Приспособление фрезерное
1. Определить силу
зажима, необходимую для удержания заготовки в неподвижном состоянии в процессе
обработки
Эскиз операционный (смотри чертёж)
Расчет режимов резания
Операция 015 - Фрезерная
Содержание операции:
А. Установить и закрепить заготовку.
. Фрезеровать последовательно три
паза, выдерживая размеры 1-5
Б. Открепить и снять деталь.
. Исходные данные:
Обрабатываемый материал - Сталь У8А
ГОСТ 1435-99 (187 НВ; σв = 620 МПа);
Заготовка - поковка штамповнная по
ГОСТ 7505-89
Станок модели 6Р10 (Nдв=
7 кВт; η = 0,75)
2. Выбор режущего инструмента.
Принимаем фрезу концевую с
цилиндрическим хвостовиком 2220-0007 ГОСТ 17025-71
диаметр фрезы D = 6 мм,
длина фрезы L = 57 мм,
длина рабочей части фрезы l =13 мм;
количество зубьев z=4.
быстрорежущая сталь Р18.
Расчет режимов резания
Определим глубину
резания t мм.
t=6 мм.
Определим длину
рабочего хода Lрх мм, по формуле:
рх=Lрез+у.
Средняя ширина
фрезерования
Вср=F/Lрез
Длина резания (Lрез)
принимается равной длине обработанной поверхности в направлении подачи.рез=50
мм.
Площадь фрезеруемой
поверхности F определим по чертежу=50∙12=600 мм2.
Вср=600/50=12
мм.
Величину у можно
принять по таблице [1, с. 301]. При ширине фрезерования В=12 мм и диаметре
фрезы D=6 мм у=6 мм.рх=50+6=56 мм.
Определим подачу на
зуб Sz мм/зуб [1, с. 85]. При фрезеровании пазов фрезой из твердого
сплава стали с твердостью НВ 187 при глубине резания t=6 мм Sz
находится в пределах 0,03-0,08 мм/зуб. Принимаем Sz=0,06 мм/зуб.
Определим стойкость
инструмента Тр мин, по формуле [1, с. 87]:
Тр=Тм∙λ
Коэффициент λ определяется по формуле
λ= Lрез/Lрх
λ= 50/56=0,89.
При λ≥0,7 можно принять
Тр=Тм.
Для диаметра фрезы
D=6 мм и выбранного материала Тм=60 мин.
Тр=60
мин.
Определение
скорости резания V м/мин, по формуле:
V=Vтаб∙K1∙K2∙K3,
где Vтаб -
табличное значение скорости, для концевой фрезы из быстрорежущей стали при
обработке пазов, при глубине фрезерования t=6 мм и подаче Sz=0,06
мм/зуб Vтаб=24 м/мин.1, K2 и K3 -
коэффициенты, учитывающие материал заготовки, материал инструмента и стойкость
инструмента [1, с. 88-101]. Коэффициент К1 при D < 15 мм равен К1=1,0.
Коэффициент K2 при обработке стали У8А (НВ 187) фрезой из
быстрорежущей стали принимаем K2=0,8. Коэффициент K3 для
фрезы из сплава Т15К6 при стойкости Тр=200 мин. принимаем K3=1,2.=24∙1,0∙0,8∙1,2=23,04
м/мин.
Определим частоту
вращения шпинделя по формуле:
= 1000∙V/(π∙D)
= 1000∙23,04/(3,14∙6)=1223
мин-1.
Уточним частоту
вращения шпинделя по паспорту станка с мин-1 [5, с. 422].
Принимаем nп=1180
мин-1.
Определим
действительную скорость резания по формуле:
д = π∙D∙nп /1000
д = 3,14∙6∙1180/1000=22,2 м/мин.
Определим минутную
подачу Sм (скорость продольного движения стола Vs) по
формуле:
м=Vs= Sz∙z∙nп
Sм=Vs=
0,06∙4∙1180=283,2 мм/мин.
Уточним подачу по
паспорту станка Sм=Vs мм/мин [5, с. 422].
По паспорту станка
примем Sмп=300 мм/мин.
1 Определим
мощность резания по формуле [1, с. 101-102]:
рез=Е∙Vд∙t∙z∙K1∙K2/1000
где Е - величина,
определяемая по таблице [1, с. 102]. При фрезеровании концевой фрезой с
отношением D/t=6/6=1 и подаче Sz=0,06 мм/зуб Е=1,0;1 -
коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, при обработке стали У8А
(НВ 187) фрезой из быстрорежущей стали K1=0,9;
К2 -
коэффициент, зависящий от типа фрезы и скорости резания. Для концевой фрезы из
быстрорежущей стали К2=1,0.
Nрез=1,0∙22,2∙6∙4∙1,0∙0,9/1000=0,48
кВт.
Произведем проверку
по мощности станка по формуле:
рез < Nдв∙η
где Nдв
- мощность двигателя, кВт, по паспорту станка Nдв=11 кВт;
η - КПД станка, по паспорту станка η=0,8.
,56<7∙0,75=5,25
кВт.
Условие
выполняется.
Определение основного
технологического времени по формуле:
То =Lрх
/ Sм
То=56/300=0,187 мин.
Определение сил резания,
действующих в процессе обработки
где n - частота вращения
фрезы, об/минp - коэффициент, характеризующий обрабатываемый
материал и другие условия;p= 68.2; q = 0.86; w = 0; x = 0.86; y =
0.72; u = 1.0; n = 0.3.
