Материал: Проектирование технологического процесса обработки детали

Частота вращения заготовки определяется по формуле:

, (4.1.1.4)([4], стр. 134)

где  - диаметр обрабатываемой поверхности заготовки;

.

Рассчитанную частоту вращения заготовки сопоставить с ближайшей частотой вращения шпинделя (по паспорту) станка , выбранного для осуществления технического процесса. Если расчетная  не может быть обеспечена станком, то фактическую скорость резания следует принять согласно выражению:

(4.1.1.5)([4],

Тангенциальная составляющая силы резания (Н) при точении и расточке определяется по формуле:

,(4.1.1.6)([4], стр. 135)

где  и  - соответственно подача и глубина резания;

 - удельное значение силы резания при толщине среза материала заготовки 0,4 мм;

 -  - коэффициент, учитывающий влияние радиуса вершины режущей СМП;(4.1.1.7)

 - коэффициент, учитывающий влияние переднего угла резца;

 - коэффициент, учитывающий влияние износа пластины по задней поверхности .([4]табл.3.1.6.).

Мощность резания при точении и расточке (кВт):

(4.1.1.8)([4], стр. 135).

Проверка условия: ,[4]

где  - мощность электродвигателя привода главного движения выбранного станка;

 - КПД механизма главного двигателя выбранного станка (0,7 - 0,9).

) Подрезка торца в размер 81h11 с обеспечением параметра шероховатости Rz=6мкм.

получистовая обработка:

Рассчитаем подачу:

Исходные данные: Sт=1мм/об, ks=1, kj=0,8, ka=1, kп=0,9, kHB=1, kr=0,6, ky=1, kB=0,6.

Подставив исходные данные в формулу (4.1.1.1) получаем:

=1*1*0.8*1*0.9*1*0.6*1*0.6=0.25мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

Исходные данные: Vт=750м/мин, kj=1, kп=1.1, kт=0.85, kип=0,7, kз=0,7, kНВ=1.

Подставив исходные данные в формулу (4.1.1.3) получаем:

=750*(10*0.25)-0.26*0.5-0.16*1*0.85*1*1.1*0.7*0.7*1.2=359м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:=1000*359/π*67,5=1695 об/мин, что меньше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

Исходные данные:kс0,4=500Н/мм2, k1=0,85, k2=1, k3=1.

Подставив исходные данные в формулу (4.1.1.6):=0,5*0,25*500*(0,4/0,5*sin(91))0,29*0,85*1*1=65Н.

Найдем мощность резания:=65*359/(60*1020)=0,3кВт, что меньше чем Nmax=3кВт у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

чистовая обработка

Рассчитаем подачу:

≤(6*0.4/125)0.5=0.14мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

=750*(10*0,14)-0,26*0,4-0,16*1*0,52*1*1,1*0,7*0,\*1,2=477м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*477/π*67,5=2251об/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

=0.4*0,1*500*(0,4/0,1*sin(91))0.29*085*1*1=26Н.

Найдем мощность резания:

=26*477/(60*1020)=0,2кВт.

)Обработка поверхности Ø70b12x17h8, Rz=12 мкм.

получистовая обработка:

Рассчитаем подачу:

S=1*1*0.8*1*0.9*1*0.6*1*0.6=0.25мм/об.

Расчитаем скорость резания:

=750*(10*0.25)-0.26*0.65-0.16*1*0.85*1*1.1*0.7*0.7*1.2=348м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:=1000*348/π*70=1695 об/мин, что меньше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

=0,65*0,25*500*(0,4/0,25*sin(91))0,29*0,85*1*1=82Н.

Найдем мощность резания:=82*348/(60*1020)=0,4кВт, что меньше чем Nmax=3кВт у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

чистовая обработка

Рассчитаем подачу:

≤(10*0.4/125)0.5=0.26мм/об.

Принимаю S=0.1мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

=750*(10*0,1)-0,26*0,3-0,16*1*0,85*1*1,1*0,7*0,7*1,2=499м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

=1000*499/π*70=2273об/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

=0.3*0,1*500*(0,4/0,1*sin(91))0.29*0.85*1*1=19Н.

Найдем мощность резания:

=19*499/(60*1020)=0,16кВт.

)Обработка отверстия Ø65Н7, Rz=12 мкм.

черновая обработка:

Рассчитаем подачу:

=1*1*0.8*1*0.9*1*0.6*1*0.6=0.25мм/об.

Расчитаем скорость резания:

=750*(10*0.25)-0.26*0.55-0.16*1*0.85*1*1.1*0.7*0.7*1.2=357м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*357/π*60=1698 об/мин, что меньше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

=0,55*0,25*500*(0,4/0,25*sin(91))0,29*0,85*1*1=70Н.

Найдем мощность резания:=70*357/(60*1020)=0,4кВт, что меньше чем Nmax=3кВт у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

получистовая обработка

Рассчитаем подачу:≤(10*0.4/125)0.5=0.17мм/об.

Принимаю S=0.1мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

=750*(10*0,17)-0,26*0,25-0,16*1*0,85*1*1,1*0,7*0,7*1,2=448м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

=1000*448/π*60=2380 об/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

=0.25*0,17*500*(0,4/0,1*sin(91))0.29*0.85*1*1=18Н.

Найдем мощность резания:

=18*448/(60*1020)=0,13кВт.

чистовая обработка

Рассчитаем подачу:

≤(10*0.4/125)0.5=0.17мм/об.

Принимаю S=0.1мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

=750*(10*0,1)-0,26*0,25-0,16*1*0,85*1*1,1*0,7*0,7*1,2=514м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:=1000*514/π*60=2836 об/мин, что больше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем фактическую скорость резания:

=3.14*60*2500/1000=471 м/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

=0.25*0,1*500*(0,4/0,1*sin(91))0.29*0.85*1*1=16Н.

Найдем мощность резания:

=16*471/(60*1020)=0,11кВт.

Параметры резания на операции 30 токарная.

) Подрезка торца в размер 81h11 с обеспечением параметра шероховатости Rz=12мкм.

получистовая обработка:

Рассчитаем подачу:

=1*1*0.8*1*0.9*1*0.6*1*0.6=0.25мм/об.

Расчитаем скорость резания:

=750*(10*0.25)-0.26*0.5-0.16*1*0.85*1*1.1*0.7*0.7*1.2=363м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*363/π*67,5=1711 об/мин, что меньше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем тангенциальную составляющую силы:=0,5*0,25*500*(0,4/0,25*sin(91))0,29*0,85*1*1=60Н.

Найдем мощность резания:=65*493/(60*1020)=0,3кВт, что меньше чем Nmax=3кВт у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

чистовая обработка

Рассчитаем подачу:

≤(12*0.4/125)0.5=0.12мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

=750*(10*0,14)-0,26*0,4-0,16*1*0,52*1*1,1*0,7*0,\*1,2=477м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*477/π*67,5=2251об/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

=0.4*0,1*500*(0,4/0,1*sin(91))0.29*085*1*1=26Н.

Найдем мощность резания:

=26*477/(60*1020)=0,2кВт.

)Обработка отверстия Ø15Н7, Rz=6 мкм.

черновая обработка:

Рассчитаем подачу:

S=1*1*0.8*1*0.9*1*0.6*1*0.6=0.25мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

=750*(10*0.25)-0.26*0.55-0.16*1*0.85*1*1.1*0.7*0.7*1.2=357м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*357/π*15=7579 об/мин, что больше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем фактическую скорость резания:

=3,14*15*2500/1000=117 м/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

=0,6*0,12*500*(0,4/0,25*sin(91))0,29*0,85*1*1=45Н.

Найдем мощность резания:=45*117/(60*1020)=0,1кВт, что меньше чем Nmax=3кВт у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

получистовая обработка

Рассчитаем подачу:

≤(10*0.4/125)0.5=0.12мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

=750*(10*0,12)-0,26*0,6-0,16*1*0,85*1*1,1*0,7*0,7*1,2=426м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*426/π*15=9055 об/мин, что больше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем фактическую скорость резания:

=3,14*15*2500/1000=117 м/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

=0.3*0,12*500*(0,4/0,12*sin(91))0.29*0.85*1*1=20Н.

Найдем мощность резания:

=18*117/(60*1020)=0,1кВт.

чистовая обработка

Рассчитаем подачу:

≤(10*0.4/125)0.5=0.12мм/об.

Принимаю S=0.1мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

=750*(10*0,1)-0,26*0,2-0,16*1*0,85*1*1,1*0,7*0,7*1,2=427м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:=1000*427/π*60=5037 об/мин, что больше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем фактическую скорость резания:

=3.14*15*2500/1000=117 м/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

=0.25*0,1*500*(0,4/0,1*sin(91))0.29*0.85*1*1=12Н.

Найдем мощность резания:

=16*471/(60*1020)=0,1кВт.

Параметры резания на операции 35сверлильная.

При сверлении отверстия без ограничивающих факторов выбирается максимально допустимая подача по прочности сверла (табл. 25 [6], стр. 277).

Скорость резания, м/мин, при сверлении

,(4.1.3.1.)([6],

где значение коэффициента  и показателей степени приведены в табл. 28, [6];

 - период стойкости (табл. 30, [6]);

 - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

,(4.1.3.2.)([6],

где  - коэффициент на обрабатываемый материал (табл. 1-4, [6]);

 - коэффициент на инструментальный материал (табл. 6, [6]);

 - коэффициент, учитывающий глубину сверления (табл. 31, [6]).

 - диаметр сверла;

 - подача.

После расчета скорости сверления делается проверка условия по формуле:

,(4.1.3.3.)[4]

где  - расчетная частота вращения сверла (заготовки);

 - расчетная скорость сверления.

