Расчет режимов резания при фрезеровании (Методические рекомендации)

p> Kv1 = 0,938 ( 1,1 ( 0,8 ( 0,65 = 0,535.

Общий поправочный коэффициент для чернового фрезерования равен

Kv2 = 0,938 ( 1,0 ( 1,0 ( 1,0 = 0,938.

Скорость резания при черновом фрезеровании равна

Скорость резания при чистовом фрезеровании равна:

Расчетное число оборотов фрезы определяем для чернового и чистового фрезерования по выражению

3.2.2.4. Уточнение режимов резания

По паспорту станка 6Р13 уточняем возможную настройку числа оборотов фрезы и находим фактические значения для черновой обработки nф1 = 200 мин-
1, для чистовой обработки nф2 = 1050 мин-1, т.е. выбираем ближайшие наименьшие значения от расчётных. В результате этого изменится и фактическая скорость резания, которая составит при черновой обработке vф1 = ?Dn/1000 = 3,14 • 125 • 200/1000 = 78,50 м/мин , а при чистовой обработке vф2 = ?Dn/1000 = 3,14 • 125 • 1050/1000 = 412,12 м/мин .

Для уточнения величин подач необходимо рассчитать скорость движения подачи vS по величине подачи на зуб и на оборот vS = So • n = Sz • z • n; vS1 = 0,32 • 12 • 200 = 768 мм/мин ; vS2 = 0,3 • 1050 = 315 мм/мин.

По паспорту станка находим возможную настройку на скорость движения подачи, выбирая ближайшие наименьшие значения, vS1 = 800 мм/мин, поскольку эта величина только на 4,17% выше расчётной и vS2 = 315 мм/мин. Исходя из принятых величин уточняем значения подач на зуб и на оборот

Soф1 = 800 / 200 = 4 мм/об; Szф1 = 4 / 12 =
0,333 мм/зуб;

Soф2 = 315 / 1050 = 0,3 мм/об; Szф2 = 0,3 / 12 =
0,025 мм/зуб;

3.2.3. Проверка выбранного режима резания

Выбранный режим резания проверяем по характеристикам станка: мощности на шпинделе станка и максимально допустимому усилию, прилагаемому к механизму подачи. Поскольку нагрузки на станок при черновой обработке значительно выше, чем при чистовой, проверку выбранного режима резания проводим для чернового фрезерования.

Мощность, затрачиваемая на резание, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе : Nр ( Nшп.

Мощность на шпинделе

Nшп = Nэ ( ( = 11 ( 0,8 = 8,8 кВт.

Мощность резания при черновом фрезеровании определится по формуле

Крутящий момент определится по формуле
Главная составляющая силы резания определяется по формуле

Значение коэффициента Ср и показателей степеней x, y, u, q, w находим по таблице 16: Ср = 825; x = 1,0; y = 0,75; u = 1,1; q = 1,3; w = 0,2. При затуплении фрезы до допустимой величины сила резания возрастает по стали с
?в > 600 МПа в 1,3…1,4 раза. Принимаем увеличение в 1,3 раза.

Общий поправочный коэффициент Kр = K(р ( Kvр ( K(р ( K(р .

К(р определяем по таблице 17 для обработки конструкционных углеродистых и легированных сталей К(р = ( (в/750 )np, показатель степени np = 0,3 , тогда К(р = ( 800/750 )0,3 = 1,02.

Kvр определяем по таблице 18 для черновой обработки при скорости резания до 100 м/мин при отрицательных значениях переднего угла Kvр1 = 1, для чистовой обработки при скорости резания до 600 м/мин Kvр2 = 0,71.

K(р и K(р определяем по таблице 19. При ( = -5о K(р = 1,20 и при ( =
45о K(р1 = 1,06, при ( = 60о K(р2 = 1,0.

Величина общего поправочного коэффициента составит

Кр1 = 1,02 ( 1 ( 1,20 ( 1,06 = 1,297; Кр2 = 1,02 ( 0,71 ( 1,20
( 1,0 = 0,869

Главная составляющая силы резания при черновом фрезеровании составит

Крутящий момент определится как

Мощность резания при черновом фрезеровании определится как

Условие правильности выбора режима резания по мощности привода Nр (
Nшп не соблюдается, поскольку 48,51 ( 8,8, это означает, что выбранный режим резания не может быть осуществлен на данном станке.

Наиболее эффективно снижение мощности резания за счёт уменьшения скорости резания, а также уменьшения подачи на зуб. Мощность резания необходимо уменьшить в 5,5 раза, для этого скорость резания уменьшим за счёт уменьшения числа оборотов фрезы с 200 до 40 об/мин с 78,5 м/мин до
14,26 м/мин. Скорость движения подачи при этом снизится с 768 мм/мин до vS1
= 0,32 • 12 • 40 = 153,6 мм/мин. Поскольку изменение глубины резания приведёт к необходимости проведения второго рабочего хода, изменим величину скорости движения подачи до 125 мм/мин (таблица 20), при этом подача на зуб фрезы составит Sz1 = 125/12 • 40 = 0,26 мм/зуб.

Подставив новое значение подачи на зуб в формулу расчёта главной составляющей силы резания получим Pz1 = 31405,6 Н, крутящий момент станет равным Мкр1 = 1960,3 Нм, мощность резания Nр1 = 8,04 кВт, что удовлетворяет требованиям по мощности привода.

Вторым условием является то, что горизонтальная составляющая силы резания (усилие подачи) должна быть меньше (или равна) наибольшей силы, допускаемой механизмом продольной подачи станка: Рг ( Рдоп.

Для станка 6Р13 Рдоп = 15000 Н.

Горизонтальная составляющая силы резания Рг при условии несимметричного встречного чернового фрезерования

Рг = 0,6 ( Рz1 = 0,6 ( 31364,3 = 18818,58 Н.

Так как условие Рг ( Рдоп не соблюдается (18818,58 ( 15000 ), выбранный режим резания не удовлетворяет условию прочности механизма продольной подачи станка. Для снижения горизонтальной составляющей силы резания необходимо уменьшить подачу на зуб фрезы. Представим формулу расчёта главной составляющей силы резания в виде

Наибольшее допустимое механизмом подачи значение главной составляющей силы резания должно быть не больше Pz1 ( Pдоп / 0,6 ? 15000 / 0,6 ? 25000
Н. Из этого условия находим Sz1

По вновь выбранному значению Sz1 определяем vs1 = 0,192 ( 12 ( 40 =
92,16 мм/мин, ближайшее меньшее значение на станке vs1 = 80 мм/мин.
Фактическая подача на оборот фрезы составит Soф = 2 мм/об, фактическая подача на зуб фрезы составит Szф = 0,167 мм/зуб.

В связи с многократным превышением показателей первого расчёта над допустимыми необходимо провести проверку правильности выбора режима резания при чистовом переходе.

Главная составляющая силы резания при чистовой обработке значительно ниже допустимых величин, в связи с чем корректировать расчёт не требуется.

Окончательно данные расчёта сведены в таблице
|Наименование показателей |Единицы |Для перехода |
| |измерения | |
| | |черновог|чистовог|
| | |о |о |
|Глубина резания t |мм |5 |1 |
|Расчётная подача на зуб фрезы Sz |мм/зуб |0,323 |0,025 |
|Расчётная подача на оборот фрезы So |мм/об |3,84 |0,3 |
|Расчётная скорость резания v |м/мин |88,24 |503,25 |
|Расчётное число оборотов фрезы n |об/мин |224,82 |1282,16 |
|Фактическое число оборотов фрезы nф |об/мин |200 |1050 |
|Фактическая скорость резания vф |м/мин |78,50 |412,12 |
|Расчётная скорость движения подачи vS |мм/мин |768 |315 |
|Фактическая скорость движения подачи vSф |мм/мин |800 |315 |
|Фактическая подача на оборот фрезы Soф |мм/об |4 |0,3 |
|Фактическая подача на зуб фрезы Szф |мм/зуб |0,333 |0,025 |
|Главная составляющая силы резания Pz |Н |37826,7 |521 |
|Крутящий момент Мкр |Нм |2364,17 | |
|Мощность резания N |кВт |48,51 | |
|Первая корректировка режима резания |
|Фактическое число оборотов фрезы nф |об/мин |40 | |
|Фактическая скорость резания vф |м/мин |15,7 | |
|Расчётная скорость движения подачи vS |мм/мин |159,84 | |
|Фактическая скорость движения подачи vSф |мм/мин |160 | |
|Главная составляющая силы резания Pz |Н |31364,3 | |
|Крутящий момент Мкр |Нм |1960,3 | |
|Мощность резания N |кВт |8,08 | |
|Горизонтальня составл. силы резания Pг |Н |18818,58| |
|Вторая корректировка режима резания |
|Расчётная подача на зуб фрезы Sz |мм/зуб |0,192 | |
|Расчётная скорость движения подачи vS |мм/мин |92,16 | |
|Фактическая скорость движения подачи vSф |мм/мин |80 | |
|Фактическая подача на оборот Soф |мм/об |2 | |
|Фактическая подача на зуб Szф |мм/зуб |0,167 | |

Таким образом станок налаживается по следующим величинам:

Черновой переход nф1 = 40 мин-1, vS1 = 80 мм/мин;

Чистовой переход nф2 = 1050 мин-1, vS2 = 315 мм/мин.

3.2.4. Расчёт времени выполнения операции.

3.2.4.1. Расчёт основного времени.

Основное время определяем по формуле

Длина фрезерования l = 800 мм;

Величина врезания фрезы l1 определяется для условия несимметричного встречного фрезерования, принимаем С1 = 0,04 ( D, l1 = 0,5(125 - ?0,04(125((125 - 0,04(125) = 62,25 - 24,25 = 38 мм.

Величину перебега фрезы l2 для чернового и чистового фрезерования принимаем одинаковой l2 = 5 мм.

Число рабочих ходов i при чистовом и черновом фрезеровании равно 1.

Общая длина прохода фрезы для чернового и чистового фрезерования

L = 800 + 38 + 5 = 843 мм.

Основное время при торцовом фрезеровании заготовки за черновой и чистовой переходы составит:

3.2.4.2. Определение штучного времени.

Штучное время, затрачиваемое на данную операцию, определяется как

Тшт = То + Твсп + Тобс + Тотд

Вспомогательное время Твсп, затрачиваемое на установку и cнятие детали, определяем по таблице 21. Принимаем способ установки детали при длине 800 мм - на столе с выверкой средней сложности; при массе детали до
10 кг - время на установку и снятие заготовки равно 1,8 мин.
Вспомогательное время на рабочий ход (таблица 22) принимаем для обработки плоскостей с одной пробной стружкой - 0,7 мин и на последующие проходы -
0,1 мин всего - 0,8 мин. Вpемя на измеpение заготовки с помощью штангенциркуля (таблица 23) по ширине и толщине заготовки (высоте от стола)
- размеры до 100 мм с точностью до 0,1 мм, принимаем равным 0,13 мин.

Твсп = 1,8 + 0,8 + 0,13 = 2,73 мин.

Тогда оперативное время

Tоп1 = То + Твсп = 10,54 + 2,73 = 13,27 мин.

То2 = 2,68 + 2,73 = 5,41 мин

Время на обслуживание pабочего места и вpемя на отдых принимаем в процентах от оперативного времени:

Тотд1 + Тобс1 = 10 % ( Tоп = 0,1 ( 13,27 = 1,32 мин ;

Тотд2 + Тобс2 = 10 % ( Tоп = 0,1 ( 5,41 = 0,54 мин ;

Штучное время, затрачиваемое на данную операцию,

Тшт1 = То1 + Твсп1 + Тобс1 + Тотд1 = То1 ( 0,1 То1 =13,27 + 1,32 =
14,59 мин.

Тшт2 = То2 + Твсп2 + Тобс2 + Тотд2 = То2 ( 0,1 То2 = 5,41 + 0,54 =
5,95 мин.

3.2.4.3. Определение штучно-калькуляционного времени

Норма подготовительно - заключительного времени на выполнение данной операции при установке заготовки на столе с креплением болтами и планками
(таблица 24) составит 24 мин.

3.2.5. Определение технико - экономической эффективности

3.2.5.1. Определение потребного количества станков

Принимаем количество станков необходимых для выполнения черновой обработки - Z1ф = 6 шт, и для чистовой обработки Z2ф = 3 шт. Шести станков для черновой операции на всю операционную партию не хватает, однако приняв
7 станков получим большой недогруз станков по времени работы.
Предпочтительней принять загрузку шести станков с добавлением одной целой смены за определённый период времени. Для операции чистовой обработки 3 станка не будут полностью загружены в течение смены и с тем, чтобы их не переналаживать на выполнение другой операции необходимо откорректировать размер сменного задания - операционную партию. Одну смену за определённый период можно освободить для выполнения других работ или профилактики оборудования. При этом операционные партии составят

П1ф = Z1ф ( Тсм ( 60 / Тшк1 =6 ( 8 ( 60 / 14,71 = 196 шт.

П2ф = Z2ф ( Тсм ( 60 / Тшк2 =3 ( 8 ( 60 / 6,07 = 237 шт.

При черновой обработке нехватка оборудования составит

(П1 - П1ф) / П1= (200 - 196) / 200 = 1 / 50, т.е. через 50 смен необходимо добавить ещё одну для выполнения всего задания.

При чистовой обработке излишек времени оборудования составит

(П2ф - П2) / П2 = (237-200) / 200 = 10 / 54, т.е. примерно на каждые 6 смен одна смена может быть освобождена для выполнения других работ.

3.2.5.2. Коэффициент основного вpемени

В рассчитанных операциях основное время в составе штучного времени будет иметь следующую долю

Ко1 = То1 / Тш1 = 10,54 / 14,59 = 0,72

Ко2 = То2 / Тш2 = 2,68 / 5,95 = 0,45

Данные говорят о том, что при выполнении чистовой обработки относительно много времени отводится для вспомогательных действий, поэтому следует провести организационные или технологические мероприятия по механизации процессов, сокращению вспомогательного времени, совмещению основного и вспомогательного времени и т.д. При выполнении черновой обработки доля основного времени достаточно высока и не требует первоочередного проведения каких-либо мероприятий.

3.2.5.3. Коэффициент использования мощности станка

При операции черновой обработки мощность резания составляет 8,04 кВт при мощности на шпинделе станка 8,8 кВт, при этом коэффициент использования мощности составит

КN = Np / Nст ( ( = 8,04 / 11 ( 0,8 = 0,92

Коэффициент использования мощности станка KN достаточно высок, при необходимости он может быть несколько повышен за счёт увеличения подачи на зуб.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Колокатов А.М. Методические указания по расчету (назначению) режимов резания при торцовом фрезеровании. - М.,МИИСП, 1989. - 27 с.

2. Некрасов С.С. Обработка материалов резанием. - М.: Агропромиздат,
1988.- 336 с.

3. Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и станки
/Кривоухов В.А., Петруха П.П. и др. - М. :Машиностроение, 1967. - 654 с.

4. Краткий справочник металлиста./ Под ред. А.Н.Малова и др. - Изд.2- е.- М. :Машиностроение, 1971. - 767 с.

5. Справочник технолога - машиностроителя. В 2 т. /Под ред. А.Г.
Косиловой и Р.К.Мещерякова.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение,
1985.

6. Долматовский Г.А. Справочник технолога по обработке металлов резанием. - 3-е изд., перераб. - М.:ГНТИ, 1962. - 1236 с.

7. Некрасов С.С., Байкалова В.Н Методические рекомендации по выполнению домашнего задания по курсу "Обработка конструкционных материалов резанием" (для студентов факультетов механизации сельского хозяйства и инженерно-педагогического). - М.: МИИСП, 1988. - 38 с.

8. Некрасов С.С., Байкалова В.Н., Колокатов А.М. Определение технической нормы времени станочных операций: Методические рекомендации. -
М.: МГАУ, 1995. - 20 с.

9. Некрасов С.С., Колокатов А.М., Баграмов Л.Г. Частные критерии оценки технико-экономической эффективности технологических процессов:
Методические рекомендации. - М.: МГАУ, 1997. - 7 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица 1

Стандартные торцовые фрезы

|ГОСТ |Типы торцовых фрез |Диаметр фрезы, (мм) / |
| | |число ножей фрезы, (шт). |
|26595-85 |Фрезы торцовые с механическим |50/5, 63/6, 80/8, |
| |креплением многогранных пластин. |(80/10), 100/8, 100/10, |
| |Типы и основные размеры. |125/8, 125/12, 160/10, |
| | |160/14, (160/16), |
| | |200/12, 200/16, |
| | |(200/20), 250/14, |
| | |250/24, 315/18, 315/30, |
| | |400/20, 400/40, 500/26, |
| | |500/50 |
|24359-80 |Фрезы торцовые насадные со вставными |100/8, 125/8, 160/10, |
| |ножами, оснащенными пластинами из |200/12, 250/14, 315/18, |
| |твердого сплава. |400/20, 500/26, 630/30 |
| |Конструкция и размеры. | |
|22085-76 |Фрезы торцовые насадные с |100/8, 125/8, |
| |механическим креплением пятигранных |160/10, 200/12 |
| |твердосплавных пластин | |
|22087-76 |Фрезы торцовые концевые с | 63/5, 80/6 |
| |механическим креплением пятигранных | |
| |твердосплавных пластин | |
|22086-76 |Фрезы торцовые насадные с |100/10, 125/12, 160/14,|
| |механическим креплением круглых |200/16 |
| |твердосплавных пластин | |
|22088-76 |Фрезы торцовые концевые с | 50/5, 63/6, 80/8 |
| |механическим креплением круглых | |
| |твердосплавных пластин | |
|9473-80 |Фрезы торцовые насадные мелкозубые со|100/10, 125/12, 160/16,|
| |вставными ножами, оснащенными |200/20, 250/24, 315/30,|
| |пластинами из твердого сплава. |400/36, 500/44, 630/52 |
| |Конструкция и размеры. | |
|9304-69 |Фрезы торцовые насадные. |40/10, 50/12, 63/14, |
| |Типы и основные размеры. |80/16, 100/18, 63/8, |
| | |80/10,100/12, |
|16222-81 |Фрезы торцовые насадные для обработки|50, 63, 80 при z = 4 |
| |легких сплавов | |
|16223-81 |Фрезы торцовые насадные со вставными |100/4, 125/6, 160/6,|
| |ножами с твердосплавными пластинами | |
| |для обработки легких сплавов. |200/8, 250/10, 315/12|
| |Конструкция и размеры. | |

Примечание: В скобках указаны фрезы другого исполнения

Таблица

Фрезы торцовые с механическим креплением многогранных пластин

(ГОСТ 26595-85)

|Обозначение фрез с пластинами формы |D, | |
|3-гранной |4-гранной |5-гранной |круглой |мм |Z |
|( = 900 |( = 750 |( = 670 | | | |
|2214-0351 |2214-0353 |2214-0355 |2214-0357 |50 |5 |
|2214-0359 |2214-0362 |2214-0364 |2214-0366 |63 |6 |
|2214-0368 |2214-0371 |2214-0373 |2214-0375 |80 |8 |
|2214-0377 |2214-0379 |2214-0382 |2214-0384 |80 |10 |
|2214-0395 |2214-0397 |2214-0399 |2214-0402 |100 |10 |
|2214-0421 |2214-0423 |2214-0535 |2214-0292 |125 |12 |
|2214-0539 |2214-0542 |2214-0544 |2214-0293 |160 |14 |
|2214-0554 |2214-0556 |2214-0277 |2214-0558 |200 |12 |
|2214-0462 |2214-0464 |2214-0466 |2214-0468 |250 |14 |
|2214-0479 |2214-0482 |2214-0484 |2214-0486 |315 |18 |
|2214-0506 |2214-0508 |2214-0511 |2214-0513 |400 |40 |
|2214-0524 |2214-0526 |2214-0528 |2214-0531 |500 |50 |

Примечание: Пример условного обозначения торцовой фрезы диаметром 80 мм, праворежущей, с механическим креплением трехгранных пластин из твердого сплава, с числом зубьев 8: Фреза 2214-0368 ГОСТ 26595-85.
То же, для пластин из безвольфрамового твердого сплава:
Фреза 2214-0368 Б ГОСТ 26595-85.

Таблица 3

Фрезы торцовые насадные со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава (ГОСТ 24359-80)

|Обозначение |D, мм |Z |Обозначение |D, мм |Z |
|2214-0001 |100 |8 |2214-0011 |250 |14 |
|2214-0003 |125 |8 |2214-0013 |315 |18 |
|2214-0005 |160 |10 |2214-0015 |400 |20 |
|2214-0007 |200 |12 |2214-0017 |500 |26 |
| | | |2214-0019 |630 |30 |

Примечания: 1. Главный угол в плане ( может быть 450, 600, 750, 900
Пример условного обозначения праворежущей торцовой фрезы с ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава марки
Т5К10 диметром 200 мм и углом ( = 600:
Фреза 2214-0007 Т5К10 600 ГОСТ 24359-80

Таблица 4

Фрезы торцовые концевые и насадные с механическим креплением круглых твердосплавных пластин

|ГОСТ |Обозначение |D, мм |Z |
| |2214-0321 |50 |5 |
|22088-76 |2214-0322 |63 |6 |
| |2214-0323 |80 |8 |
| |2214-0291 |100 |10 |
|22086-76 |2214-0292 |125 |12 |
| |2214-0293 |160 |14 |
| |2214-0294 |200 |16 |

Примечание: Пример условного обозначения фрезы диаметром 80 мм:

Фреза 2214-0323 ГОСТ 22088-76

Таблица 5

Марки твёрдого сплава для торцовых фрез

| |Марка твёрдого сплава для торцовых фрез при обработке |
|Вид |углеродистой и |труднообраба- | |
|фрезерования |легированной |тываемой |чугуна |
| |незакаленной |стали | |
| |стали | |HB 240 |HB 400...700 |
| |Т5К10, Т5К12Б |ВК8, |ВК8 | |
|черновое |ТТ7К12Б, |ВК10-ОМ, |ВК10 |- |
| |ТТ10К8Б |ВК15-ОМ |ВК15 | |
|получистовое |Т15К6, |ВК8, |ВК6 | |
| |Т14К8 |ВК6-ОМ, |ВК6М |ВК6М |
| | |ВК10-ОМ | | |
|чистовое |Т15К6, |ВК8, |ВК2, ВК3, |ВК3М |
| |Т30К4 |ВК6М |ВК3М, ВК4 | |

Примечание: В сплаве ВК6М буква М означает мелкозернистую структуру.

Буквы ОМ - особо мелкозернистая структура

Таблица 6

Геометрические параметры режущей части торцовых фрез с пластинами из твердого сплава

| | |Задний угол для |Угол в плане |Угол |
| |Перед- |работы с |глав- |перехо|вспо-|наклона|
|Обрабатываемый |ний |подачей |ный, |дной | | |
|материал |угол, |в мм/зуб, | |кромки|мога-|режущей|
| | |(n = (1 | | | | |
| | | | | |тельн|кромки,|
| | | | | |ый, | |
| |( |( |( 0,25 |( |(о |(1 |( |
| | |0,25 | | | | | |
|Стали | | | | | | | |
|конструкционные | | | | | | | |
|углеродистые : | | | | |(/2 | | |
|(в ( 800 МПа |-50 |12-160|6 - 80 |15-600| |50 |12-150 |
|(в ( 800 МПа |-100 | | | | | | |
|Чугун серый |+50 |12-150|6 - 80 |15-600|(/2 |50 |12-150 |
|HB 200 | | | | | | | |
|Чугун ковкий |+70 |6 - 80|60 |600 |(/2 |20 |12-150 |

Таблица 7

Геометрические параметры режущей части торцовых фрез из быстрорежущей стали Р18

1. Передние углы ( в град.
|Фрезы |Сталь, (в МПа |Чугун, НВ |
| |( 600 |600-1000 |( 1000 |( 150 |150-220 |( 220 |
|Торцовые |200 |150 |100 |150 |100 |50 |

