6.7. Предельные частоты вращения шпинделя

Полученные скорости резания дают возможность определить предельные значения частот вращения шпинделя (мин^-1) по формулам

; (6.3)

, (6.4)

где и – наибольшая и наименьшая скорости резания, принятые для расчета, м/мин;

и – наибольший и наименьший диаметры обрабатываемых заготовок или режущего инструмента, мм;

и – наибольшие и наименьшие частоты вращения, мин^-1.

7. Силы резания, крутящие моменты и эффективная мощность

7.1. Силы резания и эффективная мощность при точении

Тангенциальную составляющую силы резания рассчитывают по формулам, приведенным в справочной литературе [8]. Сила определяет нагрузку на механизм главного движения, крутящий момент и эффективную мощность резания; определяет отжим резца от детали и величину ее прогиба; определяет нагрузку в цепи механизмов подач.

Для расчета величины осевой и радиальной составляющих при точении используют зависимости

; (7.1)

. (7.2)

Наибольшие значения составляющих и определяют при следующих условиях: обрабатываемый материал – высокопрочная сталь с ; максимальная допустимая глубина резания по подаче; материал режущей части резца – быстрорежущая сталь или твердый сплав с наименьшей стойкостью 15 – 30 мин. При указанных условиях наибольшую эффективную мощность, потребную на резание, определяют по формуле

, (7.3)

где – максимальная эффективная мощность, кВт; – тангенциальная составляющая силы резания, Н; – скорость резания, м/мин, которую определяют для условия осуществления наибольшего значения .

7.2. Осевая сила, момент резания и эффективная мощность при сверлении

Осевую силу (силу подачи) и момент резания определяют по формулам, приведенным в справочной литературе [8].

Для определения наибольших значений силы и момента принимают: обрабатываемый материал – высоколегированная сталь; материал режущей части сверла, зенкера, развертки – быстрорежущая сталь при наименьшей стойкости; диаметр сверла, зенкера, развертки и подача максимальные. При указанных условиях наибольшую эффективную мощность, потребную для сверления, зенкерования и развертывания, находят по формуле

, (7.4)

где – частота вращения сверла, зенкера или развертки для условий получения и , мин^-1; – крутящий момент, Нм.

7.3. Сила резания и мощность при фрезеровании

Окружную силу резания при фрезеровании рассчитывают по формулам, приведенным в справочной литературе [8].

Эффективная мощность при фрезеровании

, (7.5)

где – скорость резания при фрезерования, м/мин.

Наибольшие значения окружной силы резания и эффективной мощности определяют при следующих условиях:

а) материал обрабатываемой детали – сталь средней твердости;

б) материал режущей части фрезы при цилиндрическом фрезеровании – быстрорежущая сталь, при торцовом – твердый сплав;

в) ширина фрезерования – такая же, как и при расчете ;

г) диаметр фрезы – максимальный, а ее стойкость наименьшая.

При расчете следует учитывать, что при износе зубьев фрез до минимально допустимой величины сила фрезерования увеличивается при обработке заготовок из вязких сталей на 75 – 90%, из средних и твердых сталей и чугунов – на 20 – 40%. Результаты расчетов режимов резания, усилий, крутящих моментов и мощности сводят в табл. 7.1.