Обоснование выбора режущего инструмента
Для получистовой обработки заготовки с заданными параметрами подойдет резей проходной упорный из твердого сплава ВК8 ГОСТ 18879-73. Геометрические параметры и размеры представлены на рисунке 5.
Описание и расчет режущего инструмента
Обрабатываемый материал: сталь коррозионностойкая жаропрочная Х18Н9Т в = 540 МПа, НВ = 145.
Инструмент: резец токарной проходной упорный из быстрорежущей стали.
Сечение державки H x B: 16 х 16 мм;
Длина L: 110 мм;
Обозначение: Резец 2103-1105 ВК8 ГОСТ 18879-73.
Геометрические параметры резца.
Геометрические элементы лезвия резца и элементы конструкции: a = 9.3 мм, r = 4мм, m = 4,0 мм, h1 = 6.0мм, h2 = 8.0мм, К = 13мм. главный угол в плане φ = 90˚; вспомогательный угол в плане φ1=10о ; передний угол γ = 10˚; главный задний угол при получистовом точении = 8˚ (рис. 5) [5].
Эскиз проходного упорного резца Выбор оборудования
Для заданных условий обработки принимаем токарно-винторезный станок 16К20 (рис. 6). Тип обрабатываемой заготовки – прокат. Станочное приспособление: трехкулачковый патрон.
Токарный станок 16к20
Паспортные данные станка 16К20:
Высота центров 215мм. Расстояние между центрами до 200мм.
Частота вращения шпинделя, об/мин: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600
Продольные подачи, мм/об: 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8.
Поперечные подачи, мм/об: 0,025; 0,03; 0,0375; 0,045; 0,05; 0,0625; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4.
Мощность двигателя 10кВт; КПД станка 0,75.
Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи, Рх=6000Н.
Определение элементов режима резания
Максимальная глубина резания t = 2,5 мм;
Подача S = 0,4 мм/об [1, табл.11].
Скорость резания V рассчитывают по формуле [1]:
,
(4)
где Cv – коэффициент, учитывающий условия обработки;
Kv – скоростной коэффициент;
Т – принятый период стойкости инструмента (для получистового точения 60 мин);
m – показатель степени, учитывающий влияние стойкости на скорость резания;
x – показатель степени, учитывающий влияние глубины резания на скорость резания;
y – показатель степени при подаче.
Скоростной коэффициент рассчитывается по формуле:
,
(5)
где
– коэффициент, учитывающий влияние
материала заготовки [1, табл 3 ];
– коэффициент, учитывающий материал
инструмента [1, табл 6];
–
коэффициент, учитывающий состояние
поверхности [1, табл 5]
Кv = 1,0 · 0,9 · 1,0 = 0,9
Частота вращения шпинделя:
,
об/мин (6)
Принимаем по паспорту станка оптимальную частоту вращения 1000 об/мин.
Действительная скорость
(7)
Мощность резания при точении:
(8)
Силу резания принято раскладывать на составляющие, направленные по осям координат станка (тангенциальную Pz , радиальную Рy, осевую Рх).
При наружном продольном точении эти составляющие рассчитывают по формуле 7, Н:
(9)
Постоянная Ср и показатели xр, yр, zр для конкретных условий обработки для каждой из составляющих силы резания приведены в [том 2, с.273-275]. Поправочный коэффициент Kр представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов даны в [том 2, с.264-265, 275].
Поправочный коэффициент рассчитывается по формуле:
(10)
Кр = 1,0 ∙ 0,89 ∙ 1,0 ∙ 1,0 = 0,89
Мощность, затрачиваемая на резание
Расчетная мощность не превышает мощности станка Nшп = N·КПД = 10·0,75 = 7,5 кВт. N < Nшп (2,3< 7,5) кВт. Обработка возможна.
Таблица 1. Режимы резания по переходам
Обрабатываемая поверхность |
Диаметр обработки, мм |
Длина обработки, мм |
Глубина резания, мм |
Подача, мм/об |
Скорость резания, м/мин |
Чистота вращения, мин-1 |
Установ А |
|
|
|
|
|
|
41 -0,25 |
41 -0,25 |
130 |
2 |
0,4 |
129 |
1000 |
33 -0,25 |
|
|
|
|
|
|
Проход 1 |
37 -0,25 |
70 |
2,5 |
0,4 |
116 |
1000 |
Проход 2 |
33 -0,25 |
70 |
1,5 |
0,4 |
104 |
1000 |
19 -0,21 |
|
|
|
|
|
|
Проход 1 |
28 -0,21 |
30 |
2,5 |
0,4 |
88 |
1250 |
Проход 2 |
23 -0,21 |
30 |
2,5 |
0,4 |
72 |
1250 |
Проход 3 |
19 -0,21 |
30 |
2 |
0,4 |
60 |
1600 |
Установ Б |
|
|
|
|
|
|
31 -0,25 |
|
|
|
|
|
|
Проход 1 |
40 -0,25 |
30 |
2,5 |
0,4 |
126 |
1000 |
Проход 2 |
35 -0,25 |
30 |
2,5 |
0,4 |
110 |
1000 |
Проход 3 |
31 -0,25 |
30 |
2 |
0,4 |
97 |
1250 |