Проектирование режущего инструмента
Введение
Актуальность темы
курсовой работы:
В условиях современного развития
производства и новаций в применении режущего инструмента наблюдается постоянное
повышение технологического уровня машиностроения, механизации и автоматизации
производственных процессов, повышение качества выпускаемой продукции.
Цель работы:
Выбрать оптимальный режущий
инструмент для трех поверхностей
Задачи:
- описание и технологический анализ
заданных обрабатываемых поверхностей детали;
анализ типа производства и
определение группы универсальности режущих инструментов;
определение рекомендуемых к
использованию материалов режущей части инструментов;
описание схем резания и выбор типов
инструментов для одной операции на каждую заданную поверхность;
- назначение инструментов: по два на
каждую заданную поверхность обработки для сравнения экономической эффективности
и выбора оптимального инструмента;
аналитический или статистический
(табличный) расчет режимов резания и основного времени;
технико-экономическое сравнение двух
вариантов режущих инструментов, выбор оптимального инструмента.
1. Предварительный выбор
инструмента
Анализ обрабатываемой
поверхности детали:
.1 Поверхность 1
деталь режущий инструмент материал
Задание: Необходимо обработать торец на диаметре D=199,8H11. Параметр шероховатости
обработанной поверхности Rz = 20 мкм. Заготовка основание, материал Сталь 20 ГОСТ 1050-88.
Производство серийное.
. Определение вида
формообразования поверхности. В первую очередь определим форму детали - это
тело вращения. Такая поверхность получается в результате обработки на
токарно-винторезном станке типа 16К20. Тип инструмента - проходной отогнутый
резец.
. Анализ степени точности и
шероховатости поверхности. По справочнику [1] определили требования к
точности и виду токарной обработки (Т1. Гл. 1 Табл. 1-4). По номинальному
диаметру, 11 квалитету точности и параметру шероховатости Rz = 20 мкм
устанавливается допуск формы и расположения поверхности в соответствии с ГОСТ
24643 - 81: уровень А (нормальный). Такая характеристика обрабатываемой
поверхности соответствуют черновому точению.
. Выбор способа крепления и
определение жесткости системы СПИЗ.
Учитывая форму детали и метод
обработки, выбираем способ закрепления заготовки в трехкулачковый патрон. По
СПИЗу система жесткая.
. Анализ материала заготовки.
Выбор материала режущего инструмента. Сталь 20 ГОСТ 1050-88 -
конструкционная сталь с пределом прочности σв = 420 МПа, обладает
низкой пластичностью, хуже обрабатывается в холодном состоянии. Применяется для
малонагруженных динамическими нагрузками деталей. ([4], с. 88)
Для чистового точения
конструкционных сталей рекомендуются резцы с твердосплавными пластинами марок
Т30К4, Т15К6и из быстрорежущей стали Р18, Р6М5.
Фирма Sandvik Coromant рекомендует для
получистовой обработки сталей группы Р05 (Р01 - Р15), в которую входит
рассматриваемая сталь, без использования СОЖ, и высоких скоростях резания
твердый сплав GC1525 Wiper WF. Пластины Wiper WF соответствуют новым стандартам производительного точения. Они
сокращают время резания в 2 раза при неизменно высоком качестве обрабатываемой
поверхности.
. Определение группы
универсальности режущего инструмента. В серийном производстве
технологический процесс изготовления изделия расчленен на отдельные
самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках. В целях экономии
средств на расчеты затрат и сроков окупаемости дорогостоящего специального
инструмента, а также ожидаемый экономический эффект от его использования, можно
отдать предпочтение применению универсального инструмента.
Выбор резца:
I группа - универсальный; тип режущего инструмента - проходной
отогнутый резец. Материал рабочей части - быстрорежущая сталь по ГОСТ 18868 -
73, сечение резца: 25х16, L=120. Радиус при вершине r=1.0 мм [2].
Обработка производится без
применения СОЖ.
. Выбор типа станка. Исходя
из типа и условий производства, вида формообразования, сложности обрабатываемой
поверхности по справочнику [4] выбираем горизонтальный токарно-винторезный
станок 16К20. По паспортным данным определяем необходимые технические
характеристики станка: наибольший диаметр заготовки: над станиной - 400 мм, над
суппортом - 220 мм; мощность двигателя Nд = 10 кВт; КПД станка η =
0,75. Частота вращения шпинделя, об/мин: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50;
63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.
Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи станка
Рх=6000Н. Габаритные размеры детали соответствуют возможности ее обработки на
выбранном оборудовании.
. Эскиз обработки поверхности
[Приложение 1, Рис. 1]
.2 Поверхность 2
Задание: Необходимо расточить отверстие в размер D=189Н11. Параметр шероховатости
обработанной поверхности Rz = 20 мкм.
. Определение вида
формообразования поверхности. В первую очередь определим форму детали -
тело вращения. Такая поверхность получается в результате обработки на
токарно-винторезном станке типа 16К20. Тип инструмента - расточной отогнутый
резец.
. Анализ степени точности и
шероховатости поверхности. По справочнику [1] определили требования к
точности и виду токарной обработки (Т.1 Гл. 1 табл. 1-4). По номинальному
диаметру, 11 квалитету точности и параметру шероховатости Rz = 20 мкм
устанавливается допуск формы и расположения поверхности в соответствии с ГОСТ
24643 - 81: уровень А (нормальный). Такая характеристика обрабатываемой
поверхности соответствуют получистовому точению.
. Выбор способа крепления и
определение жесткости системы СПИЗ.
Учитывая форму детали и метод
обработки, выбираем способ закрепления заготовки в трехкулачковый патрон. По
СПИЗу система жесткая.
. Анализ материала заготовки.
Выбор материала режущего инструмента. Сталь 20 ГОСТ 1050-88 -
конструкционная сталь с пределом прочности σв = 420 МПа, обладает
низкой пластичностью, хуже обрабатывается в холодном состоянии. Применяется для
малонагруженных динамическими нагрузками деталей. ([4], с. 88)
Для чистового точения
конструкционных сталей рекомендуются резцы с твердосплавными пластинами марок
Т30К4, Т15К6и из быстрорежущей стали Р18, Р6М5.
Фирма Sandvik Coromant рекомендует для
получистовой обработки сталей группы Р05 (Р01 - Р15), в которую входит
рассматриваемая сталь, без использования СОЖ, и высоких скоростях резания
твердый сплав GC1525 Wiper WF. Пластины Wiper WF соответствуют новым стандартам производительного точения. Они
сокращают время резания в 2 раза при неизменно высоком качестве обрабатываемой
поверхности.
. Определение группы
универсальности режущего инструмента. В серийном производстве
технологический процесс изготовления изделия расчленен на отдельные
самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках. В целях экономии
средств на расчеты затрат и сроков окупаемости дорогостоящего специального
инструмента, а также ожидаемый экономический эффект от его использования, можно
отдать предпочтение применению универсального инструмента.
Выбор резца:
I группа - универсальный; тип режущего инструмента - расточной
отогнутый резец. Материал рабочей части - быстрорежущая сталь по ГОСТ 18870 -
73, сечение резца: 20х20, L=150. Радиус при вершине r=0.4 мм [2].
Обработка производится без
применения СОЖ.
. Выбор типа станка.
Применяем аналогичный станок 16К20,
рассмотренный для поверхности 1.
. Эскиз обработки поверхности
[Приложение 2, Рис. 2]
.3 Поверхность 3
Задание. Необходимо проделать 3 паза диаметром 6 мм, глубиной 23 мм.
Параметр шероховатости обработанной поверхности RZ = 40 мкм.
. Определение вида
формообразования поверхности. Такая плоскость получается в результате
обработки на фрезерном станке. Вид инструмента - фреза; станок - фрезерный.
. Анализ степени точности и
шероховатости поверхности. По справочнику [9] определили требования к
точности и виду токарной обработки (Т 1, глава 1, табл. 1-4). По номинальному
диаметру, 11 квалитету точности и параметру шероховатости Rz = 40 мкм
устанавливается допуск формы и расположения поверхности в соответствии с ГОСТ
24643 - 81: уровень А (нормальный). Такая характеристика обрабатываемой
поверхности соответствуют чистовому фрезерованию.
. Выбор способа крепления и
определение жесткости системы СПИЗ.
Учитывая форму детали и метод
обработки выбираем способ крепления в тиски. По СПИЗу система жесткая (Т.1, гл.
6).
. Анализ материала заготовки.
Выбор материала режущего инструмента. Сталь 20 ГОСТ 1050-88 -
конструкционная сталь с пределом прочности σв = 420 МПа, обладает
низкой пластичностью, хуже обрабатывается в холодном состоянии. Применяется для
малонагруженных динамическими нагрузками деталей. ([4], с. 88)
Для чистового точения
конструкционных сталей рекомендуются резцы с твердосплавными пластинами марок
Т30К4, Т15К6и из быстрорежущей стали Р18, Р6М5.
Фирма Sandvik Coromant рекомендует для
получистовой обработки сталей группы Р05 (Р01 - Р15), в которую входит
рассматриваемая сталь, без использования СОЖ, и высоких скоростях резания
твердый сплав GC1525 Wiper WF. Пластины Wiper WF соответствуют новым стандартам производительного точения. Они
сокращают время резания в 2 раза при неизменно высоком качестве обрабатываемой
поверхности.
. Определение группы
универсальности режущего инструмента. В серийном производстве
технологический процесс изготовления изделия расчленен на отдельные
самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках. В целях экономии
средств на расчеты затрат и сроков окупаемости дорогостоящего специального
инструмента, а также ожидаемый экономический эффект от его использования, можно
отдать предпочтение применению универсального инструмента.
Выбор фрезы:
I группа - универсальный; тип режущего инструмента - концевая фреза
с цилиндрическим хвостовиком. Материал рабочей части - твердый сплав. Материал
корпуса фрезы - конструкционная сталь 45.
Обработка производится без
применения СОЖ.
. Выбор типа станка. Исходя
из типа и условий производства, вида формообразования, сложности обрабатываемой
поверхности можно выбрать горизонтально - фрезерный станок 6Т82Г (Т 2; гл. 1).
По паспортным данным определяем необходимые технические характеристики станка:
площадь поверхности стола - 320×1250 мм; мощность двигателя Nд = 7,5 кВт; КПД станка η =
0,8. Частота вращения шпинделя, об/мин: 16; 20; 25; 40; 50; 63; 80;
100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.
Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи станка, H:
продольной - 15000; поперечной - 12000; вертикальной - 5000.
Габаритные размеры детали
соответствуют возможности ее обработки на выбранном оборудовании.
. Эскиз обработки поверхности
[Приложение 3, Рис. 3]
2. Технико-экономическое
сравнение вариантов режущих инструментов
Выбор инструментов
В соответствии с проведенным
аналитическим исследованием условий обработки поверхностей назначаем два
возможных варианта по каждому виду режущего инструмента.
При назначении конструктивных и
геометрических элементов инструмента, а также марки инструментального материала
пользуемся табличными данными, приведенными в справочниках [2] и
соответствующих выбранному инструменту каталогу [5].
Поверхность 1
Выбор резца и установка
его геометрических параметров.
1 вариант выбора резца отечественного производства выбираем по справочнику [2].
В соответствии с технологической
схемой принимается проходной отогнутый резец из быстрорежущей стали с углом в
плане 45º.
Код инструмента: Резец ГОСТ 18868 - 73.
Выбираются размеры поперечного
сечения корпуса резца. У станка 16К20 расстояние от опорной плоскости резца в
резцедержателе до линии центров 25 мм. Поэтому для установки резца на станке
вершиной по центру принимается высота его корпуса h = 25 мм, b = 16 мм; L = 120 мм; r = 1,0 мм. [2, стр. 119,
т 4].
Геометрические параметры
резца
По справочнику [3, стр. 347]
выбираем геометрические параметры элементов резца: φ = 450; γ = 250; α = 120; λ = 00.
2 вариат выбора резца
Резец выбирается по каталогу [5].
Исходные данные:
- группа обрабатываемого
материала - Р (обработка низколегированной стали, НВ300
(σвHB/3);
рекомендации режимов резания в Coro Key даны для материалов, твердость которых НВ = 180 - при расчете
режимов резания необходимо учесть коэффициент по материалу (с. 11)
Условия обработки -
нормальные.
Выбирается код пластины
по таблице [5, стр. 91] (черновая обработка сплава; пластины с задним углом):
односторонняя пластина CCGX
09T3 08AL; для глубины резания 3 мм.
· Форма пластины - C - ромбическая с углом заострения 800.
· Главный угол в
плане - 950;
· Задний угол - 120;
· размер пластины:
длина режущей кромки - 13 мм, толщина пластины - 4 мм, радиус при вершине rε = 0,8 мм (с. 91);
Выбирается система крепления и
державка инструмента.
Выбираеся корпус резца для наружной
обработки инструментом с пластиной с задним углом.
Исходные данные:
· форма пластины - С;
· главный угол в
плане - 950;
· длина режущей
кромки - 13 мм;
· высота корпуса h = 8 мм.
В соответствии с табличными
рекомендациями выбирается державка CoroTurn® 107 прижим повышенной
жесткости.
Код выбранного инструмента - SCLCR/L 0808D06
Поверхность 2
Выбор резца и установка
его геометрических параметров.
1 вариант выбора резца отечественного производства делаем по справочнику [9].
В соответствии с технологической
схемой принимается расточной отогнутый резец из быстрорежущей стали по ГОСТ
81870 - 73.
Сечение резца 20х20, L = 150 мм, r = 0,4 мм; Для расточных резцов с пластинами из твердого сплава по
ГОСТ 18882 - 73 принимается b = 25 мм; L = 200 мм; l = 14 мм; r = 1,0 мм [3, стр. 333].
Геометрические параметры
резца
По справочнику [3] проводится выбор геометрических элементов резца:
φ = 600; γ = 150; α = 100; λ = 00 (табл. 9 стр. 347); φ1 = 150; (табл. 11 стр. 348)
2 вариант выбора резца
Резец выбирается по каталогу [5].
Исходные данные:
- группа обрабатываемого
материала - Р (обработка низколегированной стали, НВ300
(σв
HB/3);
рекомендации режимов резания в Coro Key даны для материалов, твердость которых НВ = 180 - при расчете
режимов резания необходимо учесть коэффициент по материалу (с. 5; 7). Наружная
обработка при нормальных условиях: первый выбор для операций общего точения;
контурная обработка; литье и поковки; умеренные скорости резания; хорошее
закрепление заготовки (с. 28)
Условия обработки -
нормальные.
Выбирается код пластины
по таблице [5, стр. 91] (чистовая обработка внутренней цилиндрической
поверхности; пластины с задним углом): односторонняя пластина CCGX 060202AL; для глубины
резания 1 мм.
· форма пластины - С
- ромбическая с углом заострения 800;
· главный угол в
плане - 950;
· задний угол = 100;
· размер пластины:
длина режущей кромки - 15 мм; толщина пластины - 4 мм; радиус при вершине rε = 0,4 мм (с. 98)
Выбирается система крепления и
державка инструмента.
Выбираеся корпус резца для
внутренней обработки инструментом с пластиной с задним углом.
Исходные данные:
· форма пластины - С;
· главный угол в
плане - 950;
· длина режущей
кромки - 15 мм;
· диаметр корпуса 16
мм.
В соответствии с табличными
рекомендациями выбирается державка CoroTurn® 107 с цилиндрическим
хвостовиком.
Код выбранного инструмента - A12M-SCLCR 06
Поверхность 3
Выбор фрезы и установка
ее геометрических параметров.
1 вариант выбора фрезы отечественного производства по справочнику [9]).
В соответствии с технологической
схемой принимается концевая фреза с цилиндрическим хвостовиком, материал
корпуса фрезы - сталь 45. Код инструмента: Фреза ГОСТ 17025 - 71.
Геометрические параметры
фрезы (Т 2; гл. 3; табл. 5):
d=25 мм=121 мм=45 мм=6
Угол наклона стружечных канавок: 30-35°
Предельные отклонения фрез наружного
диаметра: js14
Диаметр цилиндрического хвостовика:
h8
2 вариант выбора фрезы
Резец выбирается по каталогу [11].
По каталогу выбрали концевую фрезу
для обработки неметаллических материалов. Код инструмента: Концевая фреза
R216.33-25040-AS25U H10F.
Геометрические параметры
фрезы:
Dc=25 мм=135 ммр=25 мм=25 мм=75
мм=100 мм=24 мм
ch1=0.15
bn=0.35
Фреза цельная.
Геометрические параметры:
γp=12-150
γ0 (передний угол) =9-120
задний угол 8-120
φ=1030
3. Расчет режимов
резания
.1 Установка режимов
резания аналитическим методом
. Для черновой обработке торца на d=199,8 мм принимаем глубину резания t=3.
. По табл. 11 справочника [2, стр.
266] для Rz=20 мкм и r =1 мм табличное значение
подачи для алюминиевого сплава Sтабл =1,3 мм/об.
3. Для станка с ручным управлением
по рекомендациям базового справочника выбираем стойкость инструмента: Т=60
мин.
4. Скорость резания:
По табл. 17 [2, стр.
270] выбирается вид обработки. Для случая подрезки торца - это наружное
продольное точение проходными резцами.
Далее по таблице (для
подачи больше S>0,2) определяем параметры: Сv=328; xv=0,12;
yv=0,5; m =0,28.
Следующим шагом расчета
необходимо учесть все отличия данных условий обработки относительно тех, для
которых даны табличные значения. Для этого находят значения поправочных
коэффициентов:
.
= 0,8 - коэффициент
определяется по табл. 4 [2, стр. 263]
=1 - по табл. 5 [2, стр.
263]
=1 - по табл. 6 [2, стр.
263]
0,28 ·
30,12· 1,30,5
5. 1000
ν 1000·64.16
πD 3.14·199,8
Так как заданный станок
16К20 имеет ступенчатое регулирование главного привода, то согласно таблице
кинематических данных станка выбираем ближайшее меньшее значение. По станку
принимаем n=80 об/мин.
6. πDn 3,14·199,8·80
1000 1000
. Для проверки по мощности
электродвигателя станка определяем главную составляющую силы резания:
· по табл. 22 [2]
определяем параметры:
=40; =1.0;
=0.75;
=0
Поправочный коэффициент
Kp представляет собой произведение ряда коэффициентов =, учитывающих
фактические условия резания. Значения этих коэффициентов выбираем по табл. 10,
23 [2, стр. 265, 275].
=
=1.0
=1.15
=1.0
= 1.0·1,0·1,15·1,0 =
1,15
Рz=10·40·1,15·31·
1,30,7 ·580 = 1680 (Н).
По кинематическим данным
станка находим КПД станка 16К20 η=0.8
и определяем расчетную мощность:
Nрасч=
(кВт)
С учетом данных станка Nст=10
кВт делаем вывод, что обработка возможна:
расч=2.2< Nст=10.
Расчет основного времени
T0 = (мин).
L = 119 мм
i = 1= 80
S = 1.3
Для удобства результаты расчетов
представим в виде таблицы:
Таблица 1
t, мм
|
S, мм/об
|
T, мин
|
n, об/мин
|
v, м/мин
|
To, мин
|
3
|
1,3
|
60
|
80
|
58
|
1
|
.2 Определение режимов
резания статистическим методом
Для 2-ого варианта резца
(поверхность 1)
Для определения режимов резания
выбираем каталог [5]:
· глубина резания t = 3 мм;
· подача S = 0,3 мм/об;
· скорость резания vт =2000 м/мин;
· рекомендуемая
стойкость инструмента T=15 мин.
Определяем скорость
резания
Далее по таблице (для
подачи больше S>0,2) определяем параметры: Сv=328; xv=0,12;
yv=0,5; m =0,28.
Следующим шагом расчета
необходимо учесть все отличия данных условий обработки относительно тех, для
которых даны табличные значения. Для этого находят значения поправочных
коэффициентов:
.
= 0,8 - коэффициент
определяется по табл. 4 [2, стр. 263]
=1 - по табл. 5 [2, стр.
263]
=1 - по табл. 6 [2, стр.
263]
Число оборотов
корректируется по паспорту станка. Так как заданный станок 16К20 имеет
ступенчатое регулирование главного привода, то согласно таблице кинематических
данных станка выбираем ближайшее меньшее значение. По паспорту станка
принимается n = 250 об/мин.
Рассчитывается действительная
скорость резания по формуле
vд
= 204 м/мин
Для проверки по мощности
электродвигателя станка определяем главную составляющую силы резания:
· по табл. 22 [2]
определяем параметры:
=40; =1.0;
=0.75;
=0
Поправочный коэффициент
Kp представляет собой произведение ряда коэффициентов =, учитывающих
фактические условия резания. Значения этих коэффициентов выбираем по табл. 10,
23 [2, стр. 265, 275].
=
=1.0
=1.15
=1.0
= 1.0·1,0·1,15·1,0 =
1,15
Рz=10·40·1,15·31·
0,40,75 ·2040 = 537 (Н).
Выбранные режимы резания проверяются
на соответствие с мощностью электродвигателя станка по справочнику [7].
· по кинематическим
данным станка находится КПД станка η = 0,8 и определяется расчетная мощность:
Nрасч=
(кВт).
· с учетом данных
станка Nст=10,0 кВт можно сделать вывод, что обработка
возможна:
Nрасч = 2,38 кВт < Nст = 10,0 кВт.
Расчет основного времени
Тогда: =
1,02 (мин).
Для удобства результаты
расчетов представим в виде таблицы:
Таблица 2
t, мм
|
S, мм/об
|
T, мин
|
n, об/мин
|
v, м/мин
|
To, мин
|
3
|
0,4
|
15
|
250
|
204
|
1,02
|
Для 1-ого варианта резца
(поверхность 2)
Для определения режимов резания
выбираем справочники [3, 9]:
· глубина резания t = 1 мм;
· подача S = 0,25 мм/об [3, таб. 36, стр. 364];
· скорость резания vт = 190 м/мин [9, стр. 29]:;
· рекомендуемая
стойкость инструмента T= 60 мин,
Число оборотов шпинделя n (об/мин) рассчитывается
по формуле:
n
= 316 об/мин.
По паспорту станка принимается n =
315 об/мин.
Рассчитывается действительная
скорость резания по формуле
vд
= 208 м/мин
Выбранные режимы резания
проверяются на соответствие с мощностью электродвигателя станка по справочнику
[7].
· по кинематическим
данным станка находится КПД станка η = 0,8 и определяется расчетная мощность:
Nрасч=
(кВт).
· с учетом данных станка Nст=10,0
кВт можно сделать вывод, что обработка возможна:
Nрасч = 1,9 кВт < Nст = 10,0 кВт.
. Расчет основного времени
Тогда: (мин).
Для удобства результаты
расчетов представим в виде таблицы:
Таблица 3
t, мм
|
S, мм/об
|
T, мин
|
n, об/мин
|
v, м/мин
|
To, мин
|
1
|
0,25
|
60
|
315
|
208
|
0,64
|
Для 2-ого варианта резца
(поверхность 2)
Для определения режимов резания
выбираем учебник [5]:
· глубина резания t = 1 мм (стр. 91);
· подача S = 0,15 мм/об (стр. 91);
· скорость резания vт =2000 м/мин (стр. 91);
· рекомендуемая
стойкость инструмента T= 15 мин,
Так как твердость обрабатываемого
материала выше базовой, необходима коррекция режимов обработки.
. Поправочный коэффициент - 0,95.
Тогда скорость резания равна:
Vр=2000х0,95=1900 м/мин
. Число оборотов шпинделя n (об/мин) рассчитывается
по формуле:
n
= 2881 об/мин.
По паспорту станка принимается n =
1600 об/мин.
. Рассчитывается действительная
скорость резания по формуле
vд
= 1055 м/мин
. Выбранные режимы
резания проверяются на соответствие с мощностью электродвигателя станка по
справочнику [7].
· по кинематическим
данным станка находится КПД станка η = 0,8 и определяется расчетная мощность:
Nрасч=
(кВт).
· с учетом данных
станка Nст=10,0 кВт можно сделать вывод, что обработка
возможна:
Nрасч = 7,7 кВт < Nст = 10,0 кВт.
. Расчет основного времени
Тогда: (мин).
Для удобства результаты
расчетов представим в виде таблицы:
Таблица 4
t, мм
|
S, мм/об
|
T, мин
|
n, об/мин
|
v, м/мин
|
To, мин
|
1
|
0,15
|
15
|
1600
|
1055
|
0,2
|
Для 1-ого варианта фрезы
(поверхность 3) [7]
1. Sz==0,02
Cs=5,1; Qs=2;
Xs=0.7; Us=0,7; Ps=0; (П 2.1)=6
ПKsф=**=(1/100)0*(2,5*6/45)0*(60/45)0.6=1.18НВ=1 (П 2. 2) ns1=0
НВ=100 ns2=0
(П 2. 4)
С1=2,5 (П
2. 3) ns3=0.6
D=6
lф=13
φ=45˚
ПКSH=Ks1*Ks2*Ks3*Ks4*Ks5*Ks6=0.72s1=1,3s2=1,0s3=1,0s4=1,0s5=0,8s6=0,7
2. V==
59 (м/мин)
Sz=0.02
t=2=8
T=60=6
z=4
Cv=12
qv=1,69
m=0.3
xv=0.32
uv=0.24
Pv=0.1
ПKvф=**=(1/100)0*(2,5*6/13)0,55*(60/45)0.28=
1.08*1,08 =
1,16
CHB=1,0 nv1=0=100 nv2=0,55
С1=2,5 nv3=0.28=50ф=13
φ=45
ПКVH=KV1*KV2*KV3*KV4*KV5*KV6=0.68V1=1V2=1Vv3=1
(стр. 395)V4=1V5=0,8
KV6=0.85
3.
По паспорту станка принимается n =
1600 об/мин.
4.
5. SM=Sz*z*nф=0,02*4*1600=128
SМф=105
6. Sz==0,02 (мм/об)
7. N=CN*10-5*DqN**txN*BUN**KNф*KN1=0,87*10-5*60,14*0,020,72*20,86*81*41*1*1=0.03
Sz=0.02 CN=0,87=2
qN= 0,14=8 yN=0.72=6 xN=0,86=4 uN=1.0N=1
ПKNф==1=100
CHB=1
KN1=1
nN1=0
8. N≤1.2Nдв η
η =0,8
Nдв=7,2
,03<7,2 обработка возможна
9. Расчет основного времени
С помощью таблицы 3.1 и эскиза
обработки (рис. 2) определяются составляющие L:
Тогда: (мин).
t, мм
|
S, мм/зуб
|
T, мин
|
n, об/мин
|
v, м/мин
|
To, мин
|
2
|
0,02
|
60
|
1300
|
30
|
0,8
|
Для 2 - го варианта
фрезы [7]
1. Максимальная толщина стружки hex (мм): 0,15 (А198)
. Находим скорость резания, которая
для толщины стружки 0,15 мм составляет приблизительно 60 м/мин.
. Диаметр фрезы, производящей
обработку, составляет, как видно из таблицы на странице А88 Dc=6, число зубьев zп =4, угол винтовой канавки ≈ 450.
Величина подачи на зуб (А 192).
Sz=k1 ∙ hex =0,15 мм/зуб
4. Количество оборотов
шпинделя
По паспорту станка
принимается n = 1600 об/мин.
. Минутная подача
Vs
= n∙ zc ∙ Sz
zc
= zn /2 = 2
Vs
= 0.15 ∙ 2 ∙ 1600 = 480 мм/мин
6. Расчет основного времени
С помощью таблицы 3.1 и эскиза
обработки (рис. 2) определяются составляющие L:
Тогда: (мин).
t, мм
|
S, мм/зуб
|
T, мин
|
n, об/мин
|
v, м/мин
|
To, мин
|
2
|
0,15
|
60
|
1600
|
30
|
0,8
|
|
|
|
|
|
|
4. Сравнительный анализ
рассчитанных инструментов
Таблица 7. Технологические
характеристики прямых проходных резцов
Инструмент
|
t, мм
|
S, мм/об
|
T, мин
|
n, об/мин
|
v, м/мин
|
To, мин
|
Резец ГОСТ 18868 - 73.
|
3
|
1,3
|
60
|
80
|
58
|
1
|
SANDVIK Coromant
SCLCR/L
0808D06
|
3
|
0,4
|
15
|
250
|
204
|
1,02
|
Из таблицы видно, что при отличии
режимных параметров по скорости резания, производительность отечественного выше
резца фирмы SANDVIK Coromant, что ведет к уменьшению основного времени.
Его относительная стоимость также
значительно ниже.
Выбор делаем в пользу отечественного
резца:
Резец проходной отогнутый ГОСТ
18868 - 73.
Таблица 8. Технологические
характеристики расточных резцов
Инструмент
|
t, мм
|
S, мм/об
|
T, мин
|
n, об/мин
|
v, м/мин
|
To, мин
|
Резец ГОСТ 18870-73.
|
1
|
0,25
|
60
|
315
|
208
|
0,64
|
SANDVIK Coromant
A12M-SCLCR 06
|
1
|
0,15
|
15
|
1600
|
1055
|
0,2
|
Из таблицы видно, что глубины
резания совпадают. При отличии режимных параметров по скорости резания,
производительность резца фирмы SANDVIK Coromant выше резца отечественного производства, что ведет к уменьшению
основного времени. Его относительная стоимость также значительно выше, но
практика показывает, что снижение расходов на инструмент на 30% приводит к
снижению себестоимости детали всего на 1%. Ценовыми показателями можно
пренебречь, так как тип производства серийный.
Фирма SANDVIK Coromant гарантирует высокую
производительность и качество обрабатываемых поверхностей при использовании
производимого этой фирмой инструмента,
Выбор делаем в пользу резца фирмы SANDVIK Coromant:
A12M-SCLCR 06
Технологические характеристики фрез
Инструмент
|
t, мм
|
S, мм/об
|
T, мин
|
n, об/мин
|
v, м/мин
|
To, мин
|
Фреза отечественная ГОСТ 17025 - 71
|
2
|
0.02
|
60
|
1600
|
30
|
0.8
|
Фреза Sandvik
Код R216.34 - 06045 - BK22N
|
2
|
0.15
|
60
|
1600
|
30
|
0.6
|
Из таблицы видно, что при отличии
режимных параметров по подаче, основное время обработки фрезой фирмы SANDVIK в 7,5 раза меньше фрезы
отечественного производства.
Выбираем фрезу фирмы SANDVIK, код инструмента R216.34 - 06045 - BK22N. Свой выбор обосновываю тем, что
производительность данного инструмента выше при обеспечении всех требуемых условий
обработки поверхности, чем у отечественной фрезы ГОСТ 17025 - 71
Заключение
В работе для обработки поверхности
один выбран проходной отогнутый резец ГОСТ 18868 - 73 по справочнику, так как
при отличии режимных параметров по скорости резания, числу оборотов двигателя,
производительность резца отечественного производства выше, что ведет к
уменьшению основного времени.
Для обработки 2 поверхности выбираем
расточной отогнутый резец A12M-SCLCR 06 фирмы SANDVIK Coromant. Хотя его относительная стоимость значительно выше, эта фирма
оказывает влияние на производительность за счет: повышения скоростей;
повышенного качества; сокращения времени смены инструмента; расширения
возможностей инструмента.
Для обработки 3 поверхности выбираем
фрезу фирмы SANDVIK, код инструмента R216.34 - 06045 - BK22N. Производительность данного инструмента выше при обеспечении всех
требуемых условий обработки поверхности.
Данная фирма гарантирует высокую
производительность и качество обрабатываемых поверхностей при использовании
производимого этой фирмой инструмента.
Литература
1. Справочник
технолога-машиностроителя. Том 1 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К.
Мещерякова. - 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1986. 496 с., ил.
2. Справочник
технолога-машиностроителя. Том 2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К.
Мещерякова. - 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1986. 496 с., ил.
3. Краткий
справочник металлиста/ под общ. Ред. П.Н. Орлова, Е.А. Скороходова. - 3-е изд.,
перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 960 с.: ил.
4. Общемашиностроительные
нормативы режимов резания:
Справочник: В 2-х т.: Т. 1/ А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, В.А. Батуев и
др. - М.: Машиностроение, 1991. - 640 с.: ил.
5. Coro Key®. Просто выбрать. Легко
работать. Точение∙Фрезерование∙Сверление [Справочник]: Каталог
фирмы SANDVIK Coromant - 2008.
6. Денисова
Н.А. Режущий инструмент: Учебно-методический комплекс для обучения студентов
Саровского государственного физико-технического института. - Саров, Саровский
государственный физико-технический институт, 2008. - 15 с
7. Нефедов
Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему
инструменту: Учеб. пособие для техникумов по предмету «Основы учения о резании
металлов и режущий инструмент». - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: «Машиностроение»,
1990. - 448 с.: ил.
8. Лахтин
Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение, Москва Машиностроение 1990 г. - 528 с.
9. Режимы
резания металлов. Справочник под редакцией Барановского Ю.В., М.:
Машиностроение, 1972 - 407 с.