Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
754 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет режимов резания при зубофрезеровании

Зубофрезерование

Зубофрезерование – один из видов лезвийной обработки, обеспечивающий нарезание зубчатых колес эвольвентного профиля: цилиндрических (прямозубых и косозубых) колес внешнего зацепления, червячных колес. Операция зубофрезерования выполняется на специальных зубофрезерных станках, обеспечивая высокую точность и качество поверхности детали. Режущий инструмент, используемый для обработки заготовок – червячная модульная фреза.

Содержание

Сущность процесса [ править | править код ]

При обработке заготовок на зубофрезерном станке используется кинематический метод обкатки (огибания), который заключается в следующем: направляющая линия воспроизводится вращением заготовки, а образующая линия получается как огибающая кривая к последующим положениям к режущей кромке режущего инструмента, то есть, воспроизводятся движения, происходящие при зацеплении зубчатого колеса с зубчатой рейкой. В процессе зубофрезерования используются 3 формообразующих движения: главное движение резания Dr, вертикальная подача инструмента D и круговая подача заготовки DSкр. Для согласования этих движений на станке осуществляется настройка кинематических цепей: скоростной, делительной и дифференциальной. Скоростная кинематическая цепь предназначена для осуществления связи между червячной фрезой и валом электродвигателя, тем самым обеспечивается необходимая скорость резания. Кинематическая цепь деления осуществляет связь между вращением червячной фрезы и вращением заготовки. Дифференциальная кинематическая цепь связывает вертикальное перемещение инструмента с вращением заготовки.

Процесс нарезания зубчатого колеса с использованием червячной модульной фрезы на зубофрезерном станке

Вид и тип режущего инструмента [ править | править код ]

Зубофрезерование осуществляется специальным инструментом – червячной модульной фрезой. Этот режущий инструмент представляет собой винт с резьбой трапецеидального профиля, с прорезанными в нем перпендикулярно витку канавками, которые образуют ряды зубчатых реек. Число прорезанных канавок соответствует числу реек. Червячные фрезы бывают черновыми, чистовыми и повышенной точности для обработки зубчатых колес 7-й степени точности. Основными геометрическими параметрами фрезы являются наружный диаметр зубчатого колеса и модуль. Значения модуля являются стандартными. В машиностроении используются следующие значения модуля, мм: 0.8; 1.0; 1.25; 1.5; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0; 6.0; 8.0; 10.0…

Червячная модульная фреза

Технологическое оборудование [ править | править код ]

Основными узлами зубофрезерного станка являются:

  1. Станина
  2. Неподвижная стойка
  3. Суппорт
  4. Фрезерная головка
  5. Подвижная стойка
  6. Кронштейн
  7. Стол
  8. Салазки
  9. Коробка подач
  10. Коробка скоростей
  11. Дифференциал

Литература [ править | править код ]

А.М. Дальский, И.А. Арутюнова, Т.М. Барсукова. Технология конструкционных материалов. М., «Машиностроение», 1977. — 664 с.

Расчет режимов резания и нормы времени на фрезерную операцию

Ознакомление с некоторыми основными понятиями и определениями механической обработки заготовок на универсальных металлорежущих станках, с принципиальной последовательностью определения режимов обработки и норм времени для них, а также получение некоторых умений и навыков по выполнению расчетов режимов резания и норм времени при изготовлении деталей на универсальных токарных и фрезерных станках.

Оглавление

Цель работы……………………………………………………………………………………..….…. 2
1.Принципиальная последовательность расчета режимов резания при одноинструментальной обработке…………………………………….……………..…. 2
1.1.Принципиальная последовательность расчета режимов резания на токарной операции………………………………………………………….…………………………. 3
1.2.Принципиальная последовательность расчета режимов резания на фрезерной операции…………………………………………………………………………………….4
1.3. Расчет значения А, Б и В…………………………………………. 4
2. Расчет режимов резания и нормы времени на токарную операцию……………………………………………………………………………………………………. 4
2.1. Расчет режимов резания на предварительную обработку………………..5
2.2. Расчет режимов резания на чистовую обработку……………………………..7
2.3. Расчет нормы времени…………………………………………………….…………………8
3. Расчет режимов резания и нормы времени на фрезерную операцию………………………………………………………………………………………………. ….11
3.1. Расчет режимов обработки при фрезеровании паза концевой фрезой………………………………………………………………………………………………………. 11
3.2. Расчет нормы времени……………………………………………………………………..13
Литература………………………………………………………

