Розробка технологічного процесу виготовлення деталі «Колесо зубчате»

 

10 Розрахунок режимів різання

10.1 АНАЛІТИЧНИМ МЕТОДОМ

Для будь якої обробки деталі на верстатах, потрібно задати режими різання для певних операцій на певному обладнанні. Розрахуємо режими різання для найточнішої  і найвідповідальнішою поверхні зубчатого колеса – отвору діаметром 80 та сьомим квалітетом.

Вихідними даними для розрахунків являється  розроблений маршрут обробки  деталі (див. розділ 7), вибране обладнання та інструмент (див. розділ 8), та розраховані  припуски на всі операції обробки  деталі (див. розділ 9).

Визначимо режими різання для операції 005 Зенкування чорнове.

Глибинну  різання знаходимо за формулою:

           (10.1)

де D – розмір отвору до зенкування;

d – розмір  отвору після обробки.

 

Відповідно  до розрахованої глибини різання  вибираємо подачу:

 

Обираємо  стійкість зенкеру  Т = 100 хв.

Розрахуємо  швидкість різання за формулою:

           (10.2)

де Т – стійкість інструменту;

t – глибина  різання;

S – подача;

, m, x, y – коефіцієнти що залежать  від подачі, та ріжучої частини  інструменту;

 

 

 

 

- коефіцієнт є множенням коефіцієнтів, що враховують вплив матеріалу  заготівки , стан поверхні , матеріалу інструменту , а також , що залежить від глибини зенкування:

         (10.3)

де - поправочний коефіцієнт враховує вплив фізико - механічних властивостей оброблюваного матеріалу на швидкість різання, та розраховується за формулою:

  (10.4)

де - коефіцієнт, що характеризує групу сталі по оброблюваності,

- показник степені,

 

 

Розрахуємо  частоту обертання шпинделя за формулою:

;            (10.5)

;

Розраховану частоту необхідно звести до найближчого  стандартного значення частоти обертання  шпинделя, на якому ведеться обробка  деталі, тому приймаємо

Значення  частоти обертів тепер не відповідає розрахованому раніше

значенню швидкості, тому швидкість  різання потрібно перерахувати відповідно до нового значення n за формулою (10.2):

 

Визначемо крутний момент за формулою:

         (10.6)

 

 

 

де  D – діаметр оброблюваного отвору;

t – глибина  різання;

S – подача;

          , q, x, y – коефіцієнти, залежать від подачі і ріжучої частини інструменту;

- коефіцієнт, що враховує фактичні  умови обробки, в даному випадку  залежить лише від матеріалу  оброблюваної заготівки і визначається вираженням:

;            (10.7)

 вибираємо відносно  матеріалу деталі стали 40х  з довідкових даних: [6]

;

 

Визначимо осьову силу за формулою:

         (10.8)

де t – глибина різання;

S – подача;

, q, x, y – коефіцієнти що залежать  від подачі та ріжучої частини  інструменту;

- коефіцієнт, що враховує умови  обробки, визначений раніше (див. 10.8)

 

Визначимо потужність різання за формулою:

            (10.9)

де  - крутний момент;

n – частота  обертання шпинделя;

 

Потужність  електродвигуна головного руху верстату 2Н135 4 кВт, тому розраховані режими різання  для зенкування задовольняють обране обладнання.

Визначимо режими різання для операції 005. Розточування напівчистове

          (10.10)

де D – розмір отвору до зенкування;

 

d – розмір  отвору після обробки.

 

Відповідно  до розрахованої глибини різання  вибираємо подачу:

 

Значення  стійкості різця коливається  від 30 до 60 хв, обираємо Т = 45 хв.

Розрахуємо  швидкість різання за формулою (10.2):

де  - коефіцієнт є множенням коефіцієнтів, що враховують вплив матеріалу заготівки , стан поверхні , матеріалу інструменту , та розраховується за формулою:

         (10.10)

де  - поправочний коефіцієнт враховує вплив фізико - механічних властивостей оброблюваного матеріалу на швидкість різання, та розраховується за формулою:

         (10.11)

де  - коефіцієнт, що характеризує групу сталі по оброблюваності,

- показник степені,

 

 

Розрахуємо  частоту обертання шпинделя формулою (10.2):

;

Розраховану частоту необхідно звести до найближчого  стандартного значення частоти обертання  шпинделя, на якому ведеться обробка  деталі, тому приймаємо 

Значення  частоти обертів тепер не відповідає розрахованому раніше

значенню швидкості, тому швидкість  різання потрібно перерахувати відповідно

до нового значення n за формулою (10.2):

 

 

Визначимо тангенціальну силу за формулою:

        (10.12)

де t – глибина різання;

S – подача;

, q, x, y – коефіцієнти що залежать  від подачі та ріжучої частини  інструменту;

- поправочний коефіцієнт, що є добутком ряду коефіцієнтів, що враховують фактичні умови різання. Чисельні значення цих коефіцієнтів вибирають із довідкових таблиць. [6]

 

 

Визначимо потужність різання за формулою (10.9):

 

Потужність  електродвигуна головного руху верстату 1283Е 20 кВт, тому розраховані режими різання для зенкування задовольняють  обране обладнання.

Визначимо режими різання для операції 005 Розточування чистове.

          (10.13)

де D – розмір отвору до зенкування;

d – розмір  отвору після обробки.

 

Відповідно  до розрахованої глибини різання  вибираємо подачу:

 

Значення  стійкості різця коливається  від 30 до 60 хв, обираємо Т = 45 хв.

Розрахуємо  швидкість різання за формулою (10.2):

- коефіцієнт є множенням коефіцієнтів, що враховують вплив матеріалу  заготівки , стан поверхні , матеріалу інструменту , та розраховується за формулою:

 

 

         (10.14)

де   - поправочний коефіцієнт враховує вплив фізико - механічних

властивостей оброблюваного матеріалу  на швидкість різання, та розраховується за формулою:

         (10.15)

де  - коефіцієнт, що характеризує групу сталі по оброблюваності,

- показник степені,

 

 

 

Розрахуємо  частоту обертання шпинделя формулою (10.5):

;

Розраховану частоту необхідно звести до найближчого  стандартного значення частоти обертання  шпинделя, на якому ведеться обробка  деталі, тому приймаємо 

Значення  частоти обертів тепер не відповідає розрахованому раніше

значенню швидкості, тому швидкість  різання потрібно перерахувати відповідно

до нового значення n за формулою (10.2):

 

Визначимо тангенціальну  силу за формулою:

        (10.16)

де t – глибина різання;

S – подача;

, q, x, y – коефіцієнти що залежать  від подачі та ріжучої частини  інструменту;

- поправочний коефіцієнт, що є  добутком ряду коефіцієнтів, що  враховують фактичні умови різання. 

 

Чисельні значення цих коефіцієнтів вибираємо із довідкових таблиць [6]

 

Визначимо потужність різання за формулою:

(10.9)

де  – тангенціальна сила;

V – швидкість  різання;

 

Потужність  електродвигуна головного руху верстату 1283Е 20 кВт, тому розраховані режими різання для зенкування задовольняють  обране обладнання.

Розрахуємо  режими різання для операції 040 внутрьошліфувальна.

 

Відповідно до розрахованої глибини  різання вибираємо подачу:

 

Обираємо  швидкість обертання заготовки:

 

Обираємо  швидкість обертання шліфувального  круга:

 

Розрахуємо  ефективну потужність різання за формулою:

(10.16)

де t – глибина різання;

S – подача;

, q, x, y – коефіцієнти що  залежать від подачі та ріжучої  частини інструменту;

 

 

d – діаметр  шліфування;

 

Потужність  електродвигуна головного руху верстату 3К228А 20 кВт, тому розраховані режими різання для зенкування задовольняють  обране обладнання.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.2 Розрахунок режимів різання  табличним методом

Визначимо режими різання табличним на всі  інші операції окрім тих, які були розраховані аналітичним методом.

Розрахуємо  режими різання для четвертої  позиції операції 005 Чорнова полу автоматна багатошпиндельна. Для  спрощення розрахунків розглянемо дану операцію як одноінструментальну  обробку на одношпиндельному токарному  автоматі.

Визначаємо  довжину робочого ходу супорту за формулою:

; (10.17)

де   – довжина різання;

  - підвід, врізання та перебіг інструменту;

  - додаткова довжина ходу, яка обумовлюється в деяких випадках особливостями наладки і конфігурацією деталей;

Вибираємо данні з маршруту обробки та табличних  даних [6]

 

 

Призначаємо величину подачі супорта на оборот шпинделя:

;

Уточнюємо величину подачі по паспорту верстата:

 

Визначаємо  стійкість інструменту по нормативам:

 

Розрахуємо  швидкість різання за формулою:

; (10.18)

 

де  – табличне значення швидкості;

- коефіцієнт, який  залежить від матеріалу, що оброблюється;

- коефіцієнт, який  залежить від стійкості та  марки матеріалу ріжучою частини;

- коефіцієнт, який  залежить від виду обробки;

 .

;

Розрахуємо  рекомендоване число обертів  шпинделя станка за формулою (10.5):

 

Обираємо  найближче значення числа обертів  верстату:

;

Уточнюємо швидкість  різання по прийнятому значенню числа  обертів шпинделя, за формулою (10.2):

 

Розрахуємо основний машиний час  обробки за формулою:

           (10.19)

де  - довжину робочого ходу супорту;

- подача супорту на  оборот шпинделя;

- число обертів верстату;

         Аналогічним методом розраховуємо режими різання на інші операції, визначенні дані записуємо до таблиці 10.1

 

 

 

 

Таблиця 10.1 – Дані режимів різання, розрахованих табличним методом

Найменування операції	Швидкість різання V,м/хв	Подача S,мм/об	Глибина різання t,мм	Кількість проходів ,шт.	Частота обертання  n, 1/хв	Машиний час  То, хв.	Стійкість інструмента Т,хв.
005Токарна поз.4	54,3	0,6	1,33	1	50	11,6	50
поз.3	54,3	0,6	1,75	1	50	2,7	50
поз.5	54,3	0,6	1,33	1	50	11,6	50
010 Горизонтально – протяжна.	3	-	-	1	-	5,28	45
015 Токарна чистова.	53,9	0,6	0,57	1	50	2,7	50
020 Токарна чистова.	53,9	0,6	0,57	1	50	2,7	50
025 Вертикально свердлу-вальна	39,27	0,3	7,5	6	500	1,06	120
030 Зубонарізна	70	0,8	-	2	180	30	240
045 Зубошевінгувальна	31,8	0,04	0,1	1	240	9,24	120