КТи – коэффициент изменения периода стойкости при многоинструментной обработке (табл. 5);
КТс – коэффициент изменения периода стойкости при многостаночном обслуживании (табл. 6).
6. Сила резания. Под силой резания обычно подразумевают ее главную составляющую Рz, определяющую расходуемую на резание мощность Nе 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.
Рассчитанные с использованием табличных данных силовые зависимости учитывают конкретные технологические параметры (глубину резания, подачу, ширину фрезерования и др.) и действительны при определенных значениях ряда других факторов. Их значения, соответствующие фактическим условиям резания, получают умножением на коэффициент Кр – общий поправочный коэффициент, учитывающий измененные по сравнению с табличными условия резания. Общий поправочный коэффициент представляет собой произведение из ряда коэффициентов. Важнейшим из них является коэффициент Кмр, учитывающий качество обрабатываемого материала, значения которого для стали и чугуна приведены в табл. 10, а для медных и алюминиевых сплавов – в табл. 9.
7. Мощность резания N, кВт. Расчетное значение мощности необходимо проверить по паспортным данным станка. Мощность резания не должна превышать эффективную мощность главного привода станка
N<Nэ
Если условие не выполняется и N>Nэ, уменьшают скорость резания.
Таблица 1
Поправочный коэффициент Кмv, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания
Обрабатываемый
материал
Расчетная формула
Сталь
Серый чугун
Ковкий чугун
Примечания: 1. σв и НВ – фактические параметры. Характеризующие обрабатываемый материал, для которого рассчитывается скорость резания.
2. Коэффициент Кr характеризующий группу стали по обрабатываемости, и показатель степени nv см. в табл.7.
Таблица 2
Поправочный коэффициент Кпv, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания
Состояние поверхности заготовки
Без корки
с коркой
Прокат
Поковка
Стальные и чугунные
отливки при корке
Медные и алюминиевые сплавы
Нормальной
Сильно
Загрязненной
1,0
0,9
0,8
0,8 – 0,85
0,5 – 0,6
0,9
Таблица 3
Поправочный коэффициент Кмv, учитывающий влияние физико-механических свойств медных и алюминиевых сплавов на скорость резания
Медные сплавы
Кмv
Алюминиевые сплавы
Кмv
Гетерогенные:
НВ > 140
НВ 100 – 140
Свинцовистые при основной гетерогенной структуре
Гомогенные
Сплавы с содержанием свинца
< 10% при основной гомогенной структуре
Медь
Сплавы с содержанием свинца
> 15 %
Поправочный коэффициент Кov, учитывающий влияние вида обработки на скорость резания
Вид обработки
Отношение диаметров
Коэффициент Кov
Наружное продольное точение
-
1,0
Подрезание
0,0 ÷ 0,4
0,5 ÷ 0,7
0,8 ÷ 1,0
1,24
1,18
1,04
Отрезание
1,0
Прорезание
0,5 ÷ 0,7
0,8 ÷ 0,95
0,96
0,84
Таблица 10
Поправочный коэффициент Кмр, учитывающий влияние качества медных и алюминиевых сплавов на силовые зависимости
Медные сплавы
Кмр
Алюминиевые сплавы
Кмр
Гетерогенные:
НВ 120
НВ > 120
Свинцовистые при основной гетерогенной структуре и свинцовистые с содержанием свинца 10% при основной гомогенной структуре
Гомогенные
Медь
С содержанием свинца >15%
1,0
0,75
0,65-0,7
1,8-2,2
1,7-2,1
0,25-0,45
Алюминий и силумин
Дюралюминий,
σ;в, МПа:
>350
1,0
1,5
2,0
2,75
Таблица 11
Поправочный коэффициент Кмр для стали и чугуна, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости
Обрабатываемый материал
Расчетная
формула
Показатель степени n при определении
Составляющей Рz силы резания
при обработке
резцами
Крутящего момента М и осевой силы Р0 при сверлении, рассверливании и зенкеровании
Примечание. В числителе приведены значения показателя степени n для твердого сплава, в знаменателе – для быстрорежущей стали.
2. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ТОЧЕНИИ
В зависимости от точности (квалитета) заготовки и детали определяют число стадий обработки (число проходов) (см. приложение 2).
В зависимости от решаемых технологических задач выбирают вид резца, форму пластины, геометрические элементы резца по справочникам [4, 5, 8]. Если целесообразно использование одного и того же инструмента на нескольких переходах, то его выбирают по наиболее трудоемкому переходу, но следят, чтобы он был допустимым по остальным переходам.
Выбор инструмента и режимов резания выполняется в соответствии с основным параметром станка – наибольшим диаметром обрабатываемой заготовки, который является усредненным показателем жесткости и виброустойчивости технологической системы.
Размеры державки резца выбирают максимально допустимыми согласно паспорту станка.
Резцы с механическим креплением пластин имеют большую (в среднем на 15%) производительность, чем напаянные резцы. Такие резцы могут быть применены при меньшей подаче, но при большей скорости резания, что обеспечивает рост производительности.
Выбор материала инструмента осуществляют с учетом обрабатываемого материала, характера припуска и поверхности заготовки, глубины резания (см. приложение 1).
2.1. Глубина резания t, мм. При черновом точении и отсутствии ограничений по мощности оборудования и жесткости системы СПИД принимается равной припуску на обработку; при чистовом точении припуск срезается за два прохода и более. На каждом последующем проходе следует назначить меньшую глубину резания, чем на предшествующем. При параметре шероховатости обработанной поверхности Ra ≤3,2 мкм включительно t =0,5 ÷ 2,0 мм; Rа ≥ 0,8 мкм, t =0,1 ÷ 0,4мм.
Глубина резания равна , где D – начальный диаметр обработки, d – получаемый размер.
2.2. Подача s, мм/об. При черновом точении принимается максимально допустимой по мощности оборудования, жесткости системы СПИД, прочности режущей пластины и прочности державки. Рекомендуемые подачи при черновом наружном точении приведены в табл. 17, а при черновом растачивании в табл. 18.
Максимальные величины подач при точении стали 45, допустимые прочностью пластины из твердого сплава, приведены в табл. 13.
Подачи при чистовом точении выбирают в зависимости от требуемых параметров шероховатости обработанной поверхности и радиуса при вершине резца из табл. 12.
При прорезании пазов и отрезании величина поперечной подачи зависит от свойств обрабатываемого материала, размеров паза и диаметра обработки (табл. 14).
Рекомендуемые подачи при фасонном точении приведены в табл. 16.
Выбранные значения подачи корректируют по паспорту станка. Паспортные данные некоторых станков приведены в приложении 3.
2.3. Скорость резания vр, м/мин. При наружном продольном и поперечном точении и растачивании рассчитывают по эмпирической формуле
,
а при отрезании, прорезании и фасонном точении – по формуле
.
Среднее значение стойкости Т при одноинструментной обработке – 60 мин, при точении резцами с дополнительным лезвием - 30¸45 мин. Значения коэффициента Сv, показателей степени х, у, и m приведены в табл. 19.
Коэффициент Кv является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки Кмv (см. табл. 1, 3, 7, 8), состояния поверхности Кпv (табл. 2), материала инструмента Киv (см. табл. 4), вида обработки Коv (см. табл. 9), углов в плане резцов Кjv и радиуса при вершине резца Кr (табл. 20). При многоинструментной обработке и многостаночном обслуживании период стойкости увеличивают, вводя соответственно коэффициенты КТи (см. табл. 5) и КТс (см. табл. 6).
Отделочная токарная обработка имеет ряд особенностей, отличающих ее от чернового и межоперационного точения. Поэтому рекомендуемые режимы резания при тонком (алмазном) точении на быстроходных токарных станках повышенной точности и расточных станках приведены отдельно в табл. 15.
Режимы резания при точении закаленной стали резцами из твердого сплава приведены в табл. 21.
2.4. Частоту вращения n, об/мин,рассчитывают по формуле
где vp – скорость резания, м/мин;
D – диаметр детали, мм.
После расчета частоты вращения принимают ее ближайшее меньшее значение по паспорту станка (приложение 3). Затем уточняют скорость резания по принятому значению nпр.
м/мин
2.5. Сила резания Р, Н. Силу резания Р принято раскладывать на составляющие силы, направленные по осям координат станка (тангенциальную Рz , радиальную Ру и осевую Рх). При наружном продольном и поперечном точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов и фасонном точении эти составляющие рассчитывают по формуле
При отрезании, прорезании и фасонном точении t – длина лезвия резца.
Постоянная Ср и показатели степени х, у, n для конкретных (расчетных) условий обработки для каждой из составляющих силы резания приведены в табл. 22.
Поправочный коэффициент Кр представляет собой произведение ряда коэффициентов (Кр = Кмр ×Кφр ×Кγр ×Кλр ×Кrр), учитывающих фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов приведены в табл. 10, 11 и 23.
2.6. Мощность резания Ne, кВт, рассчитывают по формуле
.
При одновременной работе нескольких инструментов эффективную мощность определяют как суммарную мощность отдельных инструментов.
Мощность резания не должна превышать эффективную мощность главного привода станка Nе<Nэ. (, где Nдв - мощность двигателя, h - КПД станка). Если условие не выполняется и N>Nэ, уменьшают скорость резания. Определяют коэффициент перегрузки Исходя из того, что мощность прямо пропорциональна скорости резания v и частоте вращения n, рассчитывают новое меньшее значение скорости резания .
2.7. Основное время То, мин,рассчитывают по формуле ,
где L – длина рабочего хода инструмента, мм;
i – число проходов инструмента.
Длина рабочего хода, мм, равна L=l+l1+l2,
где l – длина обрабатываемой поверхности, мм;
l1 и l2 – величины врезания и перебега инструмента, мм (см. приложение 4).
Таблица 12
Подачи, мм/об, при чистовом точении
Параметр шероховатости поверхностити, мкм
Радиус при вершине резца r, мм
0,4
0,8
1,2
1,6
2,0
2,4
Ra
Rz
0,63
1,25
2,50
---
0,07
0,10
0,144
0,25
0,35
0,47
0,10
0,13
0,20
0,33
0,51
0,66
0,12
0,165
0,246
0,42
0,63
0,81
0,14
0,19
0,29
0,49
0,72
0,94
0,15
0,21
0,32
0,55
0,80
1,04
0,17
0,23
0,35
0,60
0,87
1,14
---
Примечание. Подачи даны для обработки сталей с sв = 700 ¸ 900 МПа и чугунов; для сталей с sв = 500 ¸ 700 МПа значения подач умножать на коэффициент Кs = 0,45; для сталей с sв = 900 ¸ 1100 МПа значения подач умножать на коэффициент Кs = 1,25.
Таблица 13
Подачи, мм/об, допустимые прочностью пластины из твердого сплава, при точении конструкционной стали резцами с главным углом в плане j = 45°
Толщина пластины, мм
Глубина резания t, мм, до
1,3
2,6
4,2
6,1
1,1
2,2
3,6
5,1
0,9
1,8
3,6
4,2
0,8
1,5
2,5
3,6
Примечания: 1. В зависимости от механических свойств стали на табличные значения подачи вводить поправочный коэффициент 1,2 при sв = 480 ¸ 640 МПа; 1,0 при sв = 650 ¸ 870 МПа и 0,85 при sв = 870 ¸ 1170 МПа.
2. При обработке чугуна табличное значение подачи умножать на коэффициент 1,6
3. Табличное значение подачи умножать на поправочный коэффициент 1,4 при j = 30 °; 1,0 при j = 45°; 0,6 при j =60° и 0,4 при j = 90°.
4. При обработке с ударами подачу уменьшать на 20 %.
Таблица 14
Подачи, мм/об, при прорезании пазов и отрезании
Диаметр обработки, мм
Ширина резца, мм
Обрабатываемый материал
Сталь конструкционная углеродистая и легиро-
ванная, стальное литье
Чугун, медные и алюминивые сплавы
Токарно-револьверные станки
До 20
Св. 20 до 40
» 40» 60
» 60» 100
» 100» 150
» 150
Примечания: 1. При отрезании сплошного материала диаметром более 60 мм при приближении резца к оси детали до 0,5 радиуса табличные значения подачи следует уменьшить на 40 – 50 %.
2. Для закаленной конструкционной стали табличные значения подачи уменьшать на 30 % при НRСэ <50 и на 50% при НRСэ >50.
3. При работе резцами, установленными в револьверной головке, табличные значения умножать на коэффициент 0,8.
Примечания: 1. Глубина резания 0,1 – 0,15 мм.
2. Предварительный проход с глубиной резания 0,4 мм улучшает геометрическую форму обработанной поверхности.
3. Меньшие значения параметра шероховатости поверхности соответствуют меньшим подачам.
Примечание: Меньшие подачи брать для более сложных и глубоких профилей и твердых металлов, большие - для простых профилей и мягких металлов.
Таблица 17
Подачи при черновом наружном точении резцами с пластинами из твердого сплава и быстрорежущей стали
Диаметр детали, мм
Размер державки резца, мм
Обрабатываемый материал
Сталь конструкционная углеродистая, легированная и жаропрочная
Чугун и медные сплавы
Подача s, мм/об, при глубине резания t, мм
До 3
Св. 3
до 5
Св. 5 до 8
Св. 8 до 12
Св. 12
До 3
Св. 3 до 5
Св.5 до 8
Св.8 до 12
Св. 12
До 20
Св. 20 до 40
Св. 40 до 60
Св. 60
до 100
Св. 100
до 400
Св. 400
до 500
Св. 500
до 600
Св. 600
до 1000
Св. 1000
до 2500
От 16 × 25
до 25 × 25
От 16 × 25
до 25 × 25
От 16 × 25
до 25 × 40
От 16 × 25
до 25 × 40
От 16 × 25
до 25 × 40
От 20 × 30
до 40 × 60
От 20 × 30
до 40 × 60
От 25 × 40
до 40 × 60
От 30 × 45
до 40 × 60
Примечания: 1. При обработке жаропрочных сталей и сплавов подачи свыше 1 мм/об не применять.
2. При обработке прерывистых поверхностей и при работах с ударами табличные значения подач следует уменьшать на коэффициент 0,75 – 0,85.
3. При обработке закаленных сталей табличные значения подачи уменьшать, умножая на коэффициент 0,8 для стали HRCэ 44-56 и на 0,5 для стали с НRСэ 57 – 62.
Таблица 18
Подачи при черновом растачивании на токарных и токарно-револьверных станках резцами с пластинами из твердого сплава и быстрорежущей стали
Резец или оправка
Обрабатываемый материал
Диаметр круглого сечения резца или размеры прямоугольного сечения оправки, мм
Вылет резца или оправки, мм
Сталь конструкционная углеродистая, легированная и жаропрочная
Примечания: Верхние пределы подач рекомендуются для меньшей глубины резания при обработке менее прочных материалов, нижние – для большей глубины и более прочных материалов.
Таблица 19
Значения коэффициента Сv и показателей степени в формулах скорости резания при обработке резцами
* Без охлаждения
** С охлаждением
Примечания: 1. При внутренней обработке (растачивание, прорезании канавок в отверстиях, внутреннем фасонном точении) принимать скорость резания, равную скорости резания для наружной обработки с введением поправочного коэффициента 0,9.
2. При обработке без охлаждения конструкционных и жаропрочных сталей и стальных отливок резцами из быстрорежущей стали вводить поправочный коэффициент на скорость резания 0,8.
3. При отрезании и прорезании с охлаждением резцами из твердого сплава Т15К6 конструкционных сталей и стальных отливок вводить на скорость резания поправочный коэффициент 1,4.
4. При фасонном точении глубокого и сложного профиля на скорость резания вводить поправочный коэффициент 0,85.
5. При обработке резцами из быстрорежущей стали термообработанных сталей скорость резания для соответствующей стали уменьшать, вводя поправочный коэффициент 0,95 – при нормализации, 0,9 – при отжиге, 0,8 – при улучшении.
6. Подача s в мм/об.
Таблица 20
Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние параметров резца на
скорость резания
Главный угол
в плане j о
Коэффициент
Кjv
Вспомогательный угол
в плане j1°
Коэффициент
Кj1v
Радиус при вершине резца r*, мм
Коэффициент
Кrv
1,4
1,2
1,0
0,9
0,8
0,7
-
1,0
0,97
0,94
0,91
0,87
-
-
-
0,94
1,0
1,03
-
1,13
-
* Учитывают только для резцов из быстрорежущей стали.
Таблица 21
Режимы резания при точении закаленной стали резцами с
пластинами из твердого сплава
Подача s, мм/об
Ширина прорезания, мм
Твердость обрабатываемого материала НRСэ
Скорость резания v, мм/мин
Наружное продольное точение
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Прорезание паза
0,05
0,08
0,12
0,16
0,20
-
-
-
-
-
-
-
-
Примечания: 1. В зависимости от глубины резания на табличное значение скорости резания вводить поправочный коэффициент: 1,15 при t = 0,4 ¸ 0,9 мм; 1,0 при t = 1 ¸ 2 мм и 0,91 при t = 2 ¸ 3 мм.
2. В зависимости от параметра шероховатости на табличное значение скорости резания вводить поправочный коэффициент: 1,0 Rz = 10 мкм; 0,9 для Rа = 2,5 мкм и 0,7 для Rа = 1,25 мкм.
3. В зависимости от марки твердого сплава на скорость резания вводить поправочный коэффициент Киv:
Твердость обрабатываемого материала
НRСэ 35 – 49
НRСэ 50 – 62
Марка твердого сплава коэффициент Киv
Т30К4
1,25
Т15К6
1,0
ВК6
0,85
ВК8
0,83
ВК4
1,0
ВК6
0,92
ВК8
0,74
4. В зависимости от главного угла в плане вводить поправочные коэффициенты: 1,2 при j = 30о ; 1,0 при
j = 45о; 0,9 при j = 60о; 0,8 при j = 75о; 0,7 при j = 90о.
5. При работе без охлаждения вводить на скорость резания поправочный коэффициент 0,9.
Таблица 22
Значения коэффициента Ср и показателей степени в формулах силы резания
при точении
Обрабатываемый материал
Материал рабочей части резца
Вид обработки
Коэффициент и показатели степени в формулах для составляющих
тангенциальной Рz
радиальной Ру
осевой Рх
Ср
x
y
n
Ср
x
y
n
Ср
x
y
n
Конструкционная сталь и стальные отливки, sв=750 МПа
Твердый сплав
Наружное продольное и поперечное точение и растачивание
1,0
0,75
-0,15
0,9
0,6
-0,3
1,0
0,5
-0,4
Наружное продольное точение резцами с дополнительным лезвием
0,90
0,90
0,6
0,8
1,05
0,2
Отрезание и прорезание
0,72
0,8
0,73
0,67
-
-
-
-
Нарезание резьбы
-
1,7
0,71
-
-
-
-
-
-
-
-
Быстрорежущая сталь
Наружное продольное точение, подрезание и растачивание
1,0
0,75
0,9
0,75
1,2
0,65
Отрезание и прорезание
1,0
-
-
-
-
-
-
-
-
Фасонное точение
0,75
Сталь жаропрочная 12Х18Н9Т НВ 141
Твердый сплав
Наружное продольное и поперечное точение и растачивание
Серый чугун,
НВ 190
Твердый сплав
Наружное продольное и поперечное точение и растачивание
1,0
0,75
0,9
0,75
1,0
0,4
Серый чугун,
НВ 190
Твердый сплав
Наружное продольное точение резцами с дополнительным лезвием
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при которых тело находится под действием заданной системы сил...
Тема: Изучение приспособленности организмов к среде обитания Цель:выяснить механизм образования приспособлений к среде обитания и их относительный характер, сделать вывод о том, что приспособленность – результат действия естественного отбора...
Определение трудоемкости работ и затрат машинного времени На основании ведомости объемов работ по объекту и норм времени ГЭСН составляется ведомость подсчёта трудоёмкости, затрат машинного времени, потребности в конструкциях, изделиях и материалах (табл...
Гидравлический расчёт трубопроводов Пример 3.4. Вентиляционная труба d=0,1м (100 мм) имеет длину l=100 м. Определить давление, которое должен развивать вентилятор,
если расход воздуха, подаваемый по трубе, . Давление на выходе . Местных сопротивлений по пути не имеется. Температура...
Огоньки» в основной период В основной период смены могут проводиться три вида «огоньков»: «огонек-анализ», тематический «огонек» и «конфликтный» огонек...
, где D – начальный диаметр обработки, d – получаемый размер.
,
.
м/мин
.
, где Nдв - мощность двигателя, h - КПД станка). Если условие не выполняется и N>Nэ, уменьшают скорость резания. Определяют коэффициент перегрузки 
Исходя из того, что мощность прямо пропорциональна скорости резания v и частоте вращения n, рассчитывают новое меньшее значение скорости резания 
.
,
