Число оборотов шпинделя формула

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

"Процессы и операции формообразования"

Тема: Расчет режимов резания

Выбор исходной заготовки

Для изготовления детали типа фланец можно использовать такие методы изготовления, штамповка фланцев в закрытых штампах, ковка на подкладном кольце (штамповка), центробежное электрошлаковое литье (ЦЭШЛ), изготовление из раскатных колец (поковки), плазменная (лазерная или газовая) резка из листа.
Самым производительным методом изготовления фланцев является штамповка фланцев в закрытых штампах. Фланцы большего диаметра изготавливаются из раскатных колец либо методам ЦЭШЛ.
Изготовление деталей объёмной штамповкой требует значительно меньше расхода металла, чем ковкой. При обработке штампованных поковок сокращается трудоёмкость обработки резанием и расход режущего инструмента. Важным преимуществом объёмной штамповки является её высокая производительность. Так как производство серийное, то мы будем использовать метод штамповки в закрытых штампах.

Последовательность обработки поверхностей.

Так как деталь сделана методом штамповки в закрытых штампах, то для обработки поверхности нам достаточно двух методов:

1.Растачивание черновое Т5К10

2. Растачивание чистовое Т15К6

ПоверхностьСодержание перехода и способы обработкиКвалитетШероховатостьИнструмент
ТорецЧерновая обработка12,5Подрезной торцовый резец
Чистовая обработка12,5

Чтобы получить точно обработанное изделие, необходимо снять по крайней мере две стружки. Первый проход называется черновой, второй — чистовой или отделочный.

Выбор режущего инструмента

Торцы и уступы обрабатывают подрезным, проходным отогнутым или проходным упорным резцами.

Подрезной резец предназначен для обработки наружных торцевых поверхностей. при подрезании торца подача резца осуществляется перпендикулярно оси обрабатываемой детали. Подрезной торцовый резец позволяет обрабатывать различные торцы и другие поверхности, применяя продольную и поперечную подачу.

Проходным отогнутым резцом можно выполнять подрезание торца при поперечной подаче и обтачивание — при перемещении с проходной подачей.

Проходным упорным резцом можно подрезать торцы и обтачивать уступы при продольной подаче.

Так как нам нужен резец предназначенный для черновой и чистовой обработки наружных и торцевых поверхностей, а так же снятий фасок, то лучше всего подойдет проходной отогнутый резец.

Число оборотов шпинделя формула

Расчет режимов резания

1. Предел прочности: Сталь 45 имеет предел кратковременной прочности 600 МПа

2. Предел прочности по Бринеллю 170 МПа

3. Резец подрезной, ГОСТ 1050-88
Материал Сталь 45: для черновой обработки Т5К10, для чистовой обработки Т15К6

4. Общий припуск на обработку h=8 мм.

5. Диаметр заготовки D=125 мм.

6. Диаметр детали (после обработки) d=120 мм.

7. Длина обрабатываемой поверхности l=40 мм.

8. Требуемая шероховатость Ra=2,5 мкм

Назначение глубины резания

При чистовом точении глубина резания принимается t2 = 1 мм. Тогда глубина резания при черновом точении определяется по формуле t1 = h/2 — t2 = 8/2 — 1 = 3 мм, где t1 — глубина резания при черновом точении, t2 — глубина резания при чистовом точении.

Назначение величины подачи

При черновой обработке подача выбирается по табл. П 3.4
Таким образом S1 = 1,0 мм/об (в пределах 0,7-1,2мм/об.)
При чистовой обработке подача выбирается по табл. П 3.3 в зависимости от шероховатости Ra = 2,5 мм и радиуса r = 35 мм.
S2 = 0,144 мм/об.
Выбор подачи уточняются по паспортным данным станка 16К20
Назначаются следующие подачи: S1 = 1,0 мм/об., S2 = 0,15мм/об.

Определение скорости резания и частоты вращения шпинделя

Определение скорости резания
Скорость резания V, м/мин, определяется по формуле

Где CV — коэффициент, зависящий от условий обработки, для черновой обработки
CV1 = 340; для чистовой — CV2 = 420; T — стойкость резца, мин (принимается
Т1 = Т2 = 60 мин); x, y, m — показатели степени (x=0; y=0,20; m=0);
Kv — общий поправочный коэффициент, представляющий собой произведение отдельных коэффициентов, каждый из которых отражает влияние определенного фактора на скорость резания.

