V.5. Обработка на фрезерных станках

 

Необходимо определить основные характеристики режимов резания при фрезеровании.

Глубина резания t, мм, зависит от припуска на обработку и требуемого класса шероховатости обработанной поверхности. При припуске более 5мм фрезерование выполняют за два прохода, оставляя на чистовую обработку 1-1.5 мм.

Величину подачи выбирают по справочным таблицам в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала, режущего инструмента и требуемого класса шероховатости поверхности. Ориентировочно величину подачи на один зуб фрезы при обработке стали принимают равной 0.06 - 0.6 мм, а для чугуна - 0.1 - 0.6 мм. Минимальные величины подач соответствуют чистовому фрезерованию, а максимальные - черновому.

Расчетную скорость резания определяют по эмпирической формуле

 

, (м/мин); (16)

 

где К_v - поправочный коэффициент,

D - диаметр фрезы, мм;

В - ширина фрезерования, мм;

Z - количество зубьев фрезы

Ориентировочно может быть принято:

- цилиндрические фрезы Z = mD^0.5,

где m - коэффициент, за-

висящий от условий работы и конструкции фрезы (целиковые крупнозубые для грубой обработки -1.02, мелкозубые для чистовой обработки - 2, сборные мелкозубые для чистовой - 0.9, крупнозубые - 0.8);

- торцовые фрезы Z = 1.2*D^0.5;

- концевые фрезы Z = D^0.5 (число зубьев не менее 3).

Поправочный коэффициент

 

K_v = K_mv*K_иv*K_nv

 

Значения C_v, q_v, X_v, Y_v, И_v, w_v, m_v приведены в табл.9.

 

 

Таблица 9

Обрабат. материал	Режущая часть	Тип фрезы	Подача Sz, мм	Сv	qv	Xv	Yv	Иv	wv
Сталь	Тверд. сплав     Быстр. Реж.	Торцовая Цилиндрическая   Дисковая   Прорезная	- < 0.1 > 0.1   < 0.1 > 0.1 -	35.4   75.5 48.5	0.2 0.45 0.45   0.25 0.25 0.25	0.1 0.3 0.3   0.3 0.3 0.3	0.4 0.2 0.4   0.2 0.4 0.2	0.2 0.1 0.1   0.1 0.1 0.2	0.1 0.1   0.1 0.1 0.1
Чугун	Тверд. сплав   Быстр. Реж.	Торцовая   Цилиндрическая Прорезная	-   < 0.15 > 0.15   -	56.7	0.2   0.7 0.7   0.25	0.1   0.5 0.5   0.3	0.3   0.2 0.6   0.2	0.2   0.3 0.3   0.2	0.3 0.3   0.1

 

Показатель степени m при периоде стойкости Т при фрезеровании стали и фрезеровании твердыми сплавами торцовыми, прорезными и шпоночными фрезами чугуна равен 0.2, во всех других случаях - 0.3.

 

Расчетная частота вращения шпинделя станка

 

, (об/мин); (18)

Полученное значение расчетной частоты вращения шпинделя сравнивают с имеющимися на металлорежущем станке и принимают ближайшее минимальное: n_ст < n_р.

При определении подачи следует помнить, что при фрезеровании различают три вида подач: S_м - подача в минуту,м/мин; S₀ - подача на оборот, мм/об; S_z - подача на один зуб фрезы, мм/зуб.

Расчетную минутную подачу определяют по формуле

 

S_мр = S₀ * n_ст = S_z * Z * n_cт, (м/мин); (19)

 

где n_ст - фактическая частота вращения шпинделя, об/мин;

Z - число зубьев фрезы.

 

Для определения поправочных коэффициентов используют те же формулы, что и при точении.

После того как по паспорту станка будет выбрана частота вращения шпинделя, необходимо определить значение минутной подачи и скорректировать ее по паспорту станка и принят ближайшее минимальное - S_мст < S_мр.

Фактическая скорость резания, м/мин,

 

, (м/мин); (20)

 

Сила резания Р_z = 10 C_p* t^Xp * S_z^Yp* B^Ир * Z * D^qp * K_p, МПа.

Значения коэффициента К_p = К_мр для стали и чугуна приведены в табл.6., а значения коэффициентов С_р, X_р, Y_р, И_р,q_р приведены в таблице 14.

 

Таблица 14

Обрабатываемый материал	Тип фрезы	Ср	Xр	Yр	Ир	qр
Цилиндрич. Концевая Сталь Торцевая Дисковая		0.86     1.10	0.74     0.80	1.00     0.95	-0.86     -1.10
Цилиндрич. Концевая Чугун Торцевая Дисковая		0.83     1.14	0.65     0.70	1.00     0.90	-0.83     -1.14

 

Для определения возможности осуществления на выбранном станке принятых режимов резания необходимо сравнить значение силы подачи с силой, допускаемой механизмом подачи станка (см. приложение).

Для цилиндрической фрезы Р_х = (l - 1.2)P_z, МПа.

Для торцевой фрезы Р_х = (0.3-0.4)P_z, МПа.

Требуется, чтобы Р^X_дор > P_x •

Эффективная мощность на шпинделе станка считается самого нагруженного перехода

, (кВт); (21)

 

Потребная мощность на шпинделе станка

, (кВт)

где h_ст - КПД станка (см. приложение).

 

Коэффициент использования станка по мощности

,

где N_ст - мощность главного электродвигателя.

Основное технологическое время:

 

, (мин); (22)

где L - расчетная длина обрабатываемой поверхности, мм.

 

L = l + l₁+ l₂, (мм); (23)

 

где l - действительная длина обрабатываемой поверхности (чертежный размер),мм;

1₁ - величина врезания, мм;

1₂ - величина перебега, мм;

S_мст - минутная подача по паспорту станка, мм/мин;

i - количество проходов.

При фрезеровании торцевой фрезой l₁_= D; l₂ = 2-4 мм; цилиндрической и дисковой фрезой - l₁ = (t (D-t))^0..5; l₂ = 2-5 мм

концевой и пазовой фрезой - l₁ = D/2, l₂ = 1-5 мм.

 

 

Литература

 

1. Материаловедение и технология конструкционных материалов для

железнодорожной техники. Н.Н. Воронин и др. 2004, М.: Маршрут.

2. Материаловедение и технология металлов. Г.П. Фетисов и др. 2007,

М.: Высшая школа

3. Материаловедение и технология материалов. Е.Г. Зарембо 2005,

М.: РГОТУПС

2. Краткий справочник металлиста. М./Машинострое­ние, 1987.

 

 

Приложения

 

Приложение 1

 

Варианты деталей

Рис.3.

 

 

 

Рис.4.

 

 

Рис.5.

 

Рис.6.

 

 

Рис.7.

 

 

 

 

Рис.8.

 

 

 

Рис.9.

 

Рис.10

 

 

 

Рис.11.

 

 

 

Рис.12.

 

 

Приложение 2.

Токарно-винторезные станки

 

Показатели		Модели	станков
	1М61	1А616	1К62	1К620
Наибольший диаметр обраба­тываемой детали/мм. Расстояние между центрами мм. Число ступеней частоты вр щения шпинделя Частота вращения шпинделя Число ступеней подач суппорта Подача суппорта, мм/об: продольная   поперечная Мощность главного элек­тродвигателя, кВт. КПД станка Наибольшая сила подачи механизмов подачи, МПа.	12,5-1600   0. 08-1.9   0.04-0.95     0.75	9-1800   0.065-0.91   0.065-0.91     0.75	12,5-2000   0.07- 4.16   0.035-2.08   7.5-10   0.75	12,5-1600   0.05- 4.16   0.25-2.08     0.75

 

Частота вращения шпинделя для станков в об/мин. выборочно:

1А61 - 90;112;140;180;224;280;355;450;560;710;900.

 

1К62 - 12,5,•16;20,-25;31,5;40;50,-63;80,-100;125;160;

 

1К620 - 200;250;315;400;500;630;800;1000;1250;1600; 2000.

 

Величина продольных подач/мм/об (выборочно):

1А61 - 0.1; 0.13; 0.15; 0.17; 0.2; 0.23; 0.3; 0.4; 0.45; 0.5.

1К62 - 0.15; 0.17; 0.19; 0.21; 0.23; 0.28; 0.3; 0.34; 0.39; 0.43; 0.47; 0.52; 0.57; 0.61; 0.7; 0.78.

1К620 - 0.05; 0.06; 0.075; 0.09; 0.1; 0.125; 0.15; 0.175, 0.2; 0.3; 0.4; 0.5; 0.6; 0.8.

 

Приложение 3