Нормативный метод расчета режимов резания на токарных операциях

При расчете режимов резания данным методом используются «Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках». М., Машиностроение, 1974 г.

Определение режима резания состоит в выборе по заданным условиям обработки: типа токарного резца; геометрических параметров режущей части инструмента; материала режущей части инструмента и его державки; наивыгоднейшего сочетания глубины, подачи и скорости резания.

Все эти параметры должны обеспечивать наименьшую трудоемкость и себестоимость выполнения операций при наиболее полном использовании режущих свойств инструмента и эксплуатационных возможностей станка. Указанные "Общемашиностроительные нормативы..." не исключают возможности оптимизации процессов резания при измененных условиях обработки (применение новых режущих материалов, способов охлаждения зоны резания и т.п.).

Тип токарного резца выбирается в зависимости от вида обрабатываемых поверхностей (см. § 4, гл. Ш). Сечение державки резца, т.е. его тела, которым резец зажимается в резцедержателе, зависит от различных факторов (вида обработки - черновая или чистовая, типа станка, вида обрабатываемой поверхности и её размера и т.д.). Наиболее часто для наружной обработки на станках 1К62 применяют державку прямоугольной формы с сечением 16 х 25 (ширина и высота), для растачивания - квадратной формы (20 х 20) с переходом в круглую часть диаметром 16 мм.

Материал режущей части определяется по таблице "Выбор марки инструментального материала" (все таблицы из вышеуказанных нормативов) в зависимости от обрабатываемого материала, вида и характера обработки. В качестве материала державки резца используют Сталь 45 (углеродистая качественная конструкционная) или Сталь 45Х (легированная конструкционная хромистая).

Форму передней поверхности определяют по таблице "Геометрические параметры режущей части инструмента" в которой дано пять форм передней поверхности: I - плоская с фаской; П - радиусная с фаской; Ш - плоская; IV - плоская с отрицательным передним углом; V - плоская с фаской и опущенной вершиной. Нужную форму определяют в зависимости от области применения резцов с данной формой передней поверхности.

При определении геометрических параметров режущей части токарного резца величину главного угла в плане φ выбирают в зависимости от жесткости системы «Станок-приспособление-инструмент-деталь» (СПИД), а также от вида и формы обрабатываемой поверхности (торец, ступенчатая поверхность и т.п.). Передний угол γ, от которого зависит прочность резца, назначают в зависимости от вида обрабатываемого материала и его прочности на растяжение, а также от вида режущего материала. Задний угол α, влияющий на величину трения резца об обрабатываемую деталь, выбирают в зависимости от вида обрабатываемого материала, вида обработки (черновая или чистовая) и вида режущего материала. Угол наклона главной режущей кромки λ выбирают в зависимости от условий работы. Радиус при вершине резца (r) определяют в зависимости от сечения державки и вида обработки (черновая или чистовая). От этих же параметров зависит и величина фаски.

Определение наивыгоднейшего режима резания начинают с расчета припуска на обработку, после чего назначают глубину резания. Необходимо стремиться к тому, чтобы глубина резания была равна величине припуска, т.е. желательно срезать весь припуск за один проход инструмента. Но при этом необходимо соблюдать требования к точности получаемого размера и шероховатости поверхности. Если условия обработки не дают возможностьза один проход достичь вышеназванных требований, то в этом случае припуск делят на две части: большую снимают за черновой проход, а меньшую - за чистовой проход. В случае нежестких требований к качеству поверхности допускается снимать припуск за i -е число одинаковых проходов. При назначении глубины резания необходимо также учесть эксплуатационные возможности станка: силу подачи и мощность.

Затем определяют по таблицам подачу в зависимости от заданной шероховатости поверхности. Если шероховатость поверхности после обработки от VI (К»= 320) до УЗ (Кг= 80), то данную шероховатость можно достичь черновым точением или растачиванием (для внутренних поверхностей). В этом случае подачи определяются по таблицам "Подачи для чернового наружного точения или "Подачи для чернового растачивания" в зависимости от вида обрабатываемого материала (сталь или чугун); размера державки резца (сечение); диаметра обрабатываемой поверхности и глубины резания.

Если шероховатость обработанной поверхности от 4(R_z = 40) до 6

(R_a = 2,5) и выше, то такую шероховатость можно достичь только чистовым точением, и в этом случае подачу определяют по таблице "Подачи в зависимости от заданной чистоты поверхности".

Для дальнейших расчетов принимают среднее арифметическое значение табличной подачиS_табл. для чистовой обработки и максимальное значение для черновой обработки.

После определения S_табл проверяют выбранную подачу по лимитирующим (ограничивающим) факторам (только приt > 1мм) по прочности державки резца и по силе подачи.

Выбранная по таблицам подача должна быть меньше или равна подаче, допускаемой прочностью державки резцаS_табл ≤ S_доп , которую определяют по таблице "Подачи, допускаемые прочностью державки резца" в зависимости от обрабатываемого материала и его механических свойств; вида режущего материала; глубины резания; сечения державки резца.

Если получают, S_табл ≥ S_доп , то следует уменьшить назначенную глубину резания, т.е. снимать припуск на обработку h не за один, а, например, за два прохода.

По силе подачи проверяются только детали из стали. Сила подачи, необходимая для обработки с выбранной подачей - S_табл, должна быть меньше или равна максимальной силе подачи, которую может развивать станок:Р_х≤ Р_{x max},

ЗначениеР_хопределяют по таблице "Сила подачи" в зависимости отмеханических свойств обрабатываемого материала; глубины резания; величины выбранной подачиS_табл; главного угла в плане - φ; скорости резания (условно принимают. V_рез = 100 м/мин).

Если получают Р_х ≥ Р_{x max}, то следует или уменьшить выбранную по таблицам подачу, или уменьшить глубину резания.

Выбранную и проверенную по лимитирующим факторам подачу корректируют по паспортным данным станка и принимают равное или ближайшее большее значение подачи: S₀(мм/об) при условии, что . Если это условие не соблюдается, то выбирают ближайшее меньшее значение. Корректировка по паспортным данным станка необходима ввиду дискретности (прерывности) ряда подач на токарных станках.

Далее определяют скорость резания по таблицам "Скорость резания" в зависимости от вида обрабатываемого материала (сталь, чугун); вида режущего материала, его марки; механических свойств обрабатываемого материала; величины подачи S₀(мм/об); характера обработки; главного угла в плане φ.

При определении скорости резания необходимо учесть поправочные коэффициенты на марку твердого сплаваК_иv и на состояние обрабатываемой поверхности К_пv и рассчитать с учетом этих коэффициентов

V_расч = V_табл · К_иv · К_пv

После чего определяют число оборотов шпинделя по формуле

гдеD - диаметр обрабатываемой поверхности заготовки.

Рассчитанное число оборотов шпинделя корректируют по паспортным данным станка и принимаютn₀ (об/мин) равное или ближайшее большее при условии, что . Если это условие не соблюдается, то выбирают ближайшее меньшее значение.

После чего рассчитывают фактическую скорость резания по формуле

Выбранный режим резания (t, S_0, V_р) проверяют по мощности, которую определяют по таблицам "Мощность, необходимая для резания" в зависимости от обрабатываемого материала; его механических свойств; глубины резания; подачи; скорости резания.

Табличное значение мощности умножают на поправочный коэффициент, учитывавший величину переднего угла γ и главного угла в плане φ, и получают значение мощности, необходимой для выполнения выбранного режима резания

Необходимым условием возможности выполнения выбранного режима резания является соотношение

,

где N_шп - максимальная мощностьна шпинделе, которую может развить станок;

N_э.д,- мощность электродвигателя главного движения;

- к.п.д. станка при передаче движения от электродвигателя на шпиндель.

Если вышеназванное условие не соблюдается, необходимо уменьшить глубину резания и расчет режима произвести вновь.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: