Методика розрахунку режимів різання при точінні

На першому етапі проводиться вибір матеріалу ріжучої частини інструменту, тип і конструктивного виконання різця, геометрія ріжучої частини, тобто, кути ріжучої частини (в залежності виду обробки і матеріалу заготовки)

Визначення елементів режимів різання

1. Призначення глибини різання t

Припуск на обробку визначається за формулою, мм:

,

де: D3 - діаметр оброблюваної поверхні заготовки, мм, D - діаметр деталі по обробленої поверхні, мм. Якщо припуск знімається за один прохід, то глибина різання, мм:

Якщо обробка розділена на чорнову і чистову, то:

2. Вибір подачі S

Подача S вибирається залежно від призначеної глибини різання t і ряду обмежень. На величину подачі накладаються наступні обмеження:

При чорновому точінні: міцність і жорсткість державки різця; міцність твердосплавних пластини і слабких ланок механізму подачі верстата; жорсткість оброблюваної деталі і спосіб її кріплення. Формально облік цих обмежень проводиться таким чином.

При чорновому зовнішньому точінні різцями з пластинками з твердого сплаву і з швидкорізальної сталі подача вибирається залежно від обраної глибини різання t і з урахуванням діаметра деталі і розміру державки різця за таблицями (див. Додаток). Подачі, яких припускаються міцністю пластинки з твердого сплаву при точінні вибираються з таблиць (див. Додаток). Вибрати потрібно меншу з двох - Smin. До неї підібрати найближчу меншу подачу з паспорта верстата.

При чистовому і напівчистове точении обмеженням можуть бути: задана шорсткість обробленої поверхні і точність деталі; жорсткість державки різця і деталі. Залежно від D3 виду і умов обробки матеріалу деталі, а потім перевіряється по точності і жорсткості.

3. Розрахунок швидкості різання V

Допустима швидкість різання VT розраховується залежно від призначених величин глибини різання t. подачі S і стійкості інструментаТ. м / хв:

,

де: CV - коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу, виду робіт і товщини зрізу; m, x, yv - показники ступеня при значеннях стійкості інструментаТ. глибина різання t і подачі S визначаються за довідковими даними (див. додаток); У ряді джерел показники ступеня наводяться з позначенням m, xv. yv; Кv - загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання розраховується як твір приватних поправочних коефіцієнтів, кожен з яких відображає відміну фактичного значення одного з конкретних умов різання від використаного при експериментальному визначенні табличних значень коефіцієнта СV:

де: Кмv - поправочний коефіцієнт на фізико-механічні властивості оброблюваного матеріалу (див. додатки); КП - поправочний коефіцієнт на стан поверхні заготовки (див. Додаток); КІ - поправочний коефіцієнт на марку інструментального матеріалу (див. Додаток); До # 966; - поправочний коефіцієнт на величину головного кута в плані (див. Додаток); До # 966; 1. Кr - поправочні коефіцієнти на допоміжний кут в плані, радіус при вершині різця і поперечний переріз державки різця, що включаються до розрахунку тільки для різців з швидкорізальної сталі (див. Додаток);

Визначивши Кv за формулою (1.21), VT за формулою (1.22) і користуючись формулою швидкості різання, слід визначити число обертів шпинделя n. відповідне розрахунковим значенням допустимої швидкості різання, об / хв:

Розрахункове значення числа оборотів в хвилину слід відкоригувати, привівши у відповідність з найближчим меншим значенням числа оборотів в хвилину шпинделя верстата з його паспортних даних.

Фактичну швидкість різання можна розрахувати, виходячи з обраного числа оборотів в хвилину шпинделя Nст. м / хв:

,

Оскільки зазвичай фактична швидкість різання VФ менше розрахункової, фактична стійкість інструменту зростає відповідно до формули (1.21).

Якщо ж розрахункова кількість оборотів в хвилину шпинделя лише на 5 ... 10% менше найближчій наявної на верстаті ступені числа обертів на хвилину верстата, можна скористатися цією сходинкою, причому фактична стійкість інструменту знизиться незначно.

II етап. Перевірочний розрахунок вибраних значень елементів режиму різання

Для перевірочного розрахунку необхідно розрахувати сили різання, зокрема, тангенціальну силу за формулою

де: Ср - коефіцієнт, що характеризує групу оброблюваних матеріалів (див. додаток); х, у, n - показники ступеня при глибині різання t. подачі s і швидкості різання v визначаються за таблицями (див. додаток); Кр - поправочний коефіцієнт, що розраховується як добуток поправочних коефіцієнтів на механічні властивості оброблюваного матеріалу і на геометричні параметри різця;

Значення поправочних коефіцієнтів у формулі (1.24) слід вибирати за довідковими даними (див. Додаток)

1. Перевірка обраної величини подачі s по міцності державки різця проводиться тільки при чорновому точінні. Виходячи з того, що державка різця піддається вигину під дією сили Рz. для різця прямокутного перетину можна написати:

де: В - ширина державки, мм; Н - висота державки, мм; L - виліт різця, l = (1,5. 2) Н. мм; [# 963; І] - допустиме напруження на вигин, МПа; [# 963; І] = 200 МПа.

Якщо підставити в (1.25) вираз Рz з (1.23), то можна визначити подачу, що допускається міцністю державки різця, мм / об:

2. Перевірка обраної величини подачі по жорсткості державки різця проводиться в тих випадках, коли різець повинен працювати зі значним вильотом (наприклад, при расточке порівняно глибоких отворів), при важких умовах обробки (наприклад, при русі вершини різця до осі заготовки при відрізку), а також при чистовому точінні.

Максимальне навантаження, що допускається жорсткістю деталі, залежить від способу її кріплення, наприклад, в патроні:

Підставивши вираз сили різання з формули (1.23) в формулу (1.27), отримаємо вираз для найбільшої подачі, що допускається жорсткістю матеріалу, мм / об:

Це розрахункове значення подачі Sж має задовольняти соотношеніюSж ≤Sст. де Sст визначено раніше.

3. Перевірка обраної величини подачі по кинематическим даними верстата. Завжди має бути витримано співвідношення:

де: Smax і Smin найбільше та найменше значення подачі за паспортними даними верстата.

Проте призначена на другому етапі розрахунку подача S була відкоригована відповідно до паспортних даних верстата. Тому, якщо витримані співвідношення:

то перевірку подачі по кинематическим даними верстата проводити не слід.

4. Перевірочний розрахунок по потужності на шпинделі Ne. Потужність різання визначається силою різання Рz і фактичним значенням швидкості різання v.

Потужність різання не повинна перевищувати ефективної потужності верстата Ne. тобто має бути витримано співвідношення

де: Nрез - потужність різання, кВт; Nе = N # 951; - ефективна потужність верстата, кВт; N - потужність електродвигуна верстата, кВт; # 951; - коефіцієнт корисної дії верстата.

,

Якщо не витримано співвідношення (1.29), слід підставити в ліву частину виразу (1.22) N · # 951 ;. визначити найбільше значення швидкості різання, що допускається потужністю верстата. Однак слід мати на увазі, що при зниженні швидкості різання Рz (1.23). Тому необхідно перерахувати Pz. а потім, перевіривши достатність потужності, відкоригувати число обертів шпинделя за хвилину nN. відповідне vN паспортними даними верстата.

Кінцевою метою є розрахунок основного технологічного (машинного) временіТо. Його необхідно виконати після перевірки обраних елементів режиму різання. Як зазначалося раніше, саме мінімізація основного временіТо є метою розрахунку оптимального режиму різання.

Основне (машинне) технологічне час слід розрахувати за формулою, хв:

,

де: L = l + l1 + l2 - розрахункова довжина обробки, мм; l - довжина оброблюваної поверхні, мм; l1 -врезаніе різця, яке визначається зі співвідношення, мм:

Продуктивність праці на будь-якої операції технологічного процесу обробки деталей визначається величиною штучного часу Тшт. витрачається на виконання операції.

Величина штучного часу визначається зі співвідношення, хв:

де: То - основне (машинне) технологічне час; Твсп - допоміжний час, що витрачається на установку, закріплення і зняття заготовки, на управління верстатом; Тобсл - час на організаційно-технічне обслуговування робочого місця; Тошд - час на відпочинок.

Призначені режими різання прямо або побічно впливають на всі складові штучного часу. На основне (машинне) час Т0 елементи режимів різання безпосередньо впливають. На інші структурні складові штучного часу елементи режимів різання надають непрямий вплив, через зміну стійкості інструменту Т.