Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту

..pdf
Скачиваний:
55
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
18.91 Mб
Скачать

Рис. 44. Эскиз обработки к примеру 32

= 250 мм. Длина каждой обрабатываемой поверхности 4000 мм. Припуск на обработку Л = 10 мм. Материал заготовки — серый чугун СЧ 15 твердостью 190 НВ. Обработка предварительная по корке. Одновременно об­ рабатываются две параллельно расположенные на столе станка заготовки с использованием четырех суппортов станка (верхние поверхности заготовок обрабатываются двумя вертикальными суппортами с горизонтальной пода­ чей, а боковые — двумя боковыми суппортами с верти­ кальной подачей). Система станок—инструмент—заготовка жесткая. Эскиз обработки показан на рис. 44. Необхо­ димо: выбрать режущий инструмент; назначить режим резания; определить основное время.

Р е ш е н и е (по нормативам [7]). I. Выбираем инст­ румент и устанавливаем значение его геометрических элементов. Для выполнения данной операции используем четыре проходных строгальных резца, оснащенных пла­ стинами из твердого сплава ВК8 (карта 90, с. 163). На крупных продольно-строгальных станках применяют обычно резцы больших сечений. Принимаем резцы с раз­ мером поперечного сечения державки В х Н = 40x60 мм.

Для принятого сечейия 'резцов ГОСТ 2209—82 преду­ сматривает пластины из твердого сплава формы 0123 '(толщина пластины 10,5 мм). Геометрические элементы резцов выбираем по прил. 2 (с. 358, 359): форма передней поверхности — плоская; ср = 45°.

II. Назначаем режим резания,-Так как условия работы резцов в наладке почти не различаются, то рассчитывае­ мый режим резания будет общим для всех четырех резцов.

1. Устанавливаем глубину резания. При снятии при­ пуска за один рабочий ход t — h = 10 мм.

2. Назначаем Подачу (по карте 8 6 , с. 158). Для стро­ гания чугуна, сечения резца 40x60 мм и t до 12 мм S2X = = 3 2,5 мм/дв. ход. Проверяемрекомендуемую подачу по лимитирующим факторам: а) находим максимальную подачу, допускаемую прочностью державки резца (по прил. 9, с. 386): для резца из твердого сплава, t до 10 мм и сечения державки В х Н = 40x60 мм S 2X = 8,7 мм/дв. ход. Поправочный коэффициент на подачу в зависимости от длины вылета резца не вводим, принимая нормальный вылег (мм) I = 2,5Н (для этого вылета поправочный коэф­ фициент Ki3 = 1); б) находим максимальную подачу,

допускаемую прочностью пластины из твердого сплава (по прил. 10, с. 387). Для угла ф = 45°, t до 13 мм и тол­ щины пластины b ^ 10 мм 5Д0П = 7,8 мм/дв. ход. Учитываем поправочный коэффициент 0,8, так как при строгании происходит обработка с ударами (там же, примеч. 1):; SA0D = 7,8 X 0,8 = 5,8 мм/дв. ход. Таким об­ разом, ни прочность державки, ни прочность пластинки из твердого сплава резца не лимитируют рекомендуе­ мую картой 86 подачу: S2X = 3,0 ... 2,5 мм/дв. ход. Корректируя подачу по станку, принимаем S2J =

=3 мм/дв. ход.

3.Назначаем период стойкости резца. В используемых нормативах отсутствуют рекомендации по стойкости строгальных резцов. При строгании заготовки из серого чугуна резцами с пластинами из твердого сплава ВК8 рекомендуется обычно для нормальных условий работы

период стойкости Т 120 мин. При стойкости Т —

=

60 мин вводится поправочный коэффициент на скорость

резания

KTV 1,1, а при стойкости Т = 180 мин Кт =

=

0,95

(1121, с. 366,

табл. 12, примеч. 5).

=

Допустимый износ

резца по задней поверхности Л„ =

1- -мм (прил1.• 3, с.

370).

4. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами резца (по карте 90, С; 163). Для 143—229 НВ, t до 20 мм, 52* до 3,3 мм/дв. ход

при

предварительно

необработанной поверхности и

угле

ф = 45° птабл =

18,8 м/мин. Поправочные коэффи­

циенты на скорость в карте не приведены. Следовательно, v„ *= ^табл = 18,8 м/мин («0,31 м/с). Найденное зна­ чение скорости главного движения может быть установ­ лено, на станке, так как скорость движения стола станка 7А256 регулируется бесступенчато в пределах 6—75 м/мин.

5.

Числр двойных ходов стола в 1

мин, соответствую­

щее

найдейной скорости

главного

движения резания:

 

_

ЮООс/р. х

 

 

А ~

L (I + т ) '

 

Скорость рабочего хода стола пр. х = v„ = 18,8 м/мин. Скорость обратного хода устанавливают по паспорту стан­ ка; принимаем максимальную скорость vx. х = 75 м/мин.

Тогда т = 18 8 = 0,25. Длина хода стола L = I + /пер.

Перебег стола в обе стороны при длине строгания до 4000 мм составит 325 мм (прил. 4, с. 379). Следовательно, L = 4000 + 325 = 4325 мм;

v

1000- 18,8

о с

.

К =

~4325 (1~+ ~0Т25)' =

3 -5 ДВ- Х°Д/МИН-

6 . Определяем главную составляющую силы резания

(по карте 92,

с. 165). Для твердого сплава ВК8 , Stx

до 3,1 мм /дв.

ход, t до 11, 5 мм Рг табл =

2000 кгс. При­

веденные в карте поправочные коэффициенты на силу резания при заданных условиях обработки не влияют

(при углах

ф =

45°

и у = 8°).

Следовательно, Рг =

Р* табл =

2000

кгс.

Так как

одновременно работают

с одинаковыми режимами резания четыре резца (по усло­ вию одновременно обрабатываются две заготовки), то

силу резания

необходимо умножить на 4: Pz = 2000 х

X 4 = 8000

кгс;

в

единицах

СИ

Рг = 9,81-8000 =

= 78 500

Н = 78,5

кН.

 

 

 

 

 

7. Сравниваем силу Р* с максимально допустимой си­

лой Рщах. В паспорте станка для

ор. х =

18,8

м/мин (по

графе «v =

20 м/мин») находим Ртах =

95

кН, допускае­

мую приводом, и Р тах = 180 кН,

допускаемую наиболее

слабым звеном. Обработка

возможна,

если

Р г< Р ,пах.

В данном

случае

78,5 < 95,

т. е. обработка

возможна.

55. Данные к задаче 33

СОН

«

СО

Материал

а

заготовки;

сО

(0

 

2

 

1 Серый чугун,

185 НВ

. .2 Сталь ЗОЛ, <JB =F= 500 МПа («50 кгс/мм2)

3Серый чугун, 190 НВ

4Сталь 35Л, ав = 550 МПа (^55 ,кгс/мм2)

бСерый чугун,

220 НВ

6Сталь СтЗ, ав = 460 МПа (я«46 кгс/мм2)

7Серый чугун,

200 НВ

8Сталь 45Л, ств = 650 МПа (^65 кгс/мм2)

9Серый чугун, 175 НВ

10Сталь 20,

о„ = 540 МПа («*54 кгс/мм2)

 

Обработка

в ь

/

л

 

и параметр

 

 

 

Заготовка

шероховато­

 

 

 

сти по­

 

 

 

 

верхности

 

мм

 

 

RZj мкм

 

 

Отливка

Черновая

460 200

4200

11

с коркой

*

400 180

3800.:

.9,5

То же

Отливка

Получисто-

650 260

3500

2 ;

без корки

вая; 40

375 150

3700

1.5

То же

Получисто­

 

вая; 20

 

 

 

Отливка

Черновая

380 160

3300

‘ 9

с коркой

Получието-

580 280

4400

. 2,5.

Сварная

конструк­

вая; 20

 

 

 

ция, пред­

 

 

 

 

варительно

 

 

 

 

обрабо­

 

 

 

 

танная

 

 

 

 

Отливка

Черновая

560 250

5200

Л ,5

с коркой

»

500 220

5000

11

То же

Отливка

Получисто-

440 190

4000

2

без корки

вая; 20

600 350

4500

10

Сварная

Черновая

конструк­

 

 

 

 

ция

 

 

 

 

В связи с тем, что в паспорте продольно-строгального станка 7А256 имеются данные о допускаемых тяговых силах при различных скоростях рабочего хода стола, позволяющие проверить выполнение условия Рг -< Ршая, установленный режим резания по мощности станка можно

не

проверять.

 

 

III. Основное время

 

 

__ в

-]- В2

 

0

KS,X

=

Боковое врезание резца

Вг = t ctg q> = 10 ctg 45° =

10 мм. Боковой сход резца Вг = 2 ... 3 мм; принимаем

Bt = 3 мм. Основное время рассчитываем по более про­ должительному переходу строгания верхней поверхности

заготовки. К ее

ширине. 520

мм следует прибавить

при­

пуск на боковую сторону 10

мм. Тогда В = 520 +

10 =

= 530 мм. Длина рабочего

хода

в направлении подачи

В ’ = 530 + 10 +

3 «

543;

 

 

 

 

To =

l H r r = = 51’7

мин-

 

Так как одновременно обрабатываются две заготовки, То основное время, затрачиваемое на строгание одной заготовки:

Т0 = -5LZ1 = 25,85 мин.

Задача 33. На продольно-строгальном станке 7А256 производится строгание двух поверхностей заготовки — верхней плоской поверхности шириной В и боковой ши­ риной Ь. Длина обрабатываемых поверхностей /. Припуск на обработку h. Одновременно обрабатываются две парал­ лельно расположенные на столе станка заготовки с ис­ пользованием четырех суппортов станка (верхние по­ верхности обрабатываются двумя вертикальными суп­ портами с горизонтальной подачей, а боковые поверх­ ности — двумя боковыми суппортами с вертикальной подачей). Система станок—инструмент—заготовка жест­ кая (табл. 55). Необходимо: выбрать режущий инструмент;

.назначить режим резания; определить основное время. При решении задач кроме нормативов [7 ] можно поль­

зоваться источниками 112, 16, 18 J.

Г Л А В А 4

СВЕРЛЕНИЕ, ЗЕНКЕРОВАНИЕ РАЗВЕРТЫВАНИЕ

§ I. РЕЖИМ РЕЗАНИЯ

Пример 33. На вертикально-сверлильном станке 2Н135 сверлят сквозное отверстие диаметром D = =*=28/fi2('rti2,) на глубину I = 120 мм. Материал заго­ товки — сталь 40Х с пределом прочности а„ = 700 МПа (»70 кгс/мм2), заготовка — прокат горячекатаный. Ох­ лаждение — эмульсией. Эскиз обработки показан на рис. 45. Необходимо: вобрать режущий инструмент; наз­ начить режим резания (допускаемую сверлом скорость главного движения резания v„; крутящий момент М от сил сопротивления резанию и осевую составляющую силы резания Р0 подсчитать по эмпирическим формулам);

определить основное

время.

Р е ш е н и е

(по

справочнику [181). I. Выбираем

сверло и устанавливаем значения его геометрических элементов. Сверло диаметром D = 28 мм с рабочей частью из быстрорежущей стали Р18 (принято по табл. 5, с. 148 для обработки конструкционной стали с ов до 85— 90 кгс/мм2). Можно использовать также сталь Р6М5, которая не приведена в данной таблице. Геометрические элементы: форма заточки (табл. 43, с. 201) — двойная с подточкой поперечной кромки и ленточки ДПЛ; углы

сверла 2ф = 118°; 2<р0 =

70°; ф = 40 ... 60°; при стандарт­

ной заточке ф =

55°; а

= 11°; по табл. 44, с. 203 прини­

маем

угол. © =

24

32°; у стандартных сверл диамет­

ром

D t> Ю мм

для

обработки конструкционной стали

©= 30°.

II. Назначаем режим резания.

1.

Для

сверления стали

с ов <1

80 кгс/мм*

и диа­

метре сверла 25—30 мм подача (табл. 27, с.

433).

