4. Расчет режимов резания

Под режимами резания понимаются следующие параметры: глубина резания, число проходов, подача и скорость резания. Режимы резания, исходя из свойств обрабатываемого и инструментального материалов, геометрических параметров режущей части инструментов и периода стойкости инструментов, качественных показателей обрабатываемых поверхностей детали и технологических возможностей используемого оборудования.

Глубину резания следует брать равной припуску на обработку на данной операции. Если припуск нельзя снять за один проход, число проходов должно быть возможно меньшим. При чистовом точении (до 5-го класса шероховатости поверхности) глубину резания берут в пределах 0,5. . .2 мм. Для получения при точении 6—7-го класса шероховатости поверхности глубина резания назначается в пределах 0,1. . .0,4 мм.

После назначения глубины резания следует выбрать максимально технологически допустимую подачу (с учетом класса шероховатости обработанной поверхности, мощности и прочности станка, жесткости обрабатываемой детали и прочности резца). Работать с подачами, меньшими, чем максимально технологически допустимые, непроизводительно. При чистовой обработке подача обычно ограничивается классом шероховатости поверхности обработанной детали.

Назначение скорости резания производится после того, как выбраны глубина резания и подача. Скорость резания рассчитывают по формуле:

(4.1)

или определяется по справочным таблицам с учетом всех необходимых поправочных коэффициентов. По полученной расчетом скорости резания определяется расчетная частота вращения шпинделя станка (или обрабатывае­мой детали):

n_р=1000·V_р/·D, об/мин (4.2)

По расчетной частоте вращения n_р определяется ближайшая меньшая или равная частота вращения шпинделя, имеющаяся в паспорте станка (фактическая частота вращения). Затем вычисляется скорость резания.

Выбранный режим резания проверяется по мощности.

Мощность, затрачиваемая на резание, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе:

N_P≤N_шп= N_п·ή (4.3)

где N_п—мощность электродвигателя.

Если расчетная мощность резания окажется больше мощности на шпинделе, то скорость резания должна быть уменьшена.

При проточке фаски работа проводится с ручной подачей и без изменения числа оборотов предыдущей или последующей обработки.

Минутная подача определяется по формуле:

S_мин=n_п·S_п, мм/мин (4.4)

S_мин=960·0,3=288 мм/мин

где S_п - паспортная подача на один оборот изделия или инструмента (мм/об) и n_п – паспортная частота вращения (об/мин)[4].

Число проходов зависит от глубины резания, если глубина резания более 2мм, то число проходов возрастает до 2 и так далее.

Фактическая частота вращения n_ф находится по формуле:

, об/мин (4.5)

об/мин

где V_п – паспортная скорость резания[4].

Фактическая скорость резания V_р находится по формуле:

, м/мин (4.6)

м/мин

где n_п – паспортная частота вращения (об/мин)[4].

Основное время Т_о считается по формуле:

, мин (4.7)

мин

Дополнительное время Т_д считается по формуле:

Вспомогательное время Т_в=0,82 мин [10].

, мин (4.8)

мин

Штучное время Т_шт считается по формуле:

Т_шт=Т_о+Т_в+Т_д , мин (4.9)

Т_шт=0,43+0,88+0,01=1,32 мин

Режимы резания приведены в таблице 4.1.

Мощность электродвигателя станка:

N_п>N_р/ (4.10)

где N_п - необходимая мощность на осуществление процесса резания;

N_р - расчетная мощность резания;

=0,75-0,8 - КПД станка.

Формула для расчета вертикальной составляющей силы резания, необходимой для расчета мощности станка:

Р_z=10·C_р·t·S^0.75 , Н (4.11)

Р_z=10·300·2,04·0,3^0,75=2481 Н

где С_р - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и условий обработки (С_р=300)[6];

t - глубина обработки, мм;

S - подача, мм/об.

После определения вертикальной составляющей силы резания рассчитывается мощность:

N_р=Р_z·V_р/1020·60, кВт (4.12)

N_р=2481·172/1020·60=6,9кВт

где V_р – расчетная скорость резания, м/мин.

Условие N_P≤N_п выполняется: 6,9кВт≤7кВт.

Сила резания Р_z, расчетная мощность N_р, необходимая мощность электродвигателя станка N_п и их числовые значения представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 Режимы резания

Технологичес-кие переходы и операции	№ пов.	Квалитет	t, мм	l, мм	L, мм	i - число заходов	S, мм/об		Скорость резания, м/мин				Sмин, мм/мин	TO	TB	TД	Tшт	РZ, H	N, кВт
							Sр	Sп	VP	nP	nп	Vп		мин					NP	Nф
Торцевание обдирочное	4	11	2,04	120	124	1	0,3	0,3	172	1095	960	150	288	0,43	0,88	0,01	1,32	2481	6,9	7
Центрование	4						0,05	0,05				12		0,09	1,28	0,01	1,38
Торцевание обдирочное	1	11	2,04	120	124	1	0,4	0,4	159	516	480	138	192	0,65	0,88	0,012	1,54	3078	6,9	7
Центрование	1						0,05	0,05				12		0,1	1,28	0,011	1,39
Точение обдирочное	2	11	1,92	40	43,5	1	0,8	0,8	118	383	380	87	304	0,14	1,18	0,01	1,33	4872	6,9	7
Точение обдирочное	3	11	1,92	80	83,5	1	0,6	0,6	118	752	600	94	360	0,23	1,18	0,011	1,42	3927	6,03	7
Шлифование предварительное	2	9	0,032	40	42	2	25	25	30	97,5	75	17	18,75	0,15	2,5	0,04	2,69	1073	0,5	5,8
Шлифование чистовое	2	6	0,013	40	42	2	15	15	30	97,5	75	17	11,25	0,25	2,5	0,04	2,79	297	0,15	5,8