Файлы: 1 файл

контрольная работа .docx

При работе на токарных станках потребуется на наладку станка, инструмента и приспособлений – 8 мин., на дополнительные приемы: установка упора – 1,5 мин., резца – 2 мин., величины подачи и частоты вращения шпинделя станка – по 1 мин.; на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки – 7 мин.

Читайте так же:
Обозначение на схеме розеток и выключателей

Тш.к. = 24,5/50+14,1 = 14,59 мин.

Составляем сводную таблицу расчета технической нормы времени расчетно- аналитическим методом

То, минm, кгТусзо, минТуп, минТиз, минТоп, минПоб.от, %Тдоп, минТшт, минТп.з, минn, шт.Тш.к, мин
9,315,50,500,401,2313,246,50,8614,124,55014,59

Укрупненный расчет технической нормы времени для токарной

При определении типа производства нередко приходится укрупненно определять норму штучно-калькуляционного времени, когда еще не известны режимы обработки на операции механообработки. Основное технологическое время (То, мин) определяется приближенно для обработки поверхности по следующим формулам:

-черновое точение То = 0,00017*d*l;

-чистовое точение То = 0,0001*d*l,

где d – диаметр (максимальный) обработки, мм;

l – длина обработки (резания), мм.

То1 = 0,00017*90*243 = 3,72 мин;

То2 = 0,0001*82,7*243 = 2,01 мин.

Основное время операции будет равно соответствующей сумме основных времен для обработки поверхностей

Штучно-калькуляционное время на операцию определяется по следующей зависимости:

где φк – коэффициент, учитывающий тип производства и вид оборудования: для условий мелкосерийного (среднесерийного) производства: для токарного станка – 2,14 (1,75).

Для мелкосерийного производства

Для среднесерийного производства

3. Расчет режимов резания и нормы времени на фрезерную операцию.

При фрезеровании паза (концевой фрезой) – длина фрезерования Lрез=А=81мм; ширина паза b = B = 27мм и глубина паза t равняется 3 мм при b≤25 мм, в противном случае – равна 5мм (заготовка «куб» со стороной равной А). Принимаем t=5мм.

При фрезеровании концевой фрезой (быстрорежущая сталь) подбирается диаметр фрезы, из которой переточкой будет обеспечиваться заданная вариантом ширина паза.

Для фрезерования паза шириной 27мм потребуется фреза Ø28 мм, из которой переточкой ее в размер 27мм будет обеспечена необходимая ширина паза глубиной 5мм.

3.1. Расчет режимов обработки при фрезеровании паза концевой фрезой.

1.Расчет длины рабочего хода Lр.х., мм и средней ширины фрезерования bср, мм (bср = В – для выполняемой работы) определяется по зависимости

При этом для обеспечения меньшей шероховатости обработанной поверхности целесообразно применять y = d + 5, где d – диаметр концевой фрезы.

y = 27 + 5 = 32 мм

Lр.х. = 81 + 32 = 113мм.

2.Определение рекомендуемой подачи на зуб фрезы по нормативам Sz, мм/зуб. Для выполняемой работы можно принимать:

-для концевой фрезы – Sz=0,025 – 0,05 мм/зуб в зависимости от диаметра фрезы, то есть для фрез диаметром до 18 мм принимать Sz = 0,025; фрез до Ø22 – Sz=0,03; до Ø26 – Sz=0,035; до Ø30 – Sz=0,04; свыше Ø30 – Sz=0,05 мм/зуб. Принимаем Sz = 0,04 мм/зуб.

3.Определение стойкости инструмента по нормативам Тр в минутах резания.

-коэффициент времени резания инструмента λ = Lрез. / Lр.х.

-табличное значение стойкости фрезы в минутах машинной работы (Тм): для концевой фрезы до Ø20 мм – Тм = 60 мин, в противном случае Тм = 80 мин. Принимаем Тм = 80 мин.