5 0 =

«е» 0,45

0,55 мм/об. Приведенные в примеч. 1

к табл. 27

поправочные

коэффициенты на

подачу

для

заданных

ted

условий обработки рав­

Вг

 

ны

единице,

как

так

 

 

осуществляется

сверле­

 

 

ние

отверстия

с

полем

 

 

допуска по Н 12 (бывше­

 

 

го 5-го класса точности)

 

 

в жесткой заготовке при

 

 

глубине сверления I <

 

 

< 5 0

(120<5*28,

т. е.

 

 

120 <

140). Принимаем

 

 

среднее

значение

диа­

 

 

пазона

S0 = 0,5

мм/об.

 

 

В

случаях,

 

когда

 

 

поправочный

коэффи-

 

 

циент

Ki

на

 

подачу,

Рис. 45. Эскиз обработки к примеру 33

учитывающий

глубину

сверления,

не равен единице, необходимо умножить

ре­

комендуемое табличное значение подачи (мм/об) на

этот

коэффициент:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

So— S0таблКit.

(1)*

Корректируем подачу по паспортным данным станка:

S„ =

0,4

мм/об.

 

 

 

 

Проверяем

принятую подачу по осевой составляющей

силы резания, допускаемой прочностью механизма по­ дачи станка. Для этого определяем осевую составляющую силы резания (с. 435)

Ро = CPD ^ S ^ K P.

(2)

Выписываем из табл. 31 , с. 436 коэффициент и пока­ затели степеней формулы для случая сверления конструк­ ционной стали с ов = 75 кгс/мм2 инструментом из быстро­ режущей стали: СР = 68; qP = 1; уР = 0,7. В примеча­ нии к табл. 31 указано, что эти данные приведены для сверл с подточенной перемычкой, т. е. для принятой выше заточки сверла.

* В скобках указаны номера формул, на которые делаются ссылки в п. 1 примера 34.

Щ

Учитываем поправочный коэффициент на осевую со­ ставляющую силы резания Кр = КМр (по табл. 21 и 22, с. 430):

 

 

к - р = { т г ) " р -

<23>*

пр -

0,75;

К„р = ( ^ ) ° '” -

0,93»-’' = 0,95.

В единицах СИ Р 0 = 9,81 •68-28-0,4°'7*0,95 = 9,81 X

X 68-28-0,53-0,95

= 9404 Н (958,7

кгс). Необходимо вы­

полнить

условие

 

 

 

 

Р0 < Р max,

И)

где-. Р тах — максимальное значение осевой составляющей

.силы резания, допускаемой механизмом подачи станка. По паспортным данным станка 2Н135 Р„1ах 15 000 Н. •Так как 9404 < 15 000, то назначенная подача S0 =

0,4 мм/об вполне допустима.

Вслучаях перегрузки механизма подачи станка (т е.

при Р 0 > Рщах) нужно уменьшить

подачу S0 настолько,

чтобы выполнить

условие

Р„ = Р max. Таким образом,

необходимо определить подачу, допускаемую силой

Р„,ах

при конкретных

условиях

обработки:

 

 

Ро = Ртах!

9,B\CPD4PS lPKp = Ртах;

 

 

SoP = ------5

So =

 

У

9,81CpDq?Kp

(5)

9,81СрОЧрКр

 

 

 

2. Назначаем

период

стойкости

сверла (по табл. 20,

с. 435). Для сверла диаметром D =

28 мм при обрабоше

конструкционной стали сверлом из быстрорежущей стали

рекомендуется

период стойкости Т — 50 мин. Допустимый

износ сверла (табл. 9, с.

153) Л3 = 0,8

1,0 мм (для об­

работки стали

сверлами

из быстрорежущей стали, D >

>,2 0 мм).

3.Скорость (м/мнн) главного движения резания, допу­ скаемая режущими свойствами сверла (с. 435):

СуР^ к

<6)

T mt*”Sutf

Выписываем из табл. 28 (с. 434) коэффициент и прказагели степеней формул для обработки конструкционной

углеродистой стали с а„ == 75 кгс/мма сверлом из быстро­

режущей стали

Р 18 при S 0 >

0,2 мм/об: С„ = 9,8;

q„ =

0,4; х„ = 0;

у„ — 0,5; т =

0,2. В примечании

к та­

блице указано, что эти данные приведены для сверл с двойной заточкой и подточкой перемычки, т. е. для при­ нятой выше формы заточки сверла.

Учитываем поправочные коэффициенты на скорость главного движения резания: KMv по табл. 9 и 10, с. 424:

См = 1 ;

=

0,9; К„,о = 1 (Ц )°,Э =

1,07м = 1,065;

К„о

по табл.

15

(с. 426): Ки0 = 1, так

как значения

коэф­

фициента и показателей степеней формулы выписаны из табл! 28 для сверла из быстрорежущей стали Р18, кото­ рая практически равноценна быстрорежущей стали Р6М5; поправочный коэффициент, учитывающий глу­

бину

сверления

Ki t

принимается

в зависимости от

 

1

 

 

 

отношения -р ,

 

 

 

так

как

^ =

4,28, то Kiv =

0,85.

Общий поправочный коэффициент на скорость реза­ ния К0 представляет собой произведение отдельных коэффициентов:

 

Ко = KKKu Ki j

(8)

Ко = 1,065-1,0-0,85 = 0,905;

 

ои =

9.8-280-4

0,905 =

 

 

50°-2-0,4°-^

 

 

~ 2* 19-0

~ 24-43

м/мин (0,407

м/с).

4.Частота вращения шпинделя, соответствующая най­

денной скорости главного движения

резания:

„ _ 1000ги

мин-1;

п —

1000-24,43

= 278 мин-1.

П ~ nD

3,14-28

Корректируем частоту вращения шпинделя по пас­ портным'-данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения! па .= 250 мин-1*

 

5.

Действительная

скорость ‘ (м/мин)

главного

дайГ-

жения

резания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V* =

 

пОпл

 

 

 

 

 

(Ю )

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

Од =

 

3 .1 4 - 2 8 - 2 5 0

П1 л ,;

. -

/Л 0£ .„

 

 

 

 

 

 

 

-------------- =

21,98 м/мин (0,366 м/с).

 

 

 

 

6 . Крутящий момент от сил сопротивления резанию при

сверлении (с.

435)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М = CMD"MSoMKP.

 

 

 

 

(1 1 )

 

Выписываем из табл. 31 (с. 436) коэффициент и пока­

затели степеней формулы для сверления конструкционной

 

стали с

ав =

75

кгс/мм2; С„ — 0,0345; qM= 2; уи = 0,8.

 

и

Учитываем поправочный коэффициент Кр (по табл.

21

 

22, с. 430); этот коэффициент уже определен выше в п. 1

 

решения при подсчете осевой составляющей силы резания:

 

Кр = КМр =

 

0,95.

М =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

В единицах

СИ

9,81 •0,0345'282*0,40i8-0,95

=

 

9,81 -0,0345-784-0,48-0,95 = 120,99

Н-м

(12,33

кгс-м).

 

 

7. Мощность,

затрачиваемая

на

резание

(с.

437):

 

 

дт

 

Мп

D

д,

 

 

12,33-250

, е

D

/IO,

 

 

Л/ред —

 

 

кВт;

Мре8—

 

g75

—3,16 кВт.

(1~)

 

 

8.

Проверяем, достаточна ли мощность станка.

Об­

работка

возможна, если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N рез^

Кши*

 

 

 

 

(13)

 

У

Мощность

 

(кВт)

на шпинделе

станка

Мшп = Nдть

 

станка 2Н135

Na = 4,5

кВт,

a TJ

=

0,8;

Nmu =

4,5

X

 

х

0,8 =

3,6 кВт. 3,16 < 3,6, т. е. обработка возможна.

 

 

В случае перегрузки станка по мощности необходимо

 

определить коэффициент перегрузки —

 

 

 

 

 

рез

(14)

ши

 

Далее определяем новое меньшее значение частоты враще­ ния шпинделя станка п (мин-1), при котором будет вы­ полняться условие N раз = Л/шо. При этом исходят из того, что мощность, затрачиваемая на резание, прямо