Расчет режимов резания при зубофрезеровании

Цель работы: изучить методику расчета режима резания при зубонарезании по таблицам нормативов. Приобрести навыки работы по нормативам.

  • Общие сведения
  • Профиль зубьев зубчатого колеса образуется путем удаления материала впадины следующими способами обработки: фрезерованием, строганием, долблением, протягиванием, шевингованием и шлифованием.
  • Различают два метода нарезания зубьев:
  • · копирования – когда форма режущей кромки инструмента соответствует форме впадины зубчатого колеса (дисковые, пальцевые модульные фрезы, зубодолбежные головки);

· обкатки – поверхность зуба получается в результате обработки инструментом, режущие кромки которого представляют собой профиль сопряженной рейки или профиль зуба сопряженного колеса и во время обработки инструмент с заготовкой образуют сопряженную зубчатую пару (червячные фрезы, долбяки, шеверы и др.).

  1. Метод обкатки имеет следующие преимущества по сравнению с методом копирования:
  2. · одним и тем же инструментом данного модуля можно нарезать зубчатые колеса с любым числом зубьев;
  3. · обеспечивается более высокая точность и низкая шероховатость поверхности зубьев нарезаемого колеса;

· достигается более высокая производительность обработки благодаря непрерывности процесса и участию в работе одновременно большего количества лезвий.

Дисковая и пальцевая модульные фрезы представляют собой фасонные фрезы, профиль зуба которых повторяет профиль впадины нарезаемого колеса. Обработка производится по методу копирования.

Пальцевые модульные фрезы применяют для получения шевронных и зубчатых колес большего модуля. Главным движением (движением резания) является вращение фрезы вокруг своей оси.

Движением подачи является движение фрезы вдоль оси заготовки.

 При обработке червячной фрезой (метод обкатывания) движение резания – вращение фрезы, движение подачи – поступательное движение фрезы вдоль оси заготовки.

Зуборезный долбяк выполнен в виде зубчатого цилиндрического колеса и снабжен режущими кромками.

Главное движение (движение резания) при зубодолблении – возвратно-поступательное движение долбяка, движений подачи два: движение обкатывания по делительным окружностям долбяка и нарезаемого колеса и радиальное перемещение. Зубодолбление применяют для нарезания наружных и внутренних зубьев прямых и косозубых колес.

Глубина резания при черновом нарезании зубьев (Ra = 12,5 мкм), как правило, принимается равной глубине впадины t = h = 2,2 × m, где m – модуль нарезаемого колеса, мм.

Обычно черновые червячные фрезы профилируются такими, чтобы ими можно было нарезать зубья на полную глубину, но оставляя припуск на окончательную обработку лишь боковым сторонам зуба. Если мощности и жесткости станка недостаточно, припуск на черновую обработку срезают за два прохода: первый проход h = 1,4m, второй проход , h = 0,7m.

Чистовую обработку в два прохода применяют только при зубодолблении цилиндрических колес дисковыми долбяками с модулем 6 мм и выше при шероховатости выше Ra = 1,6 мкм.

Подачи выбирают с учетом качества и точности нарезаемого колеса, мощности станка, модуля и числа зубьев нарезаемого колеса [5].

Скорость резания устанавливают в зависимости от режущих свойств инструмента. Размеров нарезаемого зуба. Глубины резания, подачи и других факторов по таблицам нормативов [5], или по эмпирической формуле [3].

Основное время при зубофрезеровании червячной фрезой

Расчет режимов резания при зубофрезеровании

  • где z — число зубьев нарезаемого колеса;
  •     n — частота вращения фрезы, об/мин;
  •     S0 – подача фрезы за оборот заготовки, мм/об;
  • K — число заходов фрезы.
  • При чистовой обработке применяют однозаходную фрезу, при черновой – многозаходную.
  • L – величина хода фрезы
  • L = b + l1,
  • где b – ширина венца нарезаемого колеса, мм;
  •     l1 – величина врезания и перебега, мм
  • Основное время при зубодолблении

Расчет режимов резания при зубофрезеровании

  1. где m – модуль нарезаемого колеса, мм;
  2.     z – число зубьев нарезаемого колеса;
  3.     Kд – число двойных ходов в минуту долбяка, дв.ход/мин;
  4.     S – круговая подача, мм/дв.ход;
  5.     Sp – радиальная подача, мм/дв.ход;
  6.     i – число проходов;
  7.     h – припуск на обработку, мм.

