4. Назначение режимов резания для фрезерных операций

Рассмотрим операцию фрезерования, включающую наиболее распространенные переходы: торцевое фрезерование, прорезку канавок, фрезерование уступа цилиндрической фрезой и фрезерование уступа концевой фрезой (рис.4.1).

4.1. Анализ исходных данных.

4.1.1. Заготовка

Плита, предварительно обработанная из коррозионностойкой, жаростойкой и жаропрочной стали 12Х18Н9Т. Термическая обработка: закалка, _в= 540 – 610 Мпа, НВ = 143 –175.

4.1.2. Деталь

Согласно рис.4.1 заготовку необходимо отфрезеровать поверху в размер 35, обработать уступы концевой и цилиндрическими фрезами и прорезать паз 15х15 трехсторонней дисковой фрезой.

4.1.3. Выполняемые переходы

Операция чернового фрезерования (R_z= 80) включает следующие

последовательно выполненные переходы:

1) обработка поверху торцевой фрезой 100,L=160,t=5,B=80;

2) прорезка канавки 3-х сторонней дисковой фрезой 80,L=80,

t=15,B=15.

3) обработка уступа 10х50 цилиндрической фрезой 80,L=160,

t=10,B=50.

4) обработка уступа 20х15 концевой фрезой 30,L=135,t=20,

B=15.

4.1.4. Приспособление

Заготовка базируется по 3-м обработанным поверхностям в приспособление с пневматическим поджимом сбоку (тиски).

ААА

Рис. 4.1. Операции фрезерования.

4.1.5. Оборудование. В качестве оборудования согласно

табл.40 /2/, с.54 выбран горизонтально-фрезерный широко-универсальный станок мод. 6Р82Ш, имеющий следующие

параметры:

1) число частот горизонтального шпинделя z_пr= 18;

2) пределы частот горизонтального шпинделя

n_r= 31,5 – 1600 I/мин.

3) число частот вертикального шпинделя Z_nв= 11;

4) пределы частот вертикального шпинделя

n_в= 50 – 1600 I/мин.;

5) пределы продольных и поперечных подач

S_м= 25 – 1250 мм/мин.;

6) мощность станка N=7,5 квт.

4.2. Выбор числа ходов.

Поскольку припуски невысокие каждый переход выполняем за один ход, т.е. t_j= h_j. Исключение составляет 4-я фреза которая выполняет 2 хода с В = 7,5 мм.

4.3. Выбор материала режущей части инструмента.

Согласно табл.13 /1/, с.56 для чернового фрезерования сталей Х гр. рекомендуется твердый сплав Т5К12.

4.4. Выбор конструкции и геометрии инструмента.

Согласно с.223 /1/ и с.174 /2/ выбираем стандартную конструк-

цию и геометрию фрез с числом зубьев соответственно:

z₁= 10,z₂= 8,z₃= 10,z₄= 6.

Выбор сож.

Согласно табл.24 /1/, с.233 при черновом фрезеровании сталей Х гр. рекомендуется 5-10% раствор Аквол-10М.

4.6. Назначение глубины фрезерования t.

Согласно рис.4.1 фрезы работают со следующими глубинами резания (см. также приложение на с.392 /1/):

t₁= 5; t₂= 15; t₃= 10; t₄= 20.

Значения t_jзаносим в сводную табл. 4.4.

4.7. Назначение подач s.

4.7.1. Торцовая фреза.

Согласно табл.110 /1/, с.303 для Х группы сталей при D_ф1= 100, t₁=5 и твердосплавном инструменте подача на зуб составит

S_T1= 0,1 мм/зуб

Поправочные коэффициенты К_i(i = 1 - 4) для корректировки S_Т1выбираем из табл.107 /1/, с.298, табл.108 /1/, с.299, учитывающих вылет фрез и способ их крепления, табл.114 /1/, с.305 и записываем в табл.4.1.

4.7.2. Дисковая фреза.

Согласно табл.112 /1/ с.304 для Х группы сталей при D_ф< 100 иt=15

S_Т2= 0,11 мм/зуб

Таблица 4.1

Поправочные коэффициенты K_i и K_sjна подачи

Условия обработки	Технолог. условия	Материал инструмента	Вид фрезерования	RZ	Ksj
ин. \ Кi	KI	K2	K3	K4	Ks
Ø 1	1	0,85	1	1	0,85
Ø 2	1	0,85	0,66	1	0,56
Ø 3	1,2	0,85	1	1	1,02
Ø4	0,9	0,85	1	0,35	0,26

Поправочные коэффициенты К_iдля корректировки S_T2выбираем из табл.107 /1/, с.298, табл.108 /1/, с.299, табл.109 /1/, с.302 и заносим в табл.4.1.

