Процессы формообразования и инструмент

1. Маршрут обработки рычага
Для заданной детали предлагаю следующий маршрут механической обработки.
Заготовка – резка листа толщиной 40 мм.
Перед механической обработкой проводится технический контроль.
Операция 005 вертикально – фрезерная. Станок – вертикально-фрезерный 6Р11.
Фрезеровать верхнюю и нижнюю плоскости с припуском под шлифование. Фреза торцевая со вставными ножами ГОСТ 1669-70 [1].
Операция 010 сверлильно-фрезерно-расточная. Станок – вертикальный сверлильно-фрезерно-расточной 2256ВМФ2.
Обработать отверстие Æ65Н7 с припуском под тонкое растачивание, отверстие Æ13 (технологическое), отверстие Æ5 под выход шлифовального круга. Резец расточной фирмы SandvikCoromant [2], сверла диаметром 5 и 13 мм ГОСТ 10902-77 [1].
Операция 015 вертикально-фрезерная. Станок вертикально-фрезерный ...

Чертеж рычага метчика М8

1. Маршрут обработки рычага
Для заданной детали предлагаю следующий маршрут механической обработки.
Заготовка – резка листа толщиной 40 мм.
Перед механической обработкой проводится технический контроль.
Операция 005 вертикально – фрезерная. Станок – вертикально-фрезерный 6Р11.
Фрезеровать верхнюю и нижнюю плоскости с припуском под шлифование. Фреза торцевая со вставными ножами ГОСТ 1669-70 [1].
Операция 010 сверлильно-фрезерно-расточная. Станок – вертикальный сверлильно-фрезерно-расточной 2256ВМФ2.
Обработать отверстие Æ65Н7 с припуском под тонкое растачивание, отверстие Æ13 (технологическое), отверстие Æ5 под выход шлифовального круга. Резец расточной фирмы SandvikCoromant [2], сверла диаметром 5 и 13 мм ГОСТ 10902-77 [1].
Операция 015 вертикально-фрезерная. Станок вертикально-фрезерный консольный ГФ2171.
Фрезеровать контур детали окончательно, паз, выдерживая размеры 14±0,2 мм, 50 мм, 3 фаски 1,6х45°, паз, выдерживая размеры 18+0,1+0,4 мм,
40 мм. Фреза концевая с коническим хвостовиком, оснащенная прямыми пластинами, фреза концевая Æ14 мм ТУ2-035-824-81 [1].
Операция 020 горизонтально-фрезерная. Станок горизонтально-фрезерный 6Т82Г.
Фрезеровать уступ с размерами 12 мм, 15 мм с припуском под шлифование. Фреза дисковая со вставными ножами [1].
Операция 025 вертикально-сверлильная. Станок вертикально-сверлильный 2Р135Ф2-1.

Принимаем по паспорту станка nф =630 об/мин.
Фактическая скорость резания
Vф=3,14*40*630/1000=79,13 м/мин.
Определим силу резания.
, где
CP – коэффициент, зависящий от вида обработки;
KМР – поправочный коэффициент.
CP=12,5; x=0,85; y=0,75; u=1; q=0,73; w=-0,13 [1].
КмР- коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала на силу резания; КмР=(850/750)0,3 =1,04 [1].
Рz=10*12,5*120,85 *0,120,75*15 *6*1,04/(400,73*630-0,132)=3085,2 Н.
Определим мощность резания
Nе = Рz*V/1020/60=3085,2*79,13/(1020*60)=3,99 кВт.
Так как Nе<Nст, то переход осуществим.
Определим время резания
to=l/(n*Sz*z ), где
l – длина рабочего хода, мм, l=20+36+3=59 мм.
to =59/(630*0,12*6)=0,13 мин.
Операция 030 вертикально-сверлильная. Станок вертикально-сверлильный 2А135.
Переход 1. Сверлитьотверстие Æ6 мм.
