7. Розрахунок дійсної швидкості різання.
Знаючи прийняту по верстату частоту обертання шпинделя nдій, підраховуємо дійсну швидкість різання, м/хв:
При усіх розрахунках необхідно після запису розрахункової формули підставляти в неї конкретні цифрові значення відповідних величин і тільки після цього записувати результат розрахунків.
Розрахунок режиму різання закінчений, потім необхідно перевіряти можливість обробки по потужності і обертовому моменту, який дозволяється верстатом.
8. Розрахунок сили різання.
Виникнення стружки при різанні металів відбувається під дією сил різання. Сила різання повинна здолати силу, яка утримує стружку (молекулярна сила), а також зусилля деформації стружки. Сила різання має певний напрямок у просторі. Для розрахунків треба цю силу розкласти на три складові, кожна з яких впливає на розрахунок деякого параметра:
Pz – тангенціальна складова сили різання, діє у напрямку головного руху.
Py – радіальна складова, діє у напрямку перпендикулярному до вісі деталі.
Px – осьова складова, діє у напрямку, оберненому напрямку подачі.
Між цими складовими існує залежність:
При розрахунках приймають Pz≈ P, тобто силу різання розраховують по тангенціальній складовій.
Силу різання розраховують по наступній формулі:
де: Sдій – подача;
t – глибина різання;
Pz – сила різання;
К - коефіцієнт різання, залежить від матеріалу деталі (міцності сталі або твердості чавуну), вибирається по таблиці.
9. Розрахунок потужності.
Потужність різання, кВт:
де: Nріз – потужність різання;
Pz - сила різання;
Vдій – дійсна швидкість різання;
60 – коефіцієнт переводу хвилин у години;
120 – коефіцієнт переводу кг у Ньютони.
Після розрахунку Nріз зрівнюється за допомогою верстата:
де: η – ККД верстата, приймається 0,8-0,9;
Nел – потужність електродвигуна (за паспортом).
10. Розрахунок машинного часу.
Машинний час – це час безпосередньої обробки ділянки деталі або усій деталі.
де: lp.x. – довжина робочого ходу;
Sдій – подача;
nдій – число обертів;
і – число проходів.
Токарні
верстати
Розрахунок режимів різання при оброблюванні деталей
на токарних верстатах табличним методом
Одноінструментальна обробка
№ етапу |
Послідовність визначення режимів різання |
Розрахункова формула і нормативи |
Вихідні дані |
І |
Розрахунок довжини робочого ходу супорта Lр.х. в мм |
(див. ст.300*) |
1. Довжина різання - Lріз 2. Підведення, врізання та перебіг інструмента - у. 3. Додаткова довжина ходу, яка викликана в окремих випадках особливостями налагодження і конфігурацією деталей – Lдоп
|
Призначення подачі супорту на оберт шпинделя Sо в мм/об: а) визначення подачі по нормативам б) уточнення подачі по паспорту верстата |
Див. карту Т – 2 |
1. Оброблюваний матеріал 2. Вид інструмента 3. Глибина (ширина) різання t (b) 4. Твердість системи 5. Точність обробки 6. Чистота поверхні
|
|
Визначення стійкості інструмента за нормативами Тр в хв.
|
Див. карту Т – 3 |
Коефіцієнт часу різання λ |
|
Розрахунок швидкості різання V в м/хв і числа обертів шпинделя n в об/хв.: а) визначення швидкості різання по нормативам б) розрахунок числа обертів шпинделя верстата в) уточнення числа обертів шпинделя по паспорту верстата г) уточнення швидкості різання по прийнятому числу обертів шпинделя
|
Див. карту С – 4 ст. 115-123
|
1. Обробляє мий метал 2. Вид інструмента 3. Глибина різання t 4. Подача So 5. Кут у плані φ 6. Стійкість інструмента Тр |
|
ІІ |
Перевірочні розрахунки: а) визначення сили різання Pz в кг по нормативам б) Визначення потужності різання Nріз в кВт
в) перевірка потужності двигуна
|
Див. карту Т – 5
|
1. Вид обробки 2. Метал, що оброблюється 3. Діаметр отвору d 4. Подача So 5. Глибина різання t при зенкеруванні 6. Матеріал інструменту 7. Число обертів або швидкість різання
|
Розрахунок основного машинного часу обробки tм в хв. |
|
1. Довжина робочого ходу Lр.х. 2. Подача S0 і число обертів n |
* сторінки і таблиці указані згідно довідника Барановський Ю.В. «Режими різання металів», видавництво «Машинобудівництво», Москва 1972 р., 408 ст.
Таблиця значень стійкості Тр
№ п/п |
Група наладки |
Характеристика |
Пропоновані значення Тр при кількості інструментів в наладці |
|||||||
1 |
3 |
5 |
8 |
10 |
15 |
20 |
більше 20 |
|||
І |
Наладки з рівномірним завантаженням інструментів |
Діаметри обточуваних поверхонь відрізняються не більше ніж в 1,2 рази; кількість фасонних і підрізних різців не більше 50% від загальної кількості інструментів наладки |
50 |
150 |
200 |
300 |
350 |
400 |
|
|
ІІ |
Середні наладки по рівномірності завантаження інструментів |
Всі наладки, які не відносяться до І та ІІІ групи |
|
100 |
140 |
200 |
230 |
260 |
300 |
350 |
ІІІ |
Наладки з великою різницею в завантаженні інструментів |
Діаметри обточуваних поверхонь відрізняються більше ніж в 2 рази; кількість фасонних та інших мало навантажених інструментів більше 50% від загальної кількості інструментів наладки |
|
70 |
90 |
110 |
130 |
150 |
170 |
180 |
Таблиця «Довжина підводу та перебігу»
Заготовка |
упідв + уп, мм при точінні |
|
на прохід |
до упору |
|
Попередньо проточена заготовка і прокат Поковка, відливка |
4 6 |
2 3 |
Таблиця «Довжина врізання»
Схема врізання |
Кут в плані φ, у градусах |
увріз (в мм) при глибині різання t (в мм) |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
45 60 70-75 |
1 1 1 |
2 2 1 |
3 2 1 |
4 3 1 |
5 3 2 |
6 4 2 |
|
45-90 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
|
45 60 70-75 |
1 1 1 |
2 1 1 |
2 2 1 |
3 2 1 |
4 3 2 |
4 3 2 |
Подачі при чорновій обробці деталей.
Точіння стальних і чавунних деталей
Оброблюваний метал |
S0 супорта в мм/хв при сумарній глибині (Σt + Σb) в мм |
||||
До 3 |
5 |
10 |
20 |
40 |
|
Сталь Чавун |
0,6 0,8 |
0,4 0,6 |
0,3 0,45 |
0,25 0,35 |
0,2 0,25 |
Подачі при чистовій обробці поверхонь
Оброблюваний метал |
Швидкість різання V в м/хв |
Клас чистоти |
|||||
4 (Rz 40) |
5 (Rz 20) |
6 (Ra 2,5) |
|||||
S0 в мм/об при радіусі при вершині різця r в мм |
|||||||
1,5-2 |
0,5 |
1 |
2 |
1 |
2 |
||
Сталь |
30-50 50-80 80-100 Більше 100 |
0,45 0,55 0,6 0,65 |
0,15 0,3 0,35 0,4 |
0,2 0,35 0,4 0,45 |
0,25 0,4 0,45 0,5 |
0,12 0,15 0,2 |
0,15 0,2 0,25 |
Чавун |
Весь діапазон |
0,5-0,7 |
- |
0,35 |
0,45 |
0,15 |
0,25 |
Точіння прохідними, підрізними та розточними різцями
t в мм |
S0 мм/об |
Оброблюваний матеріал |
|||||||||||||
Сталь |
Чавун сірий |
Чавун ковкий та міцний |
Алюмінієві сплави |
||||||||||||
Матеріал інструменту |
|||||||||||||||
Швидкорізальна сталь |
Твердий сплав |
Швидко-різальні сталі |
|||||||||||||
Vтабл в м/хв. при куті в плані φ в градусах |
|||||||||||||||
45 |
60 |
90 |
45 |
60 |
90 |
45 |
60 |
90 |
45 |
60 |
90 |
45-90 |
45-90 |
||
Доа1 |
Доа0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 |
57 48 42 40 37 33 |
57 48 42 40 37 33 |
57 48 42 40 37 33 |
160 150 135 130 125 120 |
160 150 135 130 125 120 |
160 150 135 130 125 120 |
105 100 93 88 84 80 |
105 100 93 88 84 80 |
105 100 93 88 84 80 |
120 115 110 105 97 93 |
120 115 110 105 97 93 |
120 115 110 105 97 93 |
530 460 400 360 330 290 |
225 190 170 155 140 125 |
2,5 |
Доа0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 |
50 42 35 32 30 26 |
46 37 32 28 26 23 |
44 35 30 27 25 22 |
150 135 125 115 110 100 |
150 125 120 110 105 95 |
140 120 115 105 100 93 |
100 88 80 75 72 66 |
96 84 77 72 68 62 |
92 80 74 70 65 60 |
120 105 95 89 85 78 |
110 98 89 84 79 72 |
110 94 87 82 77 70 |
460 380 335 300 270 240 |
190 160 145 130 115 105 |
5 |
Доа0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 |
50 40 33 30 26 23 |
44 34 30 26 23 20 |
34 27 24 22 20 17 |
150 130 120 110 100 90 |
140 125 115 100 95 85 |
125 105 95 90 85 75 |
100 85 77 70 65 60 |
92 77 70 65 60 56 |
80 70 63 58 54 48 |
115 100 90 84 78 69 |
108 95 85 79 73 66 |
93 80 74 68 64 57 |
410 340 305 270 245 215 |
170 145 125 110 100 90 |
Коефіцієнт К1
Матеріал інструмента |
Марка сталі |
|||||||||||||||||||||||
10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50 |
15Х; 20Х; 30Х; 35Х; 38ХА; 40Х |
45Г2; 50Г |
12Х2Н3А |
12Х2Н4А |
20ХНМ |
40ХНМА |
35ХГС |
18ХГТ |
30ХГТ 25ХГТ |
|||||||||||||||
НВ |
||||||||||||||||||||||||
≤156 |
156-207 |
170-229 |
207-269 |
269-302 |
285-321 |
137-179 |
156-207 |
170-217 |
207-255 |
255-285 |
286-332 |
170-229 |
229-269 |
269-285 |
156-217 |
179-255 |
156-207 |
197-269 |
170-241 |
269-321 |
321-375 |
149-187 |
170-197 |
|
Швидкорізальна сталь |
1,55 |
1,0 |
0,85 |
0,65 |
0,55 |
0,5 |
1,05 |
0,85 |
0,75 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,7 |
,55 |
0,5 |
0,75 |
0,6 |
0,8 |
0,55 |
0,55 |
0,35 |
0,3 |
0,9 |
0,6 |
Твердий сплав |
1,35 |
1,0 |
0,9 |
0,75 |
0,7 |
0,65 |
1,1 |
0,95 |
0,9 |
0,75 |
0,7 |
0,6 |
0,8 |
0,7 |
0,65 |
0,85 |
0,75 |
0,9 |
0,7 |
0,7 |
0,5 |
0,45 |
0,95 |
0,8 |
Умови обробки |
Чавун |
Алюмінієві сплави |
|||||||||||
Сірий |
Ковкий і міцний |
||||||||||||
НВ |
|||||||||||||
143-207 |
163-229 |
170-241 |
235-295 |
120-140 |
130-170 |
207-229 |
265-285 |
|
10-20 |
20-30 |
30-40 |
40-50 |
|
Без корки |
1,2 |
1,0 |
0,9 |
0,7 |
1,3 |
1,0 |
0,65 |
0,45 |
Силумін і ливарні сплави |
1,2 |
1,0 |
- |
- |
По корці |
1,0 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
0,85 |
0,7 |
0,55 |
0,40 |
Дюралюміній |
- |
1,5 |
1,2 |
1,0 |
Коефіцієнт К2
Оброблюваний матеріал |
Матеріал інструмента |
К2 при стійкості Тр в хвилинах різання |
|||||||||
До 30 |
60 |
100 |
200 |
300 |
400 |
600 |
800 |
1000 |
1500 |
||
Сталь |
Швидкорізальна сталь Т15К6 Т14К8 Т5К10 |
1,3 2,0 1,6 1,25 |
1,15 1,55 1,25 1,0 |
1,0 1,25 1,0 1,8 |
0,8 0,9 0,7 0,55 |
0,7 0,75 0,6 0,5 |
0,65 |
0,55 |
0,5 |
0,45 |
0,35 |
Чавун сірий |
ВК3М, ВК2 ВК4, ВК6 ВК8 |
1,6 1,35 1,15 |
1,4 1,15 1,0 |
1,2 1,0 0,85 |
0,95 0,8 0,7 |
0,85 0,7 0,6 |
0,7 0,6 0,5 |
0,6 0,5 0,45 |
0,55 0,45 0,4 |
0,5 0,4 0,35 |
|
Чавун ковкий і міцний |
ВК3М, ВК2 ВК4, ВК6 ВК8 |
2,1 1,75 1,45 |
1,75 1,45 1,2 |
1,45 1,2 1,0 |
1,1 0,9 0,75 |
0,9 0,7 0,6 |
0,8 0,65 0,55 |
0,65 0,55 0,45 |
0,5 0,45 0,35 |
0,45 0,4 0,3 |
|
Алюмінієві сплави |
Швидкорізальна сталь ВК4, ВК6 |
1,3 1,5 |
1,1 1,2 |
1,0 1,0 |
0,85 0,8 |
0,8 0,7 |
|
|
|
|
|
Коефіцієнт К3
Розточування |
Поперечне точіння |
Фасонне точіння |
|||||||
Профіль різця |
К3 при точінні |
||||||||
Попереднім |
Чистовому |
||||||||
d |
75 |
< 75 |
D2/D3 |
0-0,4 |
0,5-0,7 |
0,8-1,0 |
Простий |
1,0 |
0,8 |
К3 |
1,0 |
0,85 |
К3 |
1,35 |
1,2 |
1,05 |
Глибокий і складний |
0,85 |
0,7 |
Механічні властивості конструкційно-легованої сталі поставки
(ДСТ 4543-71)
Марка сталі |
Твердість за Брюнелем НВ |
Межа міцності при розтягуванні кгс/мм2 |
Марка сталі |
Твердість за Брюнелем НВ |
Межа міцності при розтягуванні кгс/мм2 |
15Х, 15ХА |
179 |
64 |
40ХГР |
241 |
87 |
15ХР |
187 |
67 |
35ХГ2 |
229 |
83 |
20Х |
179 |
64 |
33ХС |
241 |
87 |
30Х |
187 |
67 |
38ХС, 40ХС |
255 |
92 |
30ХРА |
241 |
87 |
27СГ |
217 |
78 |
35Х |
197 |
71 |
35СГ, 36Г2С |
229 |
83 |
38Х |
207 |
75 |
15ХМ |
719 |
64 |
40Х |
217 |
78 |
30ХМ, 30ХМА |
229 |
83 |
45Х, 40ХР |
229 |
83 |
35ХМ |
241 |
87 |
50Х |
229 |
83 |
38ХВА |
229 |
83 |
10Г2 |
197 |
71 |
15ХФ |
187 |
67 |
40Г2 |
217 |
78 |
40ХФА |
241 |
87 |
50Г2 |
229 |
83 |
30ХГСНА |
255 |
92 |
20ХН |
197 |
71 |
35ХГСА |
241 |
87 |
40ХН |
217 |
78 |
15ХГНТА |
269 |
97 |
45ХН, 50ХН |
207 |
75 |
15Х2ГН2ТРАФ |
269 |
97 |
13Н2ХА |
207 |
75 |
18ХГН |
225 |
82 |
12ХН2 |
207 |
75 |
25Х2ГНТА |
269 |
97 |
12ХН3А |
217 |
78 |
30ХГНА |
229 |
83 |
12Х2Н4А |
269 |
97 |
30Х2ГН2 |
255 |
92 |
20ХН3А |
241 |
87 |
18ХСНРА |
197 |
71 |
20Х2Н4А |
269 |
97 |
30ХНВА |
241 |
82 |
30ХН3А |
241 |
87 |
38ХНВА |
269 |
97 |
20ХГС3А |
207 |
75 |
40ХНМА |
269 |
97 |
25ХГСА |
217 |
78 |
38ХН3ВА |
269 |
97 |
30ХГСА |
229 |
83 |
18Х2Н4ВА |
269 |
97 |
18ХГ |
187 |
67 |
30ХН2ВФА |
269 |
97 |
18ХГТ |
217 |
78 |
38ХН3ВФА |
269 |
97 |
20ХГР |
197 |
71 |
20ХН4ФА |
269 |
97 |
30ХГТ |
229 |
83 |
38ХЮ |
229 |
83 |
40ХГ |
229 |
83 |
38ХВФЮА |
229 |
83 |