3. Углы в плане и переходной кромки в град.
|Фрезы торцовые |Главный, |Вспомога-те|Переходной |Длина пере- |
|для стали |( |льный, |кромки, |ходной |
| | |(1 |(0 |кромки, (0 , |
| | | | |мм |
|- со вставными ножами |45...600 |1...20 |- |- |
|- цельные |900 |1...20 |450 |1...2 |

Таблица 8

Подачи при черновом фрезеровании торцовыми фрезами с пластинами из твердого сплава

|Мощность |Схема |Сталь |Чугун |
|станка, |фрезерования | | |
|кВт | | | |
| | |Подача на один зуб фрезы Sz , мм/зуб |
| | |Т15К6 |Т5К10 |ВК6 |ВК8 |
| |симметричное | | | | |
| |неполное |0,09...0,1|0,12...0,1|0,14...0,1|0,20...0,2|
|5 - 10 |(рис. 8. а) |4 |4 |8 |4 |
| |несимметричное | | | | |
| |встречное |0,18...0,2|0,24...0,2|0,28...0,3|0,38...0,4|
| |(рис. 8. б) |2 |8 |6 |5 |
| |симметричное | | | | |
| |неполное |0,12...0,1|0,16...0,2|0,18...0,2|0,25...0,3|
|свыше 10 |(рис. 8. а) |5 |0 |4 |2 |
| |несимметричное | | | | |
| |встречное |0,24...0,3|0,32...0,4|0,38...0,4|0,50...0,6|
| |(рис. 8. б) |0 |0 |8 |4 |

Таблица 9

Подачи при черновом фрезеровании торцовыми фрезами из быстрорежущей стали

|Мощность |Жесткость |Подача на один зуб Sz, мм, при |
| | |обработке : |
|станка, кВт |системы СПИД |стали |чугуна |
|Фрезы с крупным зубом и фрезы со вставными ножами |
| |Повышенная |0,20...0,30 |0,40...0,60 |
|свыше 10 |Средняя |0,15...0,25 |0,30...0,50 |
| |Пониженная |0,10...0,15 |0,20...0,30 |
| |Повышенная |0,12...0,20 |0,30...0,50 |
|5 - 10 |Средняя |0,08...0,15 |0,20...0,40 |
| |Пониженная |0,06...0,10 |0,15...0,25 |
|до 5 |Средняя |0,06...0,07 |0,15...0,30 |
| |Пониженная |0,04...0,06 |0,10...0,20 |
|Фрезы с мелким зубом |
| |Повышенная |0,08...0,12 |0,20...0,35 |
|5 - 10 |Средняя |0,06...0,10 |0,15...0,30 |
| |Пониженная |0,04...0,08 |0,10...0,20 |
|до 5 |Средняя |0,04...0,06 |0,12...0,20 |
| |Пониженная |0,03...0,05 |0,08...0,15 |

Примечания. Большие значения подач брать для меньшей глубины и ширины фрезерования, меньшие - для больших значений глубины и ширины.

Таблица 10

Подачи на оборот фрезы, мм/об, при чистовом фрезеровании :

А. торцовыми фрезами из быстрорежущей стали

|Параметр |Сталь 45 | |Сталь 45 |Сталь 10, 20,|
|шероховатости |40Х (прокат) |Сталь 35 |улучшенная | |
|Rа, мкм | | | |20Х |
|5,0 ... 2,5 |1,2...0,50 |1,4...0,50 |2,6...1,00 |1,8...0,70 |
|2,5 ... 1,25 |0,5...0,23 |0,5...0,30 |1,0...0,40 |0,7...0,30 |

Примечание. Подачи даны для фрез из быстрорежущей стали с углом (1 = 20.

Для фрез с (1 = 00 подачи можно увеличить на
50...80 %.

Б. торцовыми фрезами с пластинами из твердого сплава

| | |Параметр шероховатости Rа, мкм |
|Обрабатываемый |Угол |(класс шероховатости) |
|материал - |(1 |5,0 ... |2,5 ... |1,25...0,6|0,63...0,3|
|сталь | |2,5 |1,25 |3 |2 |
| | |(5 класс) |(6 класс) |(7 класс) |(8 класс) |
|(в ( 700 МПа |50 |0,80...0,5|0,55...0,4|0,25...0,2|0,15 |
| | |0 |0 |0 | |
| |20 |1,6...1,0 |1,1...0,80|0,50...0,4|0,30 |
| | | | |0 | |
|(в ( 700 МПа |50 |1,0...0,7 |0,60...0,4|0,30...0,2|0,20...0,1|
| | | |5 |0 |6 |
| |20 |2,0...1,4 |1,2...0,90|0,60...0,4|0,40...0,3|
| | | | |0 |0 |

Таблица 11

Значения коэффициента Сv и показателей степени в формуле скорости резания при торцовом фрезеровании

| |Параметры | |
|Материал |режима |Коэффициент и показатели степени |
|режущей |резания | |
|части |B |t |Sz |Cv |q |x |y |u |p |m |
|Обработка конструкционной углеродистой стали, (в = 750 МПа |
|Т15К6*1 |- |- |- |332 |0,2 |0,1 |0,4 |0,2 |0 |0,2 |
| |- |- |( 0,1 |64,7 |0,25 |0,1 |0,2 |0,15 |0 |0,2 |
|Р6М5*2 |- |- |( 0,1 |41 |0,25 |0,1 |0,4 |0,15 |0 |0,2 |
|Обработка серого чугуна, НВ 190 |
|ВК6*1 |- |- |- |445 |0,2 |0,15 |0,35 |0,2 |0 |0,32 |
|Р6М5*2 |- |- |- |42 |0,2 |0,1 |0,40 |0,1 |0,1 |0,15 |
|Обработка ковкого чугуна, НВ 150 |
| |- |- |( 0,18 |994 |0,22 |0,17 |0,1 |0,22 |0 |0,33 |
|ВК6*1 |- |- |( 0,18 |695 |0,22 |0,17 |0,32 |0,22 |0 |0,33 |
| |- |- |( 0,1 |90,5 |0,25 |0,1 |0,2 |0,15 |0,1 |0,2 |
|Р6М5*2 |- |- |( 0,1 |57,4 |0,25 |0,1 |0,4 |0,15 |0,1 |0,2 |
|Обработка жаропрочной стали 12Х18Н9Т в состоянии поставки |
|ВК8*1 |- |- |- |108 |0,2 |0,06 |0,3 |0,2 |0 |0,32 |
|Р6М5*2 |- |- |- |46,9 |0,15 |0,2 |0,3 |0,2 |0,1 |0,14 |
|Обработка силумина и литейных алюминиевых сплавов, (в = 100...200 МПа, |
|НВ ( 65 и дюралюминия, (в = 300...400 МПа, НВ ( 100 |
| |- |- |( 0,1 |245 |0,25 |0,1 |0,2 |0,15 |0,1 |0,2 |
|Р6М5*1 |- |- |( 0,1 |155 |0,25 |0,1 |0,4 |0,15 |0,1 |0,2 |

Примечание. *1 Без охлаждения, *2 С охлаждением.

Таблица 12

Поправочный К(( , учитывающий физико-механические свойства обрабатываемого материала.

Примечания:. 1. (в и НВ - фактические параметры, характеризующие обрабатываемый материал, для которого рассчитывается скорость резания.
2. Значения коэффициента Кг , характеризующий группу стали по обрабатываемости, и показателя степени nv приведены в табл.13.

Таблица 13

Значения коэффициента Кг и показатели степени nv в формуле для рассчета коэффициента обрабатываемости К((

| |Коэффициент Кг для |Показатели степени nv |
|Обрабатываемый |материала инструмента |при обработке фрезами |
|материал |из |из |из |из |
| |быстрорежуще|твердого |быстрорежущ|твердого |
| |й стали |сплава |ей стали |сплава |
|Сталь : | | | | |
|- углеродистая (С(0,6 %) :| | | | |
| |1,0 |1,0 |-0,9 |1,0 |
|(в ( 450 МПа |1,0 |1,0 |-0,9 |1,0 |
|(в = 450...550 МПа |1,0 |1,0 |-0,9 |1,0 |
|(в ( 550 МПа | | | | |
|- повышенной и высокой |1,2 |1,1 |- |1,0 |
|обрабатываемости резанием| | | | |
| |0,8 |0,9 |1,35 |1,0 |
|- углеродистая (С(0,6 %) | | | | |
|- быстрорежущие |0,6 |0,7 |1,0 |1,0 |
|Чугун : | | | | |
|серый |- |- |0,95 |1,25 |
|ковкий |- |- |0,85 |1,25 |

Таблица 14

Поправочный коэффициент Кп(, зависимости скорости резания от состояние поверхности заготовки

Таблица 15

Поправочный коэффициент Ки( зависимости скорости резания от материала режущей части инструмента

|Обрабатываемый |Значения коэффициента Ки( в зависимости |
|материал |от марки инструментального материала |
|Сталь |Т5К12В |Т5К10 |Т14К8 |Т15К6 |Т30К4 |ВК8 | |
|конструкционная |0,35 |0,65 |0,8 |1,0 |1,4 |0,4 | |
|Сталь |HRC 35...50 |HRC 51...62 |
|закаленная |Т15К6 |Т30К4 |ВК6 |ВК8 |ВК4 |ВК6 |ВК8 |
| |1,0 |1,25 |0,85 |0,83 |1,0 |0,92 |0,74 |
|Серый и ковкий |ВК8 |ВК6 |ВК4 |ВК3 | |
|чугун |0,83 |1,0 |1,1 |1,15 | |

Таблица 16

Значения коэффициента Ср и показателей степени в формуле главной составляющей силы резания Рz при торцовом фрезеровании

|Материал |Коэффициент и показатели степени |
|режущей части | |
|инструмента |Cр |x |y |u |w |q |
|Обработка конструкционной углеродистой стали, (в = 750 МПа |
|Твердый сплав |825 |1,0 |0,75 |1,1 |0,2 |1,3 |
|Быстрорежущая сталь |82,5 |0,95 |0,80 |1,1 |0 |1,1 |
|Обработка серого чугуна, НВ 190 |
|Твердый сплав |54,5 |0,9 |0,74 |1,0 |0 |1,0 |
|Быстрорежущая сталь |50,0 |0,9 |0,72 |1,14 |0 |1,14 |
|Обработка ковкого чугуна, НВ 150 |
|Твердый сплав |491 |1,0 |0,75 |1,1 |0,2 |1,3 |
|Быстрорежущая сталь |50 |0,95 |0,80 |1,1 |0 |1,1 |
|Обработка жаропрочной стали 12Х18Н9Т в состоянии поставки, НВ 141 |
|Твердый сплав |218 |0,92 |0,78 |1,0 |0 |1,15 |

Примечание.

1. Главную составляющую силы резания Рz при фрезеровании алюминиевых сплавов рассчитывать как для стали, с введением коэффициента 0,25.

2. Главная составляющая силы резания Рz , рассчитанная по табличным данным, соответствует работе фрезой без затупления. При затуплении фрезы до допускаемой величины износа главная составляющая силы резания возрастает: при обработке мягкой стали ((в ( 600 МПа) в 1,75...1,9 раза ; во всех остальных случаях - в 1,3...1,4 раза.

Таблица 17

Поправочный коэффициент К(р зависимости силы резания от качества обрабатываемого материала для обработки стали и чугуна,

Примечание. В числителе приведены значения показателя степени np для твердого сплава, в знаменателе - для быстрорежущей стали.

Таблица 18

Поправочный коэффициент Кvр зависимости главной составляющей силы резания от скорости резания

|При скорости | | | | | | | |
|V, м/мин |100 |200 |300 |400 |500 |600 |700 |
|Кvр при | | | | | | | |
|положи-тельных |1,0 |0,92 |0,86 |0,83 |0,80 |0,78 |0,77 |
|значениях | | | | | | | |
|передних углов | | | | | | | |
|Кvр при | | | | | | | |
|отрица-тельных |1,0 |0,87 |0,80 |0,77 |0,73 |0,71 |0,70 |
|значениях | | | | | | | |
|передних углов | | | | | | | |

Таблица 19

Поправочные коэффициенты К(р и К(р зависимости силы резания от геометрических параметров фрезы

| | | | | |00 | | | | |
|Передний угол, |-200 |-150 |-100 |-50 | |+50 |+100 |+150 |+200 |
|( 0 | | | | | | | | | |
|K(p |1,39 |1,32 |1,26 |1,20 |1,12 |1,07 |1,00 |0,94 |0,87 |

| | | | | | | |
|Угол в плане, |150 |300 |450 |600 |750 |900 |
|( 0 | | | | | | |
|K(p |1,24 |1,15 |1,06 |1,00 |1,04 |1,08 |

Таблица 20

Паспортные данные вертикально-фрезерных станков

|Станок |Паспортные данные |
| |Рабочая поверхность стола - 400 х 1600 мм. |
| |Мощность электродвигателя главного движения Nэ = 11 кВт. |
| |КПД станка ( = 0,8. |
| |Частота вращения шпинделя, мин-1 : 31,5; 40; 50; 63; 80; |
|6Р13 |100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; |
| |1250; 1600. |
| |Подачи стола продольные и поперечные (мм/мин): 25; 31,5;|
| |40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; |
| |400; 500; 630; 800; 1000; 1050. |
| |Наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной |
| |подачи стола, Р = 15000 Н. |
| |Рабочая поверхность стола - 520 х 1250 мм. |
| |Мощность электродвигателя главного движения Nэ= 7,5 кВт. |
| |КПД станка ( = 0,7. |
| |Частота вращения шпинделя, мин-1 : 31,5; 40; 50; 63; 80; |
|6Р12 |100; |
| |125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; |
| |1600. |
| |Продольные подачи стола (мм/мин) : 25; 31,5; 40; 50; 63; |
| |80; |
| |100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000;|
| |1250. |
| |Наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной |
| |подачи стола, Р = 15000 Н. |

Таблица 21

Вспомогательное время на установку и снятие детали

| |Масса детали, кг, до |
|Способ установки |1 |3 |5 |10 |20 |30 |
| |Время, мин |
|В центрах |0,2 |0,5 |0,6 |0,7 |1,0 |1,4 |
|В трехкулачковом патроне |0,1 |0,2 |0,3 |0,4 |0,6 |- |
|В тисках с простой выверкой |0,3 |0,6 |0,7 |0,8 |1,0 |- |
|В тисках с выверкой средней |0,4 |0,9 |1,2 |1,5 |2,0 |- |
|сложности | | | | | | |
|На призмах |0,6 |1,0 |1,3 |1,5 |2,1 |2,4 |
|На столе с простой выверкой |0,7 |0,9 |1,2 |1,6 |1,8 |2,2 |
|На столе с выверкой средней |1,0 |1,2 |1,5 |1,8 |2,2 |3,0 |
|сложности | | | | | | |

Таблица 22

Вспомогательное время на рабочий ход

Таблица 24

Подготовительно-заключительное время

|Способ установки |Время, мин |
|На столе с креплением болтами и планками |24 |
|В тисках |22 |
|В центрах |28 |
|В трехкулачковом патроне |16 |
|В спецприспособлении |27 |

Таблица 23

Вспомогательное время на измерения

|Измерительный |Точность |Измеряемый размер, мм |
|инструмент |измерения, мм; | |
| |квалитет | |
| | |100 |500 |1000 |
| | |Время, мин |
| Линейка |- |0,06 |0,09 |0,11 |
| Угольник |- |0,10 |0,24 |- |
| Штанга раздвижная |- |- |0,17 |0,21 |
| |0,1 мм |0,13 |0,20 |0,44 |
|Штангенциркуль |0,02 мм |0,25 |0,35 |0,66 |
| Микрометр |0,1 мм |0,22 |0,30 |- |
| |11 ... 13 |0,07 |- |- |
|Скоба двухсторонняя |6 ... 10 |0,16 |- |- |
| |11 ... 13 |0,06 |0,13 |- |
|Скоба односторонняя |6 ... 10 |0,06 |0,20 |- |
| Нутромер | | | | |
|(микрометрический штихмасс) |0,01 мм |0,15 |0,18 |0,34 |
| Пробка двухсторонняя |9 ... 10 |0,13 |- |- |
|предельная |6 ... 8 |0,18 |- |- |
| Индикатор |6 ... 10 |0,08 |- |- |

Таблица 25

ЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ обработанной поверхности

|(Класс |Параметры шероховатости, мкм |Базовая |
|шероховатост| |длина l, |
|и) | |мкм |
| |Ra |Rz | |
| | | | |
|- |- |1600;1250;1000;800 |25 |
|- |100 |630; 500; 400 |25 |
|1 |80; 63; 50; 40 |320; 250; 200; 160 |8 |
|2 |40; 32; 25; 20 |160; 125; 100; 80 |8 |
|3 |20; 16; 12,5; 10 |80; 63; 50; 40 |8 |
|4 |10; 8,0; 6,3; 5,0 |40; 32; 25; 20 |2,5 |
|5 |5,0; 4,0; 3,2; 2,5 |20; 16; 12,5; 10,0 |2,5 |
|6 |2,5; 2,0; 1,6; 1,25 |10; 8; 6,3 |0,8 |
|7 |1,25; 1,00; 0,80; 0,63 |6,3; 5,0; 4,0; 3,2 |0,8 |
|8 |0,63; 0,50; 0,40; 0,32 |3,2; 2,5; 2,0; 1,60 |0,8 |
|9 |0,32; 0,35; 0,20; 0,16 |1,6; 1,25; 1,0; 0,80 |0,025 |
|10 |0,16; 0,125; 0,10; 0,08 |0,80; 0,63; 0,50; 0,40 |0,025 |
|11 |0,08; 0,063; 0,05; 0,04 |0,40; 0,32; 0,20 |0,025 |
|12 |0,04; 0,032; 0,025; |0,20; 0,16; 0,125; |0,025 |
|13 |0,020 |0,100 |0,08 |
|14 |0,02; 0,016; 0,012; |0,10; 0,08; 0,063; |0,08 |
| |0,010 |0,050 | |
| |0,01; 0,008 |0,05; 0,04; 0,032; | |
| | |0,025 | |

