книги / Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту
..pdf2. Назначаем подачу на зуб фрезы (карта 161, с. 293). Для фрезерования стали, D = 32 мм, z = 6 и h = 15 мм
Sz = |
0,09 |
0,06 мм/зуб, считая систему станок—приспо |
||
собление—инструмент—заготовка |
жесткой, принимаем |
|||
S z = |
0,09 |
мм/зуб. |
|
|
3. |
Назначаем |
период стойкости фрезы (табл. 2, с. 204). |
||
Для концевой фрезы диаметром D = 32 мм из быстрорежу |
||||
щей |
стали |
Р18 |
рекомендуется |
период стойкости Т = |
= 90 мин. Допустимый износ зубьев фрезы по задней по
верхности hQ= |
0,5 мм (прил. 3, с. 372). |
|
|
||||
4. Определяем скорость главного движения резания, |
|||||||
допускаемую |
режущими свойствами |
фрезы |
(карта |
162, |
|||
с. 294). Для |
фрезы с нормальным |
зубом, |
D = 32 |
мм, |
|||
2 = |
6, ширины паза 32 мм, |
глубины |
паза до 30 мм и Sz |
||||
до 0,09 мм/зуб |
0табл = 19,5 |
м/мин. |
|
|
|
||
В примеч. |
1 |
к карте 162 указано, что приведенный ре |
|||||
жим |
резания |
|
обеспечивает |
шероховатость |
поверхности |
||
бывшего 5-го класса., что требуется по условию (Ra = = 3,2 мкм). В соответствии с примеч. 2 учитываем попра вочный коэффициент в зависимости от группы и механи
ческой |
характеристики |
стали |
КМи (по |
карте 120, |
с. 230): |
||||||||
KMV = |
1,2 |
(принято для стали 45 и ав = |
56-f-75 кгс/мм2). |
||||||||||
Поэтому |
|
= итабл/(м |
= |
19,5-1,2 = |
23,4 |
м/мин |
|||||||
(«0,39 |
м/с). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5. |
Частота вращения шпинделя, соответствующая най |
||||||||||||
денной скорости |
главного |
движения |
резания: |
|
|||||||||
|
|
|
|
1000ап |
1000-23,4 |
= 232 мин-1. |
|
||||||
|
|
|
|
|
лD |
3,14-32 |
|
|
|
|
|
||
Корректируем частоту вращения шпинделя по станку |
|||||||||||||
и устанавливаем |
действительную частоту |
вращения: |
|||||||||||
пд = |
200 |
мин*"1. |
|
скорость |
резания |
|
|
|
|||||
6. |
Действительная |
|
|
|
|||||||||
^д = |
лЯяд |
_ 3,14-32-200 |
= |
20,1 м/мин |
(«0,34 |
м/с). |
|||||||
1000 |
“ |
1000 |
|||||||||||
7. Определяем скорость движения подачи (старое обо |
|||||||||||||
значение |
SM) |
L>s = Szzna = |
0,09-6-200 = |
108 мм/мин. |
|||||||||
Корректируем эту величину по данным станка и уста |
|||||||||||||
навливаем |
действительную |
скорость |
движения |
подачи |
|||||||||
va = |
100 мм/мин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
8. Определяем мощность, затрачиваемую на резание |
|||||||||||||
(карта |
163, с. 295). Для |
Sz = |
0,05 ... 0,09 |
мм/зуб, ши- |
|||||||||
X |
|
|
|
|
|
|
|
ь |
1 |
Ь |
|
|
о. |
|
Материал. |
|
|
Заго- |
|
|
|||||
СО |
|
|
|
|
|
|
Обработка |
|||||
н |
|
заготовки |
|
|
товка |
|
мм |
|
||||
£ 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
Сталь |
20ХН, |
ов = |
|
Прокат |
30 |
300 |
5 |
С охлаж |
|||
2 |
= бООМПа |
60 кгс/мм2) |
Отливка |
16 |
200 |
10 |
дением |
|
||||
Серый чугун, 220 НВ |
|
Без ох |
||||||||||
3 |
Сталь 45Х, сгв=750 МПа |
Поков |
18 |
80 |
10 |
лаждения |
||||||
С охлаж |
||||||||||||
4 |
(л*75 кгс/мм2) |
160 НВ |
|
|
ка |
20 |
160 |
12 |
дением |
|
||
Серый чугун, |
|
Отливка |
Без ох |
|||||||||
5 |
Сталь |
40ХН, |
<тв = |
|
|
Штам |
28 |
385 |
4 |
лаждения |
||
|
|
С охлаж |
||||||||||
|
=700 МПа(^70 кгс/мм2) |
пован |
|
|
|
дением |
|
|||||
|
Бронза |
Бр.ОЦ 4-3, |
|
|
ная |
25 |
180 |
10 |
Без ох |
|||
6 |
|
Отливка |
||||||||||
7 |
70 НВ |
|
|
170 НВ |
|
3» |
35 |
500 |
16 |
лаждения |
||
Серый чугун, |
|
То же |
|
|||||||||
8 |
Сталь Ст5, <тв=600 МПа |
Поков |
22 |
350 |
12 |
С охлаж |
||||||
9 |
(^6 0 кгс/мм2) |
180 НВ |
|
ка |
25 |
250 |
15 |
дением |
|
|||
Серый чугун, |
Отливка |
Без ох |
||||||||||
10 |
Латунь |
ЛКС 80-3,3, |
|
|
ъ |
14 |
50 |
5 |
лаждения |
|||
|
|
То же |
|
|||||||||
|
90 НВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рины паза 32 мм, глубины |
паза до 15 мм и va = SM до |
|||||||||||
110 мм/мин |
JVTa6„ = 3 |
кВт. |
Для |
заданных |
условий |
об |
||||||
работки поправочный коэффициент на мощность KN = |
1. |
|||||||||||
Тогда |
-Л^рсз “ |
N табл “ |
3 |
кВт. |
|
|
|
|
|
|||
9.Проверяем, достаточна ли мощность привода станка.
