10 Определение фактической подачи на зуб при принятом режиме резания.

11 Проверочные расчеты по мощности резанияNр:

определение потребляемой мощности по нормативам

где t – глубина резания, мм;

В – ширина фрезерования;

S_м – минутная подача, мм/мин;

Ks – удельная сила резания, Н/мм² [2, c.D312];

проверка станка по мощности электродвигателя

N_рез  1.2 N_дв*  (КПД станка  = 0,8).

Задание 3. Рассчитать режим резания при обработке детали

на одношпиндельном токарном многорезцовом полувтомате

Задание:

Расчет выполняется в соответствии с рекомендациями [1, с.11-13]. Этап 6 справочника не выполнять. На этапе 7 справочника в обязательном порядке провести проверку электродвигателя станка по пиковой нагрузке и на нагрев [1, с.423-424]. Проверка на нагрев – ориентировочно.

Условия обработки:

• вид обрабатываемой детали - ступенчатый валик;

• тип станка - токарный одношпиндельный многорезцовый полуавтомат;

• паспортные данные станка – табл. 6;

• схема инструментальной наладки – рис. 2. Для удобства расчетов на схеме инструментальной наладки у каждого инструмента обозначить марку инструментального материала, глубину t или ширину B резания, шероховатость Ra, радиус при вершине r;

• заготовка – поковка;

• радиусы при вершине для резцов 2 принять r₂=2,4 мм, а для резцов 1 r₁ - табл. 8;

• поверхности, обрабатываемые проходными резцами 1, с повышенными требованиями к шероховатости обработанной поверхности Ra; для резцов 2 принять Ra₂ = 12,5 мкм;

• марки инструментальных материалов – табл. 7 (для твердосплавных резцов обозначения по стандарту ИСО [1, с. 369]);

• резцы на продольном суппорте I – проходные с СМП, резец 2 с износостойким покрытием, резцы на суппорте II с напайными пластинами;

• обработка с применением СОЖ;

• остальные условия обработки для варианта задания – табл. 8.

Таблица 6 - Паспортные данные токарного одношпиндельного многорезцового полуавтомата

Параметр	Значение
Мощность электродвигателя главного движения, кВт	8
Коэффициент полезного действия	0,85
Частота вращения шпинделя, об/мин	56, 71, 91, 112, 140, 180, 224, 280, 355, 450, 560, 710
Подача суппорта продольного, мм/об	0.12, 0.14, 0.17, 0.21, 0.25, 0.30, 0.36, 0.43, 0.52, 0.62, 0.74, 0.90
Подача суппорта поперечного, мм/об	0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.09, 0.11, 0.13, 0.16, 0.19, 0.23, 0.27, 0.32, 0.40

Таблица 7 - Марки инструментальных материалов

№ инструмента в наладке	Марка инструментального материала
	Задание 1-10	Задание 11-20	Задание 21-30	Задание 31-40	Задание 41-50
1	Р10	Р20	Р30	Р40	Р20
2	Р20С	Р30С	Р20С	Р30С	Р20С
3	Р30	Р40	Р40	Р20	Р30
4	Р20	Р20	Р20	Р20	Р20

Пояснения

При выполнении расчетов учесть:

• на многоинструментных станках с параллельной (одновременной) работой инструментов за каждым инструментом закрепляется своя обрабатываемая поверхность, обработка однопроходная;

• на схемах (рис. 2) положение инструментов показано в конце рабочего хода суппортов;

• расчеты проводить для всех инструментов наладки на всех этапах;

• оба суппорта начинают работать одновременно. У продольного суппорта I врезание под углом (косое), тангенс угла врезания ψ принять равным 0,5;

• в наладке используются резцы проходные, прорезные (ширина не более 20 мм), фасонные (простые с углами в плане φ = 90°), фасочные. Резец 4 (задания 1 – 10) принять как прорезной;

• заготовки простые, ступенчатые. Размеры определить самостоятельно, так как глубины резания проходными резцами заданы;

• на этапе 1 справочника [1] для фасочных резцов за длину резания принимается линейный размер фаски;

• на этапе 2.1 при определении исходных подач суппортов учитываются ограничения (см. Примечания к карте Т-2 [1, с .15-17]:

1. Рекомендуемые картой Т-2 подачи являются максимально возможными;

2. По жесткости технологической системы. Принять нормальной и подачи назначать как средние от указанных в карте подач рекомендаций;

3. Величины исходных подач проходных резцов не должны превышать 0,5 радиуса r при вершине;

4. Для обоих проходных резцов учесть требования по шероховатости обработанных поверхностей в соответствии рекомендациями раздела «Чистовое точение» [1, с. 16];

5. Для резцов фасонных подачи принять по нижнему пределу диапазона подач, рекомендуемых при прорезании канавок [2,с 17, лист 3];

6. Для резцов фасочных подачи принять по нижнему пределу диапазона подач, рекомендуемых при прорезании канавок наружных шириной свыше 5 м;

7. Для дальнейших расчетов для каждого суппорта принимается меньшая из рассчитанных подач для отдельных инструментов).

• На этапе 2.2 уменьшается подача нелимитирующего суппорта, т.е. того, который заканчивает свою работу раньше при принятых на этапе 2.1 подачах. Наиболее выгодна работа суппортов, когда они обработку заканчивают одновременно, т.е. их основные времена одинаковы – Т_ОI = Т_ОII. Отсюда следует, что количество оборотов шпинделя за рабочий ход каждого суппорта N_РХI и N_РХII тоже должно быть одинаково:

Т_ОI = ; Т_ОII = ;

Т_ОI = Т_ОII и = N_РХI = = N_РХII

Если лимитирующий суппорт I, то S_OII = S_OI.

Снижение подачи нелимитирующего суппорта до такой величины возможно, если это значение не ниже ограничения на подачу снизу (S_Omin ):

для прорезных, подрезных, фасонных и фасочных твердосплавных резцов S_Omin = = 0,05 мм/об, для проходных резцов S_Omin = 0,06 мм/об.

Если установленная на этапе 2.2 подача суппорта больше S_Omin всех резцов суппорта, то она принимается для дальнейших расчетов. Если нет, то в качестве подачи суппорта принимается S_Omin.

• на этапе 2.3 проводится уточнение подачи по паспорту станка. Сначала для лимитирующего суппорта принимается меньшее значение из ближайших значений подач, рекомендуемых паспортом (таблица 10). Для нелимитирующего суппорта по паспортным данным принимается подача, ближайшая большая к большей, полученной на этапе 2.2. После выбора подач уточняются значения N_РХ суппортов.

• на этапе 3 определяется рекомендуемая стойкость в минутах резания Т_Р для каждого инструмента. При определении нормированной стойкости Т_М принять степень различия в загрузке инструментов в наладке средней и учесть примечания.

Значение коэффициента времени резания  (см. [1, с.18] и [3, с.43-44]) показывает долю времени резания Т_РЕЗ, в течении которого инструмент режет (а, значит, изнашивается), в основном времени Т_О станка. Значение Т_О определяется лимитирующим по подаче суппортом:

 =

Время резания каждым инструментом Т_РЕЗ есть отношение длины резания L_Р каждым инструментом к скорости движения подачи суппорта, на котором находится этот инструмент V_S = S_O n.

Для любого инструмента лимитирующего суппорта (пусть I):

Т_РЕЗ = Т_О = Т_О1 =  =

Для любого инструмента нелимитирующего суппорта (пусть II):

Т_РЕЗ =  = =

• на этапе 4.1.1определяются рекомендуемые скорости резания для каждого инструмента наладки. Для фасочных резцов скорость резания определить как для проходных. Для фасонных резцов скорость резания определить как для прорезных. Для быстрорежущих резцов скорость резания принять в 2,5 раза ниже исходных значений твердосплавных. При этом значение коэффициента К₂ принять равным 1,0.

• на этапе 4.1.2 проводится расчет рекомендуемых значений частот ращение шпинделя n, соответствующих исходным значениям скоростей резания V по каждому инструменту наладки. При этом в качестве диаметра обработки D принимается наибольшее значение на длине рабочего хода.

• на этапе 4.1.3 назначается частота вращения шпинделя n по паспорту станка исходя из частоты вращения шпинделя лимитирующего по стойкости инструмента наладки. Лимитирующим по стойкости считается тот инструмент, который имеет наименьшее значение n из всех рассчитанных. Он будет иметь самую низкую стойкость, так как понижение частоты вращения шпинделя для всех остальных инструментов до величины n приведет к повышению их стойкости.

