Расчет режимов резания при точении

1.Выбирают типы применяемых резцов исходя из характера обработки. Для обработки наружных поверхностей применяют проходные резцы, для расточки отверстий - расточные, для подрезки торцов - подрезные и проходные упорные, для отрезки и прорезания канавок - отрезные, для нарезания резьбы - резьбовые.

2. Выбирают материал режущей части резца. Режущую часть токарных резцов изготовляют чаще всего из металлокерамических твердых сплавов, реже - из быстрорежущей стали. Фасонные резцы изготовляют из быстрорежущей стали. Рекомендуемые типовые марки твердого сплава для режущей части токарных резцов приведены в прил.1.

3.Определяют размеры резцов, и геометрические параметры их режущей части. Размеры резцов зависят от размеров применяемого станка. При высоте центров 150-160 мм рекомендуется сечение державки B× H = 12× 20 мм (где B - ширина, H- высота); при высоте центров 180—200 мм — от 12 × 20 до 16 × 25 мм, при высоте центров 250-300 мм — от 16 × 25 до 20 × 32 мм. Размеры токарных проходных резцов с пластинками твердого сплава приведены в табл. П2. Формы передней поверхности токарных резцов, углы режущей части резцов, значения углов φ и φ ₁ приведены в прил. 3, 4, 5.

4.Выбирают глубину резания t. При черновом точении и отсутствии ограничений по мощности станка, жесткости системы СПИД глубину резания принимают равной припуску на обработку t=h, где h — припуск на обработку (на сторону), мм. При параметре шероховатости обработанной поверхности от R_a = 20 мкм и менее вводят чистовое точение. В этом случае глубину резания при чистовом точении принимают по прил.6. В этой же таблице приведены примерные значения припусков на черновое точение.

5.Выбирают подачу s. При черновом точении подачу принимают максимально допустимой по мощности оборудования, жесткости системы СПИД, прочности режущей твердосплавной пластины и прочности державки. Рекомендуемые подачи при черновом наружном точении приведены в прил. 7, а при черновом растачивании - в прил. 8. Максимальные величины подач при точении стали 45, допустимые прочностью пластины из твердого сплава, приведены в прил. 9. Подачи при чистовом точении выбирают в зависимости от требуемых параметров шероховатости обработанной поверхности и радиуса при вершине резца (прил. 10).

Рекомендуемые значения подач при прорезании пазов и отрезании приведены в прил. 11, при фасонном точении - в прил. 12.

6. Корректируют подачу по паспорту станка (берут фактически имеющуюся на станке, близкую к табличному значению).

7. Рассчитывают скорость резания v (м/мин)

Среднее значение стойкости Т при одноинструментальной обработке 30- 60 мин.

Значения коэффициентов С_v, показателей степеней х, у, m приведены в прил.13.

Общий поправочный коэффициент

где - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала (прил.14, 15); – коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки (прил. 16); - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента (прил.17).

3. Вычисляют расчетную частоту вращения шпинделя мин^-1,

где: D – диаметр обрабатываемой детали, мм

9.После определения расчетной частоты вращения ее уточняют по паспорту станка, т.е. принимают фактически имеющуюся частоту вращения шпинделя, близкую к расчетной.

10. Определяют фактическую скорость резания, (м/мин)

11. Вычисляют тангенциальную составляющую силы резания (Н)

Значения С_Р, показателей степеней х, у, n для конкретных условий обработки даны в прил.18. При отрезании, прорезании и фасонном точении t — длина лезвия резца.

Поправочный коэффициент

где поправочный коэффициент на обрабатываемый материал (прил. 19); поправочный коэффициент на главный угол в плане φ; поправочный коэффициент на главный передний угол γ; — поправочный коэффициент на угол наклона главной режущей кромки; — поправочный коэффициент на радиус резца при вершине r. Коэффициенты приведены в прил. 20.

12. Определяют мощность резания N, (кВт), по формуле:

13. Проверяют возможность обработки по мощности:

где - мощность на шпинделе станка, кВт; - мощность электродвигателя, кВт; η - КПД главного привода станка (0, 75-0, 85 из паспортных данных станка).

14. Рассчитывают основное (машинное) время Т_О (мин)

где L - длина рабочего хода резца, мм; - число рабочих ходов резца; n - частота вращения шпинделя станка, об/мин; s - подача станка, мм/об.

где - длина обрабатываемой поверхности, мм; - величина пути врезания, мм; + (0, 5...2); - величина перебега, мм, = 1...3 мм; - величина пути для снятия пробных стружек, мм. При работе на настроенных станках не учитывается.

5.2 Расчет режимов резания при сверлении, зенкеровании, развертывании

1. Определяют глубину резания t

Глубина резания при сверлении, мм

где D — диаметр сверла, мм

Глубина резания при рассверливании, зенкеровании и развертывании, мм

где D_о — диаметр до обработки отверстия, мм

Глубина резания (мм) при: зенкеровании t =0, 5...2, 0; черновом развертывании t =0, 05...0, 25; чистовом развертывании t =0, 025...0, 1.

2. Вычисляют значения подачи

Подача при сверлении:

S = S_о K_l K_k K_ж K_u

где S_о - табличное значение подачи; K_l K_k K_ж K_u поправочные коэффициенты: соответственно на глубину отверстия; на достижение более высокого качества, на недостаточную жесткость системы СПИД; на инструментальный материал. Табличные значения подач и поправочные коэффициенты приведены в прил. 22.

Подача при зенкеровании в 2...2, 5 раза больше подачи при сверлении

S_З =(2...2, 5) S, а при развертывании в 2, 5...3 раза больше подачи при сверлении S_Р =(2, 5...3) S

3.Расчетную подачу уточняют, исходя из паспортных данных станка (взять ближайшее меньшее значение)

S_ф≤ S

4.Определяют расчетную скорость резания (допускаемая режущими свойствами инструмента) при сверлении, м/мин

При рассверливании, зенкеровании, развертывании:

где — коэффициент; q, m, y — показатели степени; Т — стойкость инструмента; K_v — общий поправочный коэффициент.

Значение коэффициента С_v и показателей степеней для сверления в прил. 23. для рассверливания, зенкерования, развертывания в прил.24

Средние значения периода стойкости сверл, зенкеров и разверток в прил. 25.

Общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания:

K_v = K _мv K _иv K_{l v} K _пv

где K _мv — коэффициент на обрабатываемый материал (прил. 26, 27); K _иv — коэффициент на инструментальный материал (прил. 28); K_{l v} — коэффициент, учитывающий глубину сверления (прил. 29); K _пv — коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки (прил. 30)

5. Вычисляют расчетную частоту вращения инструмента (шпинделя станка), мин^-1:

6. Уточняют частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка, т.е принимают фактически имеющуюся частоту вращения шпинделя, близкую к расчетной.

7. По принятой частоте вращения определяют фактическую скорость резания, м/мин

8. Проверяют выбранный режим резания по мощности на шпинделе станка. Если условие () не выполнено, то режим подлежит корректировке путем уменьшения скорости резания

где N_Э — мощность электродвигателя главного двигателя; η - КПД привода станка (см. паспортные данные сверлильных станков)

Мощность резания, кВт, определяют по формуле:

где М_кр— крутящий момент, Н м

Крутящий момент, М_кр и осевую силу, Р_о, при сверлении рассчитывают по формулам:

Н·м

Н

при рассверливании и зенкеровании:

Н·м

Н

Значение коэффициентов С_м и С_р и показателей степеней q, x у приведены в прил. 31. Коэффициент К_р, учитывающий условия обработки, в данном случае зависит от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением К_р = K_{μ р} (прил. 32).

при развертывании:

где s_z- подача, мм на один зуб инструмента, равная s /z, s – подача, мм/об, z- число зубьев развертки. Значения коэффициентов и показателей степени приведены в прил. 18.

9.Проверяют режим резания по прочности механизма подачи.

Р_о ≤ Р_{о доп},

где Р_{о доп} — максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом станка (берется из паспорта станка).Если условие (Р_о ≤ Р_{о доп}) не выполняется, то режим подлежит корректировке путем уменьшения подачи.

10. Вычисляют основное машинное время, мин

где, величина врезания, мм. При нормальной заточке , = 0, 3 D при двойной заточке = 0, 4 D; — глубина сверления, мм; = (3...5) — перебег инструмента. При обработке глухих отверстий =0