У станка 6Т12 Nmп = 7,5-0,8 = 6,0 кВт; # рез •< Nmn> 3 <: 6,0, т. е. обработка возможна.
III. Основное время
Г0 = -£-; L = / + y + А.
U S
При фрезеровании концевой фрезой паза врезание
|
|
D |
32 |
|
|
У = — = |
= 16 мм. |
Перебег |
Д = |
1 ... 5 мм; |
принимаем А = 3 мм. Тогда |
I = 300 + |
16 + |
3 = 319 мм; |
|
|
|
Г = ^ = |
3,19 мин. |
Задача 56. На |
вертикально-фрезерном |
станке |
6Т12 концевой фрезой |
фрезеруют сквозной |
паз шири |
ной b, глубиной h и длиной I. Обработка получистовая, параметр шероховатости поверхности Ra = 3,2 мкм (табл. 87). Необходимо: выбрать режущий инструмент; назначить режим резания; определить основное время.
При решении задач кроме нормативов |
[71 можно поль |
||
зоваться справочниками |
[10, |
12, 161. |
|
§ 2. РАСЧЕТ И |
КОНСТРУИРОВАНИЕ ФРЕЗ |
||
По конструкции |
различают |
фрезы цельные, |
|
составные и сборные с пластинами из твердых сплавов или из быстрорежущей стали. Различают фрезы цилиндриче ские (преимущественно с зубьями, расположенными по винтовой линии), торцовые, дисковые, трехсторонние (например, пазовые), прорезные (например, шлицевые), отрезные, концевые (пальцевые), одно- и двухугловые, зуборезные фасонные, наборные (наборы из нескольких отдельных фрез). Основные размеры фрез, геометрические параметры и технические требования к ним приведены в стандартах или справочной литературе. Геометрические элементы лезвия фрез можно выбрать по нормативам [7], карты 2—6, или справочнику [18].
Форму и размеры пластин и коронок из твердого сплава выбирают по ГОСТ 2209—82 или СТ СЭВ. Марку твердого сплава выбирают по ГОСТ 3882—74*. В качестве мате риала припоя рекомендуется латунь Л68. Наружный диа метр фрезы D зависит от диаметра оправки, размеров об рабатываемой поверхности, припуска на обработку и других факторов.
Обычно при конструировании фрез для определения диаметров оправки и цилиндрическойфрезы пользуются следующим соотношением: D = (2,5 ... 3) d.
Окончательно наружный диаметр фрезы выбирают по СТ СЭВ 201—75, элементы крепления насадных фрез с цилиндрическим отверстием — по ГОСТ 9472—83, диа метры цилиндрических хвостовиков — поСТ СЭВ 151—75,
конических |
хвостовиков |
Морзе |
и метрических — по |
|
ГОСТ |
25557—82. Оправки |
с хвостовиком конусностью |
||
7 : 24 |
для |
насадных торцовых |
фрез выбирают по |
|
ГОСТ 13785—68*, ГОСТ 13786—68*, ГОСТ 13787—68*, ГОСТ 13788—68*, ГОСТ 13789—68*, ГОСТ 13790—68*, ГОСТ 13791—68*.
Присоединительные размеры фрез, закрепляемых на фрезерных оправках, а также на концах шпинделей, вы бирают по ГОСТ 27066—86 (табл. 88, 89).