Общий поправочный
коэффициент
где Kмр -
коэффициент, учитывающий свойства материала обрабатываемой заготовки; Kvр
- коэффициент, учитывающий скорость резания; Kgр
- коэффициент, учитывающий величину переднего угла
Н.
Определим составляющие сил резания
y=(0,8…0,9) Pz=0,85*2317,3=1969,7 H;х=(0,2…0,3)
Pz=0,25*2317,3=579,3 Н;
Построение расчётной
схемы и определение силы зажима W
Заготовка закреплена в цанговом
патроне и находится под действием момента обработки и сил резания. Создаваемые
силы и моменты трения противодйствуют сдвигу вдоль оси и повороту заготовки.
Зажимное устройство воспринимает как силы резания, так и момент обработки.
Осуществим расчёт из условия действия сил резания.
Составляем систему уравнений:
;
.
где f - коэффициент
трения, примем при трении стали по стали f=0,1.
;
Рисунок 1 - Схема
действия сил на заготовку
Решая систему уравнений,
получаем R=5793 Н, W=38233 Н.
. Определить погрешность
базирования и закрепления
Расчет погрешости
базирования
Операция 005 - Токарная
16К20
- закрепить деталь в трехкулачковом
патроне;
подрезать торец в размер
82-0,74;
εб82=0,
т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;
точить поверхность Ø54±0,31
на длину L=50±0,31, подрезать торец;
εбØ54=0,
т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;
точить поверхность Ø46±0,31;
εбØ46=0,
т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;
точить фаску 450;
- рассверлить сквозное
отверстие Ø32±0,31;
εбØ32=0,
т.к. данный размер не зависит от способа базирования, а определяется только
конструктивными параметрами инструмента.
рассточить отверстие Ø36±0,31
на длину L=63±0,37;
εбØ36
=0, т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;
нарезать резьбу М40х2-7Н
на длину L=17±0,22;
εбМ42
=0, т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;
переустановить деталь;
подрезать торец в размер
81-0,74;
εб81=0,
т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;
точить поверхность Ø72,4-0,12
под углом 300±30’;
εбØ
72,4=0, т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;
точить фаску 450;
рассточить поверхность Ø56+0,12
на глубину L=11±0,22;
εбØ56=0,
т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;
точить канавку Ø60+0,74;
εбØ60=0,
т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;
Операция 010 -
Вертикально-сверлильная
- установить деталь в
кондукторе
сверлить отверстие Ø4,5+0,3;
εбØ4,5=0,
т.к. данный размер не зависит от способа базирования, а определяется только
конструктивными параметрами инструмента.
нарезать резьбу М5-7Н;
εбМ5=0,
т.к. данный размер не зависит от способа базирования, а определяется только
конструктивными параметрами инструмента.
Операция 015 - Фрезерная
6Р10
- закрепить деталь в
цанговом патроне
фрезеровать три паза 6+0,3
на длину L=50±0,3;
εб6=0,
т.к. данный размер не зависит от способа базирования, а определяется только
конструктивными параметрами инструмента;
εбR3=0,
т.к. данный размер не зависит от способа базирования, а определяется только
конструктивными параметрами инструмента.
εб50=T81=0,74
мм.
заготовка резание зажим
- закалить деталь до
40…45 НRC;
Операция 025 -
Круглошлифовальная 3М151
- закрепить деталь в
трехкулачковом патроне
шлифовать поверхность Ø56,2+0,1;
шлифовать поверхность Ø72+0,1;
Операция 030 -
Плоскошлифовальная 3М151
- шлифовать торец в
размер 80,4±0,054;
εб80,4=0,
т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;
переустановить деталь;
шлифовать торец в размер
80±0,02;
εб80=0,
т.к. технологическая и измерительная базы совпадают;
Операция 035 -
Гальваническая
- нанесение покрытия
хим. окс.
Операция 040 -
Контрольная
- проверить размеры
согласно конструкторской документации
2.2 Расчет погрешости
закрепления
При обработке заготовок
в патронах со втягиваемой цангой возникают погрешности в размерах по длине, так
как при зажиме цанга оттягивает заготовку от лезкия инструмента на величину,
зависящую от допуска на диаметр базовой поверхности. Положение фрезы остается
неизменным, а заготовка при зажиме оттягивается от фрезы на величину [3, с. 27]
εl=L1
- L= 0,5δD/tgα
где δD
- допуск на диаметр базовой поверхности заготовки; α
- угол уклона конуса цанги.
Однако наличие упора (в
соответствии с операционным эскизом) исключает смещение заготовки при затяжке,
а следовательно и погрешность закрепления εl=0.
Список используемых
источников
1. Режимы
резания металлов. Справочник. /Под редакцией Барановского, Ю.В./ - М.:
Машиностроение, 1972.
2. Нефедов
Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему
инструменту: Учеб. пособие для техникумов. - М.: Машиностроение, 1990.
3. Ансеров М.А.
Приспособления для металлорежущих станков. Изд-ие 4-е., неправ, и доп.,
«Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1975 г.
. Справочник
технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т 1 / Под ред. A.M. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.А.
Мещерякова, А.Г. Суслова. - 5-е изд., исправл. - М.: Машиностроение - 1, 2003
г., 912 е., ил.