Контрольная работа по дисциплине «Производственные технологии»

1.3.Получение  и уточнение необходимых  данных для выполнения  расчета режимов  обработки. 

А = N+50 = 25+50 = 75 мм

Б = 3А = 3*75 = 225 мм

В = А/3 = 75/3=25 мм

      Выполняются расчеты режимов резания и  норм времени на 2 операции: сверлильную (обработка отверстия) и фрезерную (фрезерование поверхности торцевой фрезой). Обработка всех поверхностей ведется на проход на заготовках из углеродистых сталей, например, сталь 45 с твердостью НВ=207.

      На  сверлильной операции обрабатывается в заготовке «куб» со стороной А=75 мм отверстие диаметром d=B=25мм Н11, следовательно длина L_рез.=А=75мм.

      Выбрав  исходные данные для задания, определим  режущий инструмент, который потребуется  для соответствующей обработки  поверхности.

      Обработка отверстия в поле допуска по Н11 потребует два уточнения: предварительно – сверление и окончательное  – зенкерование. На предварительном  назначается припуск равный 1,5мм, так как диаметр окончательно получаемого отверстия равно 25мм, что больше 18мм (глубина резания t равняется половине величины припуска мм). Стандартный ряд размеров цельных зенкеров из быстрорежущей стали Р6М5 состоит из диаметров …10; 10,5; 11; 11,5; 12; 13;…; 28 (кроме Ǿ23). Следовательно, необходимо для обработки d=25 Н11 мм выбрать зенкер Ǿ25 мм, который и будет использоваться в дальнейших расчетах. Расчетное значение диаметра после сверления равно разности между заданным размером отверстия и припуском на зенкерование, т.е. d = 25-1,5 = 23,5 мм. По значению этого размера подбираем ближайший меньший или равный диаметр сверла (который не подлежит переточке) из стандартного ряда диаметров сверл – 23мм. Следовательно, окончательно получим: диаметр сверления – 23мм (глубина резания при сверлении мм) и диаметр зенкерования 25мм (получаемый из зенкера Ǿ25мм) с припуском на зенкерование 25 - 23 =2мм 

      На  фрезерной операции при фрезеровании плоскости торцевой фрезой ширина фрезерования b=A=75мм (b≥55, значит глубина резания t=5мм) и длина фрезерования L_рез.=Б=225 (деталь – «призма» с размерами 225х75х75).

      При фрезеровании в один проход плоскости  заготовки торцевой фрезой с пластинками  из твердого сплава Т15К6 необходимо, подбирая диаметр фрезы, обеспечить «перекрывание» заданной величины ширены фрезерования не менее 20%. Следовательно, при ширине фрезерования 75мм, находим расчетную величину диаметра фрезы d_p = 75*1,2 = 90мм, и по ней подбираем ближайший больший диаметр из стандартного ряда. Значит, выбираем торцевую фрезу диаметром 100мм с 18 зубьями с пластинками из твердого сплава Т15К6. 

2. Расчет  режимов резания  на сверление и  зенкерование отверстия.

 

1. Расчет  длины рабочего хода

L_p.x =L_рез+y,      где у – длина подвода, времени и перебега инструмента

      Y определяем из таблицы 5 стр.19 м/у 2345:

у для «сверления на проход» = 10, т.к. используем сверло Æ 23мм < 25

у для «зенкерования на проход» = 5, т.к. используем зенкер Æ 25мм

сверление   мм

зенкерование  мм

2. Назначение подачи на оборот шпинделя станка Sо, мм/об.

а) определение  подачи по нормативам:

So сверления = 0,22мм/об, так как Æ сверления 23мм<25мм (таблица 6, стр.19 м/у 2345)

So зенкерования = 0,5мм/об, так как Æ зенкерования 25мм (таблица 6, стр.19 м/у 2345).

б) уточнение  подачи по паспорту станка

So сверления = 0,2мм/об (как ближайшее из имеющихся значений)

So зенкерования = 0,48мм/об (как ближайшее меньшее значение)

3. Определение стойкости инструментов по нормативам Т_р в минутах резания.

      Учитывая, что коэффициент времени резания  в работе оказывается > 0,7, то стойкость в минутах резания инструментов (Т_р) будет равна стойкости в минутах машинной работы (Т_м) и составляет 50 мин., так как размер обрабатываемого диаметра составляет 25мм (таблица 7, стр.19, м/у 2345).

4. Расчет скорости резания V в м/мин и частоты вращения шпинделя станка в минутах

а) определение  скорости резания по нормативам:

для сверления V_т = 32 мин., так как So = 0,22мм/об (≈ 0,2мм/об), d сверления = 23мм (до 25мм) (таблица 8, стр.20, м/у 2345)

для зенкерования: V_т = 22 мин, так как So = 0,5 мм/об, d зенкерования = 25мм  (таблица 8, стр.20, м/у 2345) 

     Рекомендуемая скорость резания (V):

V=V_т*К₁*К₂*К₃ ,

где К₁ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, и для углеродистой конструкционной стали с НВ=207 при обработке режущей сталью К₁= 0,85

 К₂ – коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, при Тр=50, К₂  = 1,15

 К₃ – коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру (К₃ = 1,0)

для сверления:          V = 32*0,85*1,15*1,0 = 31,28 м/мин

для зенкерования: V = 22*0,85*1,15*1,0 = 21,51 м/мин 

б) расчет частоты вращения шпинделя станка:

,   где d – максимальный диаметр обработки.