Когда на оправку устанавливают несколько фрез (на бор), рекомендуется максимально увеличить диаметр оправки. Диаметр оправки (отверстия фрезы) можно рас считать исходя из сил, действующих на фрезу. Диаметр отверстия под оправку
. -»У Мсум
у0, 1а„. д •
Здесь М оум — суммарный момент при изгибе и скручи вании оправки, Н-м (кгс-мм):
" « « = / ( Г6Р,У + ( - ¥ ) ’ ■
где Р — равнодействующая сил Рг и Ру; |
Р = 1,411 Рг; |
I — расстояние между опорами фрезерной оправки (длина |
|
88. Присоединительные размеры, мм, торцовых фрез, |
|
закрепляемых на фрезерных оправках-хвостовиках |
(ГОСТ 2706&—86) |
* Диаметр фрезы или расстояние между вершинами диа метрально противоположных зубьев (ножей), измеренное по диаметру.
посадочного участка оправки), мм; сти, д — допустимое напряжение на изгиб оправки для конструкционных ста
лей; ои. д = (180 |
250). 10е МПа_(~ |
18—25 кгс/м.м2). |
|||
Число |
зубьев |
|
фрезы |
z — т D, |
где т — коэффи |
циент, зависящий |
от типа |
фрезы. |
|
||
|
|
|
Цилиндрические фрезы |
т |
|
Цельные: |
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
1,05 |
|
крупнозубые с со < |
|
|
|||
мелкозубые с со = |
15 20° |
|
2 |
||
Сборные с со, |
: |
|
|
|
0,9 |
20. |
|
|
|
|
|
Торцовые цельные: |
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
1,2 |
||
крупнозубые |
|
|
|
||
мелкозубые |
|
|
|
|
2 |
Угловые |
|
|
|
|
2,5—2,8 |
Фасонные |
|
|
|
|
1,5—2,0 |
Дисковые |
|
|
|
|
2 |
Конструкции сборных фрез и способы крепления но жей для большинства типов фрез стандартизованы; опи сание различных конструкций крепления ножей приво дится также в справочной литературе. Основные размеры на рифления, углы уклона ножей и пазов режущего ин струмента приведены в ГОСТ 2568—71*. Число зубьев торцовых фрез с механическим креплением ножей зависит от принятого способа крепления ножей и выбирается преимущественно по нормалям.
Пример 50. Рассчитать и сконструировать сборную цилиндрическую фрезу с механическим креплением пла стин из быстрорежущей стали Р18 для чернового фрезеро вания плоской поверхности шириной В = 100 мм у заго товки из стали ЗОХМ о пределом прочности сгв = 1000 МПа («100 кгс/мм2). Припуск на обработку h = 6 мм. Обра ботка производится на горизонтально-фрезерном станке 6М82Г с мощностью электродвигателя N — 7 кВт; заго товка крепится в приспособлении повышенной жесткости.
Р е ш е н и е . 1. Предварительно задаемся длиной L
фрезы (для заданной ширины фрезерования В) |
и соответ |
||
ственно |
ее диаметром D ', числом зубьев |
г' и углом ш: |
|
L — 125 |
мм; D' = 110 мм; г' = 1 0 ; ш = |
20°. |
|
2.Скорость движения подачи выбираем по карте 33,
с.438 справочника [18]. Для чернового фрезерования заготовки из стали цилиндрической фрезой с механиче ским креплением ножей при заданных условиях работы
подача на зуб Sz = 0,12 ... 0,2 мм/зуб; принимаем Sz = = 0,15 мм/зуб.
3. Диаметр отверстия под оправку
М сум
d =
д
Главная составляющая силы резания при t = h = 6 мм определяется по нормативам [7] или справочнику [18] (подробнее см. пример 45):
9,81 CptXpSy/B z |
_ 9,81.68,2-б0-45-0,15°*74. 100-10 |
||||
Рг = |
|
|
1Ю0,86 |
|
|
D4p |
|
|
|
||
9,81-68,2-4,67-0,246-100-10 = |
14 250 Н |
(«1425 |
кгс). |
||
56,96 |
|
|
|
|
|
Равнодействующая |
сила |
Р = 1,411 Рг = |
1,411 х |
||
X 14 250 Н = 20 106 Н («2010 |
кгс). |
|
|
||
Расстояние между опорами фрезерной оправки при |
|||||
нимают в зависимости от длины |
посадочного |
участка |
|||
центровой фрезерной |
оправки |
I = |
400 |
мм. |
|
Суммарный момент, действующий на фрезерную оп равку:
- 1^ (IW+VT7 =
= У (~2010-400)2-}-(14252 110)2= 177200 кгс-мм;
в единицах СИ
М сум = У |
20 106.400.10-3) 2+ ( -14250' j 10' 1^ ) = |
= 1770 Н-м.
