Проектирование режущего инструмента

Проектирование режущего инструмента

Введение

Актуальность темы курсовой работы:

В условиях современного развития производства и новаций в применении режущего инструмента наблюдается постоянное повышение технологического уровня машиностроения, механизации и автоматизации производственных процессов, повышение качества выпускаемой продукции.

Цель работы:

Выбрать оптимальный режущий инструмент для трех поверхностей

Задачи:

- описание и технологический анализ заданных обрабатываемых поверхностей детали;

анализ типа производства и определение группы универсальности режущих инструментов;

определение рекомендуемых к использованию материалов режущей части инструментов;

описание схем резания и выбор типов инструментов для одной операции на каждую заданную поверхность;

- назначение инструментов: по два на каждую заданную поверхность обработки для сравнения экономической эффективности и выбора оптимального инструмента;

аналитический или статистический (табличный) расчет режимов резания и основного времени;

технико-экономическое сравнение двух вариантов режущих инструментов, выбор оптимального инструмента.

1. Предварительный выбор инструмента

Анализ обрабатываемой поверхности детали:

.1 Поверхность 1

деталь режущий инструмент материал

Задание: Необходимо обработать торец на диаметре D=199,8H11. Параметр шероховатости обработанной поверхности Rz = 20 мкм. Заготовка основание, материал Сталь 20 ГОСТ 1050-88. Производство серийное.

. Определение вида формообразования поверхности. В первую очередь определим форму детали - это тело вращения. Такая поверхность получается в результате обработки на токарно-винторезном станке типа 16К20. Тип инструмента - проходной отогнутый резец.

. Анализ степени точности и шероховатости поверхности. По справочнику [1] определили требования к точности и виду токарной обработки (Т1. Гл. 1 Табл. 1-4). По номинальному диаметру, 11 квалитету точности и параметру шероховатости Rz = 20 мкм устанавливается допуск формы и расположения поверхности в соответствии с ГОСТ 24643 - 81: уровень А (нормальный). Такая характеристика обрабатываемой поверхности соответствуют черновому точению.

. Выбор способа крепления и определение жесткости системы СПИЗ.

Учитывая форму детали и метод обработки, выбираем способ закрепления заготовки в трехкулачковый патрон. По СПИЗу система жесткая.

. Анализ материала заготовки. Выбор материала режущего инструмента. Сталь 20 ГОСТ 1050-88 - конструкционная сталь с пределом прочности σ_в = 420 МПа, обладает низкой пластичностью, хуже обрабатывается в холодном состоянии. Применяется для малонагруженных динамическими нагрузками деталей. ([4], с. 88)

Для чистового точения конструкционных сталей рекомендуются резцы с твердосплавными пластинами марок Т30К4, Т15К6и из быстрорежущей стали Р18, Р6М5.

Фирма Sandvik Coromant рекомендует для получистовой обработки сталей группы Р05 (Р01 - Р15), в которую входит рассматриваемая сталь, без использования СОЖ, и высоких скоростях резания твердый сплав GC1525 Wiper WF. Пластины Wiper WF соответствуют новым стандартам производительного точения. Они сокращают время резания в 2 раза при неизменно высоком качестве обрабатываемой поверхности.

. Определение группы универсальности режущего инструмента. В серийном производстве технологический процесс изготовления изделия расчленен на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках. В целях экономии средств на расчеты затрат и сроков окупаемости дорогостоящего специального инструмента, а также ожидаемый экономический эффект от его использования, можно отдать предпочтение применению универсального инструмента.

Выбор резца:

I группа - универсальный; тип режущего инструмента - проходной отогнутый резец. Материал рабочей части - быстрорежущая сталь по ГОСТ 18868 - 73, сечение резца: 25х16, L=120. Радиус при вершине r=1.0 мм [2].

Обработка производится без применения СОЖ.

