Частота вращения шпинделя станка, соответствующая найденной скорости главного движения резания:
|
|
|
_ |
lOOOt/и |
|
|
1000-109 |
= 678 мин-1. |
|
|
|
|
п = |
|
nD |
|
|
3,14-60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Корректируем частоту вращения по данным станка И' |
устанавливаем действительную частоту вращения шпин |
деля: пд = 500 |
мин-1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Действительная скорость главного движения резания |
|
|
jiDrift |
|
3,14-60-500 |
= 94,2 м/мин (; |
1,57 м/с). |
|
|
ТосЙГ |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
Определяем |
|
мощность, |
затрачиваемую |
на резание |
(карта 22, с. 67). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для стали с ств = |
|
71 |
|
79 кгс/мм2, наружной резьбы |
заданной |
точности 8 g (старое |
обозначение — 3-й класс) |
и шага |
Р = 4 мм Л/т |
а |
= |
6,9 кВт. |
|
|
|
|
Поправочные коэффициенты на мощность при заданных |
условиях |
обработки |
|
равны |
единице. |
Следовательно, |
й^рез = |
Л/Табл = |
6,9 |
кВт. |
|
|
|
|
|
|
У |
Проверяем, достаточна ли мощность привода станка. |
станка |
16К20 |
Л1д = 10 |
кВт; |
|
КПД т] = |
0,75; |
Nma = |
= |
10-0,75 = |
7,5 |
кВт; |
N pe3 < Nma (6,9 |
< |
7,5), |
т. ei об |
работка |
возможна. |
|
|
(мин) |
|
|
|
|
|
|
III. |
Основное время |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<р |
_ |
I |
^1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 _ |
«ДР |
’ |
|
|
|
|
Врезание и перебег резца 1Х (мм) устанавливаем по |
прил. 6, |
с. 375: 1Х — (5 |
8) Р; |
принимаем lx = 6Р = |
= 6.4 = 24 мм. При нарезании резьбы резцом подачу |
принимают численно |
равной шагу резьбы Р: |
|
|
|
|
|
|
80 + |
24 |
6 = |
0,31 мин. |
|
|
|
|
|
|
Го = |
|
500-4 |
|
|
Задача 80. На токарно-винторезном станке 16К20 нарезают резцом метрическую резьбу (табл. 128). Не обходимо: выбрать режущий инструмент; назначить ре жим резания по таблицам нормативов; определить основ
ное время.
При решении задач кроме нормативов [7 ] можно поль
зоваться справочниками 112, 16, 18].
Пример 58. На вертикально-сверлильном станке 2Н125 нарезают метчиком резьбу Л420—6Н в сквозном о.твер-
• |
го |
Материал |
Резьба, |
« t |
* 55 |
|
|
способ |
|
со |
|
|
нарезания |
£ |
О. |
|
|
|
|
|
|
1 |
Сталь СтЗ, |
Наружная, |
|
|
а в = |
600 МПа |
напроход |
|
2 |
(«60 |
кге/мм2) |
|
|
Серый чугун, |
Внутренняя, |
|
3 |
180 НВ* |
напроход |
|
Сталь 45, |
Наружная, |
|
|
<тв = |
680 МПа |
в упор |
|
4 |
(«68 |
кге/мм2) |
|
|
Бронза |
Внутренняя, |
|
|
Бр.АЖН 11-6-6, |
в упор |
|
5 |
200 НВ |
Внутренняя, |
|
Сталь 40Х, |
|
|
ов = |
700 МПа |
напроход |
|
6 |
(«70 |
кге/мм2) |
Наружная, |
|
Серый чугун, |
|
7 |
200 НВ |
в упор |
|
Сталь 35, |
Внутренняя, |
|
|
ав = |
580 МПа |
в упор |
|
8 |
(«58 |
кге/мм2) |
Наружная, |
|
Серый чугун, |
|
9 |
200 НВ |
напроход |
|
Сталь 38ХА, |
Наружная, |
|
|
ов = |
680 МПа |
напроход |
|
10 |
(«68 |
кге/мм2) |
Внутренняя, |
|
Серый чугун, |
|
|
210 НВ' |
в упор |
Размеры резьбы, ММ
Обработка .
|
D X P |
1 |
Черновая |
М42ХЗ—8g |
65 |
Чистовая |
АЛ20Х 3—5Я |
40 |
Черновая |
.Л!64X3—8g |
100 |
Чистовая |
М80Х2—5Я |
30 |
Черновая |
Л! 140X1,5—7И |
60 |
т> |
Af 130X2—8g |
40 |
Чистовая |
Л460ХЗ—5Я |
35 |
Черновая |
А448Х1,5—8д |
50 |
Чистовая |
М90Х 4—6Л |
120 |
Черновая |
Л1100X2—8Я |
45 |
стии. Шаг резьбы Р = 2,5 мм. Длина резьбы I = 60 мм. Материал заготовки — серый чугун, 170 НВ. Необходимо: выбрать режущий инструмент; назначить режим резания по таблицам нормативов; определить основное время.
Р е ш е н и е (по нормативам 17 ]). 1. Выбираем метчик и устанавливаем его геометрические элементы. Прини маем машинный метчик М 20х2,5 из быстрорежущей
стали Р18 (или Р6М5). |
Геометрические элементы (прил. 2, |
с. 365): у = 8°; |
а = |
8°; |
ср = 20°; X = 0°. |
II. Назначаем |
режим |
резания. |
1.Определяем скорость главного движения резания,
допускаемую режущими свойствами метчика (карта 84,
с. |
149). |
чугуна и диаметра резьбы 20 мм отаол — |
= |
Для |
серого |
8,5 |
м/мин. |
Поправочные коэффициенты на скорость |
главного движения резания для заданных условий обрат ботки равны единице (там же), так как твердость чугуна
156-^229 НВ, точность |
резьбы 6Н (старое обозначение |
2-й класс) и материал |
режущей части |
метчика — Р 18. |
Тогда vn = vTa6jI = 8,5 |
м/мин (« 0 ,1 4 |
м/с). |
Частота вращения шпинделя станка, соответствующая найденной скорости главного движения резания:
|
1000ци |
1000-8,5 |
135 мин-1. |
|
яО |
3,14-20 |
|
|
Корректируем частоту вращения по данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения шпин
деля: пл = 125 |
мин-1. |
|
|
Действительная скорость главного движения резания |
пОлд |
3,14-20-125 |
= 7,8 м/мнн ( |
0,13 м/с). |
Тооо" |
1000 |
|
|
2.Мощность, затрачиваемая на резание (карта 84,
с.149), для серого чугуна и диаметра резьбы 20 мм Л/таол =
==0,89 кВт. Поправочные коэффициенты на мощность для
заданных условий равны единице. Тогда Мрез = Мтабл =
= 0,89 |
кВт. |
|
|
|
Проверяем, достаточна ли мощность станка. У станка |
2Н125 |
N mп = Nдт) = |
2,8.0,8 « |
2,2 кВт; Л/ре8 < Nma |
(0,89 < 2,2), т. е. обработка возможна. |
111. |
Основное время |
|
|
|
Г р _I |
11 |
| |
I + Л |
|
10 ~ |
Рпл |
|
Рл, |
(второе слагаемое учитывает время на вывертывание метчика из нарезанного отверстия).
Врезание и перебег метчика lt устанавливаем по нор мативам (прил. 4, с. 375). Они складываются из длины заборной части метчика (три—шесть витков) и калибрую
щей части (один-два витка). Принимаем |
= 4Р + 2Р = |
= 6Р = 6.2,5 = |
15 мм; частота вращения метчика при |
обратном ходе |
щ — 1,25пл. Тогда |
= |
1,25-125 =» |
= 156 мин *. По |
данным станка nt = |
180 |
мин-1 |
г . - Т Й Я - + -тали - = 0.24+0.17 - 0.41 “»»■
Задача 81. На вертикально-сверлильном станке 2Н125 машинным метчиком нарезают в отверстии метрическую резьбу (табл. 129). Необходимо: выбрать режущий ин-
1<4 |
|
|
|
Размеры |
|
со £ |
Материал заготовки |
Отверстие |
Резьба |
резьбы, мм |
|
«ч |
|
|
|
(0 * |
|
|
|
Шаг |
Длине |
*5 ва |
|
|
|
< а |
|
|
|
Р |
1 |
■ |
Сталь |
35, ав = |
600 |
МПа |
Сквозное |
М 14—7Н |
2 |
(«60 |
кгс/мм2) |
|
|
|
|
|
Серый чугун, 180 НВ |
МПа |
Глухое |
/И16—6# |
2 |
Сталь |
45, ав = |
600 |
М 12—67/ |
1,75 |
(«60 |
кгс/мм2) |
|
|
» |
МЮ-т-7# |
1,5 |
Серый чугун, 200 НВ |
|
Сталь 40Х , ав = |
700 МПа |
Сквозное |
Л120—6Я |
2,5 |
(«70 |
кгс/мм2) |
|
|
Глухое |
/И14—6Я |
2 |
Силумин АЛ4, 50 НВ |
Сталь 38ХА, ав = |
680 МПа |
» |
ОО |
1,25 |
1 |
|
(«68 |
кгс/мм2) |
|
|
Сквозное |
М 12—6Я |
1,75 |
Серый чугун, 170 НВ |
|
Сталь 45ХН, ов = |
750 МПа |
Глухое |
М16—6Я |
2 |
(«75 |
кгс/мм2) |
|
|
Сквозное |
00 1 |
1,25 |
берый чугун, 190 НВ |
|
|
|
|
|
> |
|
30
45
f t ’ ,
25
50
35 “18 ’
25
40
20
струмент; назначить режим резания по таблицам нормам тивов; определить основное время.
■При решении задач кроме нормативов [7] можно поль зоваться справочниками (10, 12, 16, 18].
Пример 59. На резьбофрезериом станке 5Б63 нарезают
гребенчатой резьбовой фрезой |
наружную резьбу Л442Х |
flSnnad. |
Х2—8g длиной |
I = |
42 мм. |
Материал |
заготовки — сталь |
|
40, |
ав = |
650 |
МПа |
(« 6 5 |
|
кгс/мм2). Охлаждение— суль- |
|
фофрезолом. Эскиз обработки |
димо: выбрать режущий ин струмент; назначить режим резания по таблицам норма тивов; определить основное
время.
Р е ш е н и е (по норма тивам [7]). I. Выбираем фрезу и устанавливаем ее размеры и геометрические элементы. Принимаем резьбовую гре бенчатую фрезу насадную из
быстрорежущей стали Р18. Наружный диаметр фрезы D, число зубьев г и ширину фрезы В выбираем по стандарту ([161, табл. 143, с. 229). На станке 5Б63 могут быть уста новлены стандартные насадные гребенчатые фрезы сле дующих параметров: D = 80 мм, г = 16, В — 50 мм и
В= 63 мм; D = 100 мм, z = 16, В = 63 мм и В = 80 мм. Ширина фрезы зависит от длины нарезаемой резьбы:
В= / + (2 ... 3) Р, где Р — шаг резьбы. Найденное зна
чение округляют до ближайшего большего значения по
стандарту. В рассматриваемом примере В = 42 + |
3*2 = |
=!= 48 мм. Принимаем по стандарту В = 50 мм, D = |
80 мм, |
z = 1 6 . Шаг кольцевых витков фрезы соответствует шагу нарезаемой резьбы, т. е. равен 2 мм. Геометрические эле менты: а = 8° ([16], табл. 147, с. 231); у = 5° ([12], с. 448).
II.Назначаем режим резания.
1.Устанавливаем подачу на зуб фрезы ([7 ], карта 200,
с.344).
Для стали с сгв < 80 кгс/мм2, диаметра нарезаемой
резьбы до |
50 мм, шага резьбы 2 мм принимаем Sz = |
= 0,05 |
0,06 мм/зуб. Согласно примеч. 1 к карте 200 |
приведенная подача соответствует заданной точности
резьбы |
8g (старое |
обозначение — 3-й класс). |
В соответ |
ствии |
с примеч. 2 |
к этой карте принимаем |
для фрезы |
D *=* 63 мм большее значение рекомендуемого диапазона |
подач, |
т. е. S z = 0,06 мм/зуб. |
|
2.Назначаем период стойкости фрезы. В связи с от сутствием в используемых нормативах рекомендаций по выбору стойкости резьбовых гребенчатых фрез принимаем среднее значение указанной стойкости по справочнику [161, табл. 49, с. 296: Т = 100 мин.
3.Определяем скорость главного движения резания,
допускаемую режущими свойствами фрезы ([7], карта
201, с. |
345). |
|
|
|
2 мм, |
S z до 0,06 мм/зуб и D = |
= |
Для шага резьбы Р = |
80 |
мм Утабл |
= 39 |
м/мин. |
Учитываем |
поправочный |
коэффициент |
на |
скорость |
(карта 201, лист 2, с. 346): |
&м |
— |
1,15, |
так |
как |
у |
обрабатываемой |
стали |
схв = |
= |
65 |
кгс/мм2. Тогда |
= |
агабл = 39.1,15 = 44,8 |
м/мин |
|
0,75 |
м/с). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Частота вращения фрезы, соответствующая найденной |
скбрости |
главного движения резания: |
|
|
|
|
|
|
1000ри |
1000-4,48 |
178 мин”1. |
|
|
|
|
|
|
nD |
3,14-80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 *0 |
|
|
|
|
Р азм еры резьбы , |
мм |
|
40 £ |
М атериал заготовки |
|
|
О бработка |
" «0 |
|
|
£ а |
|
|
|
|
D X P |
i |
|
1 |
Сталь |
35, <JB = |
520 |
МПа |
M3QX2—8g |
42 |
С охлажде |
2 |
(«52 |
кгс/мм2) |
|
|
М45Х2—8g |
48 |
нием |
Серый чугун, 200 НВ |
|
Без охла |
3 |
Сталь 40Х, <JB = |
750 МПа |
.М 68Х З-6g |
34 |
ждения |
С охлажде |
4 |
(«75 |
кгс/мм2) |
680 МПа |
Л460Х2—6g |
30 |
нием |
Сталь 40ХН, ав = |
То же |
5 |
(«68 |
кгс/мм2) |
|
|
M80X 2— 6g |
40 |
в |
Ковкий чугун, 150 НВ |
6 |
Сталь 20Х, ав = |
500 МПа |
МЪ2Х 1,5—8g |
45 |
ъ |
|
(«50 |
кгс/мм2) |
750 |
МПа |
JW36X 3— 8g |
20 |
ъ |
7 |
Сталь |
45, ав = |
8 |
(«75 |
кгс/мм2) |
|
|
M36X 2—8g |
50 |
Без охла |
Серый чугун, 220 НВ |
|
9 |
Сталь |
20, ов = |
420 |
МПа |
M42X3—8g |
36 |
ждения |
С охлажде |
10 |
(«42 |
кгс/мм2) |
560 |
МПа |
M80X 4— Gg |
50 |
нием |
Сталь |
40, ав = |
То же |
|
(«56 |
кгс/мм2) |
|
|
|
|
|
Корректируем частоту вращения шпинделя по данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения:
яд = |
160 мин-1. |
|
|
|
|
|
Действительная скорость главного движения резания |
|
_ |
я£>лд |
3.14-80-1€0 |
40,8 м/мин (ta 0,67 м/с). |
0д |
|
1000 |
— |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Определяем частоту вращения шпинделя заготовки |
|
|
«в = |
я&3 |
0,06-16-160 |
1,16 МИН-1. |
|
|
|
3,14-42 |
|
|
|
|
|
Корректируем частоту вращения шпинделя заготовки |
по данным станка |
л3 = |
1 |
мин-1. |
|
111. |
Основное |
время |
(мин) |
|
|
|
|
j , |
_ |
L |
_ |
1,25nd3 |
|
|
|
|
|
|
v, |
~ |
StZn„ * |
где L — длина пути в направлении движения окружной подачи заготовки, мм; L = 1,25лл3; vt — скорость движе ния окружной подачи заготовки, мм/мин; vs = Szzna.
Подставив в |
формулу |
основного времени значение |
пл = SzZtij, получим |
|
7^0 = |
1,25 |
1,25 = 1,25 мин. |
|
п3 |
1,0 |
Задача 82. На резьбофрезерном станке 5Б63 гребен чатой фрезой нарезают наружную метрическую резьбу (табл. 130). Необходимо: выбрать режущий инструмент; назначить режим резания по таблицам нормативов; опре
делить основное время. f ,
При решении задач кроме нормативов 17J можно пользоваться справочниками [10, 16, 181.
§ 2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ РЕЗЬБОНАРЕЗНОГО ИНСТРУМЕНТА
К основным видам режущего инструмента для образования резьбы (резьбонарезного) относятся резьбо вые резцы и гребенки, метчики и плашки, винторезные самооткрывающиеся головки, резьбовые фрезы, а также инструмент для накатывания резьбы. Основные размеры, профиль, диаметры и шаги метрической резьбы для диа метров 1—600 мм установлены ГОСТ 8724—81, ГОСТ 9150—81 и ГОСТ 2405—81, а допуски этой резьбы — ГОСТ 16093—81, в котором также предусмотрено обо значение полей допуска на метрические резьбы (табл. 131).
