1.8 Расчет режимов резания

1.8.1 Расчет режимов резания на деталь “крышка”

Операция 010 Токарная

Данная операция производится на станке 1Н713, на котором производится подрезка торца в размеры 18±0,3; 14,6±0,3 мм. Станок оснащен специальным приспособлением, в котором заготовка устанавливается по торцу и внутренней поверхности и закрепляется по конусной поверхности шайбой, устанавливаемой на тяге приспособления.

Режущий инструмент – резец подрезной с твердосплавной пластиной ВК8.

Глубина резания t=2 мм.

Рекомендуемая подача для обеспечения параметра шероховатости

R_a=3,2 мкм – S₀=0,15÷0,2 мм/об [16]

Принимаем предварительно S₀=0,15 мм/об.

Нормативный период стойкости резца Т_м=60 мин [16]

Определим скорость резания по формуле [16]:

V= , м/мин (1.15)

где С_v – постоянная, характеризующая уровень скорости резания;

Т – период стойкости инструмента, мин;

T – глубина резания, мм;

S₀ – подача на один оборот шпинделя, мм/об;

K_v – общий поправочный коэффициент.

Общий поправочный коэффициент при точении равен [16]:

, (1.16)

где К_MV – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К_UV – коэффициент, зависящий от материала инструмента;

K_NV – коэффициент, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности.

К_MV=1,0 – для магниевого сплава МЛ5 ГОСТ 2856-79;

К_UV=2,7 – для твердого сплава ВК8;

K_NV=0,9 – для отливки [16]

Для данных условий: С_v=485; K_v=0,9·2,7=2,43; х=0,12; у=0,25; m=0,28 [16]

V= м/мин

Частота вращения шпинделя равна по формуле [15]:

n= , об/мин (1.17)

где V – скорость резания, м/мин;

D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

n= 767 об/мин

Принимаем по паспорту станка n_шп=630 об/мин.

Действительная скорость резания равна по формуле [15]:

V_д= , м/мин (1.18)

V_д= =454,98 м/мин

Определим минутную подачу [15]:

S_м=S₀·n_шп , мм/мин (1.19)

где S₀ – подача на один оборот шпинделя, мм/об;

n_шп – принятая частота вращения шпинделя, об/мин.

S_м=0,15·630=94,5 мм/мин.

Принимаем по паспорту станка S_м=80 мм/мин. Производим проверку выбранного режима резания по мощности резания.

Мощность резания при точении определяется по формуле [15]:

, кВт (1.20)

где P_z – сила резания, Н;

V – скорость резания, м/мин.

Сила резания равна [16]:

P_z=10·C_р·t^x·S₀^y·Vⁿ·K_p , Н (1.21)

где С_р – постоянная, характеризующая уровень силы резания;

К_р – общий поправочный коэффициент.

Общий поправочный коэффициент при точении равен [16]:

К_р=К_мр·К_γр·К_φр·К_λр·К_rр , (1.22)

где К_мр – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К_γр,К_φр,К_λр,К_rр – коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на силу резания.

Все поправочные коэффициенты равны единице [16].

Для данных условий находим: С_р=40; х=1,0; у=0,75; n=0 [16].

Р_z=10·40·2·0.15^0.75·454,98⁰·1=192,8 Н

N_рез= кВт

Мощность двигателя главного привода станка N_дв=5 кВт, КПД станка η=0,8. N_шп=5·0,8=4 кВт

4 кВт>1,44 кВт. Обработка возможна.

Определим основное время [15]:

Т₀= , мин (1.23)

где L_px – длина рабочего хода, мм;

S_м – минутная подача, мм/мин.

Длина рабочего хода определяется по формуле [15]:

L_px=L_рез+у, мм (1.24)

где L_рез – длина резания, мм;

у – величина подвода, врезания и перебега инструмента.

у=5 мм [10]

L_px= мм

Т₀= 0,88 мин

Операция 020 Агрегатная

Данная операция производится на однопозиционном агрегатном станке, который имеет две сверлильных головки горизонтальных, одна из которых оснащена четырехшпиндельной насадкой, и кондуктор. Заготовка в кондукторе устанавливается по торцу и внутренней поверхности, и закрепляется прихватами.

Обработка производится последовательно в два перехода по следующей технологии:

- установка заготовки в кондукторе, закрепление;

- сверление четырех отверстий диаметром 4,3^+0,16 с одновременным снятием фаски 1×45° на глубину 15±0,2 мм;

- снятие облоя с окон;

- снятие детали после обработки со станка.

Производим расчет режимов резания для каждого перехода:

Переход “Сверление четырех отверстий диаметром 4,3^+0,16 мм со снятием

фаски 1×45°”.

Режущий инструмент – комбинированное сверло из быстрорежущей стали Р6М5. Глубина резания t=2,2 мм. Подача рекомендуемая на один оборот шпинделя S₀=0,18-0,27 мм/об. Поправочный коэффициент на последующее нарезание резьбы К_Sо=0,5 [16]:

S₀=0,2·0,5=0,1 мм/об

Принимаем по паспорту станка S₀=0,1 мм/об. Нормативный период стойкости сверл при многоинструментальной обработке Т_М=40 мин [10].