4.7.3. Цилиндрическая фреза.

Согласно табл.113 /1/, с.305 для сталей Х группы и t = 10

S_T3= 0,13 мм/зуб

Поправочные коэффициенты К_iдля корректировки S_T3выбираем из табл.107 /1/, с.298, табл.108 /1/, с.299 табл.114 /1/, с.305 и заносим в табл.4.1.

4.7.4. Концевая фреза.

Согласно табл.111 /1/, с.303 для сталей Х группы, D_ф= 30 и t = 20 рекомендуется табличная подача на зуб

S_T4= 0,08 мм/зуб

Поправочные коэффициенты К_iдля корректировки S_Т4выбираем из табл.107 /1/, с.298, табл.108 /1/, с.299, табл.109 /1/, с.302, табл. 114 /1/, с.305 и записываем в табл.4.1.

Определяем полные поправочные коэффициенты

К_sj=

и заносим их в последнюю графу табл.4.1.

Найдем значения скорректированных подач

S_zj= S_Tj· K_sj

S_z1= 0,1 · 0,85 = 0,085 мм/зуб

S_z2= 0,11 · 1,56 = 0,062 мм/зуб

S_z3=0,13 · 0,02 = 0,13 мм/зуб

S_z4= 0,08 · 0,26 = 0,021 мм/зуб

Считаем, что универсальный станок располагает такими подачами.

Полученные значения S_zjзаносим в сводную табл.4.4.

4.8 Выбор стойкости фрезТ.

Рекомендуемые значения допустимого износа h_зи стойкости Т фрез выбираем из табл.22 /1/, с.231 и заносим в соответствующие графы табл.4.4.

4.9 Назначение скорости резанияV.

4.9.1 Торцовая фреза.

Согласно табл.119 /1/, с.309 для Х группы материалов при

_в1000 Мпа, D_ф= 100, В_н= 70, t =4, S_z= 0,08 рекомендуется табличная скорость резания

V_T1= 53 м/мин.

Поправочные коэффициенты К_i (i = 1-7) на V_T1выбирали из табл.109 /1/, с.302, табл.124 /1/, с.312 и заносим их в табл.4.2.

4.9.2 Дисковая фреза.

Согласно табл.151 /1/, с.333 для Х группы материалов при D_ф< 90,

B = 15, t = 15 и S_z= 0,062 рекомендуется табличная скорость резания

V_T2= 31 м/мин.

Поправочные коэффициенты К_iна V_T2выбираем из табл.109 /1/, с.302, табл.154 /1/, с.334 и заносим в табл.4.2.

Таблица 4.2.

Поправочные коэффициенты К_iи К_vj на скорость резания

Условия обраб.	Техн. условия	Матер. заготовки	Матер. инстр.	Корка	°	СОЖ	Вф/ Вн	Вф	Кvj
Ин\К	КI	К2	К3	К4	К5	К6	К7	К8	Кv
1	1	1,25	1	I	1,05	I	1	I	1,31
2	I	I	2	I	I	I	1	0,7	1,4
3	I	1	2,7	I	1	I	1,1	I	3,0
4	0,9	1,2	2	I	I	I	0,5	1	1,1

4.9.3 Цилиндрическая фреза.

Согласно табл.142 /1/, с.327 для Х группы материалов при

_в1000 МПа, D_ф= 80, В = 50, t = 10, S_z= 0,13 рекомендуется

V_T3 = 22 м/мин.

Поправочные коэффициенты К_iна V_T3выбираем из табл.109 /1/, с.303, табл.146 /1/, с.329 и заносим в табл.4.2.

4.9.4 Концевая фреза.

Согласно табл.130 /1/, с.318 для материалов Х группы при

_в1000 Мпа, D_ф= 30, В_т= 8, t = 25, S_z= 0,02 рекомендуется

V_T4= 47 м/мин.

Поскольку фактическая ширина фрезерования (рис.4.1) В = 15 мм, т.е. почти вдвое превосходит табличную В_т= 8 мм, то для концевой фрезы нужно запланировать два прохода.

Поправочные коэффициенты К_iна V_T4выбираем из табл.109 /1/, с.302, табл.136 /1/, с.322 и заносим в табл.4.2.

Определяем значения полных поправочных коэффициентов

К_vj=

и заносим их в последнюю графу табл. 4.2.

Найдем значения скорректированных скоростей резания V_jc учетом полученных выше значений V_Tjи К_vj

V_j= V_Tj · K_vj

V₁ = V_T1· K_v1= 53 · 1,31 = 69,4 м/мин.;

V₂= 31 · 1,4 = 43,4 м/мин.;

V₃= 22 · 3 = 66 м/мин.;

V₄= 47 · 1,1 = 56,4 м/мин.

4.10 Расчет частот вращения инструментаn.

При фрезерной обработке

n_j=

где D_j– диаметр j-ой фрезы, мм.

Определим знаменатель геометрического ряда частот для вертикального шпинделя

φ_nв=

Стандартный ряд частот n_стдля этих условий приведен в табл.4.3.

Таблица 4.3

Ряды частот фрезерного станка 6Р82Ш

nв	50	71	100	141	200	283
	400	565	800	1130	1598	-
nг	31.5	40	50	63	79	100
	126	159	200	252	317	400
	504	635	800	1008	1270	1600

Определим знаменатель геометрического ряда частот для горизонтального расположения шпинделя

φ_nг =

Стандартный ряд частот n_стдля этих условий приведен в табл.4.3.

Выполним расчет и корректировку частот вращения для каждого инструмента.

n_1в = 318,5= 221200/мин.;

n_2г = 318,5= 173159/мин.;

n_3г= 318,5= 263252 /мин.;

n_4в = 318,5= 599565 /мин.

Рассчитаем фактические скорости резания

V_j=, м/мин.

V₁ = 0,00314100200 = 62,8 м/мин.;

V₂ = 0,0031480159 = 39,9 м/мин.;

V₃ = 0,0031480252 = 65,8 м/мин.;

V₄ = 0,0031430565 = 53,2 м/мин.

Выбранные значения n_cтjи соответствующее им V_jзаносим в табл.4.4.

4.11 Расчет основного времени₀.

Согласно с.613 /5/ основное время для различных видов фрезерования определяется выражением

τ₀=

Значения величин врезания L₁и перебега L₂приведены в табл.6 /5/, с.622.

В нашем случае согласно рис.4.1 и табл.4.4 получаем:

₀₁==1,29 мин.;

₀₂ =1,51 мин.;

₀₃ =0,59 мин.;

₀₄ == 4,28 мин.

Значения _0jзаносим в табл. 4.4.

4.12 Расчет силы резания Р_z.

Согласно с.282 /2/

P_z=, кГ

Выбирая значения постоянных и показателей степеней для различных видов фрезерования из табл.41 /2/, с.291 и выполняя вычисления, получим:

Р_z1=кГс;

Р_z2=147 кГс;

Р_z3=872 кГс;

Р_z4== 185 кГс.

4.13 Расчет крутящего моментаМк.

Согласно с.270 /2

M_k=, кГм.

Определим значения Мк для всех видов фрез.

М_к1=28,1 кГм;

М_к2=кГм;

М_к3= 35 кГм;

М_к4== 2,75 кГм.

4.14 Расчет мощности резания.

Согласно с.290 /2/ эффективная мощность фрезерования

N_e=кВт.

Последовательно определим значения N_ejдля каждой фрезы

N_e1=5,76 кВт;

N_e2 = =0,96 кВт;

N_e3= 9,37 кВт;

N_e4=1,6 кВт.

Для третьего перехода мощность N_e3= 9,37 превышает N_cT= 7,5 на

∆N=

что в течение короткого времени (₀₃= 0,59 мин.) допускается электродвигателем главного движения.

Полученные значения Р_zj, М_kjи N_ejзаносятся в соответствующие графы табл.4.4.

Фрезы	П а р а м е т р ы
	D	zu	L	t	B	Sz	hз	Т	n	V	τ0	Pz	Мк	Nе
	мм	-	мм	мм	мм	мм/зуб	мм	мин	1/мин	м/мин	мин	кГ	кГм	кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1,тор-цовая	100	10	150	5	80	0,085	0,6	120	200	62,8	1,29	450	22,5	4,6
2,дис-ковая	80	8	120	15	15	0,062	0,4	120	159	39,9	1,51	147	5,88	0,96
3,ци- лин- дрическая	80	10	350	10	50	0,13	0,4	90	252	65,8	0,59	872	35	9,37
4,кон-цевая	30	6	120	20	7,5  2	0,021	0,4	120	565	53,2	4,28	369	5,5	3,2

Таблица 4.4.

Основные параметры фрезерной операции

5.НАЗНАЧЕНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ДЛЯ