Теория Резания

следующие виды точения:

1) черновое точение ((обдирка() - удаление дефектных слоев заготовки,

разрезка, отрезка и подрезка торцов заготовки. Срезается поверхностная

(корка( и основная ((70%) часть припуска на обработку, позволяет

получать шероховатость 50...12,5 Ra;

2) получистовое точение - снятие 20...25% припуска и позволяет получать

шероховатость 6,3...3,2 Ra и точность 10...11-го квалитетов. Заготовка

получает форму, близкую к детали.

3) чистовое точение - обеспечивает получение шероховатости 3,2...1,6 Ra и

точность 7-9-го квалитетов. Деталь получает окончательную форму и

размеры;

4) тонкое точение - позволяет при срезании очень тонких стружек получать на

поверхностях детали шероховатость 0,40..0,20 Ra и точность 5-7-го

квалитетов.

Определение режимов резания состоит в выборе по заданным условиям

обработки наивыгоднейшего сочетания глубины резания , подачи и скорости

резания, обеспечивающих наименьшую трудоемкость и себестоимость выполнения

операции.

Режимы резания устанавливаются в следующем порядке:

1. Определение глубины резания t мм и числа проходов i. При черновом

точении весь припуск целесообразно снимать за один проход ( в ряде случаев,

когда имеется лимит мощности станка, бывает выгодно снимать припуск за

несколько проходов). Целесообразность этого должна определяться

сравнительным расчетом продолжительности оперативного времени. Деление

припусков на несколько проходов производится также при получистовом и

чистовом точении, а также при обработке резцами с дополнительной режущей

кромкой ((1=0).

2. Выбор подачи S мм/об. Подача выбирается в зависимости от площади

сечения державки резца, диаметра обработки и глубины резания. Выбранная

подача проверяется на допустимость по мощности электродвигателя , прочности

державки резца, прочности пластин из твердого сплава и от заданной чистоты

поверхности.

3. Определение нормативной скорости резания Vм/мин. И соответствующей ей

частоты вращения n, мин-1. По значению скорости выбирается потребная

частота вращения шпинделя, которая корректируется по паспорту станка.

4. Определяются усилия и мощности резания по выбранным значениям t,S и

V.

5. Проверка возможности осуществления выбранного режима резания на

заданном станке по его эксплуатационным данным. Если найденный режим не

может быть осуществлен на заданном станке, а выбранная подача

удовлетворяет, необходимо уменьшить скорость резания. Уменьшение скорости V

осуществляется вводом поправочного коэффициента изменения скорости Kv в

зависимости от отношения мощности на шпинделе, допустимой станком, к

мощности по нормативам.

6. Корректировка выбранного режима по станку в соответствии с его

паспортными данными.

Пример решения задачи

Рассчитать режим резания при предварительной обточке детали типа вал на

станке 16К20.

Исходные данные: род и размер заготовки - прокат, сталь 45; (в=550 МПа;

D=80 мм; d=68 мм; l=275 мм; условия выполнения операции - заготовка

устанавливается в самоцентрирующийся патрон с поджатием центра задней

бабки.

Решение

1. Выполнение эскиза обработки.

2. Выбор режущего инструмента.

Для обтачивания вала из стали 45 принимаем токарный проходной резец

прямой правый с пластиной из твердого сплава Т5К10 [2] или [3] (=45(;

(1=10(; с=4 мм (толщина пластинки); ВхН=25х25 (сечение державки); Ip=1,5 Н

(вылет резца).

3. Назначение режимов резания.

Расчет режимов резания выполним в традиционной последовательности с

использованием данных работы [7].

3.1 Глубина резания. При черновой обработке припуск срезаем за один проход

, тогда

[pic] мм

3.2 Назначаем подачу. Для державки резца сечением 25х25 мм, диаметра

обработки до 100 мм и глубины резания до 8 мм рекомендуется подача

S=0,5...0,7 мм/об;

Проверим допустимость рекомендуемой подачи по мощности электродвигателя

, прочности державки резца и прочности пластинки твердого сплава.

Для глубины резания t=6 мм, мощности электродвигателя Nд=8 кВт и для

резца (1(0( допускается подача S=0,7мм/об. Для стали с пределом прочности

(в=550 МПа (55 кг/мм2) поправочный коэффициент Кмs=1,07. Следовательно,

подача, допускаемая мощностью электродвигателя (из условий обеспечения

работы для твердого сплава со скоростью не ниже 50 м/мин) S=0,7(1,07=0,75

мм/об.