Скорость резания равна [16]:

V , м/мин (1.25)

где С_v – постоянная, характеризующая уровень скорости резания;

К_v – общий поправочный коэффициент.

Общий поправочный коэффициент равен при сверлении [16]:

К_v=К_мv·K_uv·K_lv , (1.26)

где K_lv – коэффициент, зависящий от глубины отверстия.

Для отношения длины к диаметру—L/D=15/4,3=3,48:

K_lv=0,85 [16]; К_мv=1,0; K_uv=1,0 [16]; К_v=0,85.

Для данных условий находим:

C_v=36,3; q=0.25; y=0.55; m=0.125 [16]

V= м/мин

Соответствующая частота вращения шпинделя равна по формуле (1.17):

n= об/мин.

Принимаем по паспорту станка n_шп=1500 об/мин.

Действительная скорость резания равна по формуле (1.18):

V_д= м/мин

Производим проверку выбранного режима резания по мощности резания и осевой силе.

Мощность резания равна при сверлении [16]:

N_рез= , кВт (1.27)

где М_кр—крутящий момент, Нм;

n—частота вращения шпинделя, об/мин.

Крутящий момент равен [16]:

М_кр=10·С_м·Д^q·S₀^y·K_мр , Н (1.28)

где С_р – постоянная, характеризующая уровень крутящего момента;

К_мр – поправочный коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.

Для данных условий: С_м=0,005; q=2; y=0.8 [16]; К_мр=1 [16]

М_кр= Нм

N_рез= кВт

ΣN_рез=4·0,03=0,12 кВт.

Осевая сила равна [16]:

Р₀=10·С_р·D^q·S_o^y·K_мр , Н (1.29)

Для данных условий: C_р=9,8; q=1.0; y=0.7; K_мр=1 [16]

Р₀=10·9,8·4,3·0,1^0,7·1=84.3 Н

ΣР_о=4·84,3=337,2 Н

Мощность двигателя головки N_дв=1 кВт, КПД привода 0,8.

Р_ост=1500 Н; N_шт=1·0,8=0,8 кВт

1500 Н>337,2 Н

0,8 кВт>0,12 кВт

Обработка возможна.

Определим основное время [15]:

Т_о= , мин (1.30)

где L_рх—длина рабочего хода, мм;

i—число проходов;

S_о—подача на один оборот шпинделя, мм/об;

n_шп—частота вращения шпинделя, об/мин.

Длина рабочего хода равна по формуле 1.24.

Для глухого отверстия у=2 мм [10]

L_рх=15+2=17 мм

Т_о= 0,12 мин

Переход “Снятие облоя с окон по внутреннему контуру”.

Режущий инструмент – зенковка конусная с наибольшим диаметром

55 мм, оснащенная четырьмя пластинами твердого сплава ВК8. Глубина резания t=2 мм. Подача рекомендуемая S₀=0,1÷0,2 мм/об.

Принимаем по паспорту головки S₀=0,1 мм/об.

Нормативный период стойкости зенковки Т_м=90 мин [10].

Определим скорость резания по формуле (1.25)

Для данных условий находим: С_v=36,3; q=0,25; у=0,55; m=0,125 [16]

Поправочные коэффициенты: К_мv=1.0; K_lv=1.0; K_uv=2.7 [16]; K_v=2.7

V= 539 м/мин

Соответствующая частота вращения шпинделя равна по формуле (1.17):

n= =3121 об/мин

Принимаем по паспорту n_шп=1500 об/мин.

Действительная скорость резания равна по формуле (1.18)

V_д= 259 м/мин

Производим проверку выбранного режима резания по осевой силе и мощности резания.

Сила осевая равна по формуле (1.29)

Для данных условий: С_р=9,8; q=1; y=0.7; K_мр=1,0 [16]

Р₀=10·9,8·55·0,1^0,7·1=1078 Н

Крутящий момент равен по формуле 1.28

С_м=0,005; q=2; у=0,8; К_мр=1 [16]

М_кр=10·0,005·2^-2·0,1^0,8·1=0,03 Нм

Мощность резания определяется по формуле (1.27)

N_рез= 0,01 кВт

Очевидно, что обработка возможна.

Определим основное время по формуле (1.30).

Длина рабочего хода равна по формуле (1.24)

у=3 мм [10]

L_px=15+3=18 мм

Т₀= =0,12 мин

Все расчетные данные представлены в таблице 1.10

Таблица 1.10—Режимы резания на операции 020

Наименование технологических переходов	Режимы резания				Основное время, мин.
	Lрх, мм	Sо, мм/об	V, м/мин	n, об/мин
Сверление четырех отверстий диаметром 4,3+0,16 мм	17	0,1	20,25	1500	0,12
Снятие облоя с окон на внутренней поверхности	18	0,1	259	1500	0,12
Итого					0,24