4. О п р е д е л и т е э л е м е н т ы р е ж и м а р е з а н и я.

• Определите глубину резания (t).

Глубину резания при точении определяют по формуле:

, мм,

где D– диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

d– диаметр обработанной поверхности, мм;

для растачивания: D– диаметр обработанной поверхности, мм;

d– диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

Рекомендуется окончательно назначать глубину резания максимально возможной с учетом технических требований и вида обработки:

• при черновом точении t7мм;

• при получистовом точении t= (0,55) мм;

• при чистовом точении t0,5мм;

• Выберите величину подачи на оборот (S_о).

При выборе подачи пользуйтесь справочником 2, с.265 – 268.

Выбранную по справочнику подачу нужно откорректировать по паспорту станка (прил. 1 – 5). Принимать следует величину, ближайшую к справочной. Если станок с бесступенчатым регулированием , выбранная подача должна входить в интервал подач станка.

• Рассчитайте скорость резания(V).

Расчет скорости резания следует выполнять по справочнику 2, с.265, 268 – 271, используя эмпирическую формулу:

, м/мин.

Значения постоянной C_v, периода стойкости Т, показателей степенейm,x,yи системы коэффициентовK_vвыбираются по справочнику2, с.265, 268 – 271.

Рассчитав скорость резания, определите соответствующее число оборотов шпинделя станка (n) по формуле:

, об/мин,

где V– рассчитанная скорость резания, м/мин;D– диаметр обрабатываемой (или обработанной при растачивании) поверхности, мм.

Полученное число оборотов (n) соотнесите с паспортными данными станка (прил. 1 – 5).Если станок с бесступенчатым регулированием, рассчитанная частота вращения шпинделя должна входить в указанный интервал.Если станок со ступенчатым регулированием, выберите ближайшее к рассчитанному –n_ст. При несовпаденииnиn_ст, необходимо рассчитать скорость резания, соответствующуюn_ст:

, м/мин.

Изменение скорости резания по сравнению с рассчитанной требует корректировки принятого периода стойкости (Т). Рассчитайте действительный период Т_д, соответствующейV_ст:

, мин.

5. В ы п о л н и т е п р о в е р к у в ы б р а н н о г о р е ж и м а

р е з а н и я .

• Рассчитайте составляющие силы резания(P_x,P_y,P_z), пользуясь справочником2, с.271–275, по формулам:

, Н.

• Проверьте величину выбранной подачи по прочности детали.

Условием сохранения прочности обрабатываемой детали является выполнение неравенства:

, (1)

где Р_пр.д.– сила, допускаемая прочностью детали, которая определяется по формуле:

, Н,

где С – коэффициент, учитывающий способ крепления детали в приспособлении;

W– момент сопротивления детали, мм³;

_в – предел прочности обрабатываемого материала, МПа;

l – длина детали, мм.

• Коэффициент С может принимать следующие значения:

– при установке детали в патроне, С = 3;

– при установке детали в центрах, С = 48;

– при установке детали в патроне с поджатым задним центром, С = 110.

• Момент сопротивления детали (W) определяется по формуле для тел вращения:

, мм³,

где D– диаметр детали, мм.

• Предел прочности обрабатываемого материала (_В) приведен в числе исходных данных в таблице 4.

Внимание!Рассчитывая Р_пр.д.обратите внимание на единицы измерения величин_в,Wиl, учитывая, чтоМПа = Н/мм², аWиlвыражены в мм³и мм.

Если неравенство (1) не выполняется, выбранную подачу следует уменьшить.

• Проверьте величину выбранной подачи по жесткости детали.

Условием сохранения жесткости и связанной с ней точности изготовления детали является соблюдение неравенства:

, (2)

где Р_ж.дет.– сила, допустимая жесткостью детали, которая определяется по формуле:

, Н,

где С – коэффициент, учитывающий способ крепления детали;

f– стрела прогиба, мм;

Е – модуль упругости, Н/мм²;

 – момент инерции, мм⁴;

l– длина детали, мм.

• Стрела прогиба (f) определяется по формуле:

, мм.

• Модуль упругости принимается для стали , Н/мм², а для чугуна, Н/мм².

• Момент инерции () для тел вращения определяется по формуле:

, мм⁴.

Если неравенство (2) не выполняется, выбранную подачу следует уменьшить.

• Проверьте величину выбранной подачи по прочности резца.

Условием сохранения прочности резца служит соблюдение неравенства:

, (3)

где М_изг – момент от силыP_z, изгибающий резец;

М_доп– момент, допускаемый по прочности державки резца.

• Момент от силы P_zопределяется по формуле:

, Нмм,

где L– длина вылета резца, определяемая по формуле:

L= 1,5Н, мм,

где Н– высота сечения державки резца, мм.

• Момент, допускаемый по прочности державки резца, определяется по формуле:

, Нмм ,

где _изг– допускаемое напряжение на изгиб материала державки резца, МПа. Для стали 45_изг= 200 МПа (Н/мм²);

W– момент сопротивления прямоугольного сечения державки резца, определяется по формуле:

, мм³,

где В – ширина сечения державки резца, мм;

Н – высота сечения державки резца, мм.

Внимание!При расчёте моментов М_изги М_дописпользованы единицы измерения –Нмм.

Если неравенство (3) не выполняется, выбранную подачу следует уменьшить.

• Проверьте выбранную подачу по прочности механизма подачи токарного станка.

Условием сохранения прочности механизма подачи станка служит выполнение следующего неравенства:

, (4)

где Р_доп– сила, допускаемая прочностью механизма подачи станка, Н.

Величину Р_доп, нужно взять по паспортным данным станка (прил.1 – 5) и сравнить ее с величиной силыP_x.

Если неравенство (4) не выполняется, величину подачи следует снизить.

• Проверьте величину скорости резания по мощности станка.

Обработка детали на станке с определенной скоростью резания может выполняться, если эффективная мощность резания (N_e) не будет превышать расчетную мощность станка (N_р), т.е. будет выполняться неравенство:

(5)

• Расчетная мощность станка (N_p) определяется по формуле:

N_p=N_ст, кВт,

где N_ст– мощность электродвигателя станка, кВт. Указывается в паспортных данных станка (прил. 1– 5);

 – к.п.д. механизма главного движения станка. Указывается в паспортных данных станка (прил. 1– 5);

• Эффективная мощность резания определяется по формуле:

, кВт,

где P_z– тангенциальная составляющая силы резания, Н;

V_ст– скорость резания, откорректированная поn_ст, м/мин.

Если неравенство (5) не выдерживается необходимо либо выбрать более мощный станок, либо уменьшить скорость резания (только для черновых операций). В последнем случае откорректированная скорость резания (V_кор) может быть определена из неравенства:

, м/мин.

При снижении скорости резания (V_кор) следует рассчитать соответствующий ей период стойкости (Т_кор).

, мин.