Расчет режимов резания

8. Расчет режимов резания

 

Режим резания является одним из главных факторов технического процесса механической обработки, определяющий нормы времени на операцию. В связи с этим необходимо в полной мере использовать режущие свойства инструмента и производственные возможности оборудования.

При назначении и расчете элементов режимов резания следует учитывать следующие факторы: материал и состояние заготовки; тип и размеры инструмента, материал его режущей части, тип и состояние оборудования.

Элементы режима резания, как правило, устанавливаются в следующем порядке:

-          назначается глубина резания t;

-          назначается подача режущего инструмента S;

-          рассчитывается скорость резания V;

-          рассчитывается сила резания Pz или крутящий момент на шпинделе станка М_кр;

-          определяется мощность, расходуемая на резание N;

-          выбирается металлорежущее оборудование.

Глубина резания t при черновой обработке назначается такой, чтобы был снят весь припуск за один проход или большая его часть. При чистовой обработке припуск снимается за два и более прохода. На каждом последующем проходе следует назначать меньшую глубину, чем на предшествующем, учитывая преобладания точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.

Подача S при черновой обработке выбирается максимально возможной, исходя из жесткости и прочности системы СПИД, прочности твердосплавной режущей пластины и других ограничивающих факторов. При чистовом точении подача назначается в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обрабатываемой поверхности.

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

Сила резания раскладывается на составляющую тангенциальную P_z, радиальную Р_y и осевую Р_x силы резания. Главной составляющей силой, определяющей расходуемую на резание мощность и крутящий момент на шпинделе станка, является сила Р_z которая рассчитывается по эмпирической зависимости.

Расчет режима резания при подрезке торцов.

Глубина резания t = 4 мм;

Принимаем подачу S = 1,2 мм/об; ([2] стр.266 табл.11)

Число проходов i=1;

Режущий инструмент: резец токарный для обработки и подрезания торцов с твердосплавными пластинами по ГОСТ 19043-80, опорные пластины ГОСТ 19073-80, стружколом по ГОСТ 19084-80 с главным углом в плане мм.

Скорость резания определяется по формуле:

 

V =,

где = 340 – коэффициент ([2] стр.269 табл.17);

x = 0,15; y = 0,45; m = 0,2 – показатели степени ([2] стр.269 табл.17);

T = 60 мин – среднее значение стойкости при одноинструментной обработки ([2] стр.268);

- обобщающий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания;

- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания ([2] стр.261 табл.1), где =1 – коэффициент; n = 1 – показатель степени ([2] стр.262 табл.2);

 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания ([2] стр.263 табл.5);

 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания ([2] стр.263 табл.6);

V = м/мин;

 об/мин;

Принимаем =400 об/мин;

м/с;

Сила резания:  ,

где С_p = 300 – коэффициент ([2] стр.273 табл.22);

x = 1,0; y = 0,75; n = - 0,15 – показатели степени ([2] стр.273 табл.22);

- поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости, где n = 0,75 – показатели степени ([2] стр.264 табл.9);

К_φр = 0,89 ; К_γp = 1,1; К_λр = 1, К_rp=1 - поправочный коэффициенты, учитывающий влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания

([2] стр.275 табл.23);

;

Мощность резания:

Выбираем станок: токарно-винторезный 16К20.

Расчет режима резания для обработки поверхности Æ159h14 мм.

Режущий инструмент: резец токарный для обработки и подрезания торцов с твердосплавными пластинами по ГОСТ 19043-80, опорные пластины ГОСТ 19073-80, стружколом по ГОСТ 19084-80 с главным углом в плане мм.

Глубина резания t = 2 мм;

Принимаем подачу S = 1,1 об/мин; ([2] стр.266 табл.11)

Число проходов i=1;

Режущий инструмент: резец проходной с главным углом в плане .

Скорость резания определяется по формуле:

V =,

где = 340 – коэффициент ([2] стр.269 табл.17);

x = 0,15; y = 0,45; m = 0,2 – показатели степени ([2] стр.269 табл.17);

T = 60 мин – среднее значение стойкости при одноинструментной обработки ([2] стр.268);

- обобщающий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания;

- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания ([2] стр.261 табл.1), где =1 – коэффициент; n = 1 – показатель степени ([2] стр.262 табл.2);

 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания ([2] стр.263 табл.5);

 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания ([2] стр.263 табл.6);

V = м/мин;

об/мин;

Принимаем =400 об/мин;

м/с;

Сила резания:  ,

где С_p = 300 – коэффициент ([2] стр.273 табл.22);

x = 1,0; y = 0,75; n = - 0,15 – показатели степени ([2] стр.273 табл.22);

- поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости, где n = 0,75 – показатели степени ([2] стр.264 табл.9);

К_φр = 0,94 ; К_γp = 1; К_λр = 1, К_rp=1 - поправочный коэффициенты, учитывающий влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания ([2] стр.275 табл.23);

;

Мощность резания:

Выбираем станок: токарно-винторезный 16К20.

Расчет режима резания для обработки поверхности Æ128Н14 мм :

Режущий инструмент: резец токарный расточной для обработки глухих отверстий.

Глубина резания t = 0,5 мм

Принимаем подачу s = 0,07 мм/об

Число проходов i = 1

V = [ист.2, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.2, с.269]

= 420

S^у = 0,07^0,2

t^x = 0,5^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента

K_v =1,19

м/мин=6,9 м/с

об/мин

принимаем n_ф=830 об/мин, тогда

 м/мин=6,25 м/с

силовые параметры:

 , 2 [2, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: 2 [2, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = 0,97

 = 10ּ300ּ0,5¹ּ0,07^0,75ּ375^{- 0,15}ּ0,97= 82 (н)

мощность:

N =  (кВт) [2, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16К20.

Расчет режима резания для обработки сквозного отверстия Æ60Н14 мм :

Глубина резания t = 2 мм

Принимаем подачу s = 0,07 мм/об

Число проходов i = 1

Резец расточной для обработки сквозных отверстий, твердосплавные пластины Т15К6

V = [2, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [2, с.269]

= 420

S^у = 0,07^0,2

t^x = 0,5^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента

K_v =1,19

м/мин=6,9 м/с

об/мин

принимаем n_ф=1700 об/мин, тогда

 м/мин=6,85 м/с

силовые параметры:

 , [2, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [2, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = 0,97

 = 10ּ300ּ0,5¹ּ0,07^0,75ּ411^{- 0,15}ּ0,97= 80 (н)

мощность:

N =  (кВт) [2, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16К20.

Расчет режимов резания при фрезеровании.

Глубина фрезерования t = 4 мм;

Принимаем подачу S = 0,03 мм/зуб; ([2] стр. 284 табл.35)

Режущий инструмент: Фреза торцевая концевая ГОСТ 22087-76.

Скорость резания определяется по формуле:

 

V =,

где = 332 – коэффициент ([2] стр.286 табл.39);

q=0.2; x = 0,1; y = 0,4; и=0,2;p=0; m = 0,2 – показатели степени ([2] стр.286 табл.39);

T = 180 мин – среднее значение периода стойкости фрез ([2] стр.290 табл.40);

- обобщающий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания;

- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания ([2] стр.261 табл.1), где =1 – коэффициент; n = 0,9 – показатель степени ([2] стр.262 табл.2);

 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания ([2] стр.263 табл.5);

 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания ([2] стр.263 табл.6);

V =

об/мин;

Принимаем =1000 об/мин;

м/с;

Сила резания при фрезеровании определяется:

P=,

где z-число зубьев фрезы;

n- частота вращения фрезы;

С_p = 82,5 – коэффициент ([2] стр.291 табл.41);

x = 0,95; y = 0,8; и=1,1; q=1,1; w=0 – показатели степени ([2] стр.291 табл.41);

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости, где n = 0,3 – показатели степени ([2] стр.264 табл.9);

P=

Крутящий момент на шпинделе

Мощность резания (эффективная):

 

Расчет режима резания для сверления отверстия Æ6h14мм.

Глубина сверления t = 0,5

Подача S = 0,17 об/мин; ([2] стр.277 табл.25)

Инструмент: сверло спиральное с коническим хвостовиком ГОСТ 10903-77.

Скорость резания при сверлении:

,

где = 7 – коэффициент ([2] стр.278 табл.28);

q = 0,4; y = 0,7; m = 0,2 – показатели степени ([2] стр.278 табл.28);

T = 15 мин – среднее значение периода стойкости ([2] стр.279 табл.30);

- общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания;

- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания ([2] стр.261 табл.1), где =1 – коэффициент; n = 1 – показатель степени ([2] стр.262 табл.2);

 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания ([2] стр.263 табл.6);

 - коэффициент, учитывающий глубину сверления

 м/мин

об/мин;

=630 об/мин;

Крутящий момент и осевая сила

Нм;

Н;

Мощность: