Расчет режимов резания и нормы времени на фрезерную операцию

  Содержание

  Цель  работы……………………………………………………………………………………..….…...2

  1.Принципиальная  последовательность расчета режимов  резания при одноинструментальной  обработке…………………………………….……………..…..........2

  1.1.Принципиальная  последовательность расчета режимов  резания на токарной операции………………………………………………………….…………………………...3

  1.2.Принципиальная  последовательность расчета режимов  резания на фрезерной операции…………………………………………………………………………………….4

  1.3. Расчет  значения А, Б и В…………………………………………......................................4

  2. Расчет  режимов резания и нормы времени  на токарную операцию……………………………………………………………………………………………………...4

  2.1. Расчет  режимов резания на предварительную  обработку………………..5

  2.2. Расчет  режимов резания на чистовую  обработку……………………………..7

  2.3. Расчет  нормы времени…………………………………………………….…………………8

  3. Расчет  режимов резания и нормы времени на фрезерную операцию………………………………………………………………………………………………...….11

  3.1. Расчет  режимов обработки при фрезеровании паза концевой фрезой………………………………………………………………………………………………………...11

  3.2. Расчет  нормы времени……………………………………………………………………..13

  Литература……………………………………………………………………………………………..16

 

  Цель  работы

  Ознакомление  с некоторыми основными понятиями  и определениями механической обработки  заготовок на универсальных металлорежущих станках, с принципиальной последовательностью  определения режимов обработки  и норм времени для них, а также  получение некоторых умений и  навыков по выполнению расчетов режимов  резания и норм времени при  изготовлении деталей на универсальных  токарных и фрезерных станках. 

  1.Принципиальная  последовательность  расчета режимов  резания при одноинструментальной  обработке

  Режим механообработки определяется тремя  параметрами: глубиной резания, величиной  подачи и скоростью резания, которые, как правило, в большинстве методов  обработки устанавливаются частотой вращения шпинделя станка. Глубина  резания предопределяется величиной  снимаемого припуска при конкретной обработке поверхности заготовки  и поэтому, как правило, является исходным данным при выполнении расчета  режимов резания, т.к. если технически возможно снять припуск за один переход, то это и делают, что обеспечивает более экономичную обработку  поверхности. Если же оказывается, что  технически невозможно снять припуск  за одни проход, то устанавливается  минимально необходимое количество проходов, в которых снимаются  необходимые величины промежуточных  припусков, что опять-таки и определяет величины глубины резания при  каждом проходе, т.е. глубина резания  и в этом случае является исходным данным при выполнении расчета режимов  обработки. При этом глубина резания (t) устанавливается настройкой станка (или режущего инструмента) на заданный размер, который должен получиться на поверхности, подлежащей обработке.

  Значения  подачи и скорости резания (частоты  вращения шпинделя) определяются при  расчете режимов обработки (резания). При этом оборудование, которое рекомендуется  использовать при выполнении работы, имеет определенные ступени частот вращения шпинделя станка, к которым  необходимо «привязывать» расчетные  значения частот вращения шпинделя (предопределяемых расчетными значениями скоростей резания). Универсальные токарные и сверлильные  станки имеют ступени оборотных  подач (мм/об – миллиметров за один оборот шпинделя станка), а универсальные фрезерные станки – ступени минутных подач (мм/мин – миллиметров в одну минуту), к которым необходимо будет «привязывать» соответствующие расчетные значения подач.

  При расчете режимов резания определяется норма времени на обработку, а  также зачастую требуется проверить  возможность осуществления установленного режима обработки на конкретной модели металлорежущего оборудования. Все  это приводит к некоторым особенностям в принципиальном подходе к расчету режимов обработки, которые сводятся к следующему. 

  1.1. Принципиальная последовательность расчета режимов резания на токарной операции

  Принципиальный  подход к расчету режимов резания  для универсальных токарных станков:

  -получение  и уточнение необходимых исходных  данных для выполнения расчета  режимов обработки (глубины резания,  длины резания, обрабатываемого  и инструментального материалов, вида инструмента, его размеров) и т.д. и т.п.;

  -расчет  длины рабочего хода суппорта  станка L_р.х. с предварительным определением величины подвода, врезания, перебега режущего инструмента, а также, в случае необходимости, дополнительной длины рабочего хода, вызванной особенностями наладки и конфигурации заготовки;

  -назначение  величины подачи суппорта на  оборот шпинделя станка (S_o) – определение рекомендуемой соответствующими нормативами подачи и увязки (уточнение ее по паспорту станка (при черновой (предварительной) обработке рекомендуемая подача «привязывается» к ближайшей из имеющихся на станке ступеней оборотных подач, а при чистовой обработке – к ближайшей меньшей из имеющихся ступеней, чтобы гарантировать необходимую шероховатость обработанной поверхности);

  -определение  величины стойкости режущего  инструмента в минутах резания  (Т_р) с предварительным определением по нормативам стойкости режущего инструмента в минутах машинной работы станка (Т_м) и коэффициента времени резания;

  -расчет  скорости резания υ, м/мин и частоты вращения шпинделя станка n, мин^-1 (об/мин), для чего первоначально определяется рекомендуемая нормативами скорость резания, которая пересчитывается в частоту вращения шпинделя n = 1000*υ/(π*d), значение которой «увязывается с кинематикой станка», т.е. привязывается к ближайшей из имеющихся у станка ступеней частот вращения шпинделя (n), а затем уточняется скорость резания (υ_пр) по принятой частоте вращения шпинделя станка;

  -расчет  основного машинного времени  обработки (t_м, мин): t_м = L_р.х./(S_o*n);

  -проверка  принятого режима обработки по  мощности станка с предварительным  определением по нормативам силы  резания, по которой определяется  потребная мощность резания и  она сравнивается с мощностью  двигателя станка. 

  1.2.Принципиальная  последовательность  расчета режимов  резания на фрезерной  операции

  Принципиальный  подход к расчету режимов резания  для универсального фрезерного станка:

  - получение  и уточнение необходимых исходных  данных для выполнения расчета  режимов обработки;

  -расчет  длины рабочего хода (L_р.х) и средней ширины фрезерования;

  -определение  рекомендуемой подачи на зуб  фрезы по нормативам;

  -определение  стойкости режущего инструмента  (аналогично, как и на предыдущем  оборудовании);

  -расчет  скорости резания и частоты  вращения шпинделя станка, т.е.  определение рекомендуемой скорости  резания по нормативам, расчет  частоты вращения шпинделя станка, уточнение его по паспорту  станка («увязка» с ближайшей  из имеющихся на станке ступеней  частот вращения шпинделя) и уточнение  скорости резания с принятой  частотой вращения шпинделя;

  -расчет  минутной подачи по принятой  ступени частоты вращения шпинделя  станка и уточнение ее по  паспорту станка (S_м) – принимается как ближайшая меньшая из имеющихся ступеней минутных подач для обеспечения заданной шероховатости обработанной поверхности;

  -определение  (уточнение) подачи на зуб фрезы  по принятым режимам резания;

  -расчет  основного машинного времени  обработки t_м, мин – t_м = L_р.х./S_м;

  -проверка  принятого режима обработки по  мощности двигателя станка (аналогично, как и на предыдущем оборудовании).  

1.3. Расчет значений А, Б и В

  А =    Б = 3*А;   В =

  N = 81; А = 81; Б = 3*81 = 243; В = 81/3 = 27 

  2. Расчет режимов  резания и нормы  времени на токарную  операцию

  На  токарной операции обрабатывается цилиндрическая поверхность диаметром d = Ah11 = 81h11, с длиной резания L_рез = Б = 243 мм.

  Для обработки наружной цилиндрической поверхности на токарной операции в  поле допуска по h11 потребуется два уточнения (заготовка – горячекатаный пруток обычной точности): предварительное (черновое) точение и чистовое точение. Необходимо определить наибольшие диаметры обработки для чистового и предварительного точения, значения которых будут использоваться при дальнейших расчетах. Наибольший диаметр для чистового точения определяется суммированием окончательно получаемого размера (А) и припуска на чистовое точение. Для получения размера Ø81h11 с длиной резания L_рез = 243 мм имеем: расчетная длина L_расч = L_рез + 20 = 243 + 20 = 263 мм (считаем, что 20 мм будет достаточно для перебега резца и чтобы резец «не врезался» в кулачки патрона). Следовательно, имеем значение припуска на чистовое точение равным 1,5 мм. Поэтому наибольший диаметр при чистовом точении будет равным 81 + 1,7 = 82,7 мм.

  Наибольший  диаметр чернового точения определяется суммированием значения наибольшего  диаметра при чистовом точении и  припуска на предварительное точение  с последующей привязкой к  стандартному ряду выпускаемых прутков. Значение припуска на предварительное  точение – 5,0 мм; максимальный расчетный размер при предварительном точении равен 82,75 + 5,0 = 87,7 мм.

  Ближайшее большее (или равное) значение в ряду – 90 мм, что и будет являться максимальным размером (диаметром) при выполнении предварительного точения. Тогда получим: диаметр обработки при предварительном точении 90 мм (глубина резания (90 – 82,7)/2 = 3,65мм, а при чистовом точении 82,7 мм (глубина резания 0,85мм). 

  2.1. Расчет режимов  резания на предварительную  обработку

  Расчет  выполняется ка для одноинструментальной обработки, т.к. ведется последовательное точение сначала предварительное (материал режущей части инструмента  – быстрорежущая сталь Р6М5), а  затем и чистовое (материал режущей  части инструмента – твердый  сплав Т15К6). Геометрия режущих  инструментов: φ = 45  ͦ; r = 1мм.

  1.Расчет  длины рабочего хода суппорта  выполняется по формуле:

  L_р.х. = L_рез + Y_врез + Y_подв + Y_п + L_доп,

  где L_рез – длина резания, L_рез = 243 мм;

  Y_врез – врезание инструмента, для резца с φ = 45  ͦ Y_врез = t, где t – глубина резания, Y_врез = t = 3,7 мм;

  (Y_подв + Y_п ) – подвод и перебег инструмента, при обработке проката на проход – 4мм;

  L_доп – дополнительная длина хода, L_доп = 0.

  L_р.х. = 243 + 3,7 + 4,0 = 250,7 мм.

  2. Назначение  подачи суппорта на оборот  шпинделя, S_o, мм/об:

  -определение  подачи по нормативам. Рекомендуемая  подача при предварительной обработке  стали принимается равной 0,4 мм/об, если (t+b)≤5 мм, а в противном случае – 0,3 мм/об. Здесь b – ширина среза, мм которая определяется по формуле b=t/sinφ=3,7/sin45 ͦ = 5,2 мм;    (3,7+5,2)=8,9, тогда S_о = 0,3 мм/об.

  -уточнение  подачи по паспорту станка. При  предварительном точении рекомендуемая  подача увязывается с ближайшей  из имеющихся на станке ступеней  продольных подач, принимаем S_o = 0,3 мм/об.

  3. Определение  стойкости инструмента по нормативам. Учитывая, что коэффициент времени  резания   λ=L_рез/L_р.х. в работе оказывается > 0,7, то стойкость в минутах резания Т_р будет равна стойкости в минутах машинной работы станка Т_м и составляет 50 мин, т.е. Т_р = Т_м = 50 мин..