. Выбор типа станка. Исходя из типа и условий производства, вида формообразования, сложности обрабатываемой поверхности по справочнику [4] выбираем горизонтальный токарно-винторезный станок 16К20. По паспортным данным определяем необходимые технические характеристики станка: наибольший диаметр заготовки: над станиной - 400 мм, над суппортом - 220 мм; мощность двигателя N_д = 10 кВт; КПД станка η = 0,75. Частота вращения шпинделя, об/мин: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600. Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи станка Рх=6000Н. Габаритные размеры детали соответствуют возможности ее обработки на выбранном оборудовании.

. Эскиз обработки поверхности [Приложение 1, Рис. 1]

.2 Поверхность 2

Задание: Необходимо расточить отверстие в размер D=189Н11. Параметр шероховатости обработанной поверхности Rz = 20 мкм.

. Определение вида формообразования поверхности. В первую очередь определим форму детали - тело вращения. Такая поверхность получается в результате обработки на токарно-винторезном станке типа 16К20. Тип инструмента - расточной отогнутый резец.

. Анализ степени точности и шероховатости поверхности. По справочнику [1] определили требования к точности и виду токарной обработки (Т.1 Гл. 1 табл. 1-4). По номинальному диаметру, 11 квалитету точности и параметру шероховатости Rz = 20 мкм устанавливается допуск формы и расположения поверхности в соответствии с ГОСТ 24643 - 81: уровень А (нормальный). Такая характеристика обрабатываемой поверхности соответствуют получистовому точению.

. Выбор способа крепления и определение жесткости системы СПИЗ.

Учитывая форму детали и метод обработки, выбираем способ закрепления заготовки в трехкулачковый патрон. По СПИЗу система жесткая.

. Анализ материала заготовки. Выбор материала режущего инструмента. Сталь 20 ГОСТ 1050-88 - конструкционная сталь с пределом прочности σ_в = 420 МПа, обладает низкой пластичностью, хуже обрабатывается в холодном состоянии. Применяется для малонагруженных динамическими нагрузками деталей. ([4], с. 88)

Для чистового точения конструкционных сталей рекомендуются резцы с твердосплавными пластинами марок Т30К4, Т15К6и из быстрорежущей стали Р18, Р6М5.

Фирма Sandvik Coromant рекомендует для получистовой обработки сталей группы Р05 (Р01 - Р15), в которую входит рассматриваемая сталь, без использования СОЖ, и высоких скоростях резания твердый сплав GC1525 Wiper WF. Пластины Wiper WF соответствуют новым стандартам производительного точения. Они сокращают время резания в 2 раза при неизменно высоком качестве обрабатываемой поверхности.

. Определение группы универсальности режущего инструмента. В серийном производстве технологический процесс изготовления изделия расчленен на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках. В целях экономии средств на расчеты затрат и сроков окупаемости дорогостоящего специального инструмента, а также ожидаемый экономический эффект от его использования, можно отдать предпочтение применению универсального инструмента.

Выбор резца:

I группа - универсальный; тип режущего инструмента - расточной отогнутый резец. Материал рабочей части - быстрорежущая сталь по ГОСТ 18870 - 73, сечение резца: 20х20, L=150. Радиус при вершине r=0.4 мм [2].

Обработка производится без применения СОЖ.

. Выбор типа станка.

Применяем аналогичный станок 16К20, рассмотренный для поверхности 1.

. Эскиз обработки поверхности [Приложение 2, Рис. 2]

.3 Поверхность 3

Задание. Необходимо проделать 3 паза диаметром 6 мм, глубиной 23 мм. Параметр шероховатости обработанной поверхности RZ = 40 мкм.

. Определение вида формообразования поверхности. Такая плоскость получается в результате обработки на фрезерном станке. Вид инструмента - фреза; станок - фрезерный.

. Анализ степени точности и шероховатости поверхности. По справочнику [9] определили требования к точности и виду токарной обработки (Т 1, глава 1, табл. 1-4). По номинальному диаметру, 11 квалитету точности и параметру шероховатости Rz = 40 мкм устанавливается допуск формы и расположения поверхности в соответствии с ГОСТ 24643 - 81: уровень А (нормальный). Такая характеристика обрабатываемой поверхности соответствуют чистовому фрезерованию.

. Выбор способа крепления и определение жесткости системы СПИЗ.

Учитывая форму детали и метод обработки выбираем способ крепления в тиски. По СПИЗу система жесткая (Т.1, гл. 6).

. Анализ материала заготовки. Выбор материала режущего инструмента. Сталь 20 ГОСТ 1050-88 - конструкционная сталь с пределом прочности σ_в = 420 МПа, обладает низкой пластичностью, хуже обрабатывается в холодном состоянии. Применяется для малонагруженных динамическими нагрузками деталей. ([4], с. 88)

Для чистового точения конструкционных сталей рекомендуются резцы с твердосплавными пластинами марок Т30К4, Т15К6и из быстрорежущей стали Р18, Р6М5.

Фирма Sandvik Coromant рекомендует для получистовой обработки сталей группы Р05 (Р01 - Р15), в которую входит рассматриваемая сталь, без использования СОЖ, и высоких скоростях резания твердый сплав GC1525 Wiper WF. Пластины Wiper WF соответствуют новым стандартам производительного точения. Они сокращают время резания в 2 раза при неизменно высоком качестве обрабатываемой поверхности.

. Определение группы универсальности режущего инструмента. В серийном производстве технологический процесс изготовления изделия расчленен на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках. В целях экономии средств на расчеты затрат и сроков окупаемости дорогостоящего специального инструмента, а также ожидаемый экономический эффект от его использования, можно отдать предпочтение применению универсального инструмента.

Выбор фрезы:

I группа - универсальный; тип режущего инструмента - концевая фреза с цилиндрическим хвостовиком. Материал рабочей части - твердый сплав. Материал корпуса фрезы - конструкционная сталь 45.

Обработка производится без применения СОЖ.

. Выбор типа станка. Исходя из типа и условий производства, вида формообразования, сложности обрабатываемой поверхности можно выбрать горизонтально - фрезерный станок 6Т82Г (Т 2; гл. 1). По паспортным данным определяем необходимые технические характеристики станка: площадь поверхности стола - 320×1250 мм; мощность двигателя N_д = 7,5 кВт; КПД станка η = 0,8. Частота вращения шпинделя, об/мин: 16; 20; 25; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600. Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи станка, H: продольной - 15000; поперечной - 12000; вертикальной - 5000.

Габаритные размеры детали соответствуют возможности ее обработки на выбранном оборудовании.

. Эскиз обработки поверхности [Приложение 3, Рис. 3]

2. Технико-экономическое сравнение вариантов режущих инструментов

Выбор инструментов

В соответствии с проведенным аналитическим исследованием условий обработки поверхностей назначаем два возможных варианта по каждому виду режущего инструмента.

При назначении конструктивных и геометрических элементов инструмента, а также марки инструментального материала пользуемся табличными данными, приведенными в справочниках [2] и соответствующих выбранному инструменту каталогу [5].

Поверхность 1

Выбор резца и установка его геометрических параметров.

1 вариант выбора резца отечественного производства выбираем по справочнику [2].

В соответствии с технологической схемой принимается проходной отогнутый резец из быстрорежущей стали с углом в плане 45º. Код инструмента: Резец ГОСТ 18868 - 73.

Выбираются размеры поперечного сечения корпуса резца. У станка 16К20 расстояние от опорной плоскости резца в резцедержателе до линии центров 25 мм. Поэтому для установки резца на станке вершиной по центру принимается высота его корпуса h = 25 мм, b = 16 мм; L = 120 мм; r = 1,0 мм. [2, стр. 119, т 4].

Геометрические параметры резца

По справочнику [3, стр. 347] выбираем геометрические параметры элементов резца: φ = 45⁰; γ = 25⁰; α = 12⁰; λ = 0^0.