-стойкость фрезы (Тр) в минутах резания: Тр = λ * Тм

4.Расчет скорости резания υ в м/мин, частоты вращения шпинделя станка n в минуту и минутной подачи Sм в мм/мин:

-определение рекомендуемой нормативной скорости резания υт, для концевой фрезы принимаем υт = 24 м/мин;

где К1 – коэффициент, зависящий от размеров обработки. Для концевой фрезы принимаем К1 = 1,1;

Читайте так же:
Проверка мосфетов на материнской плате

К2 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого и инструментального материалов. Для концевой фрезы принимаем К2 = 0,9;

К3 – коэффициент, зависящий от стойкости и материала инструмента. Для концевой фрезы К3 = 1,6 при Тр ≤ 30 мин, а в противном случае К3 = 1,2. Принимаем К3 = 1,2.

υ = 24*1,1*0,9*1,2 = 28,51 м/мин.

-расчет частоты вращения шпинделя станка (no) по формуле

где d – диаметр фрезы

no = 1000*28,51/(3,14*27) = 335,21

-уточнение nо по паспорту станка – как ближайшая имеющаяся ступень частот вращения шпинделя станка (n). Принимаем n = 315;

-уточнение скорости резания (υпр) по принятой частоте вращения шпинделя станка (n) с использованием зависимости, в которой d – диаметр фрезы

υпр = 3,14*27*315/1000 = 26,7 м/мин.

-расчет минутной подачи (Sмр) стола станка по принятой частоте вращения шпинделя станка (n) с использованием зависимости:

где Zu – количество зубьев фрезы.

Sмр = 0,04 * 4 * 315 = 50,4мм/мин.

-уточнение расчетной минутной подачи (Sмр) по паспорту станка – как ближайшая меньшая имеющаяся ступень минутных подач (Sм). Принимаем Sм = 50 мм/мин.

5.Расчет основного машинного времени обработки (tм, мин.) по формуле:

tм = 113 / 50 = 5,65 мин.

6.Уточнение подачи на зуб фрезы Szпр по принятым режимам резания:

7. Проверочный расчет по мощности резания:

-определение потребной мощности резания Nре з по зависимости:

где Е – величина, определяемая по таблице (с.102): Е=0,11, если Sz≤0,02 мм/зуб; Е=0,2, если 0,02≤Sz≤0,04 мм/зуб; Е=0,25, если Sz>0,04 мм/зуб. Принимаем Е = 0,2;

К1 = 1,0 и К2 = 1,0 – для рассматриваемых вариантов задания.

Nрез = 0,2* *1*1 = 0,62 кВт.

-проверка по мощности двигателя (Nдв = 7,5 кВт, ƞ =0,95):

где Nр.д. – допустимая мощность резания станка.

8. Основное машинное время на операцию То = tм, так как на операции работает один инструмент в один проход.

9.Составляем сводную таблицу режимов резания на фрезерную операцию (фрезерование концевой фрезой).

Lрез., ммb, ммd, ммt, ммLр.х., ммSz, мм/зубυ, м/минnonυпрSмSzпрNрезТо
81272751130,0428,51335,2131526,7500,0390,625,65

3.2.Расчет нормы времени

В условиях серийного производства определяется норма штучно-калькуляционного времени (Тш.к.) по формуле:

где Тп.з – подготовительно-заключительное время, мин.;

n – количество деталей в партии для одновременного запуска в производство, шт.;

Тшт – штучное время, мин, которое определяется по формуле:

где То – основное (машинное) время, мин;

Тот – время перерывов на отдых и личные надобности, мин;

Тоб – время на обслуживание рабочего места, мин;

Тв – вспомогательное время, мин, которое состоит из затрат времени на отдельные приемы, т.е.

где Тус – время на установку и снятие детали, мин;

Тзо – время на закрепление и открепление детали, мин;

Туп – время на приемы управления, мин;

Тиз – время на измерение детали, мин.

При этом, сумма двух первых слагаемых То + Тв составляет норму оперативного времени (Топ), а двух последних Тоб + Тот – дополнительного (Тдоп), т.е.

Значение нормы основного времени То на операцию берется из предыдущего расчета режимов обработки То = 5,65 мин.

Для определения нормы вспомогательного времени используем нормативную информацию для массового производства. Поэтому полученное значение Тв надо будет умножить на коэффициент 1,85.

Читайте так же:
Сверло по стеклу и керамической плитки

Первоначально определяется масса детали (m), кг (с округлением до десятых):

-при фрезеровании считаем поперечное сечение детали квадратным со стороной А, а длину детали равной длине резания при фрезеровании.

V = 81*81*81 = 531441 мм 3 = 531,4 см 3

m = 531,4 * 7,8 = 4144,9г = 4,1 кг.

При обработке отверстия и фрезеровании принимаем, что заготовка устанавливается в тисках с механическим (винтовым) зажимом. Для установки, принятой к работе, можно воспользоваться данными таблицы, при массе детали свыше 3 до 5 кг составляет Тус + Тзо = 0,028 мин.

2.16. Режимы резания при фрезеровании

Последовательность расчета режимов резания при обработке заготовок различными фрезами изложена в справочнике (разд. 2, карта Ф-1). Для примера рассмотрим методику расчета режимов резания на одношпиндельных фрезерных станках с прямолинейной подачей.

1. Расчет длины рабочего хода Lр.х, мм (при обработке нескольких деталей их комплект рассматривается как одна деталь), с учетом длин L, рассчитанных для отдельных инструментов, и последовательности их работы производится по формуле

где Lp — длина резания, равная длине обработки, измеренной в направлении подачи; Lп — величина подвода, врезания и перебега инструмента; Lд — дополнительная величина хода, вызванная в ряде случаев особенностями наладки и конфигурации деталей.

2. Назначение расчетной подачи на зуб фрезы Sz, мм/зуб, производят по карте Ф-2. При этом учитывают следующие исходные данные: обрабатываемый материал и его твердость; тип и инструментальный материал фрезы; в зависимости от типа фрезы — глубина резания t, ширина фрезерования В, диаметр фрезы d и число зубьев z. Например, при обработке чугуна торцовыми и дисковыми фрезами подачу на зуб фрезы S. можно выбрать по табл. 2.8 (фрагмент карты Ф-2), а соответствующую ей подачу S0 определить по формуле

Таблица 2.8. Обработка чугуна (серого, ковкого и высокопрочного) торцовыми и дисковыми фрезами

  1. Большие значения подач необходимо применять при жесткой технологической системе, меньшие — при ее пониженной жесткости.
  2. Меньшие значения подач необходимо применять при прорезывании глубоких пазов и при работе фрезами небольших размеров.

3. Назначение стойкости инструмента Тр, мин, производится по карте Ф-3 в зависимости от типа фрезы и ее диаметра d, площади фрезеруемой поверхности F и коэффициента загрузки фрезы К по формуле

где Тм — стойкость в минутах основного времени; λ — коэффициент времени резания; К — коэффициент, учитывающий неравномерность загрузки инструмента.

Значения входящих в формулу коэффициентов указаны в карте Ф-3.

4. Расчет скорости резания v, м/мин, частоты вращения шпинделя n, об/мин, и минутной подачи Sм, мм/мин, для различных фрез производится в четыре этапа в зависимости от обрабатываемого материала, типа и инструментального материала фрезы, диаметра фрезы d и числа зубьев z, подачи Sz, глубины резания t или ширины фрезерования В, а также стойкости инструмента Тр.

4.1. Определение рекомендуемых значений v для каждого инструмента в наладке (табл. 2.9).

Таблица 2.9. Скорость резания

4.2. Расчет частоты вращения шпинделя n, соответствующей рекомендуемой скорости v, для каждого инструмента по формуле

4.3. Назначение частоты вращения шпинделя п по паспорту станка (не рекомендуется превышать минимальные значения, определенные на этапе 4.2, более чем на 15 %).

Скорость резания v, м/мин, определяется по формуле:

где vтабл — скорость резания по таблице, м/мин; К1 — коэффициент, зависящий от марки обрабатываемого чугуна и инструментального материала; К2 — коэффициент, зависящий от стойкости инструмента Тp.

4.4. Расчет минутной подачи Sм, мм/мин, по формуле

и уточнение ее по паспорту станка.

5. Расчет основного времени To, мин, при обработке комплекта деталей, установленных на столе станка,

Читайте так же:
Наборы плашек и метчиков

где Lр.х — длина рабочего хода, мм (см. этап 1); Sм — минутная подача, мм/мин (см. этап 4.4).

6. Корректирование режимов резания в соответствии с данными Приложения 7 [24], когда время То, рассчитанное на этапе 5, меньше основного времени, соответствующего заданной производительности.

7. Выполнение проверочных расчетов по мощности резания Nr состоит из двух этапов.

7.1. Определение значения Np, кВт, для каждой фрезы по формуле, приведенной в карте Ф-6:

где Nr — мощность резания по данным графика (см. карту Ф-6), определяемая в зависимости от объема срезаемого слоя Q в единицу времени (при колеблющихся значениях мощности резания из-за переменного числа одновременно работающих зубьев значение Nr принимают равным среднему значению мощности); К — коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и его твердости.

Значения этого коэффициента приведены ниже.

Значение Q, см 3 /мин, определяют по формуле

где t — глубина резания, мм; В — ширина фрезерования, мм; Sм — минутная подача, мм/мин.

7.2. Проверка мощности двигателя производится по данным Приложения 6 [24].

Зубофрезерование на универсальных станках

Процесс InvoMilling

Процесс InvoMilling

Зубчатые передачи являются неотъемлемой частью многих механизмов и машин. Они входят в конструкции большинства металлообрабатывающих станков, прессового оборудования, транспортных машин, энергетических установок, приборов и многих других изделий.

Зубофрезерование обычно выполняется на специализированных станках со специализированным инструментом для каждого метода обработки. Наряду с такими станками, растёт применение 4- и 5-координатных многоцелевых станков. Они обладают высокой технологической гибкостью и не требуют больших инвестиций. Многоцелевые станки позволяют выполнить операции точения, фрезерования и зубофрезерования за один установ, что является большим преимуществом при обработке мелких партий деталей.

Около 90% всех операций технологического процесса изготовления зубчатых колес предполагают обработку металла резанием. Поэтому основной возможностью для рационализации и повышения экономической эффективности производства является применение усовершенствованных инструментов нового поколения и оптимизированных методов обработки.

Появление быстрорежущей стали в металлорежущей отрасли в начале 20-ого века вызвало стремительный рост производительности обработки. Однако ее господство оказалось непродолжительным: начиная с 1930-ых годов быстрорежущую сталь начал вытеснять ее преемник – твёрдый сплав. С развитием новых твердосплавных инструментов уровень производительности обработки вырос в геометрической прогрессии. Несмотря на то, что твёрдый сплав доминирует в области металлообработки в течение последних десятилетий, традиционные инструменты из быстрорежущей стали всё еще широко применяются при зубофрезеровании.

Фрезы со сменными твердосплавными пластинами обладают огромными преимуществами. Они позволяют значительно повысить производительность за счёт более высоких скоростей резания и подач. Появляется возможность сократить время обработки детали. К тому же это решение более гибкое, так как один инструмент может обрабатывать зубья различного профиля. Настало время сделать шаг в сторону высокопроизводительного и экономически эффективного зубофрезерования.

Сегодня всё большую популярность начинает приобретать совершенно новое поколение фрез, обеспечивающих высокий уровень эффективности, которого невозможно добиться при использовании традиционных червячных фрез из быстрорежущей стали. Фрезы для зубообработки со сменными пластинами, такие как модульные дисковые фрезы и полнопрофильные червячные фрезы, позволяют назначать более высокие режимы резания и значительно сокращать стоимость изготовления зубчатого колеса. Усовершенствованный состав основы сплавов новых режущих пластин, а также улучшенные покрытия и процессы производства обеспечивают повышение скорости съема материала и стойкости инструмента. Однако лидеры металлообрабатывающей отрасли продолжают привлекать значительные ресурсы в инновационные разработки.