Если условие не выполняется, т.е. , то принимается фактическая частота вращения шпинделя, используемого на этой операции станка, т.е.:

(4.1.3.4.)[4].

Крутящий момент, , рассчитывается по формуле:

,(4.1.3.5.)[5]

где значения коэффициента  и показателей степени приведены в табл. 32 [6], стр. 281;

 - коэффициент, учитывающий фактические условия обработки и определяется: ,(4.1.3.6.)

где значения коэффициента  - коэффициента учитывающего влияние качества алюминиевых сплавов на силовые зависимости, приведены в табл. 10 [6].

Осевая сила, :

,(4.1.3.7.)[6]

где  - частота вращения сверла (заготовки).

) Сверление отверстия Ø5Н11.

Найдем скорость резания:

=14,3*50,4*500/(150,2*0,180,5*2,50)*0,9*1*3=100 м/мин.

Найдем частоту вращения:=1000*100/(3,14*5)=6416 об/мин, что больше чем nmax=4500 об/мин у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

Найдем фактическую скорость резания:

=3,14*5*4500/1000=70м/мин.

Найдем осевое усилие при сверлении:

Рх=10*1,2*52*0,180,7*500=82Н.

Найдем крутящий момент при сверлении:

Мкр=0,005*5*0,180,8*500*10=0,06 Нм.

Найдем мощность сверления:=0,06*4500/9741=0,03 кВт, что меньше чем nmax=0,55кВт у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

) Сверление отверстия Ø2,5Н11.

Найдем скорость резания:

=14,3*50,4*500/(150,2*0,120,5*1,250)*0,9*1*3=93 м/мин.

Найдем частоту вращения:=1000*93/(3,14*2,5)=11911 об/мин, что больше чем nmax=4500 об/мин у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

Найдем фактическую скорость резания:

=3,14*2,5*4500/1000=35м/мин.

Найдем осевое усилие при сверлении:

Рх=10*1,2*2,52*0,180,7*500=15Н.

Найдем крутящий момент при сверлении:

Мкр=0,005*2,5*0,120,8*500*10=0,01Нм.

Найдем мощность сверления:=0,02*3970/9741=0,01 кВт, что меньше чем nmax=0,55кВт у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

) Сверление отверстия Ø8Н14.

Найдем скорость резания:

=14,3*80,4*500/(150,2*0,270,5*40)*0,9*1*3=99 м/мин.

Найдем частоту вращения:=1000*99/(3,14*8)=3951 об/мин, что меньше чем nmax=4500 об/мин у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

Найдем осевое усилие при сверлении:

Найдем крутящий момент при сверлении:

Мкр=0,005*8*0,270,8*500*10=0,14 Нм.

Найдем мощность сверления:=0,14*3951/9741=0,05 кВт, что меньше чем nmax=0,55кВт у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

) Сверление отверстия Ø1,6Н11.

Найдем скорость резания:

=14,3*1,60,4*500/(150,2*0,120,5*0,80)*0,9*1*3=78 м/мин.

Найдем частоту вращения:=1000*78/(3,14*1,6)=15569 об/мин, что больше чем nmax=4500 об/мин у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

Найдем фактическую скорость резания:

=3,14*1,6*4500/1000=22м/мин.

Найдем осевое усилие при сверлении:

Рх=10*1,2*1,62*0,120,7*500=6Н.

Найдем крутящий момент при сверлении:

Мкр=0,005*1,6*0,120,8*500*10=0,01Нм.

Найдем мощность сверления:=0,01*4500/9741=0,006 кВт, что меньше чем nmax=0,55кВт у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

) Сверление отверстия Ø2Н11.

Найдем скорость резания:=14,3*20,4*500/(150,2*0,120,5*0,80)*0,9*1*3=85 м/мин.

Найдем частоту вращения:=1000*85/(3,14*2)=13618 об/мин, что больше чем nmax=4500 об/мин у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

Найдем фактическую скорость резания:

=3,14*2*4500/1000=28,2м/мин.

Найдем осевое усилие при сверлении:

Рх=10*1,2*22*0,120,7*500=9Н.

Найдем крутящий момент при сверлении:

Мкр=0,005*2*0,120,8*500*10=0,01 Нм.

Найдем мощность сверления:=0,01*4500/9741=0,006 кВт, что меньше чем nmax=0,55кВт у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

) Сверление отверстия Ø3Н14.

Найдем скорость резания:

=14,3*40,4*500/(150,2*0,120,5*0,80)*0,9*1*3=100 м/мин.

Найдем частоту вращения:=1000*100/(3,14*1,6)=10677 об/мин, что больше чем nmax=4500 об/мин у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

Найдем фактическую скорость резания:

V=3,14*3*4500/1000=42м/мин.

Найдем осевое усилие при сверлении:

Рх=10*1,2*32*0,120,7*500=22Н.

Найдем крутящий момент при сверлении: