2. Примеры расчетов режимов обработки

Пример 1. Расчет режимов обработки при точении 355h9( ). Глубину резания принимаем равной половине максимального припуска на обработку поверхности. Для чернового точения: t10,85 мм. Для получистового точения: t20,63 мм. Для чистового точения: t30,1 мм.

Подачу выбираем по рекомендациям [42, с. 266, табл. 11]. Для чернового точения: s10,6 мм/об. Для получистового точения: s20,3 мм/об. Для чистового точения: s30,1 мм/об.

Скорость резания при наружном продольном точении рассчитывается по формуле [3]

,

где Сv – постоянная (Сv=328 при S>0,2 мм/об;

Сv=483 при S0,2 мм/об);

Т – период стойкости инструмента (Т=60 мин при чистовом точении, в остальных случаях Т=45 мин) [3, с. 271];

m, x, y – показатели степени, m=0,28; х=0,12; у=0,25 (при S>0,2 мм/об);

у=0,5 (при S0,2 мм/об);

К – общий поправочный коэффициент на скорость резания.

Здесь

,

где Kmv – коэффициент, учитывающий влияние свойств материала на скорость резания,

Kmv=1 /3, с. 271, табл. 18/;

Knv – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки, Knv=0,9 /3, с. 271, табл.19/;

Kuv – коэффициент, учитывающий марку инструментального материала,

Kuv=2,5 /3, с.271, табл.20];

Kv - коэффициент, учитывающий влияние параметров резца на скорость резания, Kv=0,7 [3, с.271, табл. 21/; Kov - коэффициент, учитывающий влияние вида обработки, Kov=1,04 /3, с. 271, табл. 22/.

Подставляя выбранные значения в формулу (11.2) получим

.

Рассчитаем скорость резания по переходам:

Для чернового точения

м/мин.

Для получистового точения

м/мин.

Для чистового точения

м/мин.

Частота вращения. Частоту вращения шпинделя станка находим по формуле /3, с. 271/

,

где V – скорость резания;

D – диаметр обрабатываемой поверхности.

Рассчитаем частоту вращения шпинделя станка по переходам.

Для чернового точения

об/мин.

Для получистового точения

об/мин.

Для чистового точения:

об/мин.

Скорректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка. Для чернового точения: n=250 об/мин; для получисто-вого точения: n=400 об/мин; для чистового точения: n=500.

Находим фактическую скорость резания:

.

Для чернового точения

м/мин.

Для получистового точения

м/мин.

Для чистового точения

м/мин.

Сила резания

,

где Ср – постоянная, Ср=40 [42, с. 274, табл. 22];

х, у, n – показатели степени, х=1; у=0,75; n=0 [3, с. 274, табл. 22];

Кр – поправочный коэффициент [42, с. 275]

где Кmp=1 – коэффициент, зависящий от материала;

Кр=0,89 – коэффициент, учитывающий главный угол в плане;

Кр=1 – коэффициент, учитывающий угол наклона переднего угла;

Кр=1 - коэффициент, учитывающий угол наклона главного лезвия;

Кrp=0,87 - коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца,

Подставляя значения в формулу получим

.

Рассчитаем силу резания по переходам.

Для чернового точения

Н.

Для получистового точения

Н.

Для чистового точения

Н.

Мощность резания. Мощность резания рассчитывается по формуле

.

Рассчитаем мощность резания по переходам:

Для чернового точения

кВт.

Для получистового точения

кВт.

Для чистового точения

кВт.

Пример 2. Расчет режимов обработки при растачивании внутренней цилиндрической поверхности 220Н7(+0,08).

Глубина резания. Глубину резания принимаем равной половине максимального припуска.

Для чернового растачивания: t0,8 мм.

Для чистового растачивания: t0,5 мм.

Для тонкого растачивания: t0,25 мм.

Подачу выбираем по рекомендациям [42].

Для чернового растачивания: s1,3 мм/об.

Для получистового растачивания: s1,05 мм/об.

Для тонкого растачивания: s0,8 мм/об.

Скорость резания для чернового растачивания

м/мин.

Для чистового растачивания

м/мин.

Для тонкого растачивания:

м/мин.

Частота вращения шпинделя станка.

Для чернового растачивания

об/мин.

Для чистового растачивания

об/мин.

Для тонкого растачивания

об/мин.

Скорректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка:

Для чернового точения: n= 250 об/мин.

Для получистового точения: n=300 об/мин.

Для чистового точения: n=500 об/мин.

Находим фактическую скорость резания/

Для чернового растачивания

м/мин.

Для чистового растачивания:

м/мин.

Для тонкого растачивания

м/мин.

Находим силу резания для чернового растачивания

Н.

Для чистового растачивания

Н.

Для тонкого растачивания

Н.

Мощность резания для чернового растачивания

кВт.

Для чистового растачивания

кВт.

Для тонкого растачивания

кВт.

Пример 3. Рассмотрим пример расчетно-аналитического определения режимов резания на компьютере. Диаметр вала Ǿ80d8; длина вала при первом варианте закрепления =200 мм: при втором варианте закрепления =400 мм; конструкторский допуск =0,046 мм; технологический допуск =0,0322 мм; среднеарифметическая высоте неровностей Rz=2,5 мкм; среднеарифметическое отклонения профиля неровностей от средней линии Ra=0,625 мкм.

Рис. 15.2. Схематическое изображение составляющих сил резания при наружном продольном точении вала

П роцедуру расчетов опускаем, так как она изложена ранее, приведем результаты расчетов.

Рис. 15.3. График зависимости скорости от подачи: здесь и далее 1-й переход черновое точение; 2-й – получистовое точение; 3 – чистовое; 4 – тонкое

Рис. 15.4. График зависимости силы от подачи

Рис. 15.5. Схема точения вала и величины силового отжима его при консольном закрепления

Рис. 15.6. График зависимости максимальной величины силового отжима вала от величины подачи

Рис. 15.7. График зависимости машинного времени обработки вала от подачи

Рассмотрим результаты компьютерных расчетов режимов и влияния их на силовой отжим вала и машинное время обработки при двух опорном закреплении вала.

Рис. 15.9. Схема точения вала при двух опорном закрепления и график его упругих отжатий

Рис. 15.10. График зависимости прогиба от подачи

Рис. 15.11. Зависимость машинного времени от подачи

Методика компьютерного расчета режимов резания, нормативные таблицы и программное обеспечение для оптимизации режимов обработки позволяют ускорить расчеты и обеспечить оперативную визуализацию табличной и графической информации режимов обработки.

Компьютерное проектирование технологий, в частности расчеты режимов резания и их оптимизация по заданным критериям, является неотъемлемой частью технологической подготовки производства. Все более широкий круг технологических задач успешно решаются в современном машиностроении с применением компьютерной техники. Она внедрилась практически во все сферы конструкторской, технологической и организационной деятельности инженеров машиностроительного производства. В мировой практике значительная доля предприятий используют автоматизированное проектирование технологий изготовления деталей и сборки машин методом адресации. В интегрированных системах верхнего уровня, разрабатываются методы скоростного прототипирования технологий с электронным документооборотом.