2 вариат выбора резца

Резец выбирается по каталогу [5].

Исходные данные:

- группа обрабатываемого материала - Р (обработка низколегированной стали, НВ300 (σ_вHB/3); рекомендации режимов резания в Coro Key даны для материалов, твердость которых НВ = 180 - при расчете режимов резания необходимо учесть коэффициент по материалу (с. 11)

Условия обработки - нормальные.

Выбирается код пластины по таблице [5, стр. 91] (черновая обработка сплава; пластины с задним углом): односторонняя пластина CCGX 09T3 08AL; для глубины резания 3 мм.

·          Форма пластины - C - ромбическая с углом заострения 80⁰.

·          Главный угол в плане - 95⁰;

·          Задний угол - 12⁰;

·          размер пластины: длина режущей кромки - 13 мм, толщина пластины - 4 мм, радиус при вершине r_ε = 0,8 мм (с. 91);

Выбирается система крепления и державка инструмента.

Выбираеся корпус резца для наружной обработки инструментом с пластиной с задним углом.

Исходные данные:

·          форма пластины - С;

·          главный угол в плане - 95⁰;

·          длина режущей кромки - 13 мм;

·          высота корпуса h = 8 мм.

В соответствии с табличными рекомендациями выбирается державка CoroTurn^® 107 прижим повышенной жесткости.

Код выбранного инструмента - SCLCR/L 0808D06

Поверхность 2

Выбор резца и установка его геометрических параметров.

1 вариант выбора резца отечественного производства делаем по справочнику [9].

В соответствии с технологической схемой принимается расточной отогнутый резец из быстрорежущей стали по ГОСТ 81870 - 73.

Сечение резца 20х20, L = 150 мм, r = 0,4 мм; Для расточных резцов с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 18882 - 73 принимается b = 25 мм; L = 200 мм; l = 14 мм; r = 1,0 мм [3, стр. 333].

Геометрические параметры резца

По справочнику [3] проводится выбор геометрических элементов резца:

φ = 60⁰; γ = 15⁰; α = 10⁰; λ = 0⁰ (табл. 9 стр. 347); φ₁ = 15⁰; (табл. 11 стр. 348)

2 вариант выбора резца

Резец выбирается по каталогу [5].

Исходные данные:

- группа обрабатываемого материала - Р (обработка низколегированной стали, НВ300

(σ_в HB/3); рекомендации режимов резания в Coro Key даны для материалов, твердость которых НВ = 180 - при расчете режимов резания необходимо учесть коэффициент по материалу (с. 5; 7). Наружная обработка при нормальных условиях: первый выбор для операций общего точения; контурная обработка; литье и поковки; умеренные скорости резания; хорошее закрепление заготовки (с. 28)

Условия обработки - нормальные.

Выбирается код пластины по таблице [5, стр. 91] (чистовая обработка внутренней цилиндрической поверхности; пластины с задним углом): односторонняя пластина CCGX 060202AL; для глубины резания 1 мм.

·        форма пластины - С - ромбическая с углом заострения 80⁰;

·        главный угол в плане - 95⁰;

·        задний угол = 10⁰;

·        размер пластины: длина режущей кромки - 15 мм; толщина пластины - 4 мм; радиус при вершине r_ε = 0,4 мм (с. 98)

Выбирается система крепления и державка инструмента.

Выбираеся корпус резца для внутренней обработки инструментом с пластиной с задним углом.

Исходные данные:

·          форма пластины - С;

·          главный угол в плане - 95⁰;

·          длина режущей кромки - 15 мм;

·          диаметр корпуса 16 мм.

В соответствии с табличными рекомендациями выбирается державка CoroTurn^® 107 с цилиндрическим хвостовиком.

Код выбранного инструмента - A12M-SCLCR 06

Поверхность 3

Выбор фрезы и установка ее геометрических параметров.

1 вариант выбора фрезы отечественного производства по справочнику [9]).

В соответствии с технологической схемой принимается концевая фреза с цилиндрическим хвостовиком, материал корпуса фрезы - сталь 45. Код инструмента: Фреза ГОСТ 17025 - 71.

Геометрические параметры фрезы (Т 2; гл. 3; табл. 5):

d=25 мм=121 мм=45 мм=6

Угол наклона стружечных канавок: 30-35°

Предельные отклонения фрез наружного диаметра: js14

Диаметр цилиндрического хвостовика: h8

2 вариант выбора фрезы

Резец выбирается по каталогу [11].

По каталогу выбрали концевую фрезу для обработки неметаллических материалов. Код инструмента: Концевая фреза R216.33-25040-AS25U H10F.

Геометрические параметры фрезы:

Dc=25 мм=135 ммр=25 мм=25 мм=75 мм=100 мм=24 мм

ch₁=0.15                                 

b_n=0.35

Фреза цельная.

Геометрические параметры:

γ_p=12-15⁰

γ₀ (передний угол) =9-12⁰

задний угол 8-12⁰

φ=1⁰30

3. Расчет режимов резания

.1 Установка режимов резания аналитическим методом

. Для черновой обработке торца на d=199,8 мм принимаем глубину резания t=3.

. По табл. 11 справочника [2, стр. 266] для Rz=20 мкм и r =1 мм табличное значение подачи для алюминиевого сплава S_табл =1,3 мм/об.

3. Для станка с ручным управлением по рекомендациям базового справочника выбираем стойкость инструмента: Т=60 мин.

4. Скорость резания:

По табл. 17 [2, стр. 270] выбирается вид обработки. Для случая подрезки торца - это наружное продольное точение проходными резцами.

Далее по таблице (для подачи больше S>0,2) определяем параметры: С_v=328; x_v=0,12; y_v=0,5; m =0,28.

Следующим шагом расчета необходимо учесть все отличия данных условий обработки относительно тех, для которых даны табличные значения. Для этого находят значения поправочных коэффициентов:

.

= 0,8 - коэффициент определяется по табл. 4 [2, стр. 263]

=1 - по табл. 5 [2, стр. 263]

=1 - по табл. 6 [2, стр. 263]

^0,28 · 3^0,12· 1,3^0,5

5.                1000 ν 1000·64.16

                    πD 3.14·199,8              

Так как заданный станок 16К20 имеет ступенчатое регулирование главного привода, то согласно таблице кинематических данных станка выбираем ближайшее меньшее значение. По станку принимаем n=80 об/мин.

6.                     πDn 3,14·199,8·80

1000                    1000

. Для проверки по мощности электродвигателя станка определяем главную составляющую силы резания:

·        по табл. 22 [2] определяем параметры:

=40; =1.0; =0.75; =0

Поправочный коэффициент Kp представляет собой произведение ряда коэффициентов =, учитывающих фактические условия резания. Значения этих коэффициентов выбираем по табл. 10, 23 [2, стр. 265, 275].

=

=1.0

=1.15

=1.0

= 1.0·1,0·1,15·1,0 = 1,15

Р_z=10·40·1,15·3¹· 1,3^0,7 ·58⁰ = 1680 (Н).

По кинематическим данным станка находим КПД станка 16К20 η=0.8 и определяем расчетную мощность:

N_расч= (кВт)

С учетом данных станка N_ст=10 кВт делаем вывод, что обработка возможна:

_расч=2.2< N_ст=10.

Расчет основного времени

T0 = (мин).

L = 119 мм

i = 1= 80

S = 1.3

Для удобства результаты расчетов представим в виде таблицы:

Таблица 1

.2 Определение режимов резания статистическим методом

Для 2-ого варианта резца (поверхность 1)

Для определения режимов резания выбираем каталог [5]:

·        глубина резания t = 3 мм;

·        подача S = 0,3 мм/об;

·        скорость резания v_т =2000 м/мин;

·        рекомендуемая стойкость инструмента T=15 мин.

