Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту3
..pdfРис. 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