Глубина резания зависит от диаметра сверла (Dсв) t=Dсв /2=6/2=
=3 мм.
По табл.35. с.381 [1] принимаем величину подачи S=0,08мм/об.
Определим оптимальную скорость резания
,
где CV – коэффициент, зависящий от вида обработки;
T - период стойкости сверла, Т=15 мин. табл.40, с.384 [1];
S – величина подачи на оборот;
q, m, y – показатели степени;
KV –поправочный коэффициент.
CV =7; q=0,4; y=0,7; m=0,2 [1].
KV= KмV KпV KиV, где
KмV – поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал;
KпV - поправочный коэффициент, учитывающий поверхность заготовки;
KиV- поправочный коэффициент, учитывающий материал инструмента.
KмV=Кг(750/σв)n табл.1 [1], где
Kг - коэффициент, Kг=1 табл.2 [1];
n- показатель степени, n=0,9 табл. 2 [1];
KмV=1*(750/850)0,9 =0,89.
KпV=1 табл. 6 [1].
KиV=1 табл. 7 [1].
Тогда KV=0,89*1*1=0,89.
Оптимальное значение скорости резания равно
Vопт=7*60,4*0,89/(150,2*0,10,7)=37,6 м/мин.
Частота вращения шпинделя
nопт=1000* Vт/πD=1000*37,69/(3,14*6)=1940об/ мин.
Принимаем по паспорту станка nф =1600 об/мин.
Фактическая скорость резания
Vф=3,14*6*1600/1000=31,15 м/мин.
Определим крутящий момент
, где
СМ – коэффициент, зависящий от вида обработки;
КмР- коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала на силу резания; КмР=(σв /750)n n=0,75 табл.9 [2].
КмР=(850/750)0,75=1,098.
CМ =0,0345; q=2; y=0,8 [1].
Мкр=10*0,0345*62*0,10,8*1,098=2,3 Нм
Определим мощность резания
Nе = Мкр *nф /9750=2,3*1600/9750=0,38 кВт.
Так как Nе<Nст, то переход осуществим.
Определим время резания
to =l*/(nS), где
l – длина рабочего хода мм, l=3+9+2=14 мм.
to =14/(1600*0,1)=0,09 мин.
Переход 2. Рассверлить отверстие Æ12 мм.
Определим глубину резания t=(D-d) /2=(12-6)/2=3 мм.
По табл. [2] принимаем величину подачи S=0,5 мм/об.
Определим оптимальную скорость резания
,
где CV – коэффициент, зависящий от вида обработки;
T - период стойкости сверла, Т=45 мин. [1];
S – величина подачи на оборот;
q, m, y – показатели степени;
KV –поправочный коэффициент.
CV =16,2; q=0,4; x=0,2; y=0,5; m=0,2 [1].
KV= KмV KпV KиV, где
KмV – поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал;
KпV - поправочный коэффициент, учитывающий поверхность заготовки;
KиV- поправочный коэффициент, учитывающий материал инструмента.
KмV=Кг(750/σв)n табл.1 [1], где
Kг - коэффициент, Kг=1 табл.2 [1];
n- показатель степени, n=0,9 табл. 2 [1];
KмV=1*(750/850)0,9 =0,89.
KпV=1 табл. 6 [1].
KиV=1 табл. 7 [1].
Тогда KV=1,2*1*1=1,2.
Оптимальное значение скорости резания равно
Vопт=16,2*120,3*0,89/(450,2*30,2* 0,50,5)=20,9 м/мин.
Частота вращения шпинделя
nопт=1000* Vт/πD=1000*20,9/(3,14*12)=554 об/ мин.
Принимаем по паспорту станка nф =500 об/мин.
Фактическая скорость резания
Vф=3,14*12*500/1000=18,8 м/мин.
Определим крутящий момент
, где
СМ – коэффициент, зависящий от вида обработки;
КмР- коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала на силу резания; КмР=(σв /750)n n=0,75 табл.9 [1].
