Проверка выбранного режима резания по прочности механизма подачи станка и мощности станка

Для проверки выбранного режима необходимо знать составляющие сил резания, которые рассчитываются по формуле

, Н (3.4)

При отрезании, прорезании и фасонном точении t – длина лезвия резца.

Постоянная С_р и показатели степени х, y, п для конкретных условий обработки приведены в приложении 3 (табл. П.3.21).

Поправочный коэффициент . Численные значения этих коэффициентов приведены в приложении 3 (табл. П.3.22–П.3.24).

Наибольшее усилие, допускаемое механизмом подачи станка, Q _ст сравнивается с осевой составляющей силы резания Р_х

. (3.5)

Если условие (3.4) не выполняется, то надо уменьшать подачу.

Мощность на шпинделе станка N _шпсравнивается с мощностью процесса резания N _рез.

, (3.6)

где – мощность двигателя станка, кВт;

η– КПД станка, η=0,81;

К _п – коэффициент перегрузки станка.

, кВт, (3.7)

где Р_z – вертикальная составляющая силы резания, Н.

. (3.8)

Если условие (3.5) не выполняется, то надо уменьшить скорость резания.

3.6. Расчет машинного времени Т _м

, (3.9)

где L – общая длина прохода инструмента в направлении подачи, мм;

п – число оборотов заготовки в минуту;

s – подача, мм/об;

i – число проходов.

, (3.10)

где l – длина обработанной поверхности, мм;

l ₁– величина врезания, мм;

l ₂ – величина выхода (перебега) резца, мм.

Пример. Рассчитать наивыгоднейшие режимы резания при точении согласно рис. 2.1., а и табл. 3.1.

Таблица 3.1

Исходные данные на токарную операцию

Обраб. матер.	σв, МПа	D, мм	d, мм	L, мм	l, мм	Класс шерохов., мкм	Модель станка	Креплен. загот.
Ra	Rz
Сталь 40Х13						2,5		16К20	Патрон-центр

1. Выбор марки инструментального материала, конструкции и геометрии инструмента.

Обрабатываемый материал – коррозионно-стойкая хромистая сталь (группа II) [7].

В качестве инструмента принимаем стандартный проходной отогнутый резец с пластиной из твердого сплава Т15К6 (табл. П.1.3 и табл. П.2.1) с геометрией режущей части: φ=φ₁=45º; α=10º; γ=10º; λ=0º; r =1 мм. Сечение державки Н В = 25 16 мм (табл. П.2.1 и табл. П.7.1).

2. Выбор глубины резания t и числа проходов i

Припуск на обработку согласно данных задания

Δ= (D – d)/2=50–45=2,5 мм.

Шероховатость обработанной поверхности Ra =2,5 мкм; Rz = =10 мкм, а это получистовой вид обработки. Поэтому припуск Δ возможно снять за один проход, т.е. t =Δ=2,5 мм.

3. Выбор подачи

Подача, допустимая прочностью пластины твердого сплава (табл. П.3.1), s =2,6 мм/об.

Подача, допустимая шероховатостью обработанной поверхности (табл. П.3.4), соответственно s =0,2–0,246 мм/об.

Технологически допустимой подачей будет подача s =0,246 мм/об. Согласно паспорта станка 16К20 (табл. П.7.2) принимаем ближайшую подачу s =0,2 мм/об.

4. Расчет скорости резания V.

Скорость резания рассчитывается по формуле (3.1).

Рекомендуемый период стойкости Т =60 мин [9].

Значения коэффициента С_V показателей степени х, у и m (табл. П.3.12): С_V =350; т =0,2; х =0,15; у =0,2.

Коэффициент , где значения коэффициентов (табл. П.3.14–П. 3.19): К _{М V} =0,75; К _{П V} =1; К _{И V} =1.9; К _{φ V} =1; К_rV =0,94.

К_V= 0,75·1,0·1,9·1,0·0,94= 1,34.

Скорость резания 249,5 м/мин.

Число оборотов шпинделя по формуле (3.3)

1589,1 об/мин.

Ближайшее число оборотов по паспорту станка п =1600 об/мин (табл. П. 7.2).

Действительная скорость резания

=251,1 м/мин.

5. Проверка выбранного режима по прочности механизма подачи станка и мощности станка

При этом должны обеспечиваться неравенства и . Для этого необходимо подсчитать составляющие сил резания Р_х и Р_z.

Осевая составляющая Р_х подсчитывается по формуле (3.4).

Постоянная С_р и показатели степени х, y, п (табл. П.3.21): С_р =339; п = -0,4; х =1,0; у =0,5.

Коэффициент . Значения составляющих К_i (табл. П.3.24): К_Мр =0,75; К _{φ р} =1,0; К _{γ р} =1,0; К _{λ р} =1,0; К_rр =1,0.

К_рх= 0,75·1,0·1,0·1,0·1,0= 0,75.

31,25 Н.

По станку 5884 Н (табл. П.7.2), т.е. условие выполняется.

Для определения мощности резания необходимо подсчитать тангенциальную составляющую сил резания Р_z формуле (3.4).

Постоянная С_р и показатели степени х, y, п (табл. П.3.21): С_р =300; п =-0,15; х =1,0; у =0,75.

Коэффициент . Значения составляющих К_i (табл. П.3.24): К _{М р} =0,75; К _{φ р} =1,0; К _{γ р} =1,0; К _{λ р} =1,0; К_rр =1,0.

К_р= 0,75·1,0·1,0·1,0·1,0= 0,75.

Н.

Зная величину Р_z подсчитываем мощность резания по формуле (3.7)

=0,6 кВт.

Мощность на шпинделе станка рассчитывается по формуле (3.6)

=8,8 кВт,

где = 11 кВт (табл. П.7.1);

η– КПД станка, η=0,8;

К _п =1 коэффициент перегрузки станка.

Таким образом , т.е. 0,6<8,8 – условие выполняется.

6. Расчет машинного времени Т _м производится по формуле (3.9). Общая длина прохода инструмента L – по формуле (3.10).

0,63 мин.

l ₁=2,5 мм величина врезания;

l ₂ = 0величина выхода (перебега) резца.

Дата добавления: 2015-06-29