Алгоритм разработки программного файла к задаче. 1. Задание исходных данных – диаметральных и линейных размеров.

1. Задание исходных данных – диаметральных и линейных размеров.

2. Выбор материала режущей части и геометрических параметров фрезы. Материал режущей части фрезы выбирают в зависимости от свойств обрабатываемого материала и вида фрезерования по [18, табл. 2–3, с. 116–118] или [19, табл. 5–6, с. 148–51]. Предпочтение следует отдавать материалам, обеспечивающим более высокие скорости резания.

Габаритные размеры фрезы выбирают следующим образом.

При цилиндрическом фрезеровании диаметр фрезы выбирают в зависимости от глубины резания, а длину фрезы – от ширины фрезерования:

При t £ 3 мм – D_f = 60–90 мм;

5 < t < 8 мм – D_f = 90–110 мм;

8 < t < 12 мм – D_f = 110–160 мм.

Ширина фрезы должна быть на 5–10 мм больше ширины обрабатываемой поверхности.

При торцовом фрезеровании диаметр фрезы рассчитывают по формуле

D_f = (1.2 – 1.5) B, (2.43)

где В – ширина фрезерования.

При работе концевыми (или шпоночными) фрезами диаметр фрезы равен ширине обрабатываемого паза.

Число зубьев:

- для фрезы с мелким зубом:

; (2.44)

- для фрезы с крупным зубом:

. (2.45)

Определив габаритные параметры фрезы по [18, табл. 65–104, с. 174–179] или [19, табл. 76, с. 237–247] или по ГОСТу, выбирают фрезу, размеры которой совпадают или близкие к расчетным.

Геометрические параметры фрезы выбирают по [19, табл. 77–83, с. 247–250] в зависимости от свойств обрабатываемого и инструментального материалов и типа фрезы.

3. Назначение глубины резания и ширины фрезерования. Глубину резания устанавливают по возможности максимальной, равной припуску на обработку, за исключением случаев повышенных требований к точности и шероховатости обработанной поверхности, когда обработку ведут в два и более прохода.

Количество проходов и глубину резания для каждого прохода определяют так же, как и при точении. При расчете глубины резания и ширины фрезерования необходимо особое внимание обратить на их взаимное расположение при различных видах фрезерования [18, рис. 3, с. 282] или [19, рис. 5, с. 437].

4. Назначение подачи. При черновом фрезеровании подачу назначают на один зуб фрезы S_z по [18, табл. 33–38, с. 282–286] или [19, табл. 32–38, с. 438–440] в зависимости от типа фрезы, ее размеров и материала режущей части, от глубины резания, жёсткости технологической системы и мощности станка.

При чистовом фрезеровании подачу выбирают на один оборот фрезы S_o по [18, табл. 37, с. 285] или [19, табл. 36, с. 440] в зависимости от шероховатости обрабатываемой поверхности, материала режущей части фрезы и материала обрабатываемой детали с последующим определением S_z:

. (2.46)

5. Расчёт скорости резания. Скорость резания рассчитывают по формуле:

. (2.47)

Значения постоянного коэффициента С_v и показателей степени Y_v , m, x_v, y_v, i_v, p_v определяют по [18, табл. 39, с. 286–290] или [19, табл. 37, с. 441–443].

Значение периода стойкости Т определяют по [18, табл. 40, с. 290] или [19, табл. 38, с. 444] в зависимости от типа фрезы и ее диаметра.

Величину поправочного коэффициента на скорость резания, учитывающего отличные от табличных условий резания, определяют по формуле

. (2.48)

Значения коэффициентов K_mv, K_nv, K_iv выбирают по [18, табл. 1–6, с. 261–263] или [19, табл. 9–15, с. 424–426].

6. Определение частоты вращения шпинделя. Частоту вращения шпинделя (мин^-1) определяют по формуле

. (2.49)

Корректируют значение n по паспорту станка. Следует принимать ближайшее меньшее значение n_st £ n.

По принятому значению n_st определяют действительную скорость резания:

. (2.50)

7.Определение величины минутной подачи. Определяют расчетное значение минутной подачи (мм/мин.):

. (2.51)

Корректируют величину S_min по паспорту станка. Следует принимать ближайшее меньшее значение S_minst £ S_min. По принятому значению S_minst определяют действительное значение подачи на зуб фрезы:

. (2.52)

8. Определение величины окружной силы. Величину окружной силы резания при фрезеровании рассчитывают по формуле

, (2.53)

где Zp – число зубьев, одновременно находящихся в резании.

Для торцового фрезерования:

. (2.54)

Для цилиндрического и дискового фрезерования:

. (2.55)

Значения постоянной С_р и показателей степени определяют по [19, табл. 39, с. 445].