• этап 4.1.4 именовать: «Уточнение скоростей резания по принятой частоте вращения шпинделя п». Уточнение производится по формуле: .

• на этапе 5 (пункт 5.1) рассчитывается основное время обработки То, исходя из рассчитанных времен по каждому суппорту.

• этап 6 не выполняется.

• на этапе 7 осуществляется проверка достаточности мощности асинхронного электродвигателя привода станка [1, с. 423 – 424]. Для измерения суммарной мощности ΣNр составляется хронометрическая карта расхода мощности в пределах основного времени станка То. Вначале для каждого из инструментов определяют мощность резания и наносят на график (левый рисунок на с. 423). При этом изменения мощности на участках подвода и врезания можно не учитывать. На основании этого графика строят график изменения суммарной мощности ΣNр (правый рисунок на с. 424). Обязательно выполнить проверку по пиковой нагрузке [1, с. 423] и проверку на нагрев [1, с. 424]. Эквивалентную мощность электродвигателя определять по приближенной формуле [с.424, внизу].

Таблица 8

№ инструмента в наладке	Марка инструментального материала
	Задание 1-10	Задание 11-20	Задание 21-30	Задание 31-40	Задание 41-50
1	Т14К8	Т5К10	Т14К8	Т5К10	Т5К10
2	Т15К6	Т14К8		Т14К8	Т14К8
3	Т5К10	Р6М5	Р6М5	Т5К10	Т15К6
4	Р6М5	Т14К8		Р6М5	Т5К10

Таблица 9 Исходные данные к заданию 3

№ вар-та	Размеры детали, мм.								Марка стали	НВmax	Глубина резания, мм.
	A	B	C	D	E	F	G	H			t1	t2
01	76	86	88	80	100	16	65	250	35	171	2.0	2.0
02	78	86	88	80	98	15	65	255	30X	179	3.0	3.0
03	76	86	88	80	96	14	70	260	20ХНМ	207	1,5	1,5
04	76	86	88	80	94	13	70	265	45Г2	207	2,5	3,0
05	70	81	85	78	94	12	75	270	25ХГТ	191	2,5	2,0
06	68	80	85	78	96	18	75	275	45	235	3,0	3,0
07	66	78	80	74	94	17	80	280	40Х	211	2,0	3,0
08	64	77	79	72	90	16	80	285	50Г	241	1,5	2,0
09	62	76	78	72	88	15	85	290	18ХГТ	179	2,0	2,0
10	60	74	76	70	86	14	85	300	30	171	2,0	3,0
11	86	90	60	64	100	10	250	-	35Х	217	2,0	3,0
12	84	86	58	62	100	11	255	-	35	179	2,0	2,0
13	82	84	56	59	105	12	260	-	20ХНМ	207	1,5	2,0
14	80	84	60	64	105	13	265	-	50Г	241	2,0	3,0
15	78	82	60	66	110	14	270	-	50Г	241	3,0	3,0
16	76	78	58	63	110	15	275	-	40Х	211	2,5	2,0
17	74	78	56	61	115	16	280	-	35	179	2,5	3,0
18	72	73	53	56	115	15	285	-	40Х	211	1,5	1,5
19	70	75	55	61	120	14	290	-	30	171	3,0	3,5
20	68	71	52	56	120	12	300	-	18ХГТ	211	2,0	2,5
21	70	75	53	78	16	100	350		25ХГТ	197	1,5	3,5
22	72	77	55	81	18	105	160		30Х	179	2,0	3,5
23	74	79	55	84	20	110	370		18ХГТ	179	2,5	3,5
24	76	81	57	86	22	115	380		20ХНМ	207	2,5	3,0
25	78	82	54	86	20	120	390		45Г2	207	2,0	2,5
26	80	82	56	86	18	125	400		45	207	2,0	2,0
27	82	84	54	89	16	130	410		45	179	2,5	3,5
28	84	87	53	90	14	135	420		30Х	197	1,5	2,0
29	86	90	56	94	14	140	430		40Х	211	2,0	2,5
30	88	93	57	98	14	145	440		45	211	2,0	3,0
31	74	67	77	72	80	70	50	300	30ХГТ	197	1,5	2,5
32	77	66	78	72	82	75	55	310	45	207	2,0	2,0
33	78	65	79	72	84	80	60	320	30Х	197	2,5	2,5
34	80	66	82	72	86	85	65	330	40Х	197	2,0	3,0
35	82	67	85	72	88	90	70	340	45	197	1,5	3,0
36	83	66	86	76	90	95	75	350	18ХГТ	179	2,0	3,5
37	87	69	87	80	92	100	80	360	30Х	197	2,5	2,0
38	89	74	90	84	94	105	85	370	35	171	2,0	2,5
39	90	79	93	84	96	110	90	380	30	171	1,5	2,5
40	91	82	94	84	98	115	95	390	35Х	217	2,0	3,0
41	78	82	78	67	87	10	100	250	30Х	197	2,5	3,0
42	80	84	78	66	88	14	105	255	30ХГТ	197	2,0	2,5
43	82	85	77	65	89	18	110	260	45	207	2,0	2,0
44	84	88	78	66	92	14	115	265	40Х	197	2,0	2,5
45	86	90	86	76	96	10	120	270	35Х	217	3,0	3,0
46	88	92	86	74	96	14	125	275	30	171	2,0	2,5
47	90	93	85	73	97	18	130	280	18ХГТ	179	2,0	2,0
48	92	95	85	73	99	14	135	285	20ХНМ	207	2,0	2,5
49	94	98	86	74	102	10	140	290	20ХНМ	197	2,0	3,0
50	96	98	84	73	103	14	145	295	45	197	2,5	2,5

Задание 4. Рассчитать режим резания при обработке корпусной детали на горизонтально-сверлильном специальном станке

Исходные данные

а) общие сведения об операции

• тип обрабатываемой детали – корпусная;

• схема наладки - рисунок 3;

• тип станка – горизонтально-сверлильный двухсторонний, привод подачи головок кинематически связан с приводом шпинделя;

• паспортные данные головок: частота вращения ведущего вала, об/мин – 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 63 0,800, 1000; подачи на оборот ведущего вала, мм/об – 0.07, 0.085, 0.11, 0.13, 0.15, 0.18, 0.2, 0.23, 0.28, 0.34, 0.43, 0.52, 0.6, 0.78, 0.84, 1.04, 1.15, 1.3.

б) условия обработки для варианта задания – таблицы 10-12

Таблица 10 Номера работающих головок, количество

инструментов (отверстий), толщина стенок детали

Варианты	№№ головок	Количество инструментов						Толщина стенок детали, мм
		К11	К12	К21	К22	К31	К32	h12	h22	h31
1 – 10	1 и 3	3	3	-	-	2	2	10	20	30
11 – 20	2 и 3	-	-	3	3	2	2	15	25	40
21 – 30	1 и 2	4	4	2	2	-	-	15	20	35
31 – 40	1 и 3	2	2	-	-	3	3	10	25	40
41 – 50	2 и 3	-	-	4	4	2	2	10	20	30

Примечание: h₁₁=h₁₂+d_11, h₂₁=h₂₂+d_21, h₃₂=h₃₁+d₃₁

Таблица 11 Инструментальный материал и передаточное отношение

№ инструмента	Инструментальный материал	i
1.1	Р6М5	0,8
1.2	Р6М5К5	1,1
2.1	Р6М5	0,8
2.2	ВК6	1,5
3.1	Р6М5К5	0,7
3.2	ВК6	1,3

Примечание: i – передаточное отношение, равное числу оборотов инструментального шпинделя за один оборот ведущего вала.

Таблица 12 Исходные данные к задаче № 4

№ вар.	Обрабатываемый материал		Диаметры отверстий, мм
	Марка	НВ max	d11	d12	d21	d22	d31	d32
01	СЧ20	180	6	8х	-	-	20х	20хх
02	СЧ21	200	7хх	9	-	-	21х	20ххх
03	СЧ24	220	8	10	-	-	22х	21хх
04	СЧ25	240	9	11х	-	-	23х	21ххх
05	СЧ30	260	10хх	12	-	-	24х	22хх
06	20Л	152	6	12	-	-	25хх	22ххх
07	30Л	174	7	11х	-	-	26хх	23х
08	40Л	197	8хх	10	-	-	27хх	23х
09	40Л	229	9	9х	-	-	28хх	24х
10	СЧ20	180	10хх	8	-	-	29хх	24х
11	СЧ21	200	-	-	6,7хх	9	16х	30х
12	СЧ24	220	-	-	6ххх	10	17хх	30х
13	СЧ25	240	-	-	7	11	18ххх	30х
14	СЧ30	260	-	-	8	12	19х	30х
15	20Л	152	-	-	9	14	20хх	30х
16	30Л	174	-	-	6,7ххх	12	21ххх	35х
17	40Л	197	-	-	6ххх	11	22х	35х
18	40Л	229	-	-	7	10	23хх	35х
19	СЧ20	180	-	-	8	9	24ххх	35х
20	СЧ21	200	-	-	9	8	25х	35х
21	СЧ24	220	7,5ххх	8	10	17хх	-	-
22	СЧ25	240	7,5	9	9	16	-	-
23	СЧ30	260	7,5х	10	9	17	-	-
24	20Л	152	8	11х	9	15	-	-
25	30Л	174	8	12	9	14	-	-
26	40Л	197	9	13хх	8	12	-	-
27	40Л	229	9	14	8	11	-	-
28	СЧ20	180	10	15	8	14
29	СЧ21	200	10	16	8	15	-	-
30	СЧ24	220	10	17хх	8	17	-	-
31	СЧ25	240	9,5ххх	6	-	-	25х	25ххх
32	СЧ30	260	9,5ххх	6,7ххх	-	-	24х	25ххх
33	20Л	152	10	7	-	-	23х	25ххх
34	30Л	174	10х	7	-	-	22х	25ххх
35	40Л	197	11	8	-	-	21х	25ххх
36	40Л	229	12	8	-	-	20хх	30х
37	СЧ20	180	13	8	-	-	19хх	30х
38	СЧ21	200	14	8	-	-	18хх	30х
39	СЧ24	220	15	8	-	-	17хх	30х
40	СЧ25	240	16	8	-	-	16хх	30х
41	СЧ30	260	-	-	6ххх	10	20х	25ххх
42	20Л	152	-	-	6,7ххх	11	20х	25ххх
43	30Л	174	-	-	7,5ххх	12	20х	25ххх
44	40Л	197	-	-	7,5х	13	20х	25ххх
45	40Л	229	-	-	7,5хх	14	20х	25ххх
46	СЧ20	180	-	-	9,5ххх	15	25хх	30х
47	СЧ21	200	-	-	9,5х	16	25хх	30х
48	СЧ24	220	-	-	9,5хх	15	25хх	30х
49	СЧ25	240	-	-	10х	15	25хх	30х
50	СЧ30	260	-	-	11х	15	25хх	30х

Примечания:

1 Сверла 10мм – с двойной заточкой;

2 Сверла: ^х – под развертывание; ^хх – под зенкерование; ^ххх – под резьбу;

3 Зенкеры: ^х – черновое зенкерование; ^хх – под черновое развертывание;

^ххх – под чистовое развертывание;

4 Обработка стали - с СОЖ, чугуна – без СОЖ;

5 Под зенкерование отверстия – после литья.

Рисунок 3 – Схема обработки к задаче 4

В разделе 1 приводится эскиз инструментальной наладки с указанием головок, размеров и количества отверстий в соответствии с вариантом задания.

В разделе 2 выполняется расчет режима резания в соответствии с алгоритмом [1].

Пояснения к задаче 4.

Агрегатный станок включает две шпиндельные головки с независимыми приводами. Приводы подач каждой головки механические, кинематически связанные с приводом шпинделя. Ведущий вал от электродвигателя передает вращение на инструменты через инструментальную головку (редуктор), имеющую два ряда шпинделей. В каждом ряду закреплено несколько одинаковых инструментов. Каждый ряд инструментальных шпинделей за счет редуктора имеет собственную частоту вращения (передаточное отношение i –число оборотов за один оборот ведущего вала).

Расчет выполняется вначале независимо для каждой головки [1, с.105-108], затем синхронизируется работа головок по основному времени [1, с.108-109].

На этапе 3 расчета [1, с.106] стойкость Тм определяется в зависимости от числа и наибольшего размера инструментов в наладке.

При обработке корпуса из стали твердосплавными сверлами справочную скорость резания увеличить в 2,5 раза.

На этапе 4 [1, с.107] выполняются подэтапы а, б, г, д.