Для резцов с пластиной из твердого сплава

где Kµv — общий поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико — механических свойств обрабатываемого материала

Kµv = Число оборотов шпинделя формула,

Knv поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки.
При черновой обработке Knv1 = 0,8, при чистовой обработке Knv2 = 1,0;
Kuv — поправочный коэффициент, учитывающий материал режущей части, Kuv1 = 0,65;
Kuv2 = 1,0;
Kφv — поправочный коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца, для φ = 45˚;
Kφv1 = Kφv2 = 1,0;

Читайте также:  Насадка для удаления пыли на болгарку

Показатели степени x,y и m:

Для черновой обработки — x1 = 0,15, y1 = 0,43, m1 = 0,20 (при S до 0,3 мм/об.);
Для чистовой обработки — x2 = 0,15, y2 = 0,45, m2 = 0,20 (при S св. 0,7 мм/об.).

Скорости резания равны, м/мин:

V1 = Число оборотов шпинделя формула;

V2 = Число оборотов шпинделя формула.

Определение частоты вращения шпинделя
Частота вращения n, об/мин, определяется соответственно для чистовой и черновой обработок:

n1 = Число оборотов шпинделя формула

n2 = Число оборотов шпинделя формула

Уточнение частоты вращения шпинделя по паспорту станка
Для черновой обработки выбирается 12-я ступень коробки скоростей n1 = 160 мин­ -1 ,
для чистовой обработки выбирается 16-я ступень коробки скоростей n2 = 400 мин -1 .

Определение фактической скорости резания
Фактическая скорость Vф, м/мин, определяется соответственно для черновых и чистовых обработок:

Vф1 = Число оборотов шпинделя формула;

Vф2 = Число оборотов шпинделя формула.

4. Проверка выбранного режима резания

Выбранный режим резания необходимо проверить по мощности привода шпинделя станка
Мощность, затрачиваемая на резание, Np должна быть меньше или равна мощности на шпинделе Nшп :

где Nэ­ — мощность электродвигателя токарного станка, кВт; для станка 16К20
Nэ = 10 кВт; η — КПД привода токарного станка, для станка 16К20 η = 0,75.
Мощность резания определяется по формуле

Np = Число оборотов шпинделя формула,

где Pz — сила резания, Н; Vф — фактическая скорость резания, м/с.
Для определения мощности резания определяется сила резания при черновой обработке. Силу резания при точении рассчитываем по следующей формуле:

Pz1 = 9,81 Число оборотов шпинделя формулаCp Число оборотов шпинделя формулаt1 x Число оборотов шпинделя формула s1 y Число оборотов шпинделя формула Vф1 n Число оборотов шпинделя формулаKp ,

где Cp — коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала, материал режущей части резца, а также условия обработки Cp = 300;

Kp — общий поправочный коэффициент, численно равный произведения ряда коэффициентов, каждый из которых отражает влияние определенного фактора на силу резания:
Kp = Kмр Kφp Kγp Kλp ,

где Kмр — поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала

Kмр = Число оборотов шпинделя формула,

Kφp — поправочный коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца, Kφp = 1,0;
Kγp — поправочный коэффициент, учитывающий передний угол резца Kγp = 1,25;
Kλp — поправочный коэффициент, учитывающий угол наклона главного лезвия Kλp = 1,0;
Поправочный коэффициент Kλp, учитывающий радиус при вершине резца, определяется для резцов из быстрорежущей стали.
Тогда общий поправочный коэффициент

Kp = 0,85 Число оборотов шпинделя формула1,0 Число оборотов шпинделя формула1,25 Число оборотов шпинделя формула1,0 = 1,0625

Показатели степени x, y и n принимаются для черновой обработки:
x=1,0; y=0,75; n= — 0,15.
Сила резания при точении:

Pz1 = 9.81 Число оборотов шпинделя формула3 1 Число оборотов шпинделя формула0,8 0,75 Число оборотов шпинделя формула62,8 -0,15 Число оборотов шпинделя формула1,0625 = 5041,4 H.

Мощность резания, кВт,

Nр = Число оборотов шпинделя формулакВт.

Мощность на шпинделе

Nшт = 10 Число оборотов шпинделя формула0,75 = 7,5 кВт.

Так как Nр 2 /с
без присадок или с присадками различного функционального назначения (антифрикционные, противоизносные, противозадирные, антиокислительные, моющие, антипенные, антикоррозионные и др.) Обладая хорошими смазывающими свойствами, масляные СОТС имеют и недостатки: низкую охлаждающую способность, высокую стоимость, повышенную испаряемость и пожароопасность.

В состав могут входить эмульгаторы, ингибиторы коррозии, биоциды, противоизностно- противозадирные присадки, антипенные добавки, связующие вещества (вода, спирты, гликоли и пр.) и другие органические и неорганические вещества. Водосмешиваемые СОТС обладают рядом преимуществ по сравнению с масляными: более высокой охлаждающей способностью, пожаробезопасностью и меньшей опасностью для здоровья работающего персонала, невысокой стоимостью рабочих растворов. Но есть и ряд недостатков — повышенная поражаемость микроорганизмами, пенообразование, необходимость утилизации отработанных водных растворов.

Больше всего нам подходят водосмешиваемые СОТС так как нам важно свойство, которым они обладают, то есть высокой охлаждающей способностью.

Нам подойдет "Укринол-1" (3%) эмульсия (Э) без химически активных присадок подводятся распылением при скорости струи до 300 м/с и расходе до 500 л/ч.

1. Марков В. В. Расчет режимов резания

2. Режимы резания металлов: справочник/ Ю. В. Барановский. — 2-е издание. — М.: Машиностроение, 1972.- 982 с.

3. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении : справочник технолога / А.Г. Косилова, Р.К. Мещеряков, М.А. Калинин.- М.: Машиностроение, 1776. — 657с.

4. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник / В.И. Баранчиков, А.В. Жаринов, Н.Д. Юдина и др.; Под общ. ред. В.И. Баранчикова. — М.: Машиностроение, 1990. — 400 с.

5. Смазочно-охлаждающие технологические жидкости для обработки металлов резанием: справочник / под. ред. С.Г. Энтелиса, Э.М. Берлинера.- М. Машиностроение 1986.- 352 с.

Основными параметрами задающими режимы резания являются:

-Частота вращения вала шпинделя (n)
-Скорость подачи (S)
-Глубина фрезерования за один проход

Читайте также:  Сколько зарабатывает слесарь кипиа

Требуемая частота вращения зависит от:

-Типа и характеристик используемого шпинделя
-Режущего инструмента
-Обрабатываемого материала

Частота вращения шпинделя вычисляется по следующей формуле:

Число оборотов шпинделя формула

D – Диаметр режущей части рабочего инструмента, мм
π – число Пи, 3.14
V – скорость резания (м/мин) — путь пройденный точкой (краем) режущей кромки фрезы в минуту.

Скорость резания (V) берется из справочных таблиц (См ниже).

Обращаем ваше внимание на то, что скорость подачи (S) и скорость резания (V) это не одно и то же.

При расчетах, для фрез малого диаметра значение частоты вращения шпинделя может получиться больше, чем количество оборотов, которое в состоянии обеспечить шпиндель. В данном случае за основу дальнейших расчетов величины (n) берется фактическая максимальная частота вращения шпинделя.

Скорость подачи (S) – скорость перемещения режущего инструмента (оси X/Y), вычисляется по формуле:

Число оборотов шпинделя формула

fz — подача на один зуб фрезы (мм)
z — количество зубьев фрезы
n — частота вращения шпинделя (об/мин)
Подача на зуб берется из справочных таблиц по обработке тех или иных материалов.

Таблица для расчета режимов резания:

Число оборотов шпинделя формула

После теоретических расчетов по формулам требуется подкорректировать значение скорости подачи. Необходимо учитывать жесткость станка. Для станков с высокой жесткостью и качеством механики значения скорости подачи выбираются ближе к максимальным расчетным. Для станков с низкой жесткостью следует выбрать меньшие значения скорости подачи.