В области зубообработки был сделан еще один шаг для развития технологий зубофрезерования – революционное решение InvoMilling для гибкого изготовления цилиндрических колёс и шлицев на универсальных пятикоординатных обрабатывающих центрах. Новая технология InvoMilling является уникальным решением для обработки прямозубых и косозубых колес фрезами со сменными пластинами. Это новый экономически эффективный метод изготовления деталей с зубчатым зацеплением без применения специализированного оборудования. Теперь детали могут обрабатываться на одном станке за один установ, поэтому время их производства значительно сокращается. А новое поколение фрез со сменными пластинами обеспечивает значительное повышение режимов резания и снижение затрат на изготовление единицы продукции.

Читайте так же:
Расход электродов на 1 стык трубы калькулятор

Инновационное решение InvoMilling объединяет в себе программное обеспечение, специализированные фрезы. Программное обеспечение InvoMilling 1.0 разработано Sandvik Coromant совместно с компанией Euklid, которая имеет богатый опыт в проектировании зубчатых колёс в системах CAD/CAM. В сочетании со специализированными фрезами для InvoMilling новое ПО гарантирует исключительно короткое время подготовки производства для широкого диапазона модулей цилиндрических колес и эвольвентных шлицев.

Программное обеспечение InvoMilling 1.0 позволяет сократить процесс создания управляющей программы (УП) для станка. Оператору станка не нужно разбираться ни с G- и M-функциями, ни с блоком обработки данных. Главным образом, это достигается за счет продуманного способа задания/ввода исходных данных, ориентированного на конечного пользователя, что позволяет квалифицированному оператору быстро и эффективно программировать, проверять возможность на столкновения и производить обработку на станке.

Зубофрезерование прецизионными фрезами, оптимизированными для InvoMilling, является очень гибким процессом благодаря использованию одинаковых инструментов для обработки зубьев разных профилей. Это означает, что можно сразу приступать к обработке вместо того, чтобы дожидаться специального инструмента, что идеально при мелкосерийном производстве и в тех случаях, когда приоритетом является сокращение периода освоения новой продукции.

Процесс InvoMilling демонстрирует свою эффективность при изготовлении шестерён и шлицев с модулем от 2 до 12 мм, обеспечивая гибкость технологического процесса и высокое качество обработки.

Технологию InvoMilling следует применять на универсальных пятикоординатных обрабатывающих центрах в условиях:

  • единичного и мелкосерийного производства – экономичное решение по сравнению с приобретением специализированного инструмента для каждой серии деталей;
  • общего машиностроения – сокращение складских запасов инструмента и повышение качества обработки;
  • производства опытных образцов и экспериментального производства – обработка большого количества различных шестерней с помощью одного инструмента за короткое время;
  • ремонтных цехов и учебных центров – обработка имеющимися инструментами, независимо от профиля зубьев шестерни, которую необходимо отремонтировать или заменить.

Таким образом, революционное отличие технологии InvoMilling заключается в том, что теперь можно применять стандартные станки и стандартный прецизионный инструмент для получения большинства профилей зубьев, используя специальное программное обеспечение. На многоцелевых станках или пятикоординатных обрабатывающих центрах можно полностью изготавливать детали за один установ. Для производителей, перемещающих детали между различными станками или отдающих изготовление шестерней субподрядчикам, InvoMilling позволяет значительно сократить период освоения новой продукции и общее время производства.

Источник новости — пресс-релиз от
ООО «Сандвик», г. Москва

О компании Sandvik Coromant

Sandvik Coromant является ведущим мировым поставщиком режущего инструмента и оснастки, инструментальных решений и ноу-хау для металлообрабатывающей промышленности. Благодаря крупным инвестициям в исследования и разработки, мы создаем уникальные инновации и устанавливаем, вместе с нашими клиентами, новые стандарты эффективности металлообработки. Наши основные клиенты представляют широкий спектр отраслей промышленности: автомобильную, аэрокосмическую, энергетическую и многие другие. В компании Sandvik Coromant работает более 8000 сотрудников, она представлена в 130 странах мира. Мы являемся частью бизнес-подразделения Sandvik Machining Solutions в рамках глобальной промышленной группы Sandvik.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector