Контрольная работа по "Производственным технологиям"

 

На фрезерной  операции при фрезеровании плоскости  торцевой фрезой ширина фрезерования b=A=75мм (b≥55, значит глубина резания t=5мм) и длина фрезерования L_рез.=Б=225 (деталь – «призма» с размерами 225х75х75).

При фрезеровании в один проход плоскости заготовки  торцевой фрезой с пластинками из твердого сплава Т15К6 необходимо, подбирая диаметр фрезы, обеспечить «перекрывание» заданной величины ширены фрезерования не менее 20%. Следовательно, при ширине фрезерования 75мм, находим расчетную величину диаметра фрезы d_p = 75*1,2 = 90мм, и по ней подбираем ближайший больший диаметр из стандартного ряда. Значит, выбираем торцевую фрезу диаметром 100мм с 18 зубьями с пластинками из твердого сплава Т15К6.

 

2. Расчет режимов резания на сверление и зенкерование отверстия.

 

1. Расчет длины рабочего хода

L_p.x =L_рез+y,      где у – длина подвода, времени и перебега инструмента

Y определяем из таблицы 5 стр.19 м/у 2345:

у для «сверления на проход» = 10, т.к. используем сверло Æ 23мм < 25

у для «зенкерования на проход» = 5, т.к. используем зенкер Æ 25мм

сверление   мм

зенкерование  мм

2. Назначение подачи на оборот шпинделя станка Sо, мм/об.

а) определение подачи по нормативам:

So сверления = 0,22мм/об, так как Æ сверления 23мм<25мм (таблица 6, стр.19 м/у 2345)

So зенкерования = 0,5мм/об, так как Æ зенкерования 25мм (таблица 6, стр.19 м/у 2345).

б) уточнение подачи по паспорту станка

So сверления = 0,2мм/об (как ближайшее из имеющихся значений)

So зенкерования = 0,48мм/об (как ближайшее меньшее значение)

3. Определение стойкости инструментов по нормативам Т_р в минутах резания.

Учитывая, что  коэффициент времени резания  в работе оказывается > 0,7, то стойкость в минутах резания инструментов (Т_р) будет равна стойкости в минутах машинной работы (Т_м) и составляет 50 мин., так как размер обрабатываемого диаметра составляет 25мм (таблица 7, стр.19, м/у 2345).

4. Расчет скорости резания V в м/мин и частоты вращения шпинделя станка в минутах

а) определение скорости резания  по нормативам:

для сверления V_т = 32 мин., так как So = 0,22мм/об (≈ 0,2мм/об), d сверления = 23мм (до 25мм) (таблица 8, стр.20, м/у 2345)

для зенкерования: V_т = 22 мин, так как So = 0,5 мм/об, d зенкерования = 25мм  (таблица 8, стр.20, м/у 2345)

 

Рекомендуемая скорость резания (V):

V=V_т*К₁*К₂*К₃ ,

где К₁ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, и для углеродистой конструкционной стали с НВ=207 при обработке режущей сталью К₁= 0,85

К₂ – коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, при Тр=50, К₂  = 1,15

К₃ – коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру (К₃ = 1,0)

для сверления:          V = 32*0,85*1,15*1,0 = 31,28 м/мин

для зенкерования: V = 22*0,85*1,15*1,0 = 21,51 м/мин

 

б) расчет частоты вращения шпинделя станка:

,   где d – максимальный диаметр обработки.

сверление:   об/мин

зенкерование  об/мин

в) уточнение частоты вращения шпинделя станка n:

сверление –500, зенкерование – 250.

г) уточнение скорости резания V_пр по принятой частоте вращения шпинделя станка (n):

сверление   м/мин

зенкерование  м/мин

 

5. Расчет основного машинного времени обработки tм в мин:

для сверления:   мин.

для зенкерования:  мин.

6. Проверочные расчеты:

а) определение осевой силы резания  Р_о, кг, по нормативам (таблица 8, стр.21, м/у 23945)

для сверления Р_т=970кг, т.к. d_рез.=23мм (<25мм), S_oрез.=0,22 (>0,2;< 0,3)

для зенкерования Р_т = 166кг, т.к. t=0,64(<1) ; S_oзен.=0,5 (>0,4; <0,6)

 

Р_о= Р_т*К_р, где К_р – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала. Для стали с НВ=207 К_р=1,0

 

для сверления  Р_о= 970*1,0=970 кг

для зенкерования Р_о= 166*1,0=166 кг

 

б) определение мощности резания  N_рез, кВт, по нормативам (таблица 10, стр.21, м/у 2345)

для сверления   N_т = 8,3кВт

для зенкерования N_т = 3,0 кВт

 

для сверления: N_рез= N_T*K_N*n/1000,  где K_N – коэффициент, зависящий

от обрабатываемого  материала (K_N=1,0)

N_рез=8,3*1,0*500/1000=4,15 кВт;

для зенкерования: N_рез= N_T*K_N*Vпр/100

N_рез= 3,0*1,0*19,63/100=0,59 кВт

 

в) проверка осевой силы резания Р_о по допустимому усилию подачи станка (Р_д = 900кг) и мощности резания N_рез по мощности двигателя (N_дв=2,2кВт, ŋ=0,9):

  

Для резания: Ро=970кг > Рд=900кг

 

Для зенкерования: Ро=166кг < Рд=900кг

 

7. Расчет основного машинного времени на операцию (То)

,  где t_м1 – основное машинное время на предварительную обработку;

t_м2 – основное машинное время на чистую обработку

Т_о = 0,77+0,64 = 1,41 мин.

8. Сводная таблица режимов резания на сверлильную операцию

 

Вид обработки	Lрез, мм	d мм	t мм	Lp.x. мм	So мм/об	V м/мин	no об/мин	n об/мин	Vпр м/мин	tм	То
Сверление	75	23	1,5	85	0,22	31,28	433	500	31,16	0,77	1,41
Зенкерование	75	25	1,7	80	0,5	21,51	274	250	19,63	0,64

 

 

 

3. Расчет режимов резания  для фрезерной операции

 

На фрезерной  операции при фрезеровании плоскости  торцевой фрезой ширина фрезерования b=A=75мм (b>55, значит глубина резания t=5мм) и длина фрезерования L_рез.=Б=225мм (деталь – «призма» с размерами 225х75х75).

При фрезеровании в один проход плоскости заготовки  торцевой фрезой с пластинками из твердого сплава Т15К6 необходимо, подбирая диаметр фрезы, обеспечить «перекрывание» заданной величины ширины фрезерования не менее 20%. Следовательно, при ширине фрезерования 75мм, находим расчетную величину диаметра фрезы d_p = 75*1,2 = 90 мм, и по ней подбираем ближайший больший диаметр из стандартного ряда. Значит, выбираем торцевую фрезу Æ 100мм с 18 зубьями с пластинками из твердого сплава Т15К6.

 

Расчет режимов резания для  фрезерной операции

 

1. Расчет длины рабочего хода L_x.p. и средней ширины фрезерования b_ср, мм

Для выполняемой  работы b_ср=В=25мм.

Длина рабочего хода определяется по формуле:

L_p.x =L_рез+y,      где у – длина подвода, времени и перебега инструмента

Для обеспечения  меньшей шероховатости обработанной поверхности применяем у=d+5 мм, где d – диаметр торцевой фрезы.

L_p.x  = 225+100+5 = 330мм

2. Определение рекомендуемой подачи на зуб фрезы по нормативам S_z, мм/зуб

Для торцевой фрезы S_z=0,08-0,12 мм/зуб в зависимости от диаметра фрезы, то есть для фрезы Æ 100 рекомендуемая подача на зуб фрезы равна S_z=0,12 мм/зуб.

3. Определение стойкости инструмента по нормативам Т_р в минутах резания

При выполнении расчета определяем:

• коэффициент времени резания инструмента

• табличное значение стойкости фрезы в минутах машинной работы (Т_м): для торцевой фрезы до Æ75мм – Т_м=90мин, в противном случае Т_м=120мин. Значит, при фрезе Æ 100мм Т_м=120мин.
• стойкость фрезы (Т_р) в минутах резания:

мин/рез

4. Расчет скорости резания V в м/мин, частоты вращения шпинделя станка n в минуту и минутной подачи S_м в мм/мин:

• определение рекомендуемой нормативной скорости резания V_т

V_т для торцевой фрезы определяем из таблицы 11 стр.22 м/у2345: так как глубина резания t=5мм, рекомендуемая подача на зуб фрезы S_z=0,12мм/зуб, V_т=220м/мин.

• определение скорости резание (V)

V=V_т*К₁*К₂*К₃ ,

где К₁ – коэффициент, зависящий от размеров обработки: для торцевой фрезы К₁=1)

К₂ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого и инструментального материалов (для торцевой фрезы К₂=0,90)

К₃ – коэффициент, зависящий от стойкости и материала инструмента (для торцевой фрезы при Т_р>60мин, К₃=1,0)

V=220*1*0,90*1,0=198 м/мин

• расчет частоты вращения шпинделя станка (no)

,   где d – диаметр фрезы

об/мин

• уточнение no по паспорту станка – как ближайшая имеющаяся ступень частот вращения шпинделя станка (n): n = 630 об/мин.
• уточнение скорости резания (V_пр) по принятой частоте вращения шпинделя станка (n)

 , где d – диаметр фрезы

м/мин

• расчет минутной подачи (S_мр) стола станка по принятой частоте вращения шпинделя станка (n)

,  где Zu – количество зубов фрезы

мм/мин

• уточнение расчетной минутной подачи (S_мр) по паспорту станка – как ближайшая меньшая, имеющуюся ступень минутных подач (S_м):

S_м=1250мм/мин

5. Расчет основного машинного времени обработки (tм, мин)

    мин

6. Уточнение подачи на зуб фрезы Sz_пр  по принятым режимам резания

    мм/зуб.

7. Проверочный расчет по мощности резания:
• определение по нормативам потребной мощности резания N_рез, кВт

,

где Е – величина, равная: Е=1,5, если S_z≤0,1 мм/зуб, а в противном случае Е=1,5

К₁ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала (К₁=1,3)

К₂ – коэффициент, зависящий от типа фрезы и скорости резания (К₂=1,0 при V≤150 м/мин, а в противном случае К₂=0,95)

В нашем случае, S_z=0,12 мм/зуб > 0,1, значит, Е=1,5; V=198 м/мин>150, значит К₂=0,95.

кВт

• проверка по мощности двигателя (N_дв=7,5кВт; ŋ=0,95)

N_рез≤1,2*N_дв*ŋ=N_р.д.,

где N_р.д. – допустима мощность резания станка

N_рез≤1,2*7,5*0,95=8,55

N_рез =33≤8,55, так как данное неравенство не выполняется, то подставив в зависимость вместо N_рез значение N_р.д=7,125 кВт, определим значение V (допустимое для обеспечение режима обработки по мощности двигателя), по которому рассчитаем n_o и полученное значение уточняем с паспортом станка и далее продолжаем выполнение по пунктам 4-6.

м/мин

об/мин