Теоретичні відомості. Визначення елементів режимів різання враховує характер обробки, тип і розміри інструмента, матеріал його ріжучої частини

Визначення елементів режимів різання враховує характер обробки, тип і розміри інструмента, матеріал його ріжучої частини, матеріал і стан заготівки, тип і стан обладнання.

Елементи режиму різання зазвичай встановлюють в такому порядку:

Глибину різання t, мм, під час чорнової (попередньої оброки) призначають по можливості максимальну t, рівну всьому припуску на обробку або більшої частини його; під час чистової (остаточній) обробки - в залежності від вимог точності розмірів і шорсткості обробленої поверхні.

, (4.1)

де D – діаметр заготівки, мм; d – діаметр деталі, мм; i – число проходів.

Подачу S, мм/об, під час чорнової обробки вибирають максимально можливу подачу, виходячи з жорсткості та міцності системи «верстат – пристосування – інструмент – деталь», потужності приводу верстата, міцності твердосплавної пластинки і інших обмежуючих факторів; під час чистової обробки – залежно від необхідного ступеня точності і шорсткості обробленої поверхні (див табл. 1 Додатку А.).

Швидкість різання V, м/хв, розраховують за емпіричними формулами, встановленими для кожного виду обробки. Теоретичну швидкість різання V_Д розраховують за формулою:

(4.2)

де Т – стійкість інструмента, для одноінструментальній обробці приймають в межах 30÷60 хв; С_v,m, х, у – коефіцієнти, значення яких визначаються за табл. 2 Додатку А; К_v – поправочний коефіцієнт, який визначається за формулою:

(4.3)

де K_mv – коефіцієнт, що враховує вплив матеріалу заготівки, визначається за табл. 3 Додатку А; K_nv – коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготівки:

- для заготівки зі сталі K_nv= 0,9;

- для заготівки з чавуну K_nv =0,8;

K_иv – коефіцієнт, що враховує вплив матеріалу інструмента, визначається за табл. 5 Додатка А.

Частоту обертання шпинделя n_р, хв^-1, визначають за формулою

(4.4)

де V_D – теоретична швидкість різання, розрахована за формулою (4.2), м/хв..

Знайдену розрахункову частоту обертання шпинделя n_р корегують за паспортом верстата, обраного раніше. При цьому обирають частоту обертання шпинделя n (наявну на верстаті) найближчу меншу або більшу, якщо вона не перевищує 5% від розрахованої n_р.

Фактичну швидкість різання V,м/хв, розраховують за обраною частотою обертання шпинделя n, хв^-1 яка присутня на станку:

(4.5)

Сила різання. Під силою різання зазвичай мають на увазі її головну складову Р_z, визначену потужність, яка витрачається на різання N_e і обертаючий момент на шпинделі верстата. Силові залежності розраховують за емпіричними формулами, значення коефіцієнтів і показників степеня в яких для різних видів обробки наведені у відповідних таблицях.

Складову силу різання Р_z, Н, розраховують за формулою (рис. 4.1):

, (4.6)

де t – глибина різання, мм; S – подача, мм/об; V – фактична швидкість різання, м/хв; С_p,n, х, у – коефіцієнти, значення яких визначаються за табл. 6 додатка А; К_p – поправочний коефіцієнт, який визначається за формулою:

, (4.7)

де K_mp – поправочний коефіцієнт, який визначається за табл.7 додаток А; K_φp,K_γp, – коефіцієнти, які враховують вплив K_λp, K_rp геометричних параметрів ріжучої части інструмента, визначаються за табл. 8 додатка А.

Рис. 4.1. Сили, які діють на різець під час точіння

Потужність різання Np, кВт, визначають за формулою:

, (4.8)

Отримане значення потужності різання N_p порівнюють з потужністю електродвигуна вибраного станка N, с урахування коефіцієнта корисної дії електродвигуна h:

(4.9)

У разі якщо не виконується умова (4.9), необхідно перейти до меншого значення частоти обертання шпинделя n і повторно виконати розрахунки, починаючи з пункту визначення частоти обертання шпинделя.

Крутний момент для здійснення процесу різання М _кр, кН×мм, визначають за формулою:

, (4.10)

крутний момент на шпинделі станка М_ст, кН×мм:

, (4.11)

Визначення основного часу Т₀, хв:

(4.12)

де i – число проходів; L – розрахована довжина оброблюваної поверхні (рис. 4.2), мм:

L=l+l₁+l₂, (4.11)

де l – довжина оброблюваної поверхні, мм; l ₁– довжина шляху врізання різця, мм, , (j – головний кут різця в плані); l ₂ – довжина перебігу різця, мм: l ₂= 1 – 3.

Рис. 4.2. Схема обробки під час точінні

Порядок виконання

1. Вивчити основні елементи режиму різання і порядок їх призначення.

2. Отримати індивідуальні завдання (таблиці 4.1).

3. Призначити режими різання під час точіння.

4. Вибирати модель токарного верстата, на якому буде виконуватися точіння, і скорегувати значення вибраної подачі S за паспортними даними цього верстата.

5. Проаналізувати отримані значення і оформити висновок.

6. Скласти звіт по роботі.

Таблиця 4.1 Вихідні дані для розрахунку режимів різання під час точіння

Література

1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. – М.: Машиностроение, 1990. – 528 с.

2. Гуляев А.П. Металловедение. – М.: Металлургия, 1986. – 524 с.

3. Технология конструкционных материалов: Учебник для студентов машиностроительных специальностей Вузов/ А.М. Дальский, Т.М. Барсуков, Л.Н. Бухаркин и др.; – М.: Машиностроение, 2004 – 512 С.

4. Хільчевський В.В., Кондратюк С.Є., Степаненко В.О. Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів. Навчальний посібник. К., Либідь, 2002 с. 326.

5. Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство: підручник для студ. технічних спеціальностей вищ. навч. закл. /В. Попович та інш. – Львів: Світ, 2006. – 622 с.

Додаток А

Таблиця 1. Подачі під час чорнового зовнішнього точіння різцями з твердого сплаву і швидкоріжучої сталі.

Примітка: Нижні значення подач відповідають меншим розмірам державки різця і міцнішим оброблюваним матеріалам, верхні значення подач - великим розмірам державки різця і менш міцним оброблюваним матеріалам.

Таблиця 2. Значення коефіцієнту С_v і показників степеня в формулах швидкості різання під час обробки різцями

Примітка: * Без охолодження. ** З охолодженням.

Під час обробки без охолодження конструкційних і жароміцних сталей і сталевих відливків різами зі швидкорізальної сталі вводити поправочний коефіцієнт на швидкість різання 0,8.

Таблиця 3. Поправочний коефіцієнт K_mv, який враховує вплив фізико-механічних властивостей оброблюваного матеріалу на швидкість різання

Оброблюваний матеріал	Розрахункова формула
Сталь
Сірий чавун
Ковкий чавун
Гетерогенні мідні сплави: НВ > 140 НВ 100 - 140	0,7 1,0

Примітка: 1. s_в і НВ – фактичні параметри, що характеризують оброблюваний матеріал, для якого розраховується швидкість різання.

2. Коефіцієнт К_г, який характеризує групу сталі за оброблюваністю, і показує степені n_v див. табл. 4

Таблиця 4. Значення коефіцієнту К_г і показники степеня n_v в формулі для розрахунку коефіцієнту оброблюваності сталі K_mv, приведені в таблиці 3.

Оброблюваний матеріал	Коефіцієнт Кг для матеріалу інструмента	Показники степеня nv, під час обробки
Різцями	Свердлами	Фрезами
з швидкоріжучої сталі	з твердого сплаву	з швидкоріжучої сталі	з твердого сплаву	з швидкоріжучої сталі	з твердого сплаву	з швидкоріжучої сталі	з твердого сплаву
Сталь вуглецева sв, МПа: < 450 450-550 > 550	1,0 1,0 1,0	1,0 1,0 1,0	-1,0 1,75 1,75	1,0 1,0 1,0	-0,9 -0,9 0,9	1,0 1,0 1,0	-0,9 -0,9 0,9	1,0 1,0 1,0
Чавун: сірий	–	–	1,7	1,25	1,3	1,3	0,95	1,25
ковкий	–	–	1,7	1,25	1,3	1,3	0,85	1,25

Таблиця 5. Поправочний коефіцієнт К_иv, який враховує вплив інструментального матеріалу на швидкість різання

Таблиця 6. Значення коефіцієнту С_р і показників степеня в формулах сили різання під час точіння

Таблиця 7. Поправочний коефіцієнт K_mp для сталі і чавуна, який враховує вплив якості оброблюваного матеріалу на силові залежності

Оброблюваний матеріал	Розрахункова формула	Показники степеня n
Конструкційна вуглецева і легована сталь sв, Мпа: £ 600 > 600		0,75/0,35 0,75/0,75
Сірий чавун		0,4/0,55
Ковкий чавун		0,4/0,55
Гетерогенні мідні сплави: НВ > 120 НВ < 120	0,75 1,00	–

Примітка: в чисельнику наведені значення показника степеня n для твердого сплаву, в знаменнику - для швидкорізальної сталі

Таблиця 8. Поправочні коефіцієнти, який враховує вплив геометричних параметрів ріжучої части інструмента на складові сили різання під час обробки сталі і чавуна

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: