15.3. Расчет режимов по эмпирическим формулам

Эмпирические расчетные зависимости с достаточной степенью точности позволяют определить режимы резания для различных марок обрабатываемых материалов, в том числе новых, по каждому виду обработки, если по ним нет нормативных таблиц или другой информации для расчетов [32].

Таблица 15.20

Зависимости для определения подачи ( б мм/об) при черновом точении резцами с пластинами из твердого сплава

Размер державки Резца Н x В, мм	Эмпирические зависимости
Группа материала V—X
12х20; 16Х25
20х30; 25Х25
25х40
Группа материала XI—XII
12х20; 16Х25
20х30; 25Х25
25х40

В табл. 15.20 приняты следующие обозначения: V – углеродистые стали; VI – легированные стали; VII – теплоустойчивые стали; VIII – коррозионно-стойкие стали; IX – жаропрочные деформируемые стали; X – жаростойкие и жаропрочные деформируемые стали; XI – жаропрочные и жаростойкие деформируемые сплавы на никелевой основе; XII – жаропрочные литейные сплавы на никелевой основе; Х111 – сплавы на титановой основе; XIV – Высокопрочные стали с  1600 МПа.

Примечание: D - диаметр обрабатываемой детали; Н, В – высота и ширина державки резца в поперечном сечении.

Пример определения режимов по эмпирическим зависимостям. Определения подачи при черновом точении резцами с пластинами из твердого сплава (табл. 15.20). Исходные данные. Де­таль – вал (рис. 15.12). Обрабатываемый матери­ал – сталь 45Х2М; _д=900-1000 МПа. Заготовка – пруток. Станок – токарно-винторезный модели 1К62; высота центров 200 мм; мощность 10 кВт, частота вращения шпинделя 12,5 - 2000 мин^-1. Приспособление — трех кулачковый патрон. Режущий инструмент — проходной резец с пластиной из твердого сплава Т15К6, главный угол в плане ( =45°, радиус при вершине г=1 мм. Охлаждение — эмульсией.

Рис. 15.20. Схема токарной обработки вала

Выбор геометрических параметров режущей части резца по нормативным таблицам […]: =16°; == 8°; _ф =-3°; = 5°; f=0,20,4. Определим режимы резания [32]. Припуск на обработку составляет 6 мм. Устанавливаем число ходов. Для глубины резания до 6 мм и параметра шероховатости обработанной поверх­ности R_Z=60 мкм рекомендуется два перехода. Глубина резания для первого перехода t₁= 4,5 мм, для второго t₂ = 1,5 мм. Для точения детали диаметром 60 мм и глубиной t₁ = 4,5 мм, t₂= 1,5 мм соот­ветственно расчетная подача S₀₁ = 0,37 мм, S₀₂= 0,46 мм. По паспортным данным станка принимаем следующие значения подач: S₀₁= 0,32 мм и S₀₂= 0,36 мм.

14. Расчет погрешностей технологического

процесса

Для того чтобы при расчете погрешностей операционной технологии можно было ограничиться расчетами только финишных операций, необходимо, чтобы при обработке во всех переходах соблюдалось условие:

. (16.1)

где – операционный допуск предшествующнго перехода;

– экономически обоснованный припуск на последней переход.

Погрешность операционной технологии при обработке настроенным на размер инструментом без выверки складывается из элементарных погрешностей, имеющих место в спроектированном технологическом процессе: базирования и закрепления заготовки, неточности приспособления , общих упругих деформаций элементов технологической системы настройки инструмента и станка , износа инструмента , тепловых деформаций , изменения формы и расположения поверхностей.

Под элементарной погрешностью понимается отклонение полученного при обработке действительного линейного и углового размера, формы и расположения поверхностей от номинального значения.

Погрешность базирования определяется из анализа функционального назначения поверхностей детали, расположения заготовки на станке, последовательности (маршрута) обработки. Методика расчета представлена в [41] для различного типа деталей.

Погрешности, вызванные неточностью приспособления , обусловливаются погрешностью базирования детали в приспособлении , износом их поверхностей , погрешностью установки приспособления на станок

(16.2)

Нормативные значения погрешностей , обусловливаемые неточностью приспособлений, представлены в [41, c. 41-48, табл. 12-18].

Погрешность общих упругих деформаций возникают в результате силового отжима элементов технологической системы в процессе обработки под действием сил резания. Нормативные значения упругих отжатий представлены в [41, c. 28-38, табл. 11].

Для консольного закрепления вала в трех кулачковом патроне прогиб (рис.1) детали за счет силового отжима

, где , (16.3)

здесь Р - результирующая сила резания,

Е – модуль продольной упругости (модуль Юнга) материала детали.

Для углеродистой стали значения осевого момента инерции вала получим для консольного закрепления вала в трех кулачковом патроне при координате

(16.4)

Для двух опорного закрепления вала в трех кулач-

ковом патроне и в центре при координате .

. (16.5)

Для закрепления в центрах при

. (16.6)

Вычисление упругих деформаций суппорта станка в процессе обработки под действием сил резания

X = Px/Jx , Y = Py/Jy , Z = Pz/Jz, (16.7)

где - жесткость элементов технологической сиссистемы (кг/см). При расчетах возникают трудности с определением жесткости суппорта станков. Упругие деформации определяют приближенно по нормативным таблицам [5, c. 28-38, табл. 11] и др. Нормативные значения жесткости станков представлены в [2] и паспортах.

Таблица 15.21

Краткая характеристика токарных станков

Параметры	1В340Ф30	16Б16А	16Б05П	16А20ФЗ
Наибольший обрабатываемый диаметр, мм	40	145	180	200
Наибольшая обрабатываемая длина, мм	120	500	750	900
Частота вращения шпинделя, об/мин	45-2000	30-3000	20-2000	20-2500
Мощность электродвигателя привода, кВт	6,2	1,5	2,8; 4,6	7,5; 11,0

Примечание: станок 1В340Ф30 токарно-револьверный; 16Б16А и 16Б05П – токарно-винторезные; станок 16А20ФЗ - токарно-винторезный с ЧПУ.

Погрешность наладки (настройки) технологической системы на размер определяется как разность между предельными наладочными размерами. Наладка предусматривает установку режущего инструмента и других элементов технологической системы в положение, обеспечивающее получение действительных размеров в пределах допуска. Погрешность наладки складывается из погрешностей наладки станка и инструмента , нормативные значения которых приведены в [5].

Погрешность средств измерения не должна превышать 10-15% от технологического допуска на изготовление, погрешность процедуры измерения не должна превышать , согласно ГОСТ 8.051-81. Нормативные значения погрешностей представлены в [1, c.72, табл. 27] для различных размеров и квалитетов точности.

Расчет погрешностей, вызванных износа инструмента. Погрешность обработки, вызванная износом инструмента, определяется по нормали к обрабатываемой поверхности по формуле

(16.8)

где L - длина участка резания, мм; - относительный износ инструмента на 1000 м пути резания.

Расчетные значения длины пути резания l определяются по формулам (16.9-16.16), а относительный износ лезвийного и абразивного инструментов определяются для различных материалов заготовки и инструмента по таблицам, представлены в [5, c. 74, табл. 28].

Путь резания для различных видов обработки рассчитывается по следующим формулам: при точении

(16.9)

при торцевом фрезеровании

(16.10)

при цилиндрическом фрезеровании

(16.11)

при бесцентровом шлифовании с продольной подачей

(16.12)

при круглом шлифовании с поперечной подачей

(16.13)

при плоском шлифовании дисковым кругом

(16.14)

при сверлении, зенкеровании и развертывании

(16.15)

при протягивании

(16.16)

Здесь d – диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

L – расчетная длина обработки с учетом пути врезания и перебега режущего инструмента, мм;

n – количество деталей в настроечной партии, обрабатываемой в период между подналадками станка;

– продольная подача, мм/об;

В – ширина фрезерования или шлифования, мм;

D – диаметр режущего инструмента, мм;

D_ш.к. – диаметр шлифовального круга, мм;

n_в.к. – число оборотов ведущего круга в минуту;

– минутная подача, мм/мин;

t – припуск на сторону, мм;

k – коэффициент на вывод искры, k=1,1-1,3;

n_д – число оборотов детали в минуту; s_поп – поперечная подача на один двойной ход, мм;

n_c – число двойных ходов стола в минуту;

s₁ – подача круга на один двойной ход (по ширине обрабатываемой поверхности), м;

L_пр – длина рабочей части протяжки.