книги / Инструментальное оснащение технологических процессов металлообработки

Таблица 6 . 9

Степенной показатель зависимости удельной силы резания

Мощность на шпинделе станка

Nшп = Nст η,

где Nст − мощность электродвигателя станка; η − КПД станка.

В случае, если мощность электродвигателя станка недостаточна, следует уменьшить один из элементов режима резания. Возможны следующие варианты:

1. Уменьшить глубину резания за счет введения дополнительного прохода.

2. Уменьшить величину подачи.

3. Уменьшить скорость резания.

В любом случае неизбежно увеличение затрат времени на обработку. Следует выбрать вариант, при котором это увеличение будет наименьшим.

Величина машинного времени на обработку рассчитывается по формуле

Тм = L. ,

Sмин

где L − длина обработки, мм; Sмин − минутная подача, мм/мин. Пример. Выбрать фрезу, режущие пластины и назначить ре-

жимы резания при фрезеровании плоскости шириной 50 мм и длиной 200 мм на заготовке из стали 45 твердостью НВ190; припуск под обработку 5 мм. Требуемая стойкость Т и = 30 мин.

Требуемая шероховатость обработанной поверхности Ra = 1,25. Условия обработки нормальные.

Последовательность решения:

1. По рекомендациям [2, 17, 30] выбираем торцовую фрезу Modulmill 145, обеспечивающую высокую производительность,

141

хорошие технологические возможности. Фреза проста по конструкции, имеет самоустанавливающиеся режущие пластины с углом ϕ = 45° и числом зубьев Z = 6. Диаметр фрезы должен быть в 1,2…1,5 раза больше ширины обработки. Принимаем

D = 60 мм.

2.Выбираем режущую пластину размером 12 мм класса точности К и форму режущей кромки пластины с отрицательной фаской Т (пример обозначения: SEKN 12 04 T). Пластина имеет позитивную геометрию.

3.По табл.6.5 для стали 45 (группа резания Р10) выбираем режущую пластину из твердого сплава СМ30М [30].

4.По рекомендациям табл.6.7 для пластин SEKN 12 04 T выбираем подачу S z = 0,24 мм/зуб.

5.Действительная скорость резания Vc = Vc.o Kнв Кт.

Начальная скорость резания Vc.o определяется по табл. 6.8 для подачи на зуб 0,24 (значение между 0,2 и 0,3 мм/зуб). Для сплава СМ30М она лежит между значениями скоростей 250 и 210 м/мин.

Применив интерполяцию, находим Vco = 234 мм/мин.

Данное значение скорости соответствует нормативному значению материала НВ150. В нашем примере материал имеет твердость НВ 190. Следовательно, превышение твердости над нормативным значением составит 190 – 150 = 40 единиц и поправочный

коэффициент Kнв = 0,9 (см. табл. 1.13).

Нормативное значение стойкости принято 15 мин. Требуется обеспечить стойкость 20 мин.

Действительное время контакта зубьев фрезы с заготовкой определяется по формуле

Тд = Т·LK/( π·D),

где L к− реальная дуга контакта фрезы с заготовкой, при D = 60 мм и ширине фрезерования 50 мм составит около 1/3 окружности фрезы. Следовательно,

LK/ π·D = 1/3 и Тд = 30·1/3 = 10 мин.

При действительном времени, равном 10 мин, Кт = 1,1. Действительная скорость резания

Vc = 234·0,9·1,1 = 231,7м/мин.

142

ГЛАВА 7. ПРОТЯГИВАНИЕ

Протягивание ─ процесс обработки многолезвийным инструментом при поступательном главном движением резания и отсутствии движения подачи. Протягивание осуществляется протяжками. Протяжки – это многозубые высокопроизводительные инструменты стержневого типа, применяемые для обработки внутренних отверстий различных форм, а также наружных поверхностей с открытым незамкнутым контуром. Достижимая точность обработки протяжками 6-й…7- й квалитет, шероховатость

Rа= 0,32…0,63 мкм.

Внутреннее протягивание наиболее широко применяется для обработки различных отверстий: цилиндрических, круглых с пазами или плоскостями, квадратных, прямоугольных, многогранных, шлицевых с различным профилем, а также прямых и винтовых канавок, шпоночных пазов и других внутренних профильных отверстий в деталях машин.

Наружное протягивание чаще всего используется при протягивании плоскостей, фасонных поверхностей вместо процесса фрезерования, строгания и шлифования.

Разновидностью протягивания является прошивание отверстий, пазов и других поверхностей, если инструмент проталкивается и работает на сжатие, в отличие от протяжки, которая испытывает деформацию растяжения.

Классификация протяжек

1.Протяжки подразделяются в зависимости от принятой схемы резания на протяжки, работающие по одинарной схеме резания и по групповой (рис. 7.1, а).

2.По методу формирования обработанной поверхности протяжки разделяются на профильные и генераторные (рис. 7.1, б).

3.По профилю обрабатываемой поверхности протяжки делятся на круглые, шлицевые, гранные, шпоночные, наружные.

4.По конструкции различают цельные из быстрорежущей стали (см. рис. 7.2) и сборные твердосплавные (рис. 7.11).

5.По расположению зубьев относительно оси протяжки они делятся на протяжки с прямыми, наклонными и винтовыми зубьями. Выбор режущего инструмента для протягивания осуществляется соответственно следующему пошаговому подходу:

144

1.Выбор схемы резания и метода образования профиля при протягивании.

2.Выбор типа, конструктивных и геометрических параметров протяжки.

3.Выбор материала режущей части и режимов резания. Рассмотрим каждый шаг подробнее.

7.1.Выбор схемы резания

иметода образования профиля при протягивании

Срезание припуска протяжками, работающими по одинарной схеме резания, производится каждым зубом протяжки за счет превышения высоты каждого последующего зуба (величина подачи S) по отношению к предыдущему. При групповой схеме резания все зубья протяжек разделены на группы по два или более зубьев, имеющих одинаковые размеры в пределах группы, и подача дается на группу зубьев (рис. 7.1, а).

Протяжки, работающие по групповой схеме резания, обладают большей стойкостью, имеют меньшую длину и обеспечивают значительное снижение силы резания по сравнению с протяжками одинарного резания.

Sz

а

Профильный Генераторный

A

Sz

б

Рис.7.1. Схемы резания (а) и методы образования профиля (б) при протягивании

145

Профиль обрабатываемых деталей можно образовать профильным (подобия), генераторным (последовательный) и комбинированным методами.

При обработке по профильному методу все зубья протяжки имеют профиль, подобный профилю окончательно обработанной поверхности. При генераторном методе профиль зубьев не соответствует профилю окончательно обработанной детали, и размеры протянутой поверхности получаются от воздействия вспомогательных режущих кромок всех зубьев (рис.7.1,б). Комбинированный метод при протягивании используется сравнительно редко.

Оба метода (профильный и генераторный) применяются при одинарной схеме резания, и им присущи все недостатки этой схемы. Однако генераторный метод образования профиля при протягивании особенно сложных фасонных поверхностей позволяет упростить технологию протягивания и снизить трудоемкость изготовления зубьев протяжки.

Выбор метода образования профиля при протягивании зависит от формы, размеров обрабатываемых деталей. Для протягивания фасонных поверхностей, гранных отверстий рекомендуется применять генераторный метод, при протягивании цилиндрических отверстий, как правило, его не используют.

7.2.Выбор типа, конструктивных

игеометрических параметров протяжки

7.2.1.Круглые протяжки

Основные конструктивные параметры протяжки из быстрорежущей стали одинарной схемы резания для обработки круглого отверстия с двумя плоскостями представлены на рис.7.2.

Протяжки круглые переменного резания изготовляются диа-

метрами d = 10…13 мм, L = 360…420 мм (ГОСТ 20364-88 ) и d = 14…90 мм L = 460…1380 мм (ГОСТ 20365-88).

Основные типы и размеры хвостовиков круглых протяжек по ГОСТ 4044-70 приведены на рис. 7.3 и в табл. 7.1.

Хвостовики могут выполняться заодно с протяжкой (цельные протяжки), привариваться к ней (сварные протяжки) или механически прикрепляться.

Формы и размеры стандартизированных профилей зубьев и стружечных канавок круглых протяжек по ГОСТ 20365-74 приведены на рис. 7.4 и в табл. 7.2. Данные, приведенные в табл. 7.2, требуют уточнения в каждом конкретном случае обработки.

146

Рис.7.2. Протяжка для обработки отверстия с двумя плоскостями

Рис. 7.3. Хвостовики для круглых протяжек

147

Таблица 7 . 1

Размеры хвостовиков для круглых протяжек, мм

Тип 1 (рис. 7.3, а)

Таблица 7 . 2

Размеры стружечных канавок

148

Окончание табл. 7 . 2

Примечание. В таблице приведены размеры стружечных канавок с криволинейными спинками. Размеры канавок других профилей можно определить по формулам:

ho = (0,3...0,6)t; q = (0,2...0,35)t; R = (0,65...0,8)t; r = (0,5...0,65)ho.

7.2.2. Шлицевые протяжки

Протягивание шлицевых отверстий с прямобочным, трапецеидальным, эвольвентным и треугольным профилем широко используется в машиностроении, так как из-за сложной формы таких отверстий обработка их протягиванием предпочтительнее других способов (долбление, строгание и т.д.).

Более эффективным является комбинированное протягивание, при котором все элементы шлицевого отверстия протягиваются одной протяжкой (рис.7.5).

Комбинированные протяжки (ГОСТ 24818-81) с прямобочным профилем с центрированием по наружному диаметру имеют раз-

меры: z × d1 × D (6× 21× 25…6 × 28× 34) и L = 700…1125 мм.

Комбинированные протяжки (ГОСТ 24819-81) с прямобочным профилем с центрированием по наружному диаметру имеют раз-

меры: z × d1 × D (6× 13× 16…6 × 28× 34) и L = 375…1100 мм.

149

Комбинированные протяжки 8-шлицевые (ГОСТ 24820-81) с прямобочным профилем с центрированием по наружному диаметру имеют размеры: z × d1 × D (8× 32× 36…8 × 62× 68) и L = 925…1625 мм.

Комбинированные протяжки 6-шлицевые (ГОСТ 25969-83) с прямобочным профилем с центрированием по внутреннему диаметру имеют размеры: z × d1 × D (6× 21× 25…6 × 28× 34) и длиной

L = 850…1125 мм.

Комбинированные протяжки (ГОСТ 25157-82 и ГОСТ 2515882) с эвольвентным профилем с центрированием по наружному диаметру имеют размеры: D × m (12× 1; 14× 1; 15× 1…90 × 2,5) и

длиной L = 475…1500 мм.

7.2.3. Шпоночные протяжки

Протяжки шпоночные ГОСТ 18217-90 применяются для обра-

(с тонким телом) (рис. 7.6, а, табл. 7.3).

Протяжки по ГОСТ 18218-90 изготовляются с хвостовиками типа 2 (с утолщенным телом) для обработки пазов: b = 3…10 мм;

Н = 6...22 мм; l = 475...1150 мм (рис. 7.6, б).

150