Для резца с державкой сечением 25х25 мм и глубиной резания t=6 мм

находим подачу S=3 мм/об. Умножив эту подачу на поправочный коэффициент

Кмs=1,07, соответствующий стали с пределом прочности (в=550 МПа (55

кг/мм2), и Кмs=0,58, соответствующий вылету резца l=1,5 H, найдем подачу,

допустимую прочностью державки резца: S=3(1,07(0,58=1,86 мм/об.

Для резца с главным углом в плане (=45(, толщиной пластинки твердого

сплава с=4 мм и для глубины резания t=6 мм находим подачу S=1,11 мм/об.

С учетом поправочного коэффициента для стали ((в=550 МПа), Кмs=1,07,

допускается подача по прочности пластинки твердого сплава

S=1,11(1,07=1,19 мм/об.

Из сопоставления подач S=0,7 мм/об, S=1,86 мм/об и S=1,19 мм/об, видим,

что величину подачи лимитирует мощность электродвигателя. Подача,

допустимая мощностью электродвигателя, не ограничивает максимальную подачу

S=0,7 мм/об. Такая подача имеется на станке (согласно паспортным данным),

следовательно, ее и примем для выполнения технологического перехода

обработки (68 .

3.3. Скорость резания и частота вращения шпинделя. Для глубины резания t=6

мм резца проходного прямого с главным углом в плане (=45( для S=0,7 мм/об

соответствует V=100 м/мин, Pz=6630 H, Nэ=10,7 кВт.

Определяем поправочные коэффициенты для измененных условий резца. В

данном примере необходимо учесть только поправочный коэффициент в

зависимости от предела прочности обработанного материала (в. Для (в=550 МПа

находим Kmv =1,18, [pic], [pic].

Следовательно, для заданных условий обработки нормативные значения V, Pz и

Nэ составляют: V=100(1,18=118 м/мин; Pz=6630(0,92=6100 Н; Nэ=10,7(1,09=11,6

кВт.

Найденный режим не может быть осуществлен на заданном станке , так как

эффективная мощность , потребная на резание Nэ=11,6 кВт, выше мощности на

шпинделе, допустимой номинальной мощностью электродвигателя (7,5 кВТ по

паспорту станка). Необходимо уменьшить скорость резания. Коэффициент

изменения скорости резания зависит от отношения мощности на шпинделе,

допускаемой станком, к мощности по нормативам.

В данном примере это отношение будет 7,5/11,6=0,6.

Для этого соотношения коэффициент изменения скорости резания: Kv =0,55

м/мин. Скорость резания, установленная по мощности станка ,

V=188(0,55=65 м/мин

Частота вращения шпинделя

[pic] об/мин

По паспорту станка выбираем n=250 об/мин. Тогда фактическая скорость

резания

[pic] м/мин.

Окончательно для перехода обработки (80: глубина резания t=6мм, подача

S=0,7 мм/об, n=250 об/мин, Vф=62,8 м/мин.

4. Основное время

[pic] мин.

где L - путь резца

L=l+l1=275+6=281 мм

здесь l1 - величина врезания резца (для данного примера). Для глубины

резания t=6 мм и главном угле в плане (=45( находим l1=6 мм;

l - длина обработанной поверхности.

Задание на практическое занятие №3.

Определить режимы резания по таблицам нормативов (по заданному варианту)

для обработки на токарно-винторезном станке 16К20.

Исходные данные приведены в таблице 3.

Порядок выполнения работы

1. Пользуясь инструкцией и дополнительной литературой, изучить методику

определения режима резания. Ознакомиться со справочником [7].

2. Выполнить эскиз обработки.

3. Выбрать режущий инструмент, выполнить эскиз.

4. Назначить глубину резания.

5. Определить подачу.

6. Определить скорость, силу и мощность затрачиваемую на резание.

7. Определить частоту вращения шпинделя и скорректировать по паспорту

станка.

8. Определить действительную скорость резания.

9. Определить основное технологическое время. Таблица 3

|№ |Заготовка, материал и его |Вид обработки и |D, мм |d, мм |l, |

| |свойства |параметр шероховатости| | |мм |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |

|1 |Прокат. Сталь 45, (в=600 МПа|Растачивание на |97 |100H10|120 |

| | |проход, Ra=3,2 мкм | | | |

|2 |Прокат. Сталь 2Х13, (в=600 |Обтачивание на проход,|80 |70h10 |300 |

| |МПа |Ra=3,2 мкм | | | |

|3 |Прокат. Сталь ШХ15, (в=700 |Растачивание в упор, |90 |95H12 |50 |

| |МПа |Ra=12,5мкм | | | |

|4 |Отливка с коркой. Серый |Обтачивание в упор, |100 |94h12 |150 |

| |чугун СЧ 15, НВ197 |Ra=12,5 мкм | | | |

|5 |Прокат. Латунь ЛМцЖ 52-4-1 |Растачивание на |48 |54H12 |70 |

| |НВ220 |проход, Ra=12,5 мкм | | | |

|6 |Отливка. Чугун ВЧ 60-2. |Растачивание, Ra=3,2 |70 |63h10 |60 |

| |НВ240 |мкм | | | |

|7 |Прокат. Сталь 40Х, (в=700 |Обработка в упор, |66 |70H12 |100 |

| |МПа |Ra=12,5 мкм | | | |

|8 |Обработанная. СЧ 24, НВ207 |Обработка в упор, |120 |114h10|250 |

| | |Ra=3,2 мкм | | | |

|9 |Поковка. Чугун КЧ33 НВ163 |Обработка на проход, |110 |116H12|150 |

| | |Ra=12,5 мкм | | | |

|10 |Обработанная.Сталь20Х, |Обработка в упор, |80 |70h7 |200 |

| |(в=550 МПа |Ra=1,6 мкм | | | |

|11 |Прокат. Сталь 40ХН, (в=700 |Обработка на проход, |74 |80H10 |75 |

| |МПа |Ra=3,2 мкм | | | |

|12 |Прокат. Сталь 18ХГТ, (в=700 |Обработка на проход, |170 |155h12|125 |

| |МПа |Ra=12,5 мкм | | | |

|13 |Обработанная.Сталь65Г, |Обработка в упор, |62 |70H12 |80 |

| |(в=700 МПа |Ra=12,5 мкм | | | |

|14 |Отливка с коркой. Серый |Обработка в упор, |125 |113h12|275 |

| |чугун СЧ 21, НВ205 |Ra=12,5 мкм | | | |

|15 |Поковка. Чугун КЧ35 НВ163 |Обработка на проход, |138 |150H10|100 |

| | |Ra=3,2 мкм | | | |

|16 |Обработанная.Сталь1Х13,(в=50|Обтачивание на проход,|90 |81h10 |175 |

| |0МПа |Ra=3,2 мкм | | | |

|17 |Прокат. Сталь 1Х18Н9Т, |Обработка в упор, |42 |50H12 |90 |

| |(в=550 МПа |Ra=12,5 мкм | | | |

|18 |Отливка с коркой. Бронза |Обтачивание на проход,|105 |100h7 |85 |

| |БрАЖН 10-4. НВ170 |Ra=1,6 мкм | | | |

|19 |Отливка с коркой. Серый |Обработка на проход, |60 |69H12 |45 |

| |чугун СЧ 40, НВ210 |Ra=3,2 мкм | | | |

|20 |Обработанная.Сталь35, |Обработка на проход, |115 |100h7 |280 |

| |(в=560МПа |Ra=1,6 мкм | | | |

|21 |Прокат. Сталь 38ХА, (в=680 |Обработка на проход, |85 |90H7 |110 |

| |МПа |Ra=1,6 мкм | | | |

|22 |Отливка с коркой. |Обтачивание, Ra=12,5 |95 |90h12 |70 |

| |Сталь35ХГСЛ, (в=800Мпа |мкм | | | |

|23 |Прокат. Сталь 20, (в=420 МПа|Обработка на проход, |65 |70H7 |50 |

| | |Ra=1,6 мкм | | | |

|24 |Обработанная.Сталь50, |Обработка в упор, |55 |51h12 |35 |

| |(в=900МПа |Ra=12,5 мкм | | | |

|25 |Обработанная.Сталь50Х, |Обработка в упор, |32 |35H10 |20 |

| |(в=650МПа |Ra=3,2 мкм | | | |

|26 |Отливка с коркой. Сталь30Л, |Обработка на проход, |100 |92h7 |195 |

| |(в=480МПа |Ra=1,6 мкм | | | |

Продолжение табл. 3

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |

|27 |Прокат. Сталь 30ХМ, (в=1000 |Обработка на проход, |75 |80H12 |120 |

| |МПа |Ra=12,5 мкм | | | |

|28 |Прокат. Сталь 30, (в=600 МПа|Обработка в упор, |116 |98h10 |115 |

| | |Ra=3,2 мкм | | | |

|29 |Отливка с коркой. Чугун ЖЧХ,|Обработка на проход, |95 |115H12|180 |

| |НВ250 |Ra=12,5 мкм | | | |

|30 |Прокат. Сталь 65Г, (в=700 |Обработка на проход, |150 |128h12|300 |

| |МПа |Ra=12,5 мкм | | | |

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №4

Назначение режима резания при сверлении, зенкеровании и развертывании

Цель работы: изучить методику назначения режимов резания по таблицам

нормативов. Ознакомиться и приобрести навыки работы с нормативами.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Наиболее распространенный метод получения отверстий резанием –

сверление.

Движение резания (главное движение) при сверлении – вращательное

движение, движение подачи – поступательное. В качестве инструмента при

сверлении применяются сверла. Самые распространенные из них – спиральные,

предназначены для сверления и рассверливания отверстий , глубина которых не

превышает 10 диаметров сверла. Шероховатость поверхности после сверления

Ra=12,5(6,3 мкм, точность по 11-14 квалитету. Градация диаметров спиральных

сверел должна соответствовать ГОСТ 885-64. Для получения более точных

отверстий (8-9 квалитет) с шероховатостью поверхности Ra=6,3(3,2 мкм

применяют зенкерование. Исполнительные диаметры стандартных зенкеров

соответствуют ГОСТ1677-75. Развертывание обеспечивает изготовление

отверстий повышенной точности (5-7 квалитет) низкой шероховатости до Ra=0,4

мкм.

Исполнительные размеры диаметров разверток из инструментальных сталей

приведены в ГОСТ 11174-65, с пластинками из твердого сплава в ГОСТ 1173-65.

Отличительной особенностью назначения режима резания при сверлении

является то, что глубина резания t=D/2, при рассверливании, зенкеровании и

развертывании.

[pic] , мм.

При рассверливании отверстий подача, рекомендуемая для сверления, может

быть увеличена в 2 раза.

Порядок назначения остальных элементов режима резания аналогичен

назначению режимов резания при токарной обработке.

Средние значения припусков на диаметр, снимаемых зенкерами и

развертками см. в приложении 4.

Пример решения задачи

На вертикально-сверлильном станке 2Н125 обработать сквозное отверстие

диаметром 25Н7 (Ra=1,6 мкм), l=125 мм. Материал заготовки СЧ18, НВ210.

Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания по

таблицам нормативов, определить основное время.

Решение:

Эскиз обработки

1. Выбор инструмента.

Согласно исходных данных операция выполняется в три перехода: сверление,

зенкерование и развертывание.

Для сверления чугуна СЧ18 НВ210 согласно [7] выбираем сверло D=22 мм из

стали Р18 , заточенное по методу В.И. Жирова, 2( =118(; 2( 0=70(; для

зенкерования – цельный зенкер D=24,9 мм из стали Р18; ( =45(; (р =10(; для

развертывания – цельную развертку D=25 мм, ( =5( из стали Р18.

2. Выбор режима резания.

Расчет режимов резания выполним в традиционной последовательности с

использованием данных работы [7].

Первый переход. Выбор подачи. Для сверления чугуна НВ210 сверлом

диаметром 22 мм выбираем подачу S=0,65(0,75 мм/об. С учетом поправочного

коэффициента на длину сверления Кls=0,9 получам расчетные величины подач

S=0,59(0,68 мм/об.

По паспорту станка устанавливаем ближайшую подачу к расчетной S=0,56

мм/об.

Выбор скорости и числа оборотов.

