок, таблиць, додатків, карток.

В першому розділі подаються розрахунки режимів різання на найбільш поширений тип обробки – токарну обробку; в другому – на фрезерну обробку; в третьому – на свердління, зенкерування, розгортання; в четвертому розділі – для нарізання зубців на колесі; в п’ятому – на шліфування.

В розробці також вказуються формули для розрахунків основного часу на деякі види обробки, які не роздивляються в даному посібнику.

Відгуки, пропозиції, зауваження просимо передавати викладачам предмета: “Основи обробки матеріалу та інструмент” або голові циклової комісії спецтехнологічних дисциплін.

Бажаємо успіху при виконанні курсового та дипломного проекту!

Розділ 1. Визначення режимів різання та основного часу при токарній обробці

Для визначення режимів різання та основного часу при токарній обробці перш за все треба виявити вихідні дані, до яких відносяться: свідоцтва о деталі – назва і номер деталі, матеріал та його механічні властивості (НВ, НRC, або граничні значення міцності при розтяганні σ_в в МПа), вид заготовки, склад операції, модель верстата, пристрій для закріплення деталі та інші дані; визначають основні розрахункові розміри обробки D,l,h. Для валів за розрахунковий діаметр D(в мм) приймають діаметр поверхні до виконання даного переходу, для отворів – діаметр отвору після виконання переходу; l – довжина поверхні, що оброблюється; обробки h- припуск в мм.

 

1.1. Визначення режимів різання та основного часу аналітичним способом при зовнішньому точінні, розточуванні, відрізанні та прорізанні канавок і фасонному точінні

Порядок розрахунку:

1. Вибираємо різець: матеріал різальної частини різця беремо з [1,с.115-118), геометричні параметри різальної частини різця з [1,с.119-136), вибираємо розміри поперечного перерізу корпусу різця за паспортом верстата.

 

2. Знаходимо глибину різання t. Для зменшення числа робочих та одержання найбільшої продуктивності рекомендовано глибину різання приймати рівною припуску h на сторону в мм:

 

 

а) при поздовжньому точінні: б) при розточуванні отвору:

 

в) при підрізанні торців: г) при відрізанні і прорізанні канавок:

 

 

, де В - ширина канавки в мм.

3. Вибираємо подачу - S₀ мм/об [1,с.266-268]

 

4. Коректуємо значення подачі за паспортом верстату, приймаємо менше значення S_0вт [мм/об) [3,с.421-422).

 

5. Визначаємо швидкість різання, яка допускається властивостями різця за формулою:

м/хв,

де cтійкість інструменту приймається Т = 60 хв; Т = 120 хв- для фасонного точіння

Cv, m, x, y вибираємо з [1,с.269-270,табл..17)

,

де K_мv - поправочний коефіцієнт, який враховує вплив фізико - механічних властивостей оброблюваного матеріалу на швидкість різання [1,с. 261-262,табл.1-4];

K_nv - поправочний коефіцієнт, який враховує вплив стану поверхні заготівки на швидкість різання [1,с.263,табл.5];

K_uv - поправочний коефіцієнт, який враховує вплив інструментального матеріалу на швидкість різання [1,с.263,табл.6];

K_rv - поправочний коефіцієнт, який враховується для інструменту з різальною частиною зі швидкорізальної сталі [1,с.271,табл.18];

K_jv,K_j1v,K_rv - поправочні коефіцієнти_, які враховують вплив геометричних параметрів різця на швидкість різання [1,с.271,табл.18].

Швидкість різання при поперечному точінні знаходять як і швидкість різання при зовнішньому поздовжньому точінні, з урахуванням поправочного коефіцієнту К_оv.

При К_оv=1,24

При К_оv=1,18

При К_оv=0,67

Швидкість різання при внутрішній обробці знаходять як і швидкість різання при зовнішньому поздовжньому точінні, з урахуванням поправочного коефіцієнту К_оv=0,9.

При обробці без охолодження конструкційних та жаростійких та сталевих виливок різцями зі швидкорізальної сталі вводити коефіцієнт К_оv=0,8.

При відрізанні та прорізанні з охолодженням різцями із твердого сплаву Т15К6 конструкційних сталей та сталевих виливок вводити коефіцієнт К_оv=1,4.

При фасонному точінні глибокого та складного профілю на швидкість різання вводити коефіцієнт К_оv=0,85.

 

6. Визначаємо частоту обертів оброблюваної деталі, яка відповідає знайденій швидкості головного руху різання в хв^-1:

 

7. Одержані значення частоти обертів, оброблюваної деталі коректуємо за паспортом верстату, приймаємо найближче менше значення n_вт (хв^-1) [3,с.421-422].

 

8. Визначаємо дійсну швидкість різання в м/хв

9. Визначаємо силу різання P_z за формулою

_,

де Ср,x,y,m визначаємо по [1,с.273-274]

,де

К_р - поправочний коефіцієнт, який враховує вплив конкретних умов обробки.

К_мр- поправочний коефіцієнт, який враховує вплив фізико - механічних властивостей оброблюваного матеріалу на силові залежності [1,с.264-265,табл.9-10].

К_jр,К_gр,К_lр,К_rp- поправочний коефіцієнт, який враховує вплив геометричних параметрів різця на силу різання [1,с.275,табл.23].

 

10. Визначаємо потужність, витрачену на різання в кВт.

 

 

11. Вибраний режим різання перевіряємо по потужності верстату.

 

,

де - потужність на шпинделі верстату;

 

кВт, де , h вибираємо з [3,с.421-422]

 

12. Визначаємо машинний час

хв,

де L – шлях інструменту в напрямку подачі в мм;

n – частота обертання заготовки (шпинделя) в хв^-1; S – подача в мм/об;

- кількість робочих ходів, де t – глибина різання; h – припуск;

l – розмір поверхні, що оброблюється в напрямку подачі в мм;

– величина врізання мм, де φ – головний кут в плані;

D - 1 2 мм – вихід ріжучого інструменту (перебіг);

При поперечному точінні валика мм

При поперечному точінні труби мм

При розрізанні валика відрізним різцем з ріжучою кромкою паралельної вісі

мм

При розрізанні валика з похилою ріжучою кромкою мм

При розрізанні труби різцем з ріжучою кромкою паралельної вісі мм

При розрізанні труби різцем з похилою ріжучою кромкою мм

 

 

1.2. Визначення режимів різання та основного часу табличним способом при зовнішньому точінні, розточуванні, відрізанні та прорізанні канавок і фасонному точінні

 

Порядок розрахунку:

1. Вибираємо різець: матеріал різальної частини різця беремо з [1,с.115-118], геометричні параметри різальної частини різця з [1,с.119-136], вибираємо розміри поперечного перерізу корпусу різця за паспортом верстата.

 

2. Знаходимо глибину різання t. Для зменшення числа робочих та одержання найбільшої продуктивності рекомендовано глибину різання приймати рівною припуску h на сторону в мм:

 

а) при поздовжньому точінні: б) при розточуванні отвору:

 

 

 

в) при підрізанні торців: г) при відрізанні і прорізанні канавок:

 

 

, де В - ширина канавки, мм.

 

3. Вибираємо подачу - S₀ мм/об [1,с.266-268].

 

4. Коректуємо значення подачі за паспортом верстату, приймаємо менше значення - S_0вт (мм/об) [3,с.421-422].

 

5. Визначаємо швидкість різання, яка допускається властивостями різця [2,с.44-59].

6. Визначаємо частоту обертів оброблювальної деталі

 

хв^-1

 

7. Одержані значення частоти обертання оброблюваної деталі коректуємо за паспортом верстату та приймаємо найближче менше значення n_вт (хв.^-1) [3,с.421-422].

 

8. Визначаємо дійсну швидкість різання.

м/хв.

 

 

9. Визначаємо потужність на різання – з [2,с.56,с.60].

 

 

10. Вибраний режим різання перевіряємо по потужності верстату.

 

,де

- потужність на шпинделі верстату.

 

кВт,де ,h вибираємо з [3,с.421-422]

,де

потужність на шпинделі верстату.

 

11. Визначаємо коефіцієнт використання потужності привода верстата Коефіцієнт використання верстата по потужності дає можливість встановити вірність вибору верстата для виконання даної операції. При коефіцієнті K_N= потужність приводу використовується достатньо; при коефіцієнті K_N= використання верстата по потужності допустимо; коефіцієнт K_N< показує що верстат вибрано невірно. Підвищення величини K_N можна досягнути коректуванням режимів різання або підбором нової моделі верстата. При коректуванні режимів різання найбільш раціонально зменшувати в першу чергу швидкість різання, потім подачу і в останню чергу глибину різання. При зменшенні швидкості різання на якусь-либонь величину в тому же відношенні зменшиться частота обертання шпинделя і і потужність різання.

 

12. Визначаємо машинний час

хв,

де L – шлях інструменту в напрямку подачі в мм;

n – частота обертання заготовки (шпинделя) в хв^-1; S – подача в мм/об;

- кількість робочих ходів, де t – глибина різання; h – припуск;

l – розмір поверхні, що оброблюється в напрямку подачі в мм;

– величина врізання мм, де φ – головний кут в плані;

D - 1 2 мм – вихід ріжучого інструменту (перебіг);

При поперечному точінні валика мм

При поперечному точінні труби мм

При розрізанні валика відрізним різцем з ріжучою кромкою паралельної вісі мм.

При розрізанні валика з похилою ріжучою кромкою мм

При розрізанні труби різцем з ріжучою кромкою паралельної вісі мм

При розрізанні труби різцем з похилою ріжучою кромкою мм

1.3. Визначення режимів різання та основного часу табличним способом при нарізанні різьби різцями.

 

Різьбовими різцями на токарних верстатах нарізають різьби з малими допустимими відхиленнями від співвісністі з іншими поверхнями та високою точністю кроку.

 

Порядок розрахунку:

1. Користуючись довідковою літературою вибираємо згідно вихідних даних:

а)тип ріжучого інструменту з [1,с.231,табл.146];

б)матеріал ріжучої частини з [1,с.115-118].

 

2. Вибираємо число робочих ходів різця – і з [2, с.67]

3. Знаходимо швидкість різання, допустиму ріжучими властивостями різця з урахуванням поправочних коефіцієнтів в м/хв.

 

4. Частота обертів шпинделя верстату, відповідна знайденій швидкості головного руху.

 

хв^-1

5. Коректуємо частоту обертів за даними верстату та встановлюємо дійсну частоту обертання шпинделя, n_вт в хв^-1 [3,с.421-422]

 

 

6. Визначаємо дійсну швидкість різання за формулою

 

м/хв.

 

7. Визначаємо потужність на різання – з [2,с.56-60].

 

 

8. Вибраний режим різання перевіряємо по потужності верстату.

 

,де

- потужність на шпинделі верстату.

 

кВт,де ,h вибираємо з [3,с.421-422]

, де N_шп. потужність на шпинделі верстату.

 

9. Визначаємо коефіцієнт використання потужності привода верстата Коефіцієнт використання верстата по потужності дає можливість встановити вірність вибору верстата для виконання даної операції. При коефіцієнті K_N= потужність приводу використовується достатньо; при коефіцієнті K_N= використання верстата по потужності допустимо; коефіцієнт K_N< показує що верстат вибрано невірно. Підвищення величини K_N можна досягнути коректуванням режимів різання або підбором нової моделі верстата. При коректуванні режимів різання найбільш раціонально зменшувати в першу чергу швидкість різання, потім подачу і в останню чергу глибину різання. При зменшенні швидкості різання на якусь-либонь величину в тому же відношенні зменшиться частота обертання шпинделя і і потужність різання.

 

10. Визначаємо машинний час за формулою:

 

хв,

де l – довжина різьби в мм;

- величина врізання в мм;

Р – шаг різьби в мм;

n – частота обертання заготовки (шпинделя) в хв.^-1;

i - кількість робочих ходів різця, необхідних для нарізання різьби повної глибини.

K – число заходів різьби

 

 

1.4. Визначення режимів різання та основного часу табличним способом при нарізанні різьби плашками та мітчиками.

 

Плашки використовують для нарізання зовнішніх різьб з кроком до 2 мм. Внутрішні різьби діаметром до 20 мм нарізають мітчиками.

 

Порядок розрахунку:

1. Вибираємо тип мітчика або плашки та його геометричні параметри [1,с.215-227], [2,с.364-265].

2. Визначаємо швидкість різання, допустиму ріжучими властивостями мітчика з урахуванням поправочних коефіцієнтів [2, с. 77-78,с.147-150].

, де

К₁ - поправочний коефіцієнт, який враховує вплив фізико - механічних властивостей оброблюваного матеріалу на швидкість різання

К₂- поправочний коефіцієнт, який враховує точність різьби на швидкість різання.

К_{3 -} поправочний коефіцієнт, який враховує матеріал ріжучої частини інструмента на швидкість різання.

К_{4 -} поправочний коефіцієнт, який враховує вплив геометричних параметрів інструмента на швидкість різання.

 

 

3. Визначаємо частоту обертів шпинделя верстату, відповідну знайденій швидкості руху різання:

хв^-1

 

4. Коректуємо частоту обертів шпинделя за даними верстату і встановлюємо дійсну частоту обертання шпинделя n_вт в хв^-1 [3,с.421-422]

 

5. Визначаємо дійсну швидкість різання за формулою:

 

м/хв.

6. Вибір потужності, витраченої на різання проводимо тільки при нарізанні різьби мітчиками за формулою:

, де

N_тавл, K₁, K₂, K₃, K₄ вибираємо з [2,с147-150]

 

7. Визначаємо машинний час:

- при нарізанні різьби на прохід

- при нарізанні різьби з вивертанням інструмента, де

n – частота обертання шпинделя в хв^-1; n₁ – частота зворотного обертання шпинделя (за паспортом верстата) в хв^-1.

, де

l – довжина різьби в мм; l₁- довжина забірної частини мітчика або плашки;

величина перебігу: - для мітчика і плашки, - для нарізання різьби мітчиком в глухому отворі; l₁+y – врізання та перебіг мітчика можна також встановити за нормативами [2,с.375].

 

1.5. Визначення режимів різання та основного часу табличним способом при накатуванні рифленій.

 

Порядок розрахунку:

1. Вибираємо ролик, яким будемо проводити накатування, встановлюємо крок нарізки на ролику [1,с.414-415].

2. Встановлюємо кількість проходів при обробці за декілька проходів методом поздовжньої подачі [2,с.84].

3. Визначаємо подачу на один оберт S₀ мм/об [2,с.84]

4. Визначаємо швидкість різання. Рекомендовано використовувати при накатуванні: для сталі з σ_в<800 М|Па – 20-25 м/хв; сталі з σ_в>800 МПа – 10-20 м/хв; для чавуна – 10-15 м/хв; для латуні і бронзи – 30-50 м/хв; для алюмінію – 90 м/хв.

 

5. Визначаємо частоту обертів шпинделя верстату, відповідну прийнятої швидкості руху різання.

хв^-1

 

6. Коректуємо частоту обертів шпинделя за даними верстату і встановлюємо дійсну частоту обертання шпинделя n_вт в хв^-1 [3,с.421-422]

 

7. Визначаємо дійсну швидкість різання за формулою

 

м/хв

 

 

8. Вибір потужності, витраченої на різання не проводимо.

 

9. Визначення машинного часу.

хв, - з поздовжньою подачею

хв, - з радіальною подачею, де

l – довжина поверхні на якій проводиться накатування; S – поздовжня подача в мм/об; S_t – поперечна подача в мм/об; K= 1,1 1,2 – коефіцієнт, який враховує допоміжний час на обкатування без радіальної подачі в кінці накатування.

 

 

хв

мм

мм

мм