2.5.Выбор технологических режимов станка
При заданной мощности резания N = 5,5 квт, определить скорость подачи.
Дано: диаметр инструмента D
= 200 мм, число оборотов шпинделя n
= 6000 мин-1, количество режущих
элементов z =2, углы резания:
δ = 60°,
α =15
°,
толщина снимаемого слоя h
=4 мм, ширина b = 100 мм, радиус
кривизны лезвия ρ0
= = 6 мкм, время резания Т =60 мин, шаг
между резцами инструмента t
= π·D
/ z = =3,14·200 / 2 =314 мм;
скорость резания V =π·D·n / 60 000 = 3,14·200·6 000 / 60 000 =63 м/сек, порода – сосна.
Сила резания, приходящая на один резец, за один оборот вала равна:
Fзуб = aρ ·p·b+Uz·sin θ·k·b, (2.1)
из нее выразим Uz - подачу на резец:
Uz = Fзуб - aρ ·p·b / sin θ·k·b, (2.2)
где aρ - коэффициент, учитывающий остроту резца;
p - удельная сила резания по задней поверхности резца;
k - среднее условное давление по передней поверхности резца.
Определим величины, входящие в формулу (2.2).
Определяем кинематический угол встречи θ:
(2.3)
sin θ = 0,14; cos θ = 0,99; θ = 8°
Длина дуги контакта:
(2.4)
=
4 / 0,14 = 28,5 мм.
Определим коэффициент aρ, учитывающий остроту резца:
аρ = 1+0,2·Δρ / ρ0; (2.5)
где
Δρ = ε·l·n·T / 1000, (2.6)
Δρ = 0,0008·28,5·6000·60 / 1000 = 8,2 мкм.
Тогда
аρ = 1+0,2·8,2 / 6 = 1,27.
Определим удельную силу резания по задней поверхности резца при фрезеровании сосны:
p = 1,6+0,036·ψ, (2.7)
где ψ – угол перерезания волокон, ψ = θ = 8°;
тогда
p = 1,6+0,036·8 = 1,9 Н/мм.
Среднее условное давление k по передней поверхности резца при фрезеровании определяем по формуле:
k = (0,2+0,004·ψ)·δ+(0,07+0,0015·ψ)·V - (5,5+0,15·ψ); (2.8)
k = (0,2+0,004·8)·60+(0,07+0,0015·8)·63 - (5,5+0,15·8) = 12,3 Н/мм2.
Средняя окружная сила резания:
Fокр = 1000·N / V, (2.9)
Fокр = 1000·5,5 / 63 = 87,3 Н
Сила резания, приходящая на один резец:
Fзуб = t·Fокр / , (2.10)
Fзуб = 314·87,3 / 28,5 = 961 Н.
Тогда
UzN = 961 – 1,27 ·1,9·100 / 0,14·12,3·100 = 4 мм.
Скорость подачи:
uN =UzN·z·6000 / 1000 = 4·2·6000 / 1000 = 48 м/мин (2.11)
Из приложения 6 /2/ длина волны при D = 200 мм будет равна lв = 7мм и при шероховатости Rmax = 30 – 50 мкм, тогда UzRmax = lв / z = 7/2 = 3,5 мм.
Тогда
uRmax = UzRmax·z·n / 1000; (2.12)
uRmax = 3,5·2·6000 / 1000 = 42 м/мин.
Таким образом, при расчете скорости подачи получены следующие значения: по использованию установленной мощности - 48 м/мин, по шероховатости поверхности - 42 м/мин. Скорость подачи по технической характеристике станка равна 6-8 м/мин. Исходя из выше перечисленного, оптимальная скорость подачи принимается равной 7 м/мин.