Определение режимов резания при основных видах лезвийной обработки

Размещено на http://www.allbest.ru/

33

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определение режимов резания при основных видах лезвийной обработки

1. 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.

2. Определение режимов резания при точении

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

Определить глубину резания t, мм:

, (1)

где D - диаметр заготовки, мм;

d - диаметр детали, мм;

i - число проходов.

Назначить подачу S, мм/об, в зависимости от вида обработки, режима обработки (черновой, чистовой), жесткости системы СПИД и др. факторов.

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

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

, (2)

где Т - стойкость инструмента, при одноинструментальной обработке принимают в пределах 30ч60 мин;

t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об;

К_v - поправочный коэффициент, который определяется по формуле:

, (3)

где

K_nv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки:

- для стальной заготовки K_nv=0,9;

- для чугунной заготовки K_nv=0,8;

Определить расчетную частоту вращения шпинделя

n_р, мин^-1:

(4)

где 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.

Рассчитать фактическую скорость резания V, м/мин, по выбранной частоте вращения шпинделя n:

, (5)

где D - диаметр заготовки, мм;

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

Рассчитать составляющую силы резания Р_z, Н, по формуле:

, (6)

где t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об;

V - фактическая скорость резания, м/мин;

К_p - поправочный коэффициент, который определяется по формуле:

, (7)

где K_mp - поправочный коэффициент, который определяется

по таблице 9.7 приложения Д;

K_цp,K_гp,- коэффициенты, учитывающий влияние

Размещено на http://www.allbest.ru/

33

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1. Силы, действующие на резец при точении

Определить мощность резания Np, кВт, по формуле:

, (8)

где Pz - составляющая силы резания, Н;

V - фактическая скорость резания, м/мин.

Полученное значение мощности резания N_p сравнить с мощностью электродвигателя выбранного станка N, с учетом коэффициента полезного действия электродвигателя :

(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.

Рассчитать крутящий момент для осуществления процесса резания М_кр, кНмм:

, (10)

Крутящий момент на шпинделе станка М_ст, кНмм:

, (11)

где Pz - составляющая силы резания, Н;

D - диаметр заготовки, мм;

N, з - мощностью электродвигателя выбранного станка и КПД электродвигателя;

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

Определить основное время Т₀, мин:

, (9.12)

где i - число проходов;

S - подача, мм/об;

L - расчетная длина обрабатываемой поверхности, мм:

, (13)

где - длина обрабатываемой поверхности, мм;

- длина пути врезания резца, мм:

, ( - главный угол резца в плане);

- длина перебега резца, мм: =1ч3.

Размещено на http://www.allbest.ru/

33

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2. Схема обработки при точении

станок сверление резание фрезерование

3. Определение режимов резания при сверлении

Определим режимы резания для сквозного сверления отверстия на сверлильном станке в следующей последовательности:

Определить глубину резания t, мм:

, (14)

где D - диаметр сверла, мм.

Назначить подачу S, мм/об:

, (15)

где С_S - коэффициент, учитывающий механические и

технологические факторы:

- при обработке стали _в 600 МПа, С_S= 0,063;

_в > 600 МПа, С_S= 0,047;

- при обработке чугуна НВ 170, С_S= 0,097;

НВ > 170, С_S= 0,058.

Выбрать модель сверлильного станка, на котором будет выполняться сверление, и скорректировать значение полученной подачи S по паспортным данным этого станка.

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

, (16)

где D - диаметр сверла, мм;

S - подача, мм/об;

К_v - поправочный коэффициент на скорость, учитывающий фактические условия резания, определяется по формуле:

, (17)

Определить и скорректировать частоту вращения шпинделя n, мин^-1

Рассчитать фактическую скорость резания V, м/мин, согласно формуле (5).

Рассчитать крутящий момент М_кр, Нм, и осевую силу Р_0, Н:

_; (18)

_, (19)

где D - диаметр сверла, мм;

S - подача, мм/об;

К_р - коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением:

, (20)

Полученное значение расчетной осевой силы Р₀ сравниваем с осевой силой Р_{0 ст}, допускаемой станком:

, (21)

если это условие не выполняется, то сверлится отверстие диаметром d₀ 0,3D, а потом это отверстие рассверливается до нужного диаметра.

Если расчетный крутящий момент М_кр не обеспечивается условием:

, (22)

то необходимо уменьшить подачу S, мм/об, до значения, определяемого соотношением:

, (23)

Найденную расчетную подачу S скорректировать по паспорту станка путем подбора ближайшего наименьшего значения. Далее необходимо повторить вычисления, начиная с пункта 1.3.3.

Определить мощность резания Np, кВт, по формуле:

, (24)

где М_кр- крутящий момент, Нм;

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

Полученное значение мощности резания N_p сравнить с мощностью электродвигателя выбранного станка по рекомендациям.

Определяют основное время Т₀, мин:

, (25)

где S - подача, мм/об;

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

L - расчетная глубина сверления, мм:

, (26)

где - длина (глубина) сверления, мм;

-длина пути врезания сверла, мм:

; (27)

-длина перебега сверла, мм: .

Размещено на http://www.allbest.ru/

33

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3. Схема обработки при сверлении

4. Определение режимов резания при фрезеровании

Определим режимы резания для чернового фрезерования плоской поверхности на фрезерном станке в следующей последовательности:

Глубину резания t, мм, определяют в зависимости от типа применяемой фрезы, конфигурации обрабатываемой поверхности и от вида оборудования.

Назначить подачу S, мм/об

При фрезеровании различают подачу на один зуб S_z, мм/зуб, подачу на один оборот фрезы S и подачу минутную S_м, мм/мин, которые находятся в следующем соотношении:

, (28)

где n - частота вращения фрезы, мин^-1;

z - число зубьев фрезы.

Выбрать модель фрезерного станка, на котором будет выполняться фрезерование, с учетом заданной мощности станка.

Рассчитать теоретическую скорость резания V_Д, м/мин, допускаемую режущими свойствами фрезы по формуле:

, (29)

где D - диаметр фрезы, мм;

S_z - подача, мм/зуб;

t - глубина обработки, мм;

В - ширина обработки, мм;

z - число зубьев фрезы;

К_v - поправочный коэффициент на скорость, учитывающий фактические условия резания, определяется по формуле:

, (30)

Определить и скорректировать частоту вращения фрезы n, мин^-1.

Рассчитать фактическую скорость резания V, м/мин, согласно формуле (5).

Определить величину минутной подачи S_м, мм/мин:

, (31)

и скорректировать значение полученной подачи S_м по паспортным данным выбранного станка. С учетом откорректированного значения S_м скорректировать значение подачи S_z, мм/зуб:

, (32)

где n - частота вращения фрезы, имеющаяся на станке, мин^-1;

z - число зубьев фрезы.

Определить главную составляющую силы резания при фрезеровании - окружную силу Р_z, Н, по формуле:

, (33)

где D - диаметр фрезы, мм;

S_z - подача, мм/зуб;

t - глубина обработки, мм;

В - ширина обработки, мм;

z - число зубьев фрезы;

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

Рассчитать крутящий момент на шпинделе М_кр, Нм:

, (34)

где D - диаметр фрезы, мм;

Р_z - главная составляющая сила резания при фрезеровании, Н

Определить мощность резания Np, кВт, по формуле:

, (35)

где Pz - главная составляющая силы резания, Н;

V - фактическая скорость резания, м/мин.

Полученное значение мощности резания N_p сравнить с мощностью электродвигателя выбранного станка по рекомендациям, изложенными в пункте 1.2.7.

Определить основное время Т₀, мин:

, (36)

где S_м - минутная подача, мм/мин;

L - длина хода режущего инструмента (рис.9.4), мм:

, (37)

где - длина обработки, мм;

,- длина врезания и длина перебега, мм:

(для цилиндрических фрез); (38)

(для торцовых фрез),

где D - диаметр фрезы, мм;

В - ширина обработки, мм

Размещено на http://www.allbest.ru/

33

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4. Схема обработки цилиндрической фрезой

Размещено на Allbest.ru