КмР=(850/750)0,75=1,098.
CМ =0,09; q=1; x=0,9 ; y=0,8 [1].
Мкр=10*0,09*30,9*12*0,50,8*1,098=6,5 Нм
Определим мощность резания
Nе = Мкр *nф /9750=6,5*500/9750=0,33 кВт.
Так как Nе<Nст, то переход осуществим.
Определим время резания
to =l* /(nS), где
l – длина рабочего хода, мм, l=3+9+3=15 мм.
to =15/(500*0,5)=0,06 мин.
Операция 035 плоскошлифовальная. Станок плоскошлифовальный 3Е711ВФ2.
Шлифовать верхнюю и нижнюю плоскости в размер 34-0,1-0,2 мм окончательно.
Глубина резания t=0,015 мм. Скорость шлифования V=35м/с, продольная подача Vзаг 20м/мин, поперечная подача S=(0,4-0,7)B.
При В=50 мм S=20 мм/дв.х. (табл.130, с. 439 [1]).
Операция 045 плоскошлифовальная. Станок плоскошлифовальный 3Е711ВФ2.
Переход 1. Шлифовать уступ 12х15мм предварительно.
Глубина резания t=0,04 мм. Скорость шлифования V=35м/с, продольная подача Vзаг 20м/мин (табл.130, с. 439 [1]).
Переход 2. Шлифовать уступ 12х15мм окончательно.
Глубина резания t=0,015 мм. Скорость шлифования V=35м/с, продольная подача Vзаг 20м/мин. (табл.130, с. 439 [1]).
1.2.2 Расчет для инструментов, выбранных по каталогу SandvikCoromant
Назначим режимы резания для инструментов, выбранных по каталогу SandvikCoromant.
Операция 010 сверлильно-фрезерно-расточная. Станок – вертикальный сверлильно-фрезерно-расточной 2256ВМФ2.
Переход 1. Расточить отверстие Æ65Н7 начерно.
Оправка –Coromant Carto C5-S40H-DKJBR [c. А158, 2].
Пластина CNMM 12 04 08-WR [c. А296, 2].
Режимы резания: t=2,5мм; S=0,6 мм/об; V=290 м/мин.
Определим частоту вращения шпинделя.
nт=1000* Vт/πD=1000*290/(3,14*63)=1465 мин-1.
Принимаем n=1400 мин-1.
Фактическая скорость резания
Vф=3,14*63*1400/1000=277м/мин.
Определим основное время.
t0=(lвр +lд +lпер )/(nS).
t0=(3+40+3)/(1400*0,6)=0,06 мин.
Операция 040 координатно-расточная. Станок координатно-расточной 2431С.
Расточить отверстие Æ65Н7 окончательно.
Оправка –Coromant Carto C5-S40H-DKJBR [c. А158, 2].
Пластина CNMG 12 04 08-WF [c. А294, 2].
Режимы резания: t=1мм; S=0,3 мм/об; V=395 м/мин.
Определим частоту вращения шпинделя.
nт=1000* Vт/πD=1000*395/(3,14*65)=1934мин-1.
Принимаем n=2000 мин-1.
Фактическая скорость резания
Vф=3,14*65*2000/1000=408 м/мин.
Определим основное время.
t0=(lвр +lд +lпер )/(nS).
t0=(3+40+3)/(2000*0,3)=0,07 мин.
1.2.3 Расчет для станков с ЧПУ
Назначим режимы резания для станков с ЧПУ по методике [4].
Операция 010 сверлильно-фрезерно-расточная. Станок – вертикальный сверлильно-фрезерно-расточной 2256ВМФ2.
Переход 2. Сверлить отверстие Æ13 (технологическое).
Определим глубину резания t=13/2=6,5 мм.
Запишем табличные значения подачи, скорости резания, осевой силы и мощности при сверлении отверстия по карте 46.
ST=0,29 мм/об; VT=21,6 м/мин; NT=1,1 кВт.
Определим подачу.
Учитываем корректировку режимов резания по карте 52.
S=ST*KSM, где
KSM – поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал, KSM=0,85 (карта 53).
S=0,29*0,85=0,246 мм/об. Принимаю S=0,24 мм/об.
V=VT*KVM*KVЗ*KVЖ*KVT*KVп*KVИ*KVi*KVW, где
KVM - поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал, KVM=0,85.
KVЗ - поправочный коэффициент, учитывающий форму заточки, KVЗ=1;
KVЖ­ - поправочный коэффициент, учитывающий наличие охлаждения, KVЖ­ =1;
KVT - поправочный коэффициент, учитывающий стойкость инструмента, KVT =1;
KVп - поправочный коэффициент, учитывающий покрытие инструмента, KVп =1;
KVИ - поправочный коэффициент, учитывающий режущий материал, KVИ =1;
KVi ­- поправочный коэффициент, учитывающий последовательность переходов, KVi =1;
KVW - поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности, KVW=1.
V=21,6*0,85=18,36 м/мин.
Частота вращения шпинделя
nопт=1000* Vт/πD=1000*18,36/(3,14*13)=449 об/ мин.
Принимаем по паспорту станка nф =400 об/мин.
Фактическая скорость резания
Vф=3,14*13*400/1000=16,3 м/мин.
Определим мощность резания
N=NT*KNi/KNM, где
KNi - поправочный коэффициент, учитывающий последовательность переходов, KNi =1;
KNM - поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал, KNM=0,85.
N=1,1/0,85=1,3 кВт.
Определим основное время.
t0=i*(lвр +lд +lпер )/(n*S).
t0=(6,5*tg30+40+3)/(400*0,24)=0,49 мин.
Переход 3. Сверлить отверстие Æ5 мм.
Определим глубину резания t=5/2=2,5 мм.
Запишем табличные значения подачи, скорости резания, осевой силы и мощности при сверлении отверстия по карте 46.
ST=0,09 мм/об; VT=28,5 м/мин; NT=0,27 кВт.
Определим подачу.
Учитываем корректировку режимов резания по карте 52.
S=ST*KSM, где
KSM – поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал, KSM=0,85 (карта 53).
S=0,09*0,85=0,077 мм/об. Принимаю S=0,08 мм/об.
V=VT*KVM*KVЗ*KVЖ*KVT*KVп*KVИ*KVi*KVW, где
KVM - поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал, KVM=0,85.
KVЗ - поправочный коэффициент, учитывающий форму заточки, KVЗ=1;
KVЖ­ - поправочный коэффициент, учитывающий наличие охлаждения, KVЖ­ =1;
KVT - поправочный коэффициент, учитывающий стойкость инструмента, KVT =1;
KVп - поправочный коэффициент, учитывающий покрытие инструмента, KVп =1;
KVИ - поправочный коэффициент, учитывающий режущий материал, KVИ =1;
KVi ­- поправочный коэффициент, учитывающий последовательность переходов, KVi =1;
KVW - поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности, KVW=1.
V=28,5*0,85=24,23 м/мин.
Частота вращения шпинделя
nопт=1000* Vт/πD=1000*24,23/(3,14*5)=1542 об/ мин.
Принимаем по паспорту станка nф =1600 об/мин.
Фактическая скорость резания
Vф=3,14*5*1600/1000=25,13 м/мин.
Определим мощность резания
N=NT*KNi/KNM, где
KNi - поправочный коэффициент, учитывающий последовательность переходов, KNi =1;
KNM - поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал, KNM=0,85.
N=0,27/0,85=0,32 кВт.
Определим основное время.
t0=i*(lвр +lд +lпер )/(n*S).
t0=(2,5*tg30+40+3)/(1600*0,08)=0,35 мин.