Поправочный коэффициент К_р = К_мр определяют по [19, табл. 21–23, с. 430].

9. Проверка рассчитанных режимов резания по лимитирующим факторам.

9.1 По мощности привода главного движения. Сущность проверки состоит в том, что определяют эффективную мощность резания:

(2.56)

и коэффициент использования станка по мощности:

. (2.57)

Величина коэффициента К_N должна быть меньше или равна единице. Допускается перегрузка не более чем на 5 %. В противном случае производят корректировку скорости резания по формуле:

, (2.58)

а также корректирование частоты вращения шпинделя и величины минутной подачи.

9.2. По прочности привода главного движения. Определяют величину крутящего момента на шпинделе:

. (2.59)

Расчётное значение М сравнивают с допустимым значением величины момента на шпинделе станка. При этом должно выполняться неравенство

М £ М_st. (2.60)

В противном случае корректируют величину подачи, уменьшая ее.

9.3 По прочности механизма подач. Определяют величину силы Р_н, преодолеваемой механизмом подач при резании:

- при встречном цилиндрическом фрезеровании:

Р_н = (1,0 – 1,2) Р_z; (2.61)

- при попутном цилиндрическом фрезеровании:

Р_н = (0,8 – 0,9) Р_z; (2.62)

- при симметричном торцовом фрезеровании:

Р_н = (0,3 – 0,4) Р_z; (2.63)

- при несимметричном встречном фрезеровании:

Р_н = (0,6 – 0,9) Р_z; (2.64)

- при несимметричном попутном торцовом фрезеровании:

Р_н = (0,15 – 0,3) Р_z. (2.65)

Полученное значение силы Р_н сравнивают с допустимым значением этой силы на станке. При этом должно выполняться неравенство

Р_н £ Р_{н st}. (2.66)

В противном случае уменьшают значение подачи.

10. Определение основного времени.

Основное технологическое время при фрезеровании определяют по формуле

; (2.67)

L = l + l_vr + l_per, (2.68)

где l – длина фрезеруемой детали, мм;

l_vr – длина врезания, мм;

l_per – длина перебега фрезы, мм; l_per = 1–5 мм.

При торцовом фрезеровании «смещенным» методом:

l_vr = 0,5 D_f . (2.69)

При чистовом торцовом фрезеровании:

l_vr = D_f. (2.70)

При фрезеровании цилиндрическими и дисковыми фрезами:

. (2.71)

При фрезеровании концевой фрезой паза:

. (2.72)

11. Выполнение исследования режимов фрезерной обработки от скорости резания. Необходимо задать скорость резания вариационной, а подачу и глубину резания – постоянными величинами. Выполнить исследования сил резания и мощности резания от скорости резания. Построить графические зависимости.

12. Выполнение исследования режимов фрезерной обработки от подачи. Необходимо задать подачу вариационной, а скорость резания и глубину резания – постоянными величинами. Выполнить исследования сил резания и мощности от подачи. Построить графические зависимости.

13. Выполнение исследование режимов фрезерной обработки от глубины резания. Необходимо задать глубину резания вариационной, а подачу и скорость резания – постоянными величинами. Выполнить исследования сил резания и мощности от глубины резания. Построить графические зависимости.

12. Сделать выводы по результатам исследований сил резания и мощности от режимов фрезерной обработки.

Контрольные вопросы

1. Каков порядок выполнения задачи расчета и моделирования режимов фрезерной обработки?

2. В чем смысл проверочных расчетов в режимной части?

3. По каким критериям оценивается эффективность обработки?

4. Какие контролируемые энергосиловые параметры интересуют исследователя при выполнении моделирования режимов резания?

Лабораторная работа 5. Разработка электронной таблицы для определения типа производства

Цель – получить практические навыки определения программы выпуска заданной детали для определенных производственных условий средствами электронных таблиц.

Общие сведения

Тип производства согласно ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций, который определяет количество различных операций по обработке одной или нескольких деталей, закрепленных за одним рабочим местом в течение определенного планового промежутка времени (одного месяца):

, (2.73)

где О – число различных операций за один месяц;

Р – число рабочих мест, на котором выполняются различные операции;

К_st – количество станков, установленных на участке.

Согласно ГОСТ 3.1108-74:

для массового производства K_zo= 1;

для крупносерийного производства K_zo= 2–10;

для среднесерийного производства K_zo= 10–20;

для мелкосерийного производства K_zo= 20–40;

для единичного производства K_zo не регламентируется.

Таблица 2.3 ‑ Исходные данные для задачи

Продолжение таблицы 2.3