Пример. На зубодолбежном станке 5122 нарезают долбяком прямозубое зубчатое колесо модуля m = 3 мм с числом зубьев z = 40, шириной венца b = 40 мм. Обработка чистовая (Ra = 1,6 мкм) по сплошному металлу. Материал заготовки – сталь 40Х, твердость НВ190.

Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания (по таблицам нормативов), определить основное время.

Расчет режимов резания при зубофрезеровании

Решение:

Рис. 4. Эскиз обработки

  • 1. Выбор инструмента
  • Для зубодолбления цилиндрического колеса принимаем дисковый прямозубый долбяк модуля 3 тип 1 ГОСТ 9323-85 [2] или [3] из быстрорежущей стали Р6М5 [2] или [3].
  • Угол заточки по передней поверхности зубьев gз = 5° [2], [3], [5].

2. Режим резания.

2.1. Круговая подача для станка модели 5122 с мощностью двигателя 3 кВт, т.е. III классификационной группы [5] , для чистовой обработки по сплошному металлу, обработки стали с твердостью до НВ207, при модуле нарезаемого колеса до m=3 мм, S=0,25¸0,3 мм/дв.ход [5].

С учетом поправочных коэффициентов Кms=1 и паспортных данных станка принимаем S=0,25 мм/ дв.ход.

2.2. Радиальная подача.

Sp = (0,1…0,3) × S [5],

Sp = (0,1…0,3) × 0,25 = 0,025…0,075 мм/дв.ход.

С учетом паспортных данных станка принимаем

Sp = 0,036 мм/дв.ход.

2.3. Период стойкости долбяка для чистовой обработки Т = 240 мин. [3].

2.4. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента. Для чистовой обработки по сплошному металлу, круговой подаче S = 0,25 мм/дв.ход и модуле до 4 мм

  1. V = 20,5 м/мин.
  2. C учетом поправочных коэффициентов Kmv = 1; Kbv = 1
  3. Vp = V × Kmv × Kbv = 20,5 м/мин.
  4.  Число двойных ходов ходов долбяка в минуту , соответствующее найденной скорости резания,

Расчет режимов резания при зубофрезеровании

  • где L – величина хода долбяка, мм
  • L = b + l1 = 40 + 8 = 48 мм,
  • где l1 – перебег долбяка на две стороны.
  • При ширине венца до 51 мм и l1 = 8 мм [5]

Расчет режимов резания при зубофрезеровании

В соответствии с паспортными данными принимаем

Кд=200 мм/дв.ход.

Действительная скорость резания

Расчет режимов резания при зубофрезеровании

 3. Проверка достаточности мощности станка

 3.1. Мощность, затрачиваемая на резание

  1.  При чистовой обработке по сплошному металлу для данных условий обработки
  2. N = 1,1 кВт [5],
  3. С учетом поправочных коэффициентов KмN = 1; KbN = 1; KzN = 1,1
  4. Np = N× KмN × KbN × KzN = 1,1×1×1×1,1 = 1,21 кВт.
  5. 3.2 Мощность на шпинделе станка
  6. Nш = Nд×h кВт,
  7. где Nд = 3 кВт; h = 0,65 – паспортные данные станка
  8. Nш = 3×0,65 = 1,95 кВт.
  9. Так как Nш = 1,95 кВт > Np = 1,21кВт, то обработка возможна.
  10. 4. Основное время
Читайте также:  Как соединить транспортерную ленту своими руками

Расчет режимов резания при зубофрезеровании

где i – число проходов

Расчет режимов резания при зубофрезеровании

Порядок выполнения работы: аналогичен предыдущей работе.