Определяем скорость резания

Далее по таблице (для подачи больше S>0,2) определяем параметры: С_v=328; x_v=0,12; y_v=0,5; m =0,28.

Следующим шагом расчета необходимо учесть все отличия данных условий обработки относительно тех, для которых даны табличные значения. Для этого находят значения поправочных коэффициентов:

.

= 0,8 - коэффициент определяется по табл. 4 [2, стр. 263]

=1 - по табл. 5 [2, стр. 263]

=1 - по табл. 6 [2, стр. 263]

Число оборотов корректируется по паспорту станка. Так как заданный станок 16К20 имеет ступенчатое регулирование главного привода, то согласно таблице кинематических данных станка выбираем ближайшее меньшее значение. По паспорту станка принимается n = 250 об/мин.

Рассчитывается действительная скорость резания по формуле

v_д = 204 м/мин

Для проверки по мощности электродвигателя станка определяем главную составляющую силы резания:

·        по табл. 22 [2] определяем параметры:

=40; =1.0; =0.75; =0

Поправочный коэффициент Kp представляет собой произведение ряда коэффициентов =, учитывающих фактические условия резания. Значения этих коэффициентов выбираем по табл. 10, 23 [2, стр. 265, 275].

=

=1.0

=1.15

=1.0

= 1.0·1,0·1,15·1,0 = 1,15

Р_z=10·40·1,15·3¹· 0,4^0,75 ·204⁰ = 537 (Н).

Выбранные режимы резания проверяются на соответствие с мощностью электродвигателя станка по справочнику [7].

·        по кинематическим данным станка находится КПД станка η = 0,8 и определяется расчетная мощность:

N_расч= (кВт).

·        с учетом данных станка N_ст=10,0 кВт можно сделать вывод, что обработка возможна:

N_расч = 2,38 кВт < N_ст = 10,0 кВт.

Расчет основного времени

Тогда:  = 1,02 (мин).

Для удобства результаты расчетов представим в виде таблицы:

Таблица 2

Для 1-ого варианта резца (поверхность 2)

Для определения режимов резания выбираем справочники [3, 9]:

·        глубина резания t = 1 мм;

·        подача S = 0,25 мм/об [3, таб. 36, стр. 364];

·        скорость резания v_т = 190 м/мин [9, стр. 29]:;

·        рекомендуемая стойкость инструмента T= 60 мин,

Число оборотов шпинделя n (об/мин) рассчитывается по формуле:

n = 316 об/мин.

По паспорту станка принимается n = 315 об/мин.

Рассчитывается действительная скорость резания по формуле

v_д = 208 м/мин

Выбранные режимы резания проверяются на соответствие с мощностью электродвигателя станка по справочнику [7].

·        по кинематическим данным станка находится КПД станка η = 0,8 и определяется расчетная мощность:

N_расч= (кВт).

·          с учетом данных станка N_ст=10,0 кВт можно сделать вывод, что обработка возможна:

N_расч = 1,9 кВт < N_ст = 10,0 кВт.

. Расчет основного времени

Тогда:   (мин).

Для удобства результаты расчетов представим в виде таблицы:

Таблица 3

Для 2-ого варианта резца (поверхность 2)

Для определения режимов резания выбираем учебник [5]:

·        глубина резания t = 1 мм (стр. 91);

·        подача S = 0,15 мм/об (стр. 91);

·        скорость резания v_т =2000 м/мин (стр. 91);

·        рекомендуемая стойкость инструмента T= 15 мин,

Так как твердость обрабатываемого материала выше базовой, необходима коррекция режимов обработки.

. Поправочный коэффициент - 0,95. Тогда скорость резания равна:

Vр=2000х0,95=1900 м/мин

. Число оборотов шпинделя n (об/мин) рассчитывается по формуле:

n = 2881 об/мин.

По паспорту станка принимается n = 1600 об/мин.

. Рассчитывается действительная скорость резания по формуле

v_д = 1055 м/мин

. Выбранные режимы резания проверяются на соответствие с мощностью электродвигателя станка по справочнику [7].

·        по кинематическим данным станка находится КПД станка η = 0,8 и определяется расчетная мощность:

N_расч= (кВт).

·        с учетом данных станка N_ст=10,0 кВт можно сделать вывод, что обработка возможна:

N_расч = 7,7 кВт < N_ст = 10,0 кВт.

. Расчет основного времени

Тогда:   (мин).

Для удобства результаты расчетов представим в виде таблицы:

Таблица 4

Для 1-ого варианта фрезы (поверхность 3) [7]

1.       S_z==0,02

C_s=5,1; Q_s=2; X_s=0.7; U_s=0,7; P_s=0; (П 2.1)=6

ПK_sф=**=(1/100)⁰*(2,5*6/45)⁰*(60/45)^0.6=1.18_НВ=1  (П 2. 2)       n_s1=0

НВ=100                         n_s2=0 (П 2. 4)

С₁=2,5        (П 2. 3)       n_s3=0.6

D=6

l_ф=13

φ=45˚

ПК_SH=K_s1*K_s2*K_s3*K_s4*K_s5*K_s6=0.72_s1=1,3_s2=1,0_s3=1,0_s4=1,0_s5=0,8_s6=0,7

2.       V== 59 (м/мин)

S_z=0.02

t=2=8

T=60=6

z=4

C_v=12

q_v=1,69

m=0.3

x_v=0.32

u_v=0.24

P_v=0.1

ПK_vф=**=(1/100)⁰*(2,5*6/13)^0,55*(60/45)^0.28=

1.08*1,08 = 1,16

C_HB=1,0                         n_v1=0=100                      n_v2=0,55

С₁=2,5                           n_v3=0.28=50_ф=13

φ=45

ПК_VH=K_V1*K_V2*K_V3*K_V4*K_V5*K_V6=0.68_V1=1_V2=1_Vv3=1 (стр. 395)_V4=1_V5=0,8

K_V6=0.85

3.      

По паспорту станка принимается n = 1600 об/мин.

4.      

5.       S_M=S_z*z*n_ф=0,02*4*1600=128

S_Мф=105

6.       S_z==0,02 (мм/об)

7.       N=C_N*10^-5*D_qN**t^xN*B^UN**K_Nф*K_N1=0,87*10^-5*6^0,14*0,02^0,72*2^0,86*8¹*4¹*1*1=0.03

S_z=0.02                                            C_N=0,87=2                                                          q_N= 0,14=8                                                       y_N=0.72=6                                                  x_N=0,86=4                                                        u_N=1.0_N=1

ПK_Nф==1=100

C_HB=1

K_N1=1

n_N1=0

8.       N≤1.2N_дв η

η =0,8

N_дв=7,2

,03<7,2 обработка возможна

9.       Расчет основного времени

С помощью таблицы 3.1 и эскиза обработки (рис. 2) определяются составляющие L:

Тогда:   (мин).

Для 2 - го варианта фрезы [7]

1. Максимальная толщина стружки h_ex (мм): 0,15 (А198)

. Находим скорость резания, которая для толщины стружки 0,15 мм составляет приблизительно 60 м/мин.

. Диаметр фрезы, производящей обработку, составляет, как видно из таблицы на странице А88 D_c=6, число зубьев z_п =4, угол винтовой канавки ≈ 45⁰.

Величина подачи на зуб (А 192).

S_z=k1 ∙ h_ex =0,15 мм/зуб

4. Количество оборотов шпинделя

По паспорту станка принимается n = 1600 об/мин.

. Минутная подача

Vs = n∙ zc ∙ Sz

zc = zn /2 = 2

Vs = 0.15 ∙ 2 ∙ 1600 = 480 мм/мин

6. Расчет основного времени

С помощью таблицы 3.1 и эскиза обработки (рис. 2) определяются составляющие L:

Тогда:   (мин).

4. Сравнительный анализ рассчитанных инструментов

Таблица 7. Технологические характеристики прямых проходных резцов

Из таблицы видно, что при отличии режимных параметров по скорости резания, производительность отечественного выше резца фирмы SANDVIK Coromant, что ведет к уменьшению основного времени.

Его относительная стоимость также значительно ниже.

Выбор делаем в пользу отечественного резца:

Резец проходной отогнутый ГОСТ 18868 - 73.

Таблица 8. Технологические характеристики расточных резцов

Из таблицы видно, что глубины резания совпадают. При отличии режимных параметров по скорости резания, производительность резца фирмы SANDVIK Coromant выше резца отечественного производства, что ведет к уменьшению основного времени. Его относительная стоимость также значительно выше, но практика показывает, что снижение расходов на инструмент на 30% приводит к снижению себестоимости детали всего на 1%. Ценовыми показателями можно пренебречь, так как тип производства серийный.

Фирма SANDVIK Coromant гарантирует высокую производительность и качество обрабатываемых поверхностей при использовании производимого этой фирмой инструмента,

Выбор делаем в пользу резца фирмы SANDVIK Coromant:

A12M-SCLCR 06

Технологические характеристики фрез

Из таблицы видно, что при отличии режимных параметров по подаче, основное время обработки фрезой фирмы SANDVIK в 7,5 раза меньше фрезы отечественного производства.

Выбираем фрезу фирмы SANDVIK, код инструмента R216.34 - 06045 - BK22N. Свой выбор обосновываю тем, что производительность данного инструмента выше при обеспечении всех требуемых условий обработки поверхности, чем у отечественной фрезы ГОСТ 17025 - 71

Заключение

В работе для обработки поверхности один выбран проходной отогнутый резец ГОСТ 18868 - 73 по справочнику, так как при отличии режимных параметров по скорости резания, числу оборотов двигателя, производительность резца отечественного производства выше, что ведет к уменьшению основного времени.

Для обработки 2 поверхности выбираем расточной отогнутый резец A12M-SCLCR 06 фирмы SANDVIK Coromant. Хотя его относительная стоимость значительно выше, эта фирма оказывает влияние на производительность за счет: повышения скоростей; повышенного качества; сокращения времени смены инструмента; расширения возможностей инструмента.

Для обработки 3 поверхности выбираем фрезу фирмы SANDVIK, код инструмента R216.34 - 06045 - BK22N. Производительность данного инструмента выше при обеспечении всех требуемых условий обработки поверхности.

Данная фирма гарантирует высокую производительность и качество обрабатываемых поверхностей при использовании производимого этой фирмой инструмента.

Литература

1.       Справочник технолога-машиностроителя. Том 1 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1986. 496 с., ил.

2.       Справочник технолога-машиностроителя. Том 2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1986. 496 с., ил.

3.       Краткий справочник металлиста/ под общ. Ред. П.Н. Орлова, Е.А. Скороходова. - 3-е изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 960 с.: ил.

4.       Общемашиностроительные нормативы режимов резания:

Справочник: В 2-х т.: Т. 1/ А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, В.А. Батуев и др. - М.: Машиностроение, 1991. - 640 с.: ил.

5.       Coro Key®. Просто выбрать. Легко работать. Точение∙Фрезерование∙Сверление [Справочник]: Каталог фирмы SANDVIK Coromant - 2008.

6.       Денисова Н.А. Режущий инструмент: Учебно-методический комплекс для обучения студентов Саровского государственного физико-технического института. - Саров, Саровский государственный физико-технический институт, 2008. - 15 с

7.       Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учеб. пособие для техникумов по предмету «Основы учения о резании металлов и режущий инструмент». - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: «Машиностроение», 1990. - 448 с.: ил.

8.       Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение, Москва Машиностроение 1990 г. - 528 с.

9.       Режимы резания металлов. Справочник под редакцией Барановского Ю.В., М.: Машиностроение, 1972 - 407 с.