Операция 025 вертикально-сверлильная. Станок вертикально-сверлильный 2Р135Ф2-1.
Переход 1. Сверлить 3 отверстия Æ6,2 мм под резьбу М8
Определим глубину резания t=6,2/2=3,1 мм.
Запишем табличные значения подачи, скорости резания, осевой силы и мощности при сверлении отверстия по карте 46.
ST=0,09 мм/об; VT=27,3 м/мин; NT=0,19 кВт.
Определим подачу.
Учитываем корректировку режимов резания по карте 52.
S=ST*KSM, где
KSM – поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал, KSM=0,85 (карта 53).
S=0,09*0,85=0,077 мм/об. Принимаю S=0,08 мм/об.
V=VT*KVM*KVЗ*KVЖ*KVT*KVп*KVИ*KVi*KVW, где
KVM - поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал, KVM=0,85.
KVЗ - поправочный коэффициент, учитывающий форму заточки, KVЗ=1;
KVЖ­ - поправочный коэффициент, учитывающий наличие охлаждения, KVЖ­ =1;
KVT - поправочный коэффициент, учитывающий стойкость инструмента, KVT =1;
KVп - поправочный коэффициент, учитывающий покрытие инструмента, KVп =1;
KVИ - поправочный коэффициент, учитывающий режущий материал, KVИ =1;
KVi ­- поправочный коэффициент, учитывающий последовательность переходов, KVi =1;
KVW - поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности, KVW=1.
V=27,3*0,85=23,2 м/мин.
Частота вращения шпинделя
nопт=1000* Vт/πD=1000*23,2/(3,14*6,2)=1191 об/ мин.
Принимаем по паспорту станка nф =1250 об/мин.
Фактическая скорость резания
Vф=3,14*6,2*1250/1000=24,35 м/мин.
Определим мощность резания
N=NT*KNi/KNM, где
KNi - поправочный коэффициент, учитывающий последовательность переходов, KNi =1;
KNM - поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал, KNM=0,85.
N=0,19/0,85=0,22 кВт.
Определим основное время.
t0=i*(lвр +lд +lпер )/(n*S).
t0=3*(3,1*tg30+21)/(1250*0,08)=0,69 мин.
Операция 025 вертикально-сверлильная. Станок вертикально-сверлильный 2Р135Ф2-1.
Переход 3 Нарезать резьбу М8-7Н в трёх отверстиях.
Запишем табличные значения скорости резания, осевой силы, мощности, крутящего момента при нарезании резьбы М8 (шаг 1,25 мм) по карте 50.
VT=9,5 м/мин; PТ=14 Н; NT=0,7кВт.
V=VT*KVM*KVЗ*KVЖ*KVT*KVп*KVИ*KVi*KVW, где
KVM - поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал, KSM=0,85.
KVЗ - поправочный коэффициент, учитывающий форму заточки, KVЗ=1;
KVЖ­ - поправочный коэффициент, учитывающий наличие охлаждения, KVЖ­ =1;
KVT - поправочный коэффициент, учитывающий стойкость инструмента, KVT =1;
KVп - поправочный коэффициент, учитывающий покрытие инструмента, KVп =1;
KVИ - поправочный коэффициент, учитывающий режущий материал, KVИ =1;
KVi ­- поправочный коэффициент, учитывающий последовательность переходов, KVi =1;
KVW - поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности, KVW=1.
V=9,5*0,85=8,08 м/мин.
Частота вращения шпинделя
nопт=1000* Vт/πD=1000*8,08/(3,14*8)=321,5 об/ мин.
Принимаем по паспорту станка nф =315 об/мин.
Фактическая скорость резания
Vф=3,14*8*315/1000=7,92 м/мин.
Определим мощность резания
N=NT*KNi/KNM, где
KNi - поправочный коэффициент, учитывающий последовательность переходов, KNi =1;
KNM - поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал, KNM=0,85.
N=0,7/0,85=0,82 кВт.