Iii. разбор задачи с комплексным расчетом режимов резания при точении
(Пример расчета по базовому справочнику)
Задание
На токарно-винторезном станке 16К20 подрезается торец втулки диаметром D = 120 мм до d = 80 мм.
Припуск на обработку (на сторону) h = 2 мм.
Параметр шероховатости обработанной поверхности Rz = 20 мкм.
Материал заготовки - серый чугун СЧ20 твердостью 210HB.
Обрабатываемая поверхность без литейной корки.
Система СПИД (станок–приспособление–инструмент-деталь) жесткая.
Режущий инструмент: резец токарный, проходной, отогнутый, правый; материал рабочей части (пластины) - твердый сплав ВК6; материал корпуса резца – сталь 45; сечение корпуса резца 16х25 мм; длина резца 150 мм; геометрические параметры рабочей части:
γ = 12о, α = 10о, λ = 0о, φ = 45о, φ = 45о, τ =1 мм.
Назначить режим резания и определить основное время.
Базовый справочник
Справочник технолога-машиностроителя (в 2-х томах) / Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. - Т.2. – М.: «Машиностроение», - 2003 г. – 943 с.
Гл.4, табл. 1-10 (общие); 11-23 (точение).
2
DГ DS
Рис. 1. Эскиз обработки к заданию
×
×
Расчет режима резания
1. По условию Rz = 20 мкм, поэтому с помощью табл. 2 можно сделать вывод, что обработка получистовая и h = t = 2 мм удовлетворяет заданным требованиям по шероховатости обработанной поверхности.
2. Таблицы подач в справочнике подразделяются на черновые и чистовые. Так как по условию задан параметр шероховатости, то рассматриваемый пример получистового точения ближе к случаю чистовой обработки.
По табл. 14 [1] для Rz=20 мкм и r = 1 мм табличное значение подачи
Sтабл = 0,38 мм/об. Примечания ко всем таблицам должны быть обязательно учтены. С учетом примечания выбранное значение Sтабл может быть изменено на величину коэффициента KS с учетом особенностей обработки.
Заданный по условию станок 16К20 имеет дискретный привод подач. Поэтому выбранная подача должна быть скорректирована по паспортным данным станка. В данном примере при подрезке торца ближайшее меньшее значение поперечной подачи: S = 0,35 мм/об.
3. Для станка с ручным управлением по табл. 3 стойкость инструмента: Т = 60 мин.
4. Скорость резания:
По табл. 17 [1] выбирается вид обработки. Для случая подрезки торца – это наружное продольное точение проходными резцами. Отрезание в этом случае выбирать неверно, т.к. оно протекает в более тяжелых условиях резания, чем простая подрезка торца.
Далее необходимо определиться с обрабатываемым материалом – к какой группе он относится: конструкционная углеродистая сталь, серый чугун, медные сплавы. Отличия заданного обрабатываемого материала от табличного по НВ или σв учитываются соответствующим коэффициентом, входящим в общий коэффициент Kv. Для рассматриваемого примера в таблице выбираем раздел: обработка серого чугуна, НВ 190.
Далее по таблице определяются параметры исходя из S = 0,35 < 0,4:
Сv = 243; xv = 0,15; yv = 0,20; m = 0,20.
Следующим шагом расчета необходимо учесть все отличия данных условий обработки относительно тех, для которых даны табличные значения. Для этого находят значения поправочных коэффициентов:
.
= - коэффициент определяется по табл. 1 и 2 [1] для данных условий (серый чугун обрабатывается резцом из твердого сплава) и округления в этом месте расчетов недопустимы.
= 1,0 – по табл.5 [1] (поверхность заготовки без литейной корки).
= 1,0 – по табл. 6 [1] (серый чугун обрабатывается ВК6).
= 1,0 – по табл.18 [1] (для φ = 45о).
= 1,18 – по таблице 4.3 (для d/D = 80/120 = 0,67).
5.
Так как заданный станок 16К20 имеет ступенчатое регулирование главного привода, то согласно таблице кинематических данных станка следует выбрать ближайшее меньшее значение.
По станку принимается n = 400 об/мин.
6.
7. Проверка по осевой составляющей силы резания, допускаемой прочностью механизма подачи станка, для случая получистовой обработки не проводится.
8. Для проверки по мощности электродвигателя станка необходимо определить главную составляющую силы резания:
· по табл. 22 [1] согласно выбранному разделу (серый чугун, НВ 190; твердый сплав; наружное продольное и поперечное точение) определяются параметры: = 92; = 1,0; = 0,75; = 0 (Примечание: в табл. 22 [1] показатель степени при скорости в формуле определения силы резания обозначен символом n).
Все отличия заданных условий резания относительно табличных учитывают поправочные коэффициенты:
= - определяется по табл. 9 [1] (серый чугун обрабатывается твердым сплавом, токарная обработка).
=1,0 – по табл. 23 [1] (φ=45о, твердый сплав, для Рz).
=1,0 – по табл. 23 [1] (ближайшее к γ = 12о табличное значение γ = 10о, твердый сплав, для Рz).
=1,0 – по табл.23 [1] (λ = 0о, твердый сплав, для Рz).
Рz=10 (Н).
По кинематическим данным станка находится КПД станка 16К20 η = 0,8 и определяется расчетная мощность:
Nрасч= (кВт).
С учетом данных станка Nст=10 кВт делаем вывод, что обработка возможна:
Nрасч = 2,68 < Nст = 10.
Расчет основного времени
С помощью таблицы 1определяем составляющие L:
Тогда: (мин).
Для наглядности результаты расчетов могут быть представлены в виде итоговой таблицы:
t, мм | S, мм/об | T, мин | n, об/мин | v, м/мин | To , мин |
0.35 | 0.17 |