Допустимое напряжение на изгиб материала оправки принимаем <ти. д = 250 МПа («25 кгс/мм2); подставив в приведенную выше формулу найденные значения Л4сум и аи> д, получим диаметр отверстия фрезы под оправку:
d = f : 177 200 = 41,4 мм;
0,1-25
в единицах СИ
d = |
f |
1770 |
0,0414 м, |
|
|
0,1-250-10“ |
|
принимаем ближайший диаметр отверстия фрезы по ГОСТ 9472—83: d = 40 мм (табл. 90).
4. Устанавливаем окончательно наружный диаметр фрезы: D = 2,5d = 2,5-40 = 100 мм; принимаем ближай ший диаметр фрезы по СТ СЭВ 201—75: D = 100 мм, длину фрезы L = 125 мм. С учетом запаса вылета ножей на пере точки принимаем максимальный наружный диаметр но вой фрезы
|
|
|
|
/+ 0 ,1 7 \ |
|
|
||
|
|
|
Д Пах=112М б(+ 0 0 8 ). |
|
|
|||
5. |
Окончательное число зубьев фрезы г = |
т У~Ь = |
||||||
= 0,9 |
112 = |
0,9-10,58 = |
9,53; |
принимаем четное |
зна |
|||
чение |
г = 10. |
|
|
|
|
|
|
|
6. Определяем шаг зубьев фрезы: |
|
|
|
|||||
окружной торцовый шаг |
|
|
|
|
||||
|
S |
|
3,14-112 |
= 37,6 мм; |
|
|
||
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
осевой шаг |
при ш = 20°, ctg 20° ~ |
2,75 |
|
|
||||
|
S00 = |
~~~ ctgo) = |
37,6-2,75 = |
104 мм. |
|
|
||
7. |
Проверяем полученные величины z и S oc на условие |
|||||||
равномерного |
фрезерования: С = |
В |
в |
|
|
|||
|
= - D- ct- ^ ■должно |
|||||||
быть |
целым |
числом или |
величиной, |
близкой |
к |
нему. |
||
В рассматриваемом примере С = |
|
= 0,97, |
т. е. |
|||||
условие равномерного фрезерования обеспечено.
8.Отверстие фрезы и шпоночный паз выполняют по ГОСТ 9472—83.
9.Определяем геометрические параметры рабочей ча сти фрезы (нормативы [7], карта 6); главный задний угол
а= 12°; передний угол у = 10°.
10.Выбираем материал фрезы: корпуса — сталь 40Х; ножей — быстрорежущая сталь Р18; клиньев — сталь У8А. Назначаем твердость деталей фрезы после термиче ской обработки: корпуса 32—41,5 HRCa; режущей части ножей 63—66 HRCa, клиньев 41,5—51,5 HRQ.
11.Допуски на основные элементы фрезы и другие тех нические требования принимаем по ГОСТ 8721—69*
(фрезы с пластинами из твердого сплава) или по
90.Размеры отверстия и шпоночного паза для насадных фрез
сцилиндрическим отверстием (ГОСТ 9472—83)
а
d(H7) |
а (СИ) |
С\ (Я 12) |
Номи |
Предель |
Номи |
|
нальный |
ные от |
нальный |
|
размер, |
клоне |
размер, |
|
мм |
ния, мкм |
мм |
|
8 |
+ 15 |
2 |
|
|
|
||
10 |
0 |
3 |
|
|
|||
13 |
+ 18 |
3 |
|
|
|
||
16 |
0 |
4 |
|
|
|||
19 |
|
5 |
|
22 |
+21 |
6 |
|
0 |
|||
|
|
||
27 |
|
7 |
|
32 |
|
8 |
|
40 |
+25 |
10 |
|
0 |
|||
|
|
||
50 |
|
12 |
|
60 |
|
14 |
|
70 |
+30 |
16 |
|
0 |
|||
|
|
||
80 |
|
18 |
|
100 |
+35 |
25 |
|
0 |
|||
|
|
Пре
дельные
откло
нения,
мкм
+ 120 +60
|
+ 145 |
|
+70 |
1---------------- |
+ i DO О О |
------ |
|
+205
+95
+240 + 110
Номи
нальный
размер,
мм
8,9
11,5
14,6
17,7
21,1
24,1
29,8
34,8
43,5
53,5
64,2
75,0
85,5
107,0
Пре |
|
дельные |
R, мм |
откло |
|
нения, |
|
мкм |
|
+ 150 |
|
0 |
|
|
0,3—0,4 |
+ 180 |
|
0 |
0,4—0,6 |
|
|
+210 |
0,7—1 |
0 |
|
+250 |
0,9—1,2 |
|
|
0 |
|
+300 |
1,1-1,е |
0 |
|
|
1,5—2 |
|
+350 |
2—2,5 |
|
0 |
||
|