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 φ₁ 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 , 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).

8.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:

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.

Длина рабочего хода резца определяется:

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_lv K_пv

где K_мv — коэффициент на обрабатываемый материал (прил. 26, 27); K_иv — коэффициент на инструментальный материал (прил. 28); K_lv — 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_μр (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 , = 0,3D при двойной заточке = 0,4D; — глубина сверления, мм; = (3...5) — перебег инструмента. При обработке глухих отверстий =0