Определить расчетную частоту вращения шпинделя

Определение режимов резания

При основных видах лезвийной обработки

Лабораторная работа № 9

Основные понятия

Режимы резания

При назначении элементов режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

Элементы режима резания обычно устанавливают в следующем порядке:

Глубина резания t: при черновой (предварительной обработке) назначают по возможности максимальную t, равную всему припуску на обработку или большей части его; при чистовой (окончательной) обработке – в зависимости от требований точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.

Подача S: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости и прочности системы СПИД, мощности привода станка, прочности твердосплавной пластинки и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке – в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности.

Скорость резания V рассчитывают по эмпирическим формулам, установленным для каждого вида обработки.

Стойкость Т – период работы инструмента до затупления, приводимый для различных видов обработки.

Сила резания. Под силой резания обычно подразумевают ее главную составляющую Р_z, определяющую расходуемую на резание мощность N_e и крутящий момент на шпинделе станка. Силовые зависимости рассчитывают по эмпирическим формулам, значения коэффициентов и показателей степени в которых для различных видов обработки приведены в соответствующих таблицах.

Определение режимов резания

При точении

Определим режимы резания для чернового наружного точения цилиндрической поверхности на токарном станке в следующей последовательности:

1.2.1. Определить глубину резания t, мм:

, (9.1)

где D – диаметр заготовки, мм;

d – диаметр детали, мм;

i – число проходов.

1.2.2. Назначить подачу S, мм/об, в зависимости от вида

обработки, режима обработки (черновой, чистовой),

жесткости системы СПИД и др. факторов, согласно

таблицы 9.1 приложения Д.

Выбирают модель токарного станка, на котором будет выполняться точение, и корректируют значение выбранной подачи S по паспортным данным этого станка.

2.2.3. Рассчитать теоретическую скорость резания V_Д, м/мин, допускаемую режущим инструментом по формуле:

, (9.2)

где Т – стойкость инструмента, при одноинструментальной

обработке принимают в пределах 30÷60 мин;

С_v ,m, х, у – коэффициенты, значения которых определяются

по таблице 9.2 приложения Д.

t – глубина резания, мм;

S – подача, мм/об;

К_v – поправочный коэффициент, который определяется

по формуле:

, (9.3)

где K_mv – коэффициент, учитывающий влияние материала

заготовки, определяется по таблице 9.3

приложения Д ;

K_nv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности

заготовки:

- для стальной заготовки K_nv=0,9;

- для чугунной заготовки K_nv=0,8;

K_иv – коэффициент, учитывающий влияние материала

инструмента, определяется по таблице 9.5

приложения Д.

Определить расчетную частоту вращения шпинделя

n_р, мин^-1:

(9.4)

где V_Д – действительная скорость резания, рассчитанная по

формуле (9.2), м/мин;

D – диаметр заготовки, мм;

Найденную расчетную частоту вращения шпинделя n_р скорректировать по паспорту станка, выбранного ранее: принять частоту вращения шпинделя n, имеющуюся на станке, ближайшую меньшую или большую, если она не превышает 5% от полученной n_р.

1.2.5. Рассчитать фактическую скорость резания V,м/мин,

по выбранной частоте вращения шпинделя n:

, (9.5)

где D – диаметр заготовки, мм;

n – частота вращения шпинделя, имеющаяся на станке,мин^-1.

1.2.6. Рассчитать составляющую силы резания Р_z, Н,

(рис.9.1) по формуле:

, (9.6)

где t – глубина резания, мм;

S – подача, мм/об;

V – фактическая скорость резания, м/мин;

С_p ,n, х, у – коэффициенты, значения которых определяются

по таблице 9.6 приложения Д.

К_p – поправочный коэффициент, который определяется

по формуле:

, (9.7)

где K_mp – поправочный коэффициент, который определяется

по таблице 9.7 приложения Д;

K_φp,K_γp,– коэффициенты, учитывающий влияние

K_λp, K_rp геометрических параметров режущей части

инструмента, определяются по таблице 9.8

приложения Д.

Рисунок 9.1. Силы, действующие на резец при точении

1.2.7. Определить мощность резания Np, кВт, по формуле:

, (9.8)

где Pz – составляющая силы резания, Н;

V – фактическая скорость резания, м/мин.

Полученное значение мощности резания N_p сравнивнить с мощностью электродвигателя выбранного станка N, с учетом

коэффициента полезного действия электродвигателя h:

(9.9)

В случае если не выполняется условие (9.9), необходимо перейти к меньшему значению частоты вращения шпинделя n и повторно выполнить расчеты, начиная с пункта 1.2.4.

1.2.8. Рассчитатт крутящий момент для осуществления процесса резания М_кр, кН×мм:

, (9.10)

крутящий момент на шпинделе станка М_ст, кН×мм:

, (9.11)

где Pz – составляющая силы резания, Н;

D – диаметр заготовки, мм;

N, η – мощностью электродвигателя выбранного станка и

КПД электродвигателя;

n – частота вращения шпинделя, имеющаяся на станке,мин^-1.

1.2.9. Определить основное время Т₀, мин:

, (9.12)

где i – число проходов;

S – подача, мм/об;

L – расчетная длина обрабатываемой поверхности

(рис.9.2), мм:

, (9.13)

где – длина обрабатываемой поверхности, мм;

– длина пути врезания резца, мм:

, (j – главный угол резца в плане);

– длина перебега резца, мм: =1÷3.

Рисунок 9.2. Схема обработки при точении