1. Аналитический расчёт режимов резания на операцию точение (чистовой переход). Блок исходных данных:

1. Тип производства – серийное

2. Вид заготовки – пруток Æ30

3. Материал детали – 12Х18Н9Т

4. Диаметр обработанной поверхности – Æ20h8

5. Длина заготовки – 172

6. Шероховатость обработанной поверхности – Ra 12,5

7. Крепление заготовки – П+Ц

Содержание операции – точить поверхность 20h8 на длину 65 мм начисто.

Решение.

1. Выбор марки инструментального материала и геометрии режущей части инструмента.

Сталь 12Х18Н9Т относится к группе коррозионно-стойкие, кислотостойкие жаростойкие, хромоникелевые стали аустенитного, аустенитно-ферритного и аустенитно-мартенситного классов, для чистового точения которых рекомендуется сплав Т15К6([1], с.56, табл.13).

Исходя из конфигурации детали и механических свойств, выбираем проходной упорный прямой резец с пластинами из твердого сплава с углом в плане 90⁰ (по ГОСТ 18879-73 [2], с.120, табл.7), со следующей геометрией режущей части([1],с.66, табл.17):

=90^о ,₁=10^о, =10^о, ₁=0^о , =0^о, =0^о, r_b=1.0 мм,

Н=20мм, В=12мм.

2. Выбор глубины резания t и числа проходов.

Припуск на обработку определяется по формуле : ,

где D - диаметр необработанной поверхности заготовки;

d – диаметр обработанной поверхности.

Получаем : мм.

Для получения шероховатости Ra=12.5 и квалитета точности h8 делаем два прохода: получистовой с глубиной резанья t₁=4 мм и окончательный чистовой проход с максимальной глубиной резанья t₂=1мм.

3. Выбор подачи инструмента.

1. По шероховатости обработанной поверхности

Для чистовой обработки подачу S выбираем в зависимости от шероховатости обработанной поверхности Ra=12.5≈Ra=40

S₁=0.30 мм  об.

2. По прочности пластины твёрдого сплава

S₂=S_2T*k₁*k₂

где S_2т – табличное значение подачи

k₁- поправочный коэффициент ,зависящий от механических свойств обрабатываемого материала [_в=750 мПа].

k₂- поправочный коэффициент ,зависящий от величины главного угла в плане.

Выбираем из условия, что глубина резания t=1 мм и от толщины пластины n=6 мм(0.4Н=n), таким образом(2, табл.13, стр.268):

S_2T=3.6 мм/об;

k₁=1,2;

k₂=0,4;

S₂=3,6*1,2*0,4=1,728 мм/об.

3. По прочности механизма подачи станка.

Наибольшее усилие, допускаемое механизмом подачи станка, сравнивается с осевой соответствующей силы резания P_z.

P_z=C_p*t^xp*S^yp H;

где C_p–коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала, материала и геометрии резца на силу резания P_z.

x_р, у_р, – показатели степени, характеризующие влияние t и S на величину осевой силы P_z;

Р_{хстанка}=0,25*Р_z=0.25* C_p*t^xp*S^yp

, мм/об

,где Р_{хстанка} – величина предельно допустимой силы станка.

C_p=204, Х_р=1.0, Y_р=0,75([2], с.273, табл.22), t=1мм, Р_{хстанка}=1000 Н.

мм/об.

4. По жёсткости детали с учетом способа крепления.

В процессе обработки под действием сил резания деталь деформируется.

Это приводит к изменению взаимного расположения детали и вершины резца, определяющий геометрическую форму и размеры обрабатываемой поверхности, где деталь изгибает сила Q.

Если деталь закреплена в патроне

, часто , тогда

С другой стороны сила

,

где – модуль упругости материала детали;

- момент инерции; , для круглого сечения.

Итак, , где отсюда

;

Допустимая стрела прогиба детали  при чистовой обработке определяется по формуле:

, мм

где ∆ - допуск на D;

D-диаметр заготовки.

∆=33 мкм=33*10^-3 мм;

f=0,2*0,033=0,0066 мм;

C_p=204, Х_р=1.0, Y_р=0,75([2], с.273, табл.22), E=195000 МПа, L=65 мм, t=1 мм.

мм⁴ и находим подачу :

, мм /об

3.5. По прочности державки резца.

Резец можно считать балкой, защемленной одним концом и нагруженной на другом тремя силами: P_z, P_y, P_{x ,}создающими сложное напряженно-деформированное состояние в державке резца. Однако, как показывает анализ, с достаточной для практики точностью прочность резца может быть рассчитана по силе .

Прочность державки резца проверяют расчётом на изгиб от действия вертикальной составляющей силы резания.

Итак, , а ,

где - момент сопротивления;

–допускаемое напряжение на изгиб материала державки резца, 20 кг мм²=200Н/мм².

Для прямоугольного сечения:

;

где В и H – толщина и высота державки резца соответственно;

; ,откуда

(10)

В=12 мм, Н=20 мм, ([2], стр.120, табл. 6), l=1,25Н мм.

мм/ об.

6. По жёсткости державки резца.

Под действием сил резания державка резца деформируется и в результате отклонения вершины резца от первоначального положения возникают погрешности.

Стрелка прогиба при чистовом точении=0,03…0,05 мм; момент инерции для круглого сечения,

Отсюда

, (11)

где – модуль упругости материала державки резца.

мм/ об

В результате расчётов получили:

S₁ = 0,3 мм об

S₂ =1,728 мм/об

S₃ = 52,87мм об

S₄ = 0,43 мм об

S₅ = 3,6 мм  об

S₆ = 279,78мм об

Из полученных значений принимаем наименьшую подачу S₁ = 0,3 мм об.