7 Расчет режимов резания

Производительность и себестоимость обработки изделий на металлорежущих станках, качество обработанной поверхности зависят прежде всего от принятых режимов резания. Поэтому важен выбор их оптимальных значений при проектировании технологического процесса механической обработки.

Оптимальные, т.е. наивыгоднейшие, режимы резания выбираются из условий наиболее полного использования режущей способности инструмента, кинематических и силовых способностей станка. При этом должны обеспечиваться высокая производительность, требуемые точности и шероховатость обработанной поверхности и минимальная себестоимость.

7.1 Режим резания при фрезеровании .

7.1.1. Глубина резания t , мм, зависит от припуска на обработку и требуемого класса шероховатости обработанной поверхности. При припуске более 5 мм фрезерование выполняют за два прохода, оставляя на чистовую обработку 1 – 1,5 мм.

В данном случае t= 4 поэтому фрезерование выполняется за один проход.

7.1.2 На фрезерных станках настраивается минутная подача S_M, мм/мин, т.е. скорость перемещения стола с закрепленной деталью относительно фрезы. Элементы срезаемого слоя, а следовательно, и физико-механические параметры

процесса фрезерования, зависят от подачи на зуб S_Z, т.е. перемещения стола с деталью (в мм) за время поворота на 1 зуб. Шероховатость обработанной поверхности зависит от подачи на 1 оборот фрезы, S₀, мм/об.

Между этими тремя значениями имеется следующая зависимость:

, (1)

где n – частота вращения, об/мин;

z – число зубьев фрезы.

Примем из справочной литературы Z=18; S_Z=0.14 мм/зуб.(4,9-11)

7.1.3. Расчетную скорость резания определим по эмпирической формуле:

, (2)

где C_V – коэффициент скорости резания, зависящий от материалов режущей части инструмента и заготовки и от условий обработки;

Т – расчетная стойкость фрезы, мин;

m – показатель относительной стойкости;

X_V – показатель степени влияния глубины резания;

Y_V – показатель степени влияния подачи;

n_V – показатель степени влияния ширины фрезерования;

P_V – показатель степени влияния числа зубьев;

q_V – показатель степени влияния диаметра фрезы на скорость резания;

K_V – поправочный коэффициент на измененные данные.

Найдем значения этих коэффициентов: C_V=72; q_V=0.2; X_V=0.5; Y_V=0.4; U_V=0.1; P_V=0.1; m=0.15; T=120; D=80 мм; B=8 мм;z=18;B=8;t=4 мм.

Поправочный коэффициент K_v определяется как произведение ряда коэффициентов, в частности :

K_V=K_vK_nvK_иv (3)

где K_v – коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания ;

K_nv –коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

K_иv -коэффициент, учитывающий инструментальный материал.

Значение поправочных коэффициентов возьмём из таблиц

K_v= 1.25; K_nv = 0.8 ;K_иv= 1.15 ;

Поправочный коэффициент K_V равен (3):

Подставим численные значения в формулу (2):

Подсчитаем частоту вращения шпинделя, об/мин, по формуле :

, об/мин (4)

где V_P – расчетная скорость резания, м/мин;

D – диаметр фрезы, мм.

Определим фактическую частоту вращения шпинделя на основании закона изменения по геометрической прогрессии, знаменатель  которой определяется по формуле ( 5). Для этого найдем _n и определим весь ряд n

, (5)

где n_z и n₁-максимальное и минимальное значения частоты вращения;

z-количество ступеней частоты вращения;

,

Примем _n=1,26

Значение _n не совпадает со стандартным. Теперь определяем n_ф из геометрического ряда:

n₂=n₁_n=311,26=40;

n₃=n₁_n²=31(1,26)²=50;

n₄=n₁_n³=31(1,26)³=62;

………………………………

n₆=n₁_n⁵=31(1,26)⁵=80;

n₇=n₁_n⁶=31(1,26)⁶=125;

n₈=n₁_n⁷=31(1,26)⁷=160;

n₉=n₁φ_n⁸ =31ּ(1.26)⁸ =197;

n₁₀=n₁φ_n⁹ =31ּ(1.26)⁹ =248;

Таким образом n_ф=248 об/мин;

Определяем фактическую скорость резания V_ф по формуле (6):

, м/мин (6)

где D – диаметр фрезы, мм;

n_ф- частота вращения шпинделя, об/мин;