Содержание и форма отчета:

Выполнить расчет режима резания по таблицам нормативов по заданному варианту. Исходные данные приведены в таблице.

Форма отчета : аналогична предыдущей работе. см. рис. 4.

Таблица. Варианты задания к работе 5.

Материал заготовки и его свойства Вид обработки и шероховатость поверхности, мкм Модуль, мм Число зубьев, z Ширина венца, b Угол наклона зубьев, b ° Число одновременно обрабатываемых зубьев, д Модель станка
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 Сталь 12ХНЗА, НВ210 Окончательная (по сплошному металлу) Ra=3,2 3 20 30 0 6 53А50
2 Сталь 30ХГТ, НВ200 Окончательная (по предварительно прорезанному зубу)* Ra=1,6 8 25 40 0 1 5122
3 Серый чугун СЧ25, НВ210 Предварительное (под последующее зубодолбление) 6 30 32 15 5 53А50
4 Серый чугун СЧ20, НВ200 Предварительное (под последующее шевингование) 3 60 50 0 1 5122
5 Сталь 45, НВ190 Окончательная (по сплошному металлу) Ra=1,6 2,5 80 60 0 3 5122
6 Сталь 40Х, НВ200 Предварительное (под шевингование) 7 28 55 0 1 5122
7 Сталь 35Х, НВ185 Окончательная (по сплошному металлу) Ra=1,6 2 54 20 30 10 53А50
8 Сталь 12Х18Н9Т, НВ180 Предварительное (под шевингование) 4 45 32 0 1 5122
9 Бронза Бр АЖН 10-4, НВ170 Предварительное (под последующее зубодолбление) 2,5 65 35 15 6 53А50
10 Латунь ЛМцЖ 52-4-1, НВ220 Окончательная (по сплошному металлу) Ra=1,6 1,5 84 25 0 1 5122
11 Сталь 14Х17Н2, НВ220 Окончательная (по предварительно прорезанному зубу)* Ra=1,6 5 32 50 0 1 5122
12 Сталь 20Х, НВ170 Предварительное (под шевингование) 5,5 24 24 0 1 5122
13 Серый чугун СЧ10, НВ170 Предварительное (под последующее зубодолбление) 8 46 25 15 8 53А50
14 Серый чугун СЧ15, НВ190 Окончательная (по предварительно прорезанному зубу)* Ra=1,6 6 30 38 0 1 5122
15 Сталь 38ХА, НВ190 Окончательная (по сплошному металлу) Ra=1,6 1,5 55 24 0 1 5122
16 Сталь 35, НВ180 Предварительное (под шевингование) 4 42 40 0 1 5122
17 Сталь 20, НВ200 Окончательная (по сплошному металлу) Ra=1,6 1,5 120 60 0 3 53А50
18 Серый чугун СЧ30, НВ220 Предварительное (под последующее зубодолбление) 5 66 18 15 10 53А50
19 Сталь 20Х, НВ165 Окончательная (по предварительно прорезанному зубу)* Ra=1,6 8 22 30 0 1 5122
20 Сталь 45, НВ210 Окончательная (по сплошному металлу) Ra=3,2 2 85 50 0 1 5122
21 Сталь 35Х, НВ185 Предварительное (под шевингование) 3 65 42 0 1 5122
22 Сталь 45ХН, НВ220 Окончательная (по предварительно прорезанному зубу)* Ra=1,6 6 24 28 0 1 5122
23 Серый чугун СЧ30, НВ220 Предварительное (под последующее зубодолбление) 8 50 45 30 4 53А50
24 Серый чугун СЧ10, НВ160 Окончательная (по сплошному металлу) Ra=1,6 2,5 70 65 15 3 53А50
25 Сталь 45, НВ215 Окончательная (по сплошному металлу) Ra=1,6 2 80 30 0 6 53А50
26 Серый чугун СЧ20, НВ240 Окончательная (по сплошному металлу) Ra=1,6 3 22 45 0 6 53А50
27 Аналог – 1
28 Аналог – 2
29 Аналог – 3
30 Аналог — 4
* В вариантах окончательной обработки по предварительно прорезанному зубу принять припуск на зубодолбление по межцентровому расстоянию h = 1…1,4 мм.

Расчет режимов обработки при фрезерных работах (включая зубофрезерование)

  • Методика расчета режимов резания при фрезерных работах
  •             Материал инструмента для обработки сталей назначать Т15К6; для обработки чугуна — ВК6; для обработки медных и алюминиевых сплавов – Р6М5.
  •             При расчетах следует задаваться подачей инструмента, глубиной резания и шириной фрезерования. Подачи выбирать согласно
  • таблицам 1, 2 и 3.
Ra Подача, мм/об
Торцовые и дисковые фрезы Цилиндрические фрезы из быстрорежущей стали, при диаметре фрезы
Сталь Чугун, медные и алюминиевые сплавы
Твердоспл Быстрорез 40-75 90-130 150-200 40-75 90-130 150-200
3.2 0,5-1,0 0,5-1,2 1,0-2,7 1,7-3,8 2,3-5,0 1,0-2,3 1,4-3,0 1,9-3,7
1.6 0,4-0,6 0,2-0,5 0,6-1,5 1,0-2,1 1,3-2,8 0,6-1,3 0,8-1,7 1,1-2,1

Таблица 1

Диаметр фрезы, мм Подача на зуб при фрезеровании концевыми фрезами, при глубине фрезерования, мм
Сталь Чугун
1-3 5 8 1-3 5 8
10-12 0,01-0,03 0,01-0,04
14-16 0,02-0,06 0,02-0,04 0,03-0,07 0,02-0,05
18-22 0,04-0,07 0,03-0,05 0,02-0,04 0,05-0,09 0,04-0,06 0,03-0,05

Таблица 2  

Диаметр фрезы, мм Фрезерование на шпоночно-фрезерных станках с маятниковой подачей при глубине фрезерования на один двойной ход, составляющий часть глубины шпоночного паза Фрезерование на вертикально-фрезерных станках за один проход
Осевое врезание на глубину шпоночного паза Продольное движение при фрезеровании шпоночного паза
Глубина фрезерования Подача на зуб, мм
6 0,3 0,10 0,006 0,020
8 0,3 0,12 0,007 0,022
10 0,3 0,16 0,008 0,024
12 0,3 0,18 0,009 0,026
16 0,4 0,25 0,010 0,028
18 0,4 0,28 0,011 0,030
20 0,4 0,31 0,011 0,032
  1. Таблица 3
  2.             Скорость резания при фрезеровании рассчитывается по формуле для всех видов обработки:  Расчет режимов резания при зубофрезеровании
  3. Т-        стойкость фрезы (см таблицу 4)
  4. B-        ширина фрезерования
  5. sz-       подача на зуб
  6. t-          глубина фрезерования
  7. D-        диаметр фрезы
  8. Сv,x,y,q,m,u- коэффициенты, зависящие от условий обработки (см таблицу 5)
Диаметр фрезы, мм до 60 60-150 150-250 более 250
Стойкость фрезы, мин 120 180 240 300

Таблица 4

Тип фрезы, материал Сv q x y u m
Обработка стали
Торцовые Т15К6 332 0,2 0,1 0,4 0,2 0,2
Цилиндрические Т15К6 616 0,17 0,2 0,3 0,08 0,33
Цилиндрические Р6М5 36 0,45 0,3 0,4 0,1 0,33
Дисковые Т15К6 1300 0,2 0,4 0,12 0 0,35
Дисковые Р6М5 69 0,25 0,3 0,2 0,1 0,2
Концевые напайные Т15К6 150 0,44 0,24 0,26 0,1 0,37
Концевые цельные Р6М5 48 0,45 0,5 0,5 0,1 0,33
Прорезные и отрезные Р6М5 53 0,25 0,3 0,2 0,2 0,2
Обработка чугуна
Торцовые ВК6 445 0,2 0,15 0,35 0,2 0,3
Цилиндрические ВК6 1180 0,37 0,4 0,2 0,23 0,42
Цилиндрические Р6М5 58 0,7 0,5 0,2 0,3 0,25
Дисковые Р6М5 72 0,2 0,5 0,4 0,1 0,15
Концевые цельные Р6М5 72 0,7 0,5 0,2 0,3 0,25
Прорезные и отрезные Р6М5 30 0,2 0,5 0,4 0,2 0,15
Обработка алюминиевых сплавов
Торцовые Р6М5 155 0,25 0,1 0,4 0,15 0,2
Цилиндрические Р6М5 134 0,45 0,3 0,4 0,1 0,2
Дисковые Р6М5 183 0,25 0,3 0,4 0,1 0,2
Концевые цельные Р6М5 186 0,45 0,3 0,2 0,1 0,33
Прорезные и отрезные Р6М5 200 0,25 0,3 0,2 0,2 0,2
  • Таблица 5
  • Kv-      поправочный коэффициент
  • Расчет режимов резания при зубофрезеровании
  • К φv – поправочный коэффициент на скорость, зависящий от главного угла в плане (таблица 6)
  • Кзаг- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от качества заготовки (таблица 7)
  • Кинст- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от материала режущего инструмента (таблица 8)
  • КматV- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от отклонений механических свойств обрабатываемого материала
  • (таблица 9)
Читайте также:  Какое напряжение нужно для светодиодной ленты
Главный угол в плане φ 15 30 45 60 75 90
К φv 1,6 1,25 1,1 1,0 0,93 0,87

Таблица 6

Заготовка Покат Поковка, литье под давлением Отливка (чугун) Отливка (медные и алюмин. сплавы)
К заг 0,9 0,8 0,8 0,9

Таблица 7

Материал обрабатываемый
Сталь Т5К12М Т5К10 Т14К8 Т15К6 Т30К4 ВК8
0,35 0,65 0,8 1,0 1,4 0,4
Чугун серый 190 НВ ВК8 ВК6 ВК4 ВК3
0,83 1,0 1,1 1,15
Алюминиевые и медные сплавы Р6М5 ВК4 ВК6 9ХС У12А
1,0 2,5 2,7 0,6 0,5

Таблица 8

Обрабатываемый материал КматV Показатель n
при обработке резцами из быстрореж.стали при обработке резцами из тверд.сплава
Сталь Расчет режимов резания при зубофрезеровании С ≤0.6% -1,0 1
Расчет режимов резания при зубофрезеровании 1,75
1,75
хромистая сталь 1,75
С>0.6% 1,75
Чугун серый Расчет режимов резания при зубофрезеровании 1,7 1,25
Медные сплавы 1
Алюминиевые сплавы 1

Таблица 8

            Методика применима к использованию в системе ТехноПро для расчетов режимов резания. Коэффициенты из таблицы 5 необходимо внести в информационную базу режущего инструмента и использовать в условии расчета при фрезеровании. Величину подачи необходимо вводить вручную.

Зубофрезерование

При зубофрезеровании скорость резания (при аналитическом методе) зависит от стойкости инструмента, подачи и, в меньшей мере, от модуля. Номенклатура червячных колес имеет максимум по модулю 8, поэтому согласно расчетным таблицам, имеет смысл назначать режимы одинаковые для всего ряда (в таблицах режимы незначительно отличаются, по мере изменения параметров детали).

  1.             Подача при зубофрезеровании назначается:
  2. -при черновой обработке, в зависимости от жесткости СПИД
  3. -при чистовой, в зависимости от требуемой шероховатости

Рекомендуется сразу применять чистовую радиальную подачу, чтобы избежать перегрузки системы СПИД. Рекомендованные величины подач в таблице 9.

Шероховатость Подача, мм/об при значении модуля
до 6 свыше 6
3,2 1,4 2,0
1,6 0,8 0,9
  • Таблица 9
  •             Фактическое значение подачи должно учитывать влияние коэффициента К1:                   
  • К1 –коэффициент, зависящий от числа заходов фрезы (см таблицу 10)
Число заходов фрезы 1 2 3
К1 1,0 0,75 0,65

Таблица 10

            Скорость резания определяется по таблице 11.

Модуль до 4 5, 6 8
Скорость резания 50 44 35
  1. Таблица 11
  2. Так же как и подача, скорость резания корректируется коэффициентами: Расчет режимов резания при зубофрезеровании
  3. Kv1- коэффициент, зависящий от назначенной стойкости фрезы
  4. Нормативные периоды стойкости фрез при чистовой обработке равны 240 мин для всех модулей. Коэффициент Kv1 отражает разницу между назначенной стойкостью и нормативной (см таблицу 12)
Отношение принятой стойкости к нормативной 1 2,0 3,0
Kv1 1,0 0,8 0,7

Таблица 12

Kv2- коэффициент, зависящий от числа заходов фрезы (см таблицу 13)

Число заходов фрезы 1 2 3
Kv2 1,0 0,75 0,65

Таблица 13

Kv3- коэффициент, зависящий от характера обработки (см таблицу 14)

Характер обработки Черновая Получистовая Чистовая
Kv3 1,0 1,2 1,4

Таблица 14

Обсуждение методики в соответствующей теме форума.

Расчет режимов резания (фрезеровки)

  • Основными параметрами задающими режимы резания являются:
  • -Частота вращения вала шпинделя (n)-Скорость подачи (S)-Глубина фрезерования за один проход
  • Требуемая частота вращения зависит от:
  • -Типа и характеристик используемого шпинделя-Режущего инструмента-Обрабатываемого материала
  • Частота вращения шпинделя вычисляется по следующей формуле:

Расчет режимов резания при зубофрезеровании

D – Диаметр режущей части рабочего инструмента, ммπ – число Пи, 3.14V – скорость резания (м/мин) — путь пройденный точкой (краем) режущей кромки фрезы в минуту.

Скорость резания (V) берется из справочных таблиц (См ниже).

Обращаем ваше внимание на то, что скорость подачи (S) и скорость резания (V) это не одно и  то же!!!

При расчетах, для фрез малого диаметра значение частоты вращения шпинделя может получиться больше, чем количество оборотов, которое в состоянии обеспечить шпиндель. В данном случае за основу дальнейших расчетов величины (n) берется фактическая максимальная частота вращения шпинделя.

Скорость подачи (S) – скорость перемещения режущего инструмента (оси X/Y), вычисляется по формуле:

Расчет режимов резания при зубофрезеровании

fz — подача на один зуб фрезы (мм)z — количество зубьев фрезыn — частота вращения шпинделя (об/мин)Подача на зуб берется из справочных таблиц по обработке тех или иных материалов.

Таблица для расчета режимов резания:

Расчет режимов резания при зубофрезеровании

После теоретических расчетов по формулам требуется подкорректировать значение скорости подачи. Необходимо учитывать жесткость станка. Для станков с высокой жесткостью и качеством механики значения скорости подачи выбираются ближе к максимальным расчетным. Для станков с низкой жесткостью следует выбрать меньшие значения скорости подачи.

Глубина фрезерования за один проход (ось Z) зависит от жесткости фрезы, длины режущей кромки и жесткости станка. Подбирается опытным путем, в ходе наблюдения  за работой станка, постепенным увеличением глубины резания. Если при работе возникают посторонние вибрации, получаемый рез низкого качества – следует уменьшить глубину за проход и произвести коррекцию скорости подачи.

Скорость врезания по высоте (ось Z) следует выбирать примерно 1/3 – 1/5 от скорости подачи (S).

Краткие рекомендации по выбору фрез:

При выборе фрез нужно учитывать следующие их характеристики:-Диаметр и рабочая длина. Геометрия фрезы.-Угол заточки-Количество режущих кромок-Материал и качество изготовления фрезы.Лучше всего отдавать предпочтение фрезам имеющих максимальный диаметр и минимальную длину для выполнении конкретного вида работ.

Короткая фреза большого диаметра обладает повышенной жесткостью, создает значительно меньше вибраций при интенсивной работе, позволяет добиться лучшего качества съема материала. Выбирая фрезу большого диаметра следует учитывать механические характеристики станка и мощность шпинделя, чтобы иметь возможность получить максимальную производительность при обработке.

Читайте также:  Дюйм с четвертью обозначение

Для обработки мягких материалов лучше использовать фрезы с острым углом заточки режущей кромки, для твердых – более тупой угол в диапазоне до 70-90 градусов.

Пластики и мягкие материалы лучше всего обрабатывать однозаходными фрезами. Древесину и фанеру – двухзаходными. Черные металлы – 3х/4х заходными. Материал и качество фрезы определяют срок службы, качество реза и режимы. С фрезами низкого качества сложно добиться расчетных значений скорости подачи на практике.

Примерные режимы резания используемые на практике.

Данная таблица имеет ознакомительный характер. Более точные режимы обработки определяются исходя из качества фрез, вида станка, и др. Подбираются опытным путем.

Расчет режимов резания при зубофрезеровании

Полезные ссылки:

Режимы резания

Фрезерное дело С. В. Аврутин

  1. Создание УП в программе ArtCAM
  2. Выбор фрезы для станка с ЧПУ
  3. Новинки:
  4. Планшетные плоттеры (флюгерный, биговочный, осциллирующий, тангенциальный нож)
  5. Станки с повортным шпинделем

Расчет операции 035 — зубофрезерование

В соответствии с характеристиками зубчатого венца и размерами детали для нарезания зубьев выбрали вертикальный зубофрезерный станок (рис. 18). Нарезание зубьев осуществляем при попутной подаче. В качестве инструмента выбрана по табл. П9 однозаходная червячная фреза (Zio =1) класса В, диаметром dao = 71 мм, изготовленная из стали Р18 [1, Т.2].

Назначение подачи фрезы на один оборот зубчатого венца осуществляется по уравнению:

So = s0T • Ks3 ? KSM ? Ksp ? Ksx ? KSH, (33)

в состав которого входят уточняющие коэффициенты (см. табл. П7—П12).

Зубья венцов с модулем до 2,5 мм нарезаютза один проход. При чистовом нарезании, соответствующее Ra = 1,6 по сплошному металлу выбираем подачу на один оборот SOT = 0,8 мм/об (см. табл. П10.

1), которую уточняем с помощью коэффициентов: Ks3 = 1 — коэффициент, учитывающий число заходов фрезы, принятый для z10 = 1; KSM = 0,7 — коэффициент, учитывающий твердость материала заготовки, принятый при НВ < 285; Ksp — коэффициент, учитывающий угол наклона зубьев у заготовки, принятый при 0 = 0°, Ksx =1,0 — коэффициент, учитывающий количество рабочих ходов, принятый для первого хода; Кт = 1,25 — коэффициент, учитывающий направление подачи, принятый для попутного фрезерования. После подстановки соответствующих множителей в уравнение (33):

So = 0,8 • 1,0 • 0,7 • 1,0 • 1,25 = 0,7 мм/об, получаем уточненное значение подачи.

Скорость резания,предварительно, назначаем на основании уточненного значения подачи на один оборот (So = 0,7 мм/об), модуля зубчатого венца (т = 2,5 мм), твердости обрабатываемого металла (НВ) и числу заходов фрезы(7ю = 1) по табл. П10.2 — V, =51 м/мин. Для уточненных условий фрезерования (табл.

П12), которые отражены в виде поправочных коэффициентов: Kv3 =1,0 — коэффициент, учитывающий число заходов фрезы, принятый для z10 = 1; KVM = 0,6 — коэф фициент, учитывающий твердость материала заготовки, принятый при НВ < 285; Kv$ = 1,0 — коэффициент, учитывающий угол наклона зубьев у детали, принятый при р = 0°; Kvx =1,0 — коэффициент, учитывающий количество рабочих ходов, принятый для первого хода; Kva = 1,0 — коэффициент, учитывающий направление движения подачи, принятый для попутного фрезерования; Kv$ = 1,1 — коэффициент, учитывающий материал фрезы, принятый для Р18; KVT = 1,0 — коэффициент, учитывающий класс точности фрезы, принятый для класса «В» рассчитаем уточненную скорость фрезерования зубьев:

V=Vt KV3- KVM • Kvp ? Kvx • Kvli ? ? KVT =

= 51 • 1,0 0,6- 1,0- 1,0- 1,0- 1,1 ? 1,0 = 34 м/мин.

По уточненному значению скорости частота вращения фрезы составит:

п = (1000 • Г)/(яг • б?ао) = (1000 • 34)/(3,14 • 71) = 153 мин1.

Режимы резания: частота вращения фрезы, величина подачи, затрачиваемая мощность при нарезании зубьев зубчатого колеса корректируются в зависимости от технических характеристик используемого оборудования (см. табл. П7). В случае ужесточения требований к профилю формируемого зуба зубчатого колеса необходимо использовать зубодолбежные станки (см. табл. П8), а для расчетов режимов резания Прил. 15—19.

Рис. 16. Эскиз нарезания зубьев фрезерованием

  • Для проведения нормирования данной операции необходимо определить расчетную длину нарезаемого зуба (рис. 16), которую определяем по формуле:
  • L = В + Zi + 12, (34)
  • где В — ширина зубчатого венца, В = 43 мм;
  • /1 — величина врезания фрезы;
  • /2 — величина выбега червячной фрезы.
  • При нарезании прямозубых колес:

/|=7ЖО-М = ,/2-25-2.5(71 -2.25-2,5) = 19.2 мм.

где h — высота зуба при нарезании за один проход,т- модуль зубчатого колеса, h = 2,25m.

Для прямоугольных колес /2 = 3…5 мм. При проведении расчетов принимаем /2 = 4. После подстановки соответствующих значений в (34):

? = 43+ 19,2 + 4 = 66,2 мм.

Основное время нарезания зубчатого венца:

t = (Zm • ?)/(«ф • So • zio) = (20 • 66,2)/(153 • 0,7 • 1) = 12,36 мин.

Вспомогательное время (? = 1,05 мин) определили по табл. П43 применительно к зубофрезерованию заготовки массой до 5 кг за один ход.

  1. Определение оперативного времени:
  2. Гоп = to + tB = 12,36 + 1,05 = 13,41 мин.
  3. Время на обслуживание рабочего места (гоб) и отдыха (гот) принимаем 4,1 % от операционного по табл. П 39:
  4. Гоб + Гот = (4,1 • /оп/100) = 4,1 • 13,41/100 = 0,55 мин.
  5. Определение штучного времени:

?шт — to + tB + tofj + Z0T — 12,36 + 1,05 + 0,55 — 13,96 мин.

  • Определение штучно-калькуляционного времени:
  • Гшк = Гшт + TJz = 13,96 + (14/200) = 14,03 мин,
  • где Тпз — подготовительно-заключительное время при зубофрезерова-нии детали с модулем до 8 мм и с использованием оправки, закрепленной в конусе станка по табл. П44;
  • Z — число изделий в партии, z = 200.
  • Определение расчетного количества оборудования:
  • ^шк(озо) • М-/Ф„ • т • т|р • 60 = (14,03 • 10000)/(2037 • 2 • 0,9460) = 0,61 шт,
  • где Nr — годовой выпуск деталей, NT = 10000 шт.;
  • Фн — номинальный годовой фонд времени, Фн = 2037 ч;
  • т|р — коэффициент простоя из-за ремонта, т|р = 0,94;
  • т — количество смен, т = 2.
Ссылка на основную публикацию
Для любых предложений по сайту: [email protected]