Расчет производится для чистовой обработки отверстия Ø35Н7(+0,025), сверления отверстия Ø10+0,1 и фрезерования поверхности. Формулы для расчета находим из справочника А.Г.Косиловой «Справочник технолога-машиностроителя» Том 2, точение стр. 363, сверление стр.381 и фрезерования.
1) Чистовое растачивание Ø35Н7(+0,025), резец расточнойC5-PDUNR-22110-11, пластина твердый сплав DCMT11T308-PM с покрытием WKK20S.
Назначаем глубину резания t = 0,25 мм;
Назначаем подачу S = 0,2мм/об;
Период стойкости инструмента Т = 35 мин.
Определяем скорость резания по эмпирической формуле:
Где Сv - коэффициент, учитывающий условия обработки;
m, x, y - показатели степени;
T - период стойкости инструмента;
t - глубина резания, мм;
S - подача, мм/об;
Kv - обобщенный поправочный коэффициент, учитывающий изменения условий обработки по отношению к табличным
Где Kmv - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;
Knv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;
Kuv - коэффициент, учитывающий материал инструмента;
Kjv - коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца;
Krv - коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца - учитывается только для резцов из быстрорежущей стали.
Где – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;
– фактические параметры, характеризующие обрабатываемый материал, для которого рассчитывается скорость резания;
– показатель степени.
Из справочника технолога – машиностроителя находим, что:
;
;
;
;
;
; у = 0,2; x = 0,15; m = 0,2;
Рассчитываем скорость резания:
Для внутренней обработки принимаем скорость резания равную скорости резания для наружной обработки с введением поправочного коэффициента 0,9.
Определяем частоту вращения детали:
Рассчитываем силу резания (Н):
Где Cp - коэффициент, учитывающий условия обработки;
x, y, n - показатели степени;
t - глубина резания, мм;
S - подача, мм/об;
V - скорость резания, м/мин;
Кр - обобщенный поправочный коэффициент, учитывающий изменение условий по отношению к табличным.
Где - поправочный коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала;
- коэффициенты, учитывающие соответствующие геометрические параметры резца.
Определяем значения постоянной и показателей степени:
Cpz=300;х= 1,0; y= 0,75; n= - 0,15;
Определяем значения поправочных коэффициентов:
, n=0,75;
;
Поправочные коэффициенты, учитывающие геометрию резца:
- учитывается только для резцов из быстрорежущей стали;
Находим мощность резания:
Где – окружная сила, Нм;
V – скорость резания, м/мин.
Поскольку выполняется условие , то обработка на данном станке возможна.
2) Сверление отверстия Ø10+0,1, твердый сплав сверло CoroDrillDeltaCR840-1005-x5-A1A, покрытие 1220. Движение подачи поступательное, скорость резания – вращение инструмента.
Глубина резания, мм:
Где t – глубина резания;
D – диаметр инструмента.
Рассчитываем глубину резания:
Назначаем подачу:
Скорость резания (м/мин)
Где V – скорость резания м/мин;
D – диаметр инструмента, мм;
– коэффициент;
m, q, y – показатели степеней;
Т – стойкость резца, мин;
S – подача, мм/об;
– общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания.
Где: – коэффициент на обрабатываемый материал;
– коэффициент на инструментальный материал;
– коэффициент учитывающий глубину сверления.
Где: – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;
– фактические параметры, характеризующие обрабатываемыйматериал, для которого рассчитывается скорость резания;
– показатель степени.
Из справочника технолога – машиностроителя находим, что:
;
;
;
;
; у = 0,3; q = 0,45; m = 0,2; Т = 15 мин; S = 0,18 мм/об.
Рассчитываем скорость резания:
Определяем частоту вращения инструмента:
Крутящий момент (Н·м):
Где: – коэффициент;
S – подача, мм/об;
D – диаметр инструмента, мм;
q, y – показатели степеней.
Рассчитываем крутящий момент:
Из справочника технолога – машиностроителя находим, что:
; q = 2,2; y = 0,8; D = 10,05 мм; S= 0,18 мм/об;
; n = 0,75;
Осевая сила (Н)
Где – коэффициент;
S – подача, мм/об;
D – диаметр инструмента, мм;
q, y – показатели степеней.
Из справочника технолога – машиностроителя находим, что:
; q = 1,2; y = 0,75; D = 10,05 мм; S = 0,18 мм/об;
; n = 0,75;
Рассчитываем осевую силу резания:
Мощность резания (кВт)
Где – крутящий момент, Нм;
n – частота вращения шпинделя, об/мин;
D – диаметр инструмента, мм.
Рассчитаем мощность резания:
Поскольку выполняется условие , то обработка на данном станке возможна.
3) Торцевое фрезерование. Фреза торцевая ⌀50
Назначаем Глубину резания (мм)
Назначаем подачу
Выбираем по таблице период стойкости инструмента.
Т=180 мин.
Определяем скорость резания по эмпирической формуле
Где: V – скорость резания (скорость вращения детали), м/мин;
D – диаметр фрезы, мм;
– поправочный коэффициент;
m, q, y, u, p – показатели степеней, подбираемые по таблице;
Т- стойкость инструмента, мин;
Sz – подача, мм/зуб;
Z – число зубьев фрезы;
В – ширина фрезерования, мм;
t - глубина фрезерования, мм;
– общий поправочный коэффициент на скорость резания,
учитывающий фактические условия резания.
Где: – коэффициент на обрабатываемый материал;
– коэффициент на инструментальный материал;
- – коэффициент учитывающий качество поверхности заготовки.
Где: – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;
– фактические параметры, характеризующие обрабатываемый
материал, для которого рассчитывается скорость резания;
– показатель степени.
Из справочника технолога – машиностроителя находим, что:
;
;
;
;
; у=0,40; q=0,25; m=0,20; В=45, z=0,4; u=0,15; р=0
Рассчитываем скорость резания:
Определяем частоту вращения фрезы
Расчет силы резания (Н)
Основная составляющая – окружная сила
Где: –поправочный коэффициент, зависящий от типа обработки;
S - подача на зуб, мм/об;
D – диаметр инструмента, мм;
q, y – показатели степеней.
- поправочный коэффициент на качество обрабатываемой заготовки;
m, q, y, n, w – показатели степеней, подбираемые по таблице;
Из справочника технолога – машиностроителя находим, что:
; q = 1,1; y =0,8; u=1,1; w=0; x=0,95; z=4; n= 213;
(для медных сплавов (табл.10)).
Рассчитываем осевую силу резания:
Крутящий момент (Н·м)
Где: – окружная сила, Н;
D – диаметр инструмента, мм;
Находим мощность резания
Где: – окружная сила, Нм;
V – скорость резания, мм/мин.
Рассчитаем мощность резания:
Поскольку выполняется условие , то обработка на данном станке возможна.
Оборудование
Техническое оборудование – орудие производства, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещаются материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка и при необходимости источник энергии. К техническому оборудованию относятся литейные машины, прессы, печи, инструментальные стенды и т.д.
При выборе оборудования для каждой технологической операции необходимо учитывать следующие основные факторы: объем выпуска деталей; габаритные размеры детали; тип производства; требования к точности и шероховатости поверхностей; размеры и расположение обрабатываемых поверхностей; необходимость наиболее полного использования станков по мощности и нагрузке, простоту их обслуживания, степень использования, стойкость оборудования.
Станки
Основным преимуществом станков с ЧПУ по сравнению с универсальными станками с ручным управлением являются: повышение точности обработки; обеспечение взаимозаменяемости деталей; сокращение или полная ликвидация разметочных или слесарно0притирочных работ; простота и малое время переналадки; концентрация переходов обработки на одном станке, что приводит к сокращению затрат времени на установку заготовки; сокращения числа операций; обеспечение высокой точности обработки деталей, так как процесс не зависит от навыков оператора; уменьшение браки по вине рабочего; повышение производительности станка в результате оптимизации технологических параметров, автоматизации всех перемещений; уменьшение парка станков, так как один станок с ЧПУ заменяет несколько станков с ручным управлением.
Поэтому механическую обработку детали «Втулка» следует производить на станках с ЧПУ. Для этой цели выбираем многоцелевой станок ГФ2175С5.