Резьбовые резцы по конструкции делят на стержневые, призматические и дисковые. Резцы могут быть однониточ ными и многониточными; последние называют гребен ками. Конструктивные элементы стержневых резьбовых
131. Обозначение полей допуска на метрические резьбы
Класс точности |
Поле допз'ска |
ни резьбу по ГОСТ 16093—81 |
по ранее действо |
|
|
вавшему стандарту |
Болт |
Гайка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А -А (профитрезьды изделия) |
резцов |
выбирают |
исхо |
|
дя из |
сечения |
корпуса |
|
и геометрических |
пара |
|
метровлезвия |
резца. |
|
Сечение корйуса рез |
|
цов принимается прямо |
|
угольным, |
квадратным |
|
или круглым. Передний |
|
угол у и задний угол а |
|
выбирают |
по |
табл. |
47 |
|
или |
по.нормативам |7], |
|
карта 2, с. 356. Для |
|
чистовых |
резцов |
перед |
|
ний |
угол |
может |
быть |
|
взят равным нулю. |
|
|
При нарезании резь |
|
бы с |
крупным шагом, |
(профильрезца) |
трапецеидальной.: и <др. |
задние углы а р. „ и а р. л |
|
на |
боковых |
сторонах |
|
профиля |
в |
селениях, |
|
перпендикулярных |
к |
|
ним, |
зависят от заднего |
Рис. 83. Графическое определение |
угла |
при |
вершине лез |
профиля стержневого резьбового резца |
вия |
а |
и угла .профиля |
|
|
|
|
|
|
резьбы |
е. При |
нареза |
нии |
правой резьбы они определяются по |
следую |
щим |
формулам: |
для |
правой |
режущей кромки а р, „ = |
= а р + |
р„« для левой режущей кромки |
а р. л = а р— рл» |
где |
а р — условный |
боковой |
задний |
угол, |
который |
определяется |
из |
уравнения |
tg а р = |
tg a sin |
р„ и |
рл |
углы дополнительного наклона траектории |
движе |
ния |
инструмента |
в сечениях, |
перпендикулярных к ре |
жущим |
кромкам. |
могут быть |
определены из уравнений |
Углы |
р„ и |
|хл |
|
tg Рп = |
tg т0 cos |
; tg рл = tg |
cos -у , |
|
где т0 — угол подъема резьбы на наружном диаметре)
V
tg То — nd о ’
|
tg *1 = |
Р |
|
|
|
|
ndj |
* |
|
|
|
|
|
|
|
. Для |
остроугольных |
резьб с углом профиля е = |
55 ... |
.5.0° и |
углом подъема |
т = |
3 |
4° |
влияние угла |
р не |
учитывается. Для трапецеидальной и прямоугольной ■.резьб угол р имеет большое значение и должен учиты-
..ваться при определении задних углов резца. Определяем профиль резьбового резца в сечении Б Б ,
! перпендикулярном к задней поверхности (рис. 83). Для случая, когда у > 0,, высота профиля резца tp (отрезок
..до острой вершины) и угол профиля ер определяютсяпо формулам
tv = (]/"го — т\ sin2 у — Т\ cos у] cos (а + у);
,где Р — шаг резьбы изделия; г0 — наружный радиус резьбыизделия; гг — внутренний радиус резьбы изделия.
Для случая, когда |
у = |
0, |
|
|
tp — (го — ri) cos а = |
t cos а; |
tg |
ер |
|
|
|
2 |
c o s а |
’ |
где t — теоретическая |
высота |
резьбы. |
Конструктивные элементы |
дисковых резьбовых рез |
цов выбирают следующим образом: 1) наружный диаметр корпуса резца наиболее часто назначают равным 40 или 50. мм; для нарезания внутренних резьб применяют диско вые хвостовые резцы с диаметром рабочей части 8, 12, 18 и 24 мм; 2) геометрические элементы лезвия резца выбирают по табл. 47, как для фасонного резца; профиль резца может быть определен графическим путем (рис. 84).
Преимуществом графического способа является на глядность; к его недостаткам надо отнести погрешность при графических построениях, в связи с чем рекомендуется построения выполнять в большом масштабе (100 1). Профиль резца должен быть приведен на чертеже в ра диальном сечении. Размеры профиля могут быть рассчи таны по формулам:
Рис. 84. Графическое определение профиля круглого резьбо вого резца:
а — Y > 0; б — у = 0
когда у > 0.
tp — R — VR^ + X2 — 2RX COS (a - f y),
где. x — высота профиля резца в плоскости передней по верхности;
X — У Го — г? sin2 Y — rt cos у; tg =
когда у = 0,
tp = R — V R2+ 12 — 2Rt cos a; tg = -щ -.
Рабочую часть резьбовых резцов выполняют из быстро режущей стали Р9, Р6М5, Р18 с твердостью 63—66 HRQ, или из твёрдого сплава Т15К6, Т14К8, Т30К4; пластины выбирают по ГОСТ 25398—82. Корпуса призматических
