Учебное пособие 800192
.pdfпоправки. При внутренней обработке на рассчитанную скорость вводить поправочный коэффициент Кvв = 0,9. При обработке без СОЖ стали резцами из быстрорежущей стали вводить коэффициент Кv.сож.= 0,8. При отрезании и прорезании с СОЖ резцами из Т5К10 деталей из стали вводить коэффициент Кv.отр.= 1,4. При фасонном точении глубокого и сложного профиля вводить коэффициент Кv.фас. = 0,85. При обработке термообработанной стали резцами из быстрорежущей стали вводить коэффициенты: при нормализации Кv.норм. = 0,95; при отжиге Кv.отж.= 0,9; при улучшении Кv.ул.= 0,8.
5.7. Частота вращения шпинделя станка np подсчитывается по формуле (диаметр детали берется с припуском):
n |
|
|
1000 Vp |
|
1000 155 |
1122 об/мин. |
|
p |
д |
3,14 44 |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Частота вращения шпинделя корректируется по паспорту станка и принимается: n = 1000 об/мин (табл. 1).
5.8. Определяется действительная скорость резания
[2, с. 416]:
V |
Д n |
|
3,14 44 1000 |
138 м/мин. |
|
1000 |
1000 |
||||
|
|
|
5.9. Составляющие силы резания [2, с. 427]
Pz Py ;Px 9,81 Cp tXp So Yp V n p Kp ;
KPz KPy;KPx Kмр K p Kγ р Kλ р Kr р ;
Pz = 9,81·300·21·0,60,75·138-0,15·0,795 = 1520 Н;
|
|
60 |
0, 75 |
|
KP |
|
|
|
0,94 1 1 0, 795; |
|
||||
z |
|
75 |
|
|
|
|
|
|
|
Py = 9,81·243·20,9·0,60,6·138-0,3·0,57 = 422 Н;
|
|
60 |
1, 35 |
|
KP |
|
|
|
0, 77 1 1 0,57; |
|
||||
z |
|
75 |
|
|
|
|
|
|
|
Pх = 9,81·339·21·0,60,5·138-0,4·0,888 = 638 Н;
9
|
|
60 |
1 |
|
KP |
|
|
|
1,11 1 1 0,888 . |
|
||||
x |
|
75 |
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициенты и показатели степени в формулах для составляющих силы резания представлены в табл. 8 ÷ 11.
5.10. Максимальная нагрузка, допускаемая прочностью прямоугольного сечения (при Н≈1,6·В) [2, с. 145]
P |
|
|
В H2 σ |
и |
|
16 25 20 |
1667 кгс , (16353 Н). |
|
|
|
|
|
|||||
z доп. |
|
6 выл. |
|
|
6 20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В = 16 мм, Н = 25 мм (см. п. 3). Для державки из |
||||||||
конструк-ционной стали [ ]и = |
20 ÷ 30 кг/мм ( 200 ÷ 300 |
|||||||
МПа) [2, |
с. 415]. Вылет резца |
выл = 20 мм. Для резцов |
||||||
круглого сечения диаметром dp (мм) максимальная нагрузка
Pz.доп. [1, с. 31]
|
Pz.доп π dp2 |
σ i 9,81 32 выл |
Н |
||
|
Нагрузка, допускаемая жесткостью резца с учетом |
||||
стрелы прогиба резца f. |
|
|
|||
P |
3 f E J |
|
3 |
3 0,1 21000 20800 |
203 16380 кгс |
z.ж.р. |
|
п.с. |
выл. |
|
|
|
|
|
|
( 160688 H). |
|
При предварительном точении f = 0,1 мм, а при окончательном f = 0,05 мм [1, с. 31]. Модуль упругости для углеродистой стали Е = 19500 - 21500 кг/мм2 (1,9 105 - 2,15 105 МПа). Момент инерции сечения прямоугольной державки резца Jп.с. = (В Н3)/12; Jп.с. = (16 253)/12 = 20800 мм4. Для круглого сечения диаметром dp момент инерции определяется по формуле
Jк.с. = 0,05 d 4p мм.
Принятый резец прямоугольного сечения обладает достаточной прочностью и жесткостью, так как Pz = 1520 Н (см.п. 9):
Pz.доп. 16353 H Pz 1520 H 160688 H Pz.ж.p. .
10
5.11. Максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью детали в центрах Pу .ж.д., определяется по формуле [2,с.415]
P |
f 70 E J |
з 0,085 70 21000 128000 2803 |
= |
у.ж.д. |
|
з |
|
= 728,6 кгс (~7147 H).
Деталь имеет достаточную жесткость:
Pу.ж.д. 7147 H 422 H Pу.
Расчет Ру выполнен в п.3.9. Стрелка прогиба обрабатываемой детали не должна превышать 0,25 поля допуска: f = 0,25 = 0,25 0,340 = 0,085 мм. Допуск на черновое обтачивание при Дд = 40 мм равен = 0,340 (табл. 12). Длина вылета заготовки принята: ℓ3 = 280 мм. Модуль упругости Е (см.п.10). Момент инерции поперечного сечения круглой детали [1, с.32]
Jк.с.= π Д4д : 64 0,05 Д4д = 128000 мм4.
Дд – диаметр детали (при обработке в центрах и в патроне с поджатием задним центром) или диаметр заготовки Д при работе в патроне. При обработке в патроне с поджатием
задним центром Ру.ж.д. |
[2,с.415] |
|
|
|
||||
P |
|
f |
|
130 E J |
9,81 |
H . |
||
|
|
|||||||
у.ж.д |
|
|
3 |
|
|
|
||
|
|
|
3 |
|
|
|
||
При обработке в патроне [2,с.415] |
|
|
|
|||||
P |
|
|
f |
3 E J |
9,81 |
Н. |
||
|
|
|||||||
у.ж.д |
|
3 |
|
|
|
|||
|
|
|
3 |
|
|
|
||
5.12. Мощность резания [2,с.431]
N Pz V 155 138 3,5 кВт. 102 60 102 60
Мощность двигателя станка Nд =10 кВт, КПД станка η = 0,75 (табл.1).
Nпр Nд η 10 0,75 7,5 кВт, Nпр. 7,5 3,5 кВт = N.
5.13. Шероховатость наружной поверхности: после точения получистового и чистового, при s = 0,6 мм/об; V = 138 м/мин;
11
= 1 мм; |
|
= 4º |
|
|
|
|
Rа = ko |
sk |
90 k4 |
= 7 |
0,6 |
0,85 90 10 0,15 |
= 7,79 мкм, |
1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
10,65 1380,36 |
|
|
|
k2V k3 |
|
|
|
|
Коэффициенты ko ÷ k4 приведены в табл. 16.
После точения тонкого (алмазного), при s = 0,05 |
÷ 0,5 |
||
мм/об; V = 50 ÷ 150 м/мин; |
= + 4 ÷ (- 40º); |
= 0,5 ÷ |
2 |
мм. |
|
|
|
Ra |
= k0 |
sk1 (90 |
)k4 |
, мкм. |
|||||||
k2V k3 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Rp |
= k0 |
sk1 (90 |
)k4 |
, мкм. |
|||||||
k2V k3 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Sm= k0 |
|
sk1 (90 |
)k4 |
|
|
|
, мкм. |
||||
|
k2V k3 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,055 R |
Ra |
|
||||||||
tp = 50 ∙ |
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
, мкм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Коэффициенты k0 ÷ k1 приведены в табл. 17.
После точения торцового стали ШХ15 при s = 0,1 ÷ |
||||||
0,5 мм/об; |
= 5 ÷ 20º ; = 0,5 ÷ 2 мм. |
|||||
|
Ra =10,88 ∙ |
|
s1.69 |
0.59 |
, мкм. |
|
|
|
0.3 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s1.49 0.36 |
||||
|
Rp=58,8 ∙ |
|
|
|
, мкм. |
|
|
|
0.35 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
12
Квалитеты точности КТ и шероховатость поверхности Rа при точении наружных цилиндрических поверхностей и плоскостей приведены в табл. 12-13. Классификация шероховатости поверхности, классы и разряды приведены в табл. 14-15.
6. ТАБЛИЦЫ
Таблица 1
Технические параметры металлорежущих станков [1, с. 251-255]
Токарно-револьверные станки с вертикальной осью вращения шестипозиционной револьверной головки
Показатели |
Модели станков |
|
||
1В340 |
1П365 |
1П371 |
||
|
||||
Наибольшие размеры, мм |
|
|
|
|
Прутка круглого |
80 |
80 |
100/125 |
|
Детали: Над станиной |
400 |
500 |
630 |
|
Над суппортом |
220 |
320 |
420 |
|
отверстие шпинделя |
62 |
85 |
130 |
|
Число оборотов |
45, 63, 90, |
34, 48, 68, 95, |
20, 28, 40, |
|
шпинделя |
126, 178, |
134, 189, 267, |
56, 79, 111, |
|
250, 354, |
374, 531, 749, |
157, 222, |
||
|
||||
|
500, 703, |
1056, 1500 |
312, 440, |
|
|
991, 1400, |
|
621, 893 |
|
|
2000 |
|
|
|
Подача револьверного |
0,05; 0,07; |
0,09; 0,13; |
0,09; 0,1; |
|
суппорта, мм/об |
0,1; 0,14; 0,2; |
0,18; 0,25; |
0,13; 0,16; |
|
|
0,28; 0,4; |
0,35; 0,50; |
0,2; 0,25; |
|
|
0,55; 0,78; |
0,70; 1,0; 1,4; |
0,3; 0,36; |
|
|
1,1; 1,55; 2,5 |
2,0; 2,7 |
0,45; 0,55; |
|
|
|
|
0,67; 0,81; |
|
|
|
|
1,0; 1,2; 1,5; |
|
|
|
|
1,8; 2,2; 2,7 |
|
13
Продолжение табл. 1
Подача поперечного |
0,025; 0,05; |
0,045; 0,063; |
0,045; 0,063; |
|
суппорта, мм/об |
0,1; 0,2; 0,4; |
0,09; 0,13; |
0,09; 0,13; |
|
0,8; |
0,18; 0,25; |
0,18; 0,25; |
||
|
||||
|
|
0,35; 0,5; 0,7; |
0,35; 0,5; |
|
|
|
1,0; 1,35; |
0,7; 1,0; 1,35 |
|
Мощность, кВт |
3 |
14 |
22 |
|
Габариты станка, мм2 |
3000 1300 |
3320 1530 |
4230 1900 |
|
Цена, р. |
5480 |
3800 |
7690 |
Примечание к табл. 1. Токарно-револьверный станок 1365 имеет габариты 3700 1530 мм и цену 5450 р., а остальные показатели как у станка 1П365. Станок 1371 имеет габариты 5930 1890 мм и цену 8500 р., а остальные показатели как у станка 1П371.
Токарно-винторезный станок 16К20. Высота центров 215 мм. Расстояние между центрами до 2000 мм. Мощность двигателя Nд = 10 кВт; КПД станка = 0,75. 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; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8;
1; 1,2; 1,4; 1,6; 2; 2,4; 2,8. Поперечные подачи, мм/об: 0,025;
0,03; 0,0375; 0,045; 0,05; 0,0625; 0,075; 0,0875; 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; 1,2; 1,4.
Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи, Рх = 600 кгс 6000 Н. Габариты станка 2760 1186 мм. Цена 4825р.
Токарно-винторезный станок 1К62. Высота центров 200 мм. Расстояние между центрами до 1400 мм. Мощность двигателя Nд = 10 кВт; КПД станка = 0,75. 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; 2000. Продольные подачи, мм/об: 0,070; 0,074; 0,084;
0,097; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,15; 0,17; 0,195; 0,21; 0,23; 0,26; 0,28; 0,30; 0,34; 0,39; 0,43; 0,47; 0,52; 0,57; 0,61; 0,70; 0,78; 0,87; 0,95; 1,04; 1,14; 1,21; 1,4; 1,56; 1,74; 1,9; 2,08; 2,28; 2,42;
2,8; 3,12; 3,48; 3,8; 4,16. Поперечные подачи, мм/об: 0,035;
14
0,037; 0,042; 0,048; 0,055; 0,06; 0,065; 0,07; 0,074; 0,084; 0,097; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,15; 0,17; 0,195; 0,21; 0,23; 0,26; 0,28; 0,30; 0,34; 0,39; 0,43; 0,47; 0,52; 0,57; 0,6; 0,7; 0,78; 0,87; 0,95;
1,04; 1,14; 1,21; 1,4; 1,56; 1,74; 1,9; 2,08. Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи, Рх = 360 кгс 3600Н. Габариты станка 2785 1165 мм. Цена 2000 р.
Токарный многорезцовый полуавтомат 1Н713. Высота центров – 250мм. Расстояние между центрами – до 1400мм. Число суппортов – 2. Мощность двигателя Nд = 18,5 кВт; КПД станка = 0,8. Частота вращения шпинделя, об/мин: 63;
80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250.
Продольные и поперечные подачи суппортов, мм/мин: 25;
31,5; 40; 50; 63; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400.
Максимальная осевая сила механизма подачи, Рх = 16000 Н ( 1630кгс). Габариты станка 2792 1450 мм. Цена 8730 р.
Токарный многорезцовый полуавтомат 1А720. Диаметр изделия до 200 мм. Расстояние между центрами – до 300 мм. Число суппортов – 2. Мощность двигателя Nд = 7 кВт; КПД станка = 0,8. Частота вращения шпинделя,
об/мин: 114; 143; 180; 226; 284; 356; 448; 562; 706; 887; 1115; 1400. Подачи продольного суппорта, мм/об: 0,12; 0,17; 0,24;
0,35; 0,50; 0,70; 1,00; 1,40. Подачи поперечного суппорта, мм/об: 0,017; 0,034; 0,068; 0,136; 0,272; 0,543; 1,1; 2,17.
Габариты станка 2190 1365 мм. Цена 3710 р.
Токарный многорезцовый полуавтомат 1А730. Диаметр изделия до 300 мм. Расстояние между центрами – до 500 мм. Число суппортов – 2. Мощность двигателя Nд = 14 кВт; КПД станка = 0,9. Частота вращения шпинделя,
об/мин: 56; 70; 88; 74; 116; 177; 224; 280; 335; 448; 564; 710.
Подачи продольного суппорта, как у полуавтомата 1А720. Подачи поперечного суппорта, мм/об: 0,016; 0,033; 0,067; 0,136; 0,29; 0,57; 1,16; 2,37. Габариты станка 2335 1800 мм.
Цена 4470 р.
Токарный многорезцовый полуавтомат 1708. Диаметр изделия до 200 мм, длина до 500 мм. Число суппортов – 2.
15
Мощность двигателя Nд = 10 кВт; КПД станка = 0,8. Частота вращения шпинделя, об/мин: 160; 200; 253; 320; ; 402; 506; 637; 801; 1010; 1270; 1600. Подачи продольного суппорта, мм/об: 0,063; 0,10; 0,16; 0,25; 0,40; 0,63; 1,00; 1,6.
Подачи поперечного суппорта, мм/мин: 10; 18; 33; 79; 107; 193; 350; 630. Габариты станка 2325 1260 мм. Цена 4350 р.
Таблица 2 Значение коэффициентов и показателей степени в формуле
скорости резания при обработке резцами [2, с. 422]
|
|
Материал |
Характеристика |
Коэффициент и |
||||
Вид обработки |
режущей |
показатели степени |
||||||
подачи Sо, мм/об |
||||||||
|
|
части резца |
Сv |
Xv |
Yv |
m |
||
|
|
|
||||||
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Обработка стали конструкционной углеродистой σв = 75 кГ/мм2 |
|
|||||||
Наружное |
|
Т15К6 |
Sо до 0,30 |
420 |
0,15 |
0,20 |
0,20 |
|
продольное |
Т15К6 |
0,30 до 0,70 |
350 |
0,15 |
0,35 |
0,20 |
||
точение |
проход- |
Т15К6 |
Sо св. 0,70 |
340 |
0,15 |
0,45 |
0,20 |
|
ными резцами |
Т5К10 |
- |
47 |
- |
0,80 |
0,20 |
||
Отрезание |
|
Р18 с СОЖ |
- |
22,7 |
- |
0,50 |
0,30 |
|
Фасонное точение |
|
|
|
|
|
|
||
Нарезание |
|
Т15К6 |
- |
244 |
0,23 |
0,30 |
0,20 |
|
крепежной резьбы |
|
|
|
|
|
|
||
(**) |
|
Р18 с СОЖ |
Черновые |
32,6 |
0,60 |
0,20 |
0,14 |
|
Нарезание |
|
|
проходы |
47,8 |
0,50 |
0,00 |
0,18 |
|
трапецеидальной |
Т15К6 |
Чистовые |
2330 |
0,50 |
0,50 |
0,50 |
||
резьбы (**) |
|
проходы |
|
|
|
|
||
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
Вихревое |
|
|
|
|
|
|
|
|
нарезание |
|
|
|
|
|
|
|
|
крепежной |
и |
|
|
|
|
|
|
|
трапецеидальной |
|
|
|
|
|
|
||
резьбы (**) |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Обработка серого чугуна НВ = 190 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16
Продолжение табл. 2
Наружное |
ВК6 |
Sо до 0,40 |
292 |
0,15 |
0,20 |
0,20 |
продольное |
|
Sо св. 0,40 |
243 |
0,15 |
0,40 |
0,20 |
точение проход- |
|
|
|
|
|
|
ными резцами |
ВК6 |
- |
68,5 |
|
0,40 |
0,20 |
Отрезание |
Р18 с СОЖ |
- |
22,5 |
|
0,40 |
0,15 |
Нарезание |
ВК6 |
- |
83 |
0,45 |
0,00 |
0,33 |
крепежной резьбы |
|
|
|
|
|
|
(**) |
|
|
|
|
|
|
Примечания к табл. 2: 1. При внутренней обработке вводить коэффициент на скорость резания, равный 0,9. 2. При обработке стали без СОЖ вводить коэффициент, равный 0,8 для резцов из Р18. 3. При отрезании и прорезании сталей резцами из Т5К10 с СОЖ на скорость резания вводить коэффициент, равный 1,4. 4. При точении глубокого и сложного фасонного профиля вводить коэффициент, равный 0,85. 5. При обработке термообработанньх сталей
резцами из Р18 вводить на скорость резания коэффициент: 0,95 при нормализации; 0,9 при отжиге; 0,8 при улучшении. (**) При нарезании резьбы пользоваться соответствующими формулами.
Таблица 3 Поправочный коэффициент Кмv, учитывающий влияние
механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания [2, с. 424]
Обрабатываемый материал |
Материал режущей части |
|
|
||||||||
|
|
|
|
инструмента |
|
|
|||||
|
Твердый сплав |
Быстрорежущая |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
сталь |
|
|
||
|
|
Расчетная формула |
|
|
|||||||
Сталь конструкционная |
|
|
75 |
|
|
|
|
|
|
n v |
|
Kмv |
|
|
|
|
75 |
||||||
|
|
|
|
||||||||
углеродистая и легированная, |
σb |
|
Kмv Cм |
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||||||
стальное литье |
|
|
|
|
σb |
||||||
|
|
190 |
1, 25 |
|
|
|
|
nv |
|||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
190 |
|
||||||||
|
Kмv |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
||||||||
Чугун серый |
|
НВ |
|
Kмv |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
НВ |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17
Примечание: значение коэффициента См, учитывающего группу стали, и показатель степени nv приведены в табл. 4.
Таблица 4
Значение коэффициента См и показателя степени nv в формуле для расчета скорости резания (см. табл. 3)
[2, с 424]
|
Коэффи- |
|
Показатель степени nv |
||
|
циент |
|
|
Сверление |
|
|
|
|
|
||
|
обрабаты- |
|
Точе- |
и |
Фрезе- |
Обрабатываемый материал |
ваемости См |
|
ние |
рассверли |
|
|
вание |
рование |
|||
Сталь: |
|
|
|
|
|
углеродистая (С 0,6 %) |
1,0 |
|
1,75* |
0,9** |
0,9** |
автоматная |
1,2 |
|
1,75 |
1,05 |
- |
никелевая |
1,0 |
|
1,75 |
0,9 |
1,0 |
хромистая |
0,8 |
|
1,75 |
0,9 |
1,45 |
углеродистая (C>0,6 %) |
|
|
|
|
|
марганцовистая и хромо- |
0,8 |
|
1,75 |
0,9 |
1,0 |
никельвольфрамовая |
|
|
|
|
|
инструментальная |
0,6 |
|
1,25 |
0,9 |
1,0 |
быстрорежущая |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Чугун серый |
- |
|
1,70 |
1,3 |
0,95 |
Примечание к табл. 4. При σb<45 кГ/мм2 nv=-1,0; **при σb<55
кГ/мм2 nv= - 0,9.
Таблица 5 Поправочный коэффициент Кпу на скорость резания, учитывающий
состояние поверхности заготовки [2, с. 426]
Без |
|
|
С коркой |
|
|
Прока |
Поковк |
Стальное и чугунное литье |
|||
корки |
|||||
т |
а |
Обычное |
С загрязненной коркой |
||
|
|||||
|
|
|
Коэффициент Кnv |
|
|
1,0 |
0,9 |
0,8 |
0,8-0,85 |
0,5-0,6 |
|
18