Примечание : 1. Параметр Ra является предпочтительным

2. Предпочтительные значения параметров подчеркнуты

Таблица 26

Варианты заданий по расчёту режима резания при торцовом фрезеровании стали

|Вариант |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |
|предел | | | | | | | | | | | |
|прочности |1000|950 |900 |850 |800 |800 |700 |650 |600 |550 |500 |
|(в , МПа | | | | | | | | | | | |
|твердость, НВ |280 |265 |250 |235 |220 |210 |205 |200 |185 |160 |150 |
|припуск на | | | | | | | | | | | |
|обработку, |2 |3,2 |3,5 |4 |4,5 |5 |5,5 |6.5 |7,5 |8,5 |9 |
|h мм | | | | | | | | | | | |
|Размеры | | | | | | | | | | | |
|заготовки : | | | | | | | | | | | |
|ширина В, мм |70 |80 |90 |70 |80 |90 |90 |100 |120 |130 |140 |
|длина L, мм |500 |550 |600 |600 |650 |700 |650 |700 |800 |700 |800 |
|шероховатость,|3,2 |1,6 |0,8 |0,4 |3,2 |1,6 |0,8 |0,4 |3,2 |1,6 |0,8 |
|Rа , мкм | | | | | | | | | | | |
|Род заготовки |прокат |поковка |отливка |прокат |
|Станок |6Р11 |6Н12 |6Н13 |6Р12 |

|Вариант |12 |13 |14 |15 |16 |17 |18 |19 |20 |21 |22 |
|предел | | | | | | | | | | | |
|прочности |1000|950 |900 |850 |800 |700 |700 |650 |600 |550 |500 |
|(в , МПа | | | | | | | | | | | |
|твердость, НВ |280 |265 |250 |235 |220 |210 |205 |185 |185 |160 |150 |
|припуск на | | | | | | | | | | | |
|обработку, |8 |13 |15 |14 |10 |8 |9 |8 |7,5 |6,5 |10 |
|h мм | | | | | | | | | | | |
|Размеры | | | | | | | | | | | |
|заготовки : | | | | | | | | | | | |
|ширина В, мм |90 |100 |120 |80 |90 |110 |100 |120 |140 |130 |150 |
|длина L, мм |600 |650 |700 |700 |850 |900 |550 |600 |700 |900 |900 |
|шероховатость,|3,2 |1,6 |0,8 |0,4 |3,2 |1,6 |0,8 |0,4 |3,2 |1,6 |0,8 |
|Rа , мкм | | | | | | | | | | | |
|Род заготовки |прокат |поковка |отливка |прокат |
|Станок |6Р13 |6Н13 |6Н12 |6Р11 |

Баграмов Л.Г. Колокатов А.М.

РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ

Часть I Торцовое фрезерование.

Методические рекомендации

План 2000, п.

Подписало в печать "__"______2000 г. Объем п.л. Тираж 100 экз.

Формат Заказ

Цена - на халяву - руб.
----------------------------------------------------------------------------

--------------

Ротапринт Московского государственного агроинженерного университета имени В.П. Горячкина

12755О, Москва, И-55О, Тимирязевская ул., 58

Подрисуночные подписи

Рис. 1. Элементы движений в процессе резания при периферийном фрезеровании.

1 - направление скорости результирующего движения резания; 2 - направление скорости главного движения резания; 3 - рабочая плоскость Рs; 4
- рассматриваемая точка режущей кромки; 5 - направление скорости движения подачи.

Рис. 2. Схема встречного и попутного фрезерования.

1 - обрабатываемая заготовка; 2 - стол станка; аmax - наибольшая толщина срезаемого слоя; Sz - подача на зуб фрезы; Рг, Рв - силы, действующие на заготовку; t - глубина резания.

Рис. 3. Геометрические элементы цилиндрической фрезы.

1 - передняя поверхность лезвия А?; 2 - главная режущая кромка К; 3 - вспомогательная режущая кромка К'; 4 - главная задняя поверхность лезвия
А?; 5 - вспомогательная задняя поверхность лезвия А'?; 6 - вершина лезвия;
7 - корпус фрезы; 8 - зуб фрезы; 9 - спинка зуба; 10 - фаска; D - диаметр,
L - длина фрезы; ?, ? - передний и задний углы в главной секущей плоскости;
?Н - передний угол в нормальной секущей плоскости; ? - угол наклона зуба.

Рис. 4. Координатные плоскости в статической системе координат при периферийном фрезеровании.

Рvc - основная плоскость, Рnc - плоскость резания, Р? - главная секущая плоскость, РН - нормальная секущая плоскость.

Рис. 5. Геометрические элементы торцовой фрезы.

?, ?п, ?1 - углы в плане главный, переходной режущей кромки и вспомогательный, DS - движение подачи, Sz - подача на зуб, t - глубина резания, а - толщина срезаемого слоя одним зубом, f - величина переходной режущей кромки.

1.3. Схемы фрезерования и обрабатываемые поверхности.

Рис. 6. Схема обработки поверхностей заготовок на горизонтально и вертикально-фрезерных станках.

Рис. 7. Углы торцовой фрезы со вставными зубьями.

Рис. 8. Схемы торцового фрезерования. а - симметричное неполное; б - несимметричное встречное; в - несимметричное попутное.

Рис. 9. Элементы режима резания при фрезеровании.

1 - заготовка, 2 - фреза цилиндрическая, 3 - фреза торцовая, t - глубина резания, DSпр - движение продольной подачи, Dr - главное движение резания, B - ширина фрезерования.

-----------------------
[pic]

[pic]

Страницы: 1, 2, 3

МЕНЮ

Расчет режимов резания при фрезеровании (Методические рекомендации)

ИНТЕРЕСНОЕ