сверление:   об/мин

зенкерование  об/мин

в) уточнение  частоты вращения шпинделя станка n:

сверление –500, зенкерование – 250.

г) уточнение  скорости резания V_пр по принятой частоте вращения шпинделя станка (n):

сверление   м/мин

зенкерование  м/мин 

5. Расчет  основного машинного  времени обработки  tм в мин:

для сверления:   мин.

для зенкерования:  мин.

6. Проверочные расчеты:

а) определение  осевой силы резания Р_о, кг, по нормативам (таблица 8, стр.21, м/у 23945)

для сверления Р_т=970кг, т.к. d_рез.=23мм (<25мм), S_oрез.=0,22 (>0,2;< 0,3)

для зенкерования Р_т = 166кг, т.к. t=0,64(<1) ; S_oзен.=0,5 (>0,4; <0,6) 

     Р_о= Р_т*К_р, где К_р – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала. Для стали с НВ=207 К_р=1,0 

для сверления   Р_о= 970*1,0=970 кг

для зенкерования Р_о= 166*1,0=166 кг 

б) определение  мощности резания N_рез, кВт, по нормативам (таблица 10, стр.21, м/у 2345)

для сверления    N_т = 8,3кВт

для зенкерования N_т = 3,0 кВт 

для сверления: N_рез= N_T*K_N*n/1000,  где K_N – коэффициент, зависящий

от  обрабатываемого материала (K_N=1,0)

N_рез=8,3*1,0*500/1000=4,15 кВт;

для зенкерования: N_рез= N_T*K_N*Vпр/100

N_рез= 3,0*1,0*19,63/100=0,59 кВт 

в) проверка осевой силы резания Р_о по допустимому усилию подачи станка (Р_д = 900кг) и мощности резания N_рез по мощности двигателя (N_дв=2,2кВт, ŋ=0,9):

  

Для резания: Ро=970кг > Рд=900кг

 

Для зенкерования: Ро=166кг < Рд=900кг

 

7. Расчет  основного машинного  времени на операцию (То)

,  где t_м1 – основное машинное время на предварительную обработку;

t_м2 – основное машинное время на чистую обработку

Т_о = 0,77+0,64 = 1,41 мин.

8. Сводная таблица режимов резания на сверлильную операцию

 
 
 

 

3. Расчет режимов  резания для фрезерной  операции 

     На  фрезерной операции при фрезеровании плоскости торцевой фрезой ширина фрезерования b=A=75мм (b>55, значит глубина резания t=5мм) и длина фрезерования L_рез.=Б=225мм (деталь – «призма» с размерами 225х75х75).

      При фрезеровании в один проход плоскости  заготовки торцевой фрезой с пластинками  из твердого сплава Т15К6 необходимо, подбирая диаметр фрезы, обеспечить «перекрывание» заданной величины ширины фрезерования не менее 20%. Следовательно, при ширине фрезерования 75мм, находим расчетную величину диаметра фрезы d_p = 75*1,2 = 90 мм, и по ней подбираем ближайший больший диаметр из стандартного ряда. Значит, выбираем торцевую фрезу Æ 100мм с 18 зубьями с пластинками из твердого сплава Т15К6. 

Расчет  режимов резания для фрезерной  операции 

1. Расчет  длины рабочего хода L_x.p. и средней ширины фрезерования b_ср, мм

      Для выполняемой работы b_ср=В=25мм.

      Длина рабочего хода определяется по формуле:

L_p.x =L_рез+y,      где у – длина подвода, времени и перебега инструмента

      Для обеспечения меньшей шероховатости  обработанной поверхности применяем  у=d+5 мм, где d – диаметр торцевой фрезы.

L_p.x  = 225+100+5 = 330мм

2. Определение рекомендуемой подачи на зуб фрезы по нормативам S_z, мм/зуб

      Для торцевой фрезы S_z=0,08-0,12 мм/зуб в зависимости от диаметра фрезы, то есть для фрезы Æ 100 рекомендуемая подача на зуб фрезы равна S_z=0,12 мм/зуб.

3. Определение стойкости инструмента по нормативам Т_р в минутах резания

      При выполнении расчета определяем:

• коэффициент времени резания инструмента

• табличное значение стойкости фрезы в минутах  машинной работы (Т_м): для торцевой фрезы до Æ75мм – Т_м=90мин, в противном случае Т_м=120мин. Значит, при фрезе Æ 100мм Т_м=120мин.
• стойкость фрезы (Т_р) в минутах резания: