
- •В.Н. Коробко, а.Б. Романов, м.М. Сычев Расчёт оптимального режима резания при токарной обработке деталей
- •1. Расчет режимов резания
- •1.1 Выбор режущего инструмента и его характеристик
- •1.2 Глубина резания
- •1.3 Выбор значения подачи
- •1.4 Скорость резания
- •1.5 Частота вращения шпинделя
- •2 Проверка выбранного режима резания
- •2.1 Проверка на прочность державки резца
- •2.2 Проверка по прочности механизма подачи станка
- •2.3 Проверка по мощности станка
- •2.4 Проверка по жёсткости детали
- •3. Пример выполнения расчётов
- •Первый способ
- •Второй способ
- •7. Машинное время:
- •Проверка принятого режима резания
- •Действующее при найденных режимах резания усилие Px определяем по формуле:
- •Принятые режимы резания:
- •Приложение a
- •Приложение в
- •Угс (код, наименование)________________________________________
- •Курсовая работа (курсовой проект)
- •Задание на курсовую работу
- •Приложение г
- •Варианты заданий по курсовой работе Черновое точение.
- •Расчёт оптимального режима резания при токарной обработке деталей.
1.5 Частота вращения шпинделя
По принятой скорости резания определяется частота вращения шпинделя (об / мин) по формуле:
nшп = 1000 x v / (π х dз), 5.
где:
v – скорость резания, м / мин;
dз – диаметр заготовки, мм.
По паспорту станка принимается ближайшее, как правило, меньшее число оборотов шпинделя nшп. При этом скорость резания (м / мин):
v = π x dз x nшп / 1000, 6.
Это значение скорости резания принимается для обработки детали при заданных условиях.
2 Проверка выбранного режима резания
2.1 Проверка на прочность державки резца
Резец можно рассматривать как балку, закреплённую одним концом и изгибаемую силой резания Pz (рисунок 1). Наибольшая её значение, допускаемая прочностью резца, может быть определена по формуле:
PzP = b x h x σизг / (6 х l) 7.
где:
b – ширина стержня резца, мм;
h – высота стержня резца, мм;
l – вылет резца, мм. Обычно l = (1,5 – 2) h;
σизг – допускаемое напряжение на изгиб, принимаемое для державки из конструкционной углеродистой стали σизг = 2 х 108 Па
Принятый режим допустим, если фактическая сила резания Pz будет значительно меньше силы, выдерживаемой прочностью резца Pz < PzP.
Сила резания может быть найдена по таблицам 16 -18 и подсчитана по формуле:
Pz = CPz x tXPz x SyPz x vn x KPz. 8.
Значения коэффициентов и показателей степеней приведены в таблицам 19 – 22.
Первый способ является упрощенным, в нём сила резания определяется в зависимости от двух параметров — подачи и глубины резания. Второй способ дает более точное значение силы резания, так как она рассчитывается в зависимости от трех параметров — подачи, глубины резания и скорости резания. Найденные значения силы резания двумя способами могут отличаться. В расчет принимается большее значение.
Таблица 16 – Сила резания Рz = Pz табл х К1 х К2
Сила резания Pz таб при глубине резания, Н |
||||||||
S, мм/об |
0,25 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
4,0 |
0,1 0,16 0,2 0,25 0,30 0,40 0,50 0,60 0,80 1,00
|
90 130 150 180 200 250 300 350 450 500
|
180 260 300 350 400 500 600 700 850 1000
|
360 500 600 700 800 1000 1200 1350 1700 2000
|
550 750 900 1100 1200 1500 1800 2000 2500 3000
|
700 1000 1200 1400 1600 2000 2400 2700 3400 4000
|
900 1300 1500 1800 2000 2500 3000 3400 4200 5000
|
1100 1500 1800 2100 2400 3000 3600 4100 5100 6000
|
1400 2000 2400 2800 3200 4000 4800 5400 6800 8000
|
Таблица 17 – Сила резания. Поправочный коэффициент в зависимости от
обрабатываемого материала – К1
Материал |
Твердость НВ (МПа) |
Быстрорежущая сталь
|
Твердый сплав |
Значение К1 |
|||
Сталь |
До 156 (1560) 143-207 (1430-2070) 207-269 (2070-2690) 269-302 (2690-3020) 302-321 (3020-3210) 321-375
|
0,75 0,9 1,15 1,3 1,4 1,5
|
0,7 0,75 0,85 0,9 0,95 1,0
|
Чугун серый и высоко-прочный |
163-229 (1630-2290) 229-295 (2290-2950)
|
0,6 0,7 |
0,6 0,7 |
Чугун ковкий |
130-170 (1300-1700) 207-229 (2070-2290) 265-285 (2650-2850)
|
0,55 0,65 0,75 |
0,55 0,65 0,75 |
Таблица 18 – Сила резания. Поправочный коэффициент в зависимости от
скорости резания и переднего угла γ при точении сталей
инструментом из твёрдого сплава – К2
Скорость |
Передний угол γ
|
||
10о |
0о |
-10о |
|
До 100 м/мин
До 200 м/мин
|
1,0
0,9 |
1,1
1,1 |
1,2
1,2 |
Таблица 19 – Значение коэффициентов и показателей степеней для подсчёта сил Pz, Py, Px при точении
Обрабатываемый материал |
S, мм/об |
Углы в плане резца |
Коэффициенты и показатели степени в формулах
|
|||||||||||||||
Тангенциальной силы резания Pz, Н
|
Радиальной силы резания Py, Н
|
Силы подачи (осевой силы) Px, Н
|
||||||||||||||||
φо |
φ1о |
CPz |
XPz |
yPz |
n |
CPy |
XPy |
yPy |
n |
CPx |
XPx |
yPx |
n |
|||||
Сталь |
s ≤ 0,75 |
45 |
10 |
3000 |
1,0 |
0,75 |
-0,15 |
2430 |
0,9 |
0,6 |
-0,3 |
3390 |
1,0 |
0,5 |
-0,4 |
|||
s > 0,75 |
3130 |
0,2 |
||||||||||||||||
–
|
45 |
0 |
3840 |
0,9 |
0,9 |
-0,15 |
550 |
0,6 |
0,8 |
-0,3 |
2410 |
1,05 |
0,2 |
-0,4 |
||||
Чугун серый и высоко-прочный
|
|
45
|
10 |
920 |
1,0 |
0,75 |
0 |
540 |
0,9 |
0,75 |
0 |
460 |
1,0 |
0,4 |
0 |
|||
45
|
0 |
1230 |
1,0 |
0,85 |
0 |
610 |
0,6 |
0,5 |
0 |
240 |
1,05 |
0,2 |
0 |
|||||
Чугун ковкий |
|
45
|
10 |
810 |
1,0 |
0,75 |
0 |
430 |
0,9 |
0,75 |
0 |
382 |
1,0 |
0,4 |
0 |
Таблица 20 – Поправочные коэффициенты по твёрдости обрабатываемого
материала Км
Сила резания |
Сталь
|
Чугун серый и высоко-прочный |
Чугун ковкий |
||
σв ≤ 600 МПа |
σв > 600 МПа |
||||
Pz
|
Твёрдый сплав |
(σв / 750)0,35 |
(НВ / 1900)0,4 |
(НВ / 1500)0,4 |
|
Быстро режущая сталь |
(σв / 750)0,75
|
(σв / 750)0,35 |
(НВ / 1900)0,55 |
(НВ / 1500)0,55 |
|
Py
|
Твёрдый сплав |
(σв / 750)1,35 |
НВ / 1900 |
НВ / 1500 |
|
Быстро- режущая сталь |
(σв / 750)2,0 |
(НВ / 1900)1,3 |
(НВ / 1500)1,3 |
||
Px
|
Твёрдый сплав |
σв / 750 |
(НВ / 1900)0,8 |
(НВ / 1500)0,8 |
|
Быстро- режущая сталь |
(σв / 750)1,5 |
(НВ / 1900)1,1 |
(НВ / 1500)1,1 |
Таблица 21 – Поправочный коэффициент на главный угол в плане φо
Сила резания
|
30о |
45о |
60о |
90о |
Pz |
1,08 |
1,0 |
0,94 |
0,89 |
Py |
1,3 |
1,0 |
0,77 |
0,5 |
Px |
0,78 |
1,0 |
1,11 |
1,17 |
Таблица 22 – Поправочный коэффициент на передний угол γо
Сила резания
|
+20о |
+10о |
0о |
-10о |
-20о |
Pz |
0,9 |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
Py |
0,7 |
1,0 |
1,4 |
1,8 |
2,2 |
Px |
0,7 |
1,0 |
1,4 |
1,8 |
2,2 |