Глубина фрезерования за один проход (ось Z) зависит от жесткости фрезы, длины режущей кромки и жесткости станка. Подбирается опытным путем, в ходе наблюдения за работой станка, постепенным увеличением глубины резания. Если при работе возникают посторонние вибрации, получаемый рез низкого качества – следует уменьшить глубину за проход и произвести коррекцию скорости подачи.

Скорость врезания по высоте (ось Z) следует выбирать примерно 1/3 – 1/5 от скорости подачи (S).

Краткие рекомендации по выбору фрез:

При выборе фрез нужно учитывать следующие их характеристики:
-Диаметр и рабочая длина. Геометрия фрезы.
-Угол заточки
-Количество режущих кромок
-Материал и качество изготовления фрезы.
Лучше всего отдавать предпочтение фрезам имеющих максимальный диаметр и минимальную длину для выполнении конкретного вида работ.

Короткая фреза большого диаметра обладает повышенной жесткостью, создает значительно меньше вибраций при интенсивной работе, позволяет добиться лучшего качества съема материала. Выбирая фрезу большого диаметра следует учитывать механические характеристики станка и мощность шпинделя, чтобы иметь возможность получить максимальную производительность при обработке.

Для обработки мягких материалов лучше использовать фрезы с острым углом заточки режущей кромки, для твердых – более тупой угол в диапазоне до 70-90 градусов.

Пластики и мягкие материалы лучше всего обрабатывать однозаходными фрезами. Древесину и фанеру – двухзаходными. Черные металлы – 3х/4х заходными.
Материал и качество фрезы определяют срок службы, качество реза и режимы. С фрезами низкого качества сложно добиться расчетных значений скорости подачи на практике.

Примерные режимы резания используемые на практике.

Данная таблица имеет ознакомительный характер. Более точные режимы обработки определяются исходя из качества фрез, вида станка, и др. Подбираются опытным путем.

Число оборотов шпинделя формула

Полезные ссылки:

Новинки:

Планшетные плоттеры (флюгерный, биговочный, осциллирующий, тангенциальный нож)

Normal 0 false false false RU X-NONE X-NONE

Определение режимов резания

При основных видах лезвийной обработки

Лабораторная работа № 9

Основные понятия

Режимы резания

При назначении элементов режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

Элементы режима резания обычно устанавливают в следующем порядке:

Глубина резания t: при черновой (предварительной обработке) назначают по возможности максимальную t, равную всему припуску на обработку или большей части его; при чистовой (окончательной) обработке – в зависимости от требований точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.

Подача S: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости и прочности системы СПИД, мощности привода станка, прочности твердосплавной пластинки и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке – в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности.

Читайте также:  Станок для вязания сетей рыболовных цена

Скорость резания V рассчитывают по эмпирическим формулам, установленным для каждого вида обработки.

Стойкость Т – период работы инструмента до затупления, приводимый для различных видов обработки.

Сила резания. Под силой резания обычно подразумевают ее главную составляющую Рz, определяющую расходуемую на резание мощность Ne и крутящий момент на шпинделе станка. Силовые зависимости рассчитывают по эмпирическим формулам, значения коэффициентов и показателей степени в которых для различных видов обработки приведены в соответствующих таблицах.

Определение режимов резания

При точении

Определим режимы резания для чернового наружного точения цилиндрической поверхности на токарном станке в следующей последовательности:

1.2.1. Определить глубину резания t, мм:

Число оборотов шпинделя формула, (9.1)

где D – диаметр заготовки, мм;

d – диаметр детали, мм;

i – число проходов.

1.2.2. Назначить подачу S, мм/об, в зависимости от вида

обработки, режима обработки (черновой, чистовой),

жесткости системы СПИД и др. факторов, согласно

таблицы 9.1 приложения Д.

Выбирают модель токарного станка, на котором будет выполняться точение, и корректируют значение выбранной подачи S по паспортным данным этого станка.

2.2.3. Рассчитать теоретическую скорость резания VД, м/мин, допускаемую режущим инструментом по формуле:

Число оборотов шпинделя формула, (9.2)

где Т – стойкость инструмента, при одноинструментальной

обработке принимают в пределах 30÷60 мин;

Сv ,m, х, у – коэффициенты, значения которых определяются

по таблице 9.2 приложения Д.

t – глубина резания, мм;

Кv – поправочный коэффициент, который определяется

Число оборотов шпинделя формула, (9.3)

где Kmv – коэффициент, учитывающий влияние материала

заготовки, определяется по таблице 9.3

Knv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности

— для чугунной заготовки Knv=0,8;

Kиv – коэффициент, учитывающий влияние материала

инструмента, определяется по таблице 9.5

Определить расчетную частоту вращения шпинделя

Число оборотов шпинделя формула(9.4)

где VД – действительная скорость резания, рассчитанная по

формуле (9.2), м/мин;

D – диаметр заготовки, мм;

Найденную расчетную частоту вращения шпинделя nр скорректировать по паспорту станка, выбранного ранее: принять частоту вращения шпинделя n, имеющуюся на станке, ближайшую меньшую или большую, если она не превышает 5% от полученной nр.

1.2.5. Рассчитать фактическую скорость резания V,м/мин,

по выбранной частоте вращения шпинделя n:

Число оборотов шпинделя формула, (9.5)

где D – диаметр заготовки, мм;

n – частота вращения шпинделя, имеющаяся на станке,мин -1 .

1.2.6. Рассчитать составляющую силы резания Рz, Н,

(рис.9.1) по формуле:

Число оборотов шпинделя формула, (9.6)

где t – глубина резания, мм;

V – фактическая скорость резания, м/мин;

Сp ,n, х, у – коэффициенты, значения которых определяются

по таблице 9.6 приложения Д.

Кp – поправочный коэффициент, который определяется

Число оборотов шпинделя формула, (9.7)

где Kmp – поправочный коэффициент, который определяется

по таблице 9.7 приложения Д;

Kφp,Kγp,– коэффициенты, учитывающий влияние

Kλp, Krp геометрических параметров режущей части

инструмента, определяются по таблице 9.8

Число оборотов шпинделя формула

Рисунок 9.1. Силы, действующие на резец при точении

1.2.7. Определить мощность резания Np, кВт, по формуле:

Число оборотов шпинделя формула, (9.8)

где Pz – составляющая силы резания, Н;

V – фактическая скорость резания, м/мин.

Полученное значение мощности резания Np сравнивнить с мощностью электродвигателя выбранного станка N, с учетом

коэффициента полезного действия электродвигателя h:

Число оборотов шпинделя формула(9.9)

В случае если не выполняется условие (9.9), необходимо перейти к меньшему значению частоты вращения шпинделя n и повторно выполнить расчеты, начиная с пункта 1.2.4.

1.2.8. Рассчитатт крутящий момент для осуществления процесса резания Мкр, кН×мм:

Число оборотов шпинделя формула, (9.10)

крутящий момент на шпинделе станка Мст, кН×мм:

Число оборотов шпинделя формула, (9.11)

где Pz – составляющая силы резания, Н;

D – диаметр заготовки, мм;

N, η – мощностью электродвигателя выбранного станка и

n – частота вращения шпинделя, имеющаяся на станке,мин -1 .

1.2.9. Определить основное время Т, мин:

Число оборотов шпинделя формула, (9.12)

где i – число проходов;

L – расчетная длина обрабатываемой поверхности

Число оборотов шпинделя формула, (9.13)

где Число оборотов шпинделя формула– длина обрабатываемой поверхности, мм;

Число оборотов шпинделя формула– длина пути врезания резца, мм:

Число оборотов шпинделя формула, (j – главный угол резца в плане);

Число оборотов шпинделя формула– длина перебега резца, мм: Число оборотов шпинделя формула=1÷3.

Число оборотов шпинделя формула Число оборотов шпинделя формула Число оборотов шпинделя формула Число оборотов шпинделя формула

Рисунок 9.2. Схема обработки при точении

Дата добавления: 2016-09-03 ; просмотров: 8824 | Нарушение авторских прав