 |
 |
 |
 |
По ряду ограничивающих факторов задачу об установлении рациональной подачи можно решить аналитически, используя условия прочности и жесткости, известные из курса «Сопротивление материалов». Например, максимальная сила, допускаемая прочностью детали
а максимальная сила, допускаемая жесткостью детали,
где й - диаметр обработанной поверхности детали в мм;
\o, ] - допускаемое напряжение на изгиб в кГ/мм; I - длина детали в мм;
Е - модуль упругости обрабатываемого материала в кГ/мм;
J - момент инерции сечения заготовки в мм; f - допускаемый прогиб детали в мм; К и Ki - коэффициенты, выбираемые в зависимости от способа закрепления обрабатываемой детали на станке. Подача находится из условия, что силы резания, действующие на деталь, не должны превышать указанные допускаемые силы Рд. пр и Рд. ж- По некоторым ограничениям подачу приходится рассчитывать по экспериментальным формулам (прочность пластинки твердого сплава, требуемый класс чистоты обработанной поверхности и др.), выражающим влияние подачи на ограничивающий фактор.
Из всех значений допустимых подач по различным ограничениям, принимают для дальнейшего расчета лимитирующую (наименьшую). Эту выбранную подачу сравнивают с имеющимися на станке и принимают ближайшую (обычно меньшую) подачу станка. Скорость резания рассчитывается по формуле
V =--- /<о м/мин.
По рассчитанной скорости резания определяется число оборотов заготовки
п = -7г- об/мин. ли
По расчетному числу оборотов заготовки п подбирается по паспорту станка число оборотов шпинделя, причем ближайшее большее может быть принято в случае, если око превышает рас-чеуное не более чем на 5%; в противном случае берется ближайшее меньшее.
По принятым глубине резания, подаче и скорости резания рассчитывают мощность, необходимую на резание и мощность электродвигателя станка.
Мощность, необходимая на резание,
75.60Л.36
Расчетная мощность электродвигателя станка Nee = кет,
где т]рг - коэффициент полезного действия станка; для современных токарных станков t];„, = 0,750,8.
Если при выборе рационального режима резания окажется, что мощность, необходимая на резание, Ng превысит мощность станка, то следует соответственно уменьшить скорость резания, оставив принятые глубину резания и подачу, или же выбрать более мощный станок (модернизировать существующий). В случае снижения скорости резания определяют соответственное число оборотов заготовки и корректируют по станку. По принятым глубине резания, подаче и числу оборотов подсчитывают машинное время.
Выбор рационального режима резания по нормативам. Произведенный выше метод расчета рационального режима резания трудоемок, и применение его для изготовления деталей малыми партиями не оправдано. Более производительно, хотя и менее точно, определяют режимы резания по соответствующим нормативам. Нормативы по выбору режимов резания соответствуют средним (типовым) условиям работы и содержат сведения о рекомендуемых t, S и V обычно в виде таблиц. Режимы резания, полученные расчетом или выбранные по нормативам, могут проверяться и уточняться экспериментально. Для ускорения расчетов применяют таблицы, номограммы, специальные счетные линейки и электронные счетно-решающие приборы.
Пример выбора рационального режима резаиия. Для обработки детали, показанной на рис. 64, необходимо выбрать режущий инструмент и рациональный режим резания. Заготовка - прокат горячекатаный без корки, хромистая сталь {св = 85 кГ/мм), диаметр заготовки 55 мм. Обработка будет производиться в центрах, без охлаждения. Партия деталей 100 шт. Станок - токарный 1К62. Необходимые паспортные данные станка: высота центров 200 мм; расстояние между центрами 1400 мм; высота от опорной поверхности резца до линии центров 25 мм. Мощность на шпинделе Num 7,8 кет.
Продольные подачи: 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,15; 0,17 ; 0,195; 0,21; 0,23;
0,26; 0,28; 0,30; 0,34; 0,39; 0,42; 0,47; 0,52 ; 0,57; 0,61; 0,7.
Наибольшая сила, допускаемая механизмом продольной подачи, 350 кГ. Решение. При партии деталтей 100 шт. целесообразно обработку производить в одну операцию и два перехода (предварительный и чистовой). Общий припуск на обработку
D - d 55 - 48 h =-=-=--= 3 5 иш.
Принимаем для предварительного прохода tnp = /1 = 0,75 h = 2,7 мм; тогда для чистового прохода = 3,5 - 2,7 = 0,8 мм.
Устанавливаем материал и геометрию режущего инструмента (карты 1 и 2) по справочнику [44].
Предварительный проход. Резец проходной, правый, с пластинкой из твердого сплава Т15К6. Сечение державки резца В X Я 16 X 25 мм. Форма передней поверхности - радиусная с фаской; у = 10°; Я, = 0; / = 1 мм; ширина фаски / = 0,4 мм; yf = -5°; ширина лунки В = 2,5 мм; радиус лунки R = = 5 мм; ф = 60°; (f = 10°; а = 8°. Стойкость резца Г = 60 мин (карта 45).
Чистовой проход. Резец проходной, правый, с пластинкой из твердого сплава Т30К4. Сечение державки резца В X Я = 16 X 25 мм.
Форма передней поверхности - радиусная с фаской: у = 10°; X - -3°;
" = 2,5 лш; 60 мин
r= 1,5 мм; ширина фаски /= 0,2 мм; = -5°; ширина лунки В = 2,Е радиус лунки R = 5 мм; ф = 60°; ф = 10°; а = 12°. Стойкость резца Г = 6(
-4SD-
X. |
Рис. 64. к примеру выбора рационального режима резания при точении
Режим резания для предварительного прохода. Глубина резания = = 2,7 мм. Подача s = 0,5-j-0,7 мм/об (карта 4). Ввиду того, что жесткость детали недостаточная, берем s=0,5 мм1об, принимаем по стайку s= 0,52 мм/об. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента, 1/7- = = 177 м/мин (карта 21).
В этой же карте даются для данного режима сила резания Р = 220 кГ и эффективная мощность Ne = 6,4 кет. Исходным табличным данным не соответствует прочность обрабатываемого материала и форма передней поверхности резца.
Находим поправочные коэффициенты (карта 45). Поправочные коэффициенты на материал: = 0,77; Tj = 1,14; Tj = 0,88; поправочные коэффициенты
на форму передней поверхности: = Цф = 1,05; тогда V. = 177-0,77-1,05 =
143 м/мин; N = 6,4-0,?
Число оборотов детали п =
1,05 = 5,9 кет.
ЮООи 1000-143
= 830 об/мин. Прини-
nD 3,14.55
маем ближайшее (меньшее) число оборотов шпинделя по станку Пщп ~ = 800 об/мин. Ближайшее большее Пщп = ЮОО об/мин принять нельзя, так как увеличение скорости резания на 20% по сравнению с расчетной приведет к рез-
3,14-55-800
кому падению стойкости. Скорость резания о=- -
- 138 м/мин; мощность
Ne = 5,9
138 143
= 5,7 кет.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [ 34 ] 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129