Исходя из диаметра сверла 22 мм и установленной подачи S=0,56 мм/об,

методом двойной интерполяции определяем нормативные скорость резания и

число оборотов (быстрее и удобнее вести расчет только по числу оборотов).

nн=396 об/мин.

Учитывая поправочные коэффициенты на заточку сверла по методу В.И.

Жирова (ЖДП) Кфv =1,05, на длину сверления (l=5D), Кlv =0,75 и на

механические свойства серого чугуна НВ210 Кмv =0,88 , получаем расчетное

число оборотов в минуту

n=nн( Кфv ( Кlv ( Кмv=396(1,05(0,75(0,88=274 об/мин.

Ближайшее число оборотов по паспорту станка n=250 об/мин. Тогда фактическая

скорость резания будет равна

[pic] м/мин.

Проверка выбранного режима по осевому усилию и мощности.

Для установленных условий сверления D=22 мм, S=0,56 мм/об и n=250 об/мин

методом двойной интерполяции получаем осевое усилие Pн=6010 Н и крутящий

момент Мкр=6572 кг(мм.

С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал

КМм=Кмр=1,06 и заточки по методу Жирова (ЖДП) Кфр=0,66 и Кфм=1 получим

Р=Рн( Кмр( Кфр=6010(1,06(0,66=4205 Н

По паспорту станка наибольшее усилие, допускаемое механизмом подачи,

равно 15000Н.

М=Ммрн(Кмм(Кфм=6572(1,06(1=6966 кг(мм.

Пользуясь графиком определяем при Мкр=6966 кг(мм и n=250 об/мин

мощность, потребную на резание : Nрез=1,6 квт.

По паспорту станка мощность на шпинделе

Nэ=Nд((=4,5(0,8=3,6 кВт; Nэ=3,6(Nрез=1,6 кВт.

Следовательно, станок не лимитирует выбранного режима резания.

Второй переход. Выбор подачи.

Для зенкерования отверстия в сером чугуне НВ210 зенкером диаметром 24,9

мм (25 мм) при последующей обработке отверстия одной разверткой

рекомендуется подача S=0,55(0,6 мм/об. Ближайшая подача по паспорту станка

S=0,56 мм/об.

Выбор скорости резания и числа оборотов.

Исходя из диаметра зенкера D=24,9 (25) мм, для подачи S=0,56 мм/об путем

интерполяции определяем число оборотов nн=329 об/мин.

С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал Kмv=0,88

число оборотов будет равно n=nн( Kмv=329(0,88=289 об/мин. Ближайшее число

оборотов по паспорту станка n=250 об/мин. Фактическая скорость резания

[pic] м/мин.

Третий переход. Выбор подачи.

Для развертывания отверстия в сером чугуне НВ(200 механической

разверткой D=25 мм с чистотой поверхности отверстия Ra=1,6 мкм

рекомендуется подача S=1,9 мм/об. Ближайшая подача по паспорту станка S=1,6

мм/об.

Выбор скорости резания и числа оборотов.

Для развертывания отверстия диаметром 25 мм с подачей 1,6 мм/об

рекомендуется число оборотов nн=105 об/мин. С учетом поправочного

коэффициента на обрабатываемый материал серый чугун НВ(200 Кмn=0,88. Тогда

n=nн( Кмn=105(0,88=92 об/мин

Ближайшее число оборотов по паспорту станка

n=90 об/мин.

Фактическая скорость резания

[pic] м/мин.

Определение основного (технологического) времени.

Величина врезания и перебега инструментов l1 при работе на проход для

сверла с двойной заточкой равна 12 мм; для зенкера 5 мм и для развертки 30

мм.

При длине отверстия l=125 мм основное (технологическое) время каждого

перехода равно

[pic] мин

[pic] мин

[pic] мин

Основное время операции

T0=t01+t02+t03=0,98+0,93+1,0=2,91 мин.

Задание на практическое занятие №4.

Выполнить расчет режима резания по таблицам нормативов для обработки

сквозного отверстия на вертикально-сверлильном станке 2Н135 по заданному

варианту. Исходные данные в таблице 4.

Порядок выполнения работы аналогичен предыдущей.

Таблица 4

|№ |Материал заготовки и его |Диаметр отверстия |Длина отверстия l,|

| |характеристики |D мм, параметр |мм |

| | |шероховатости, мкм| |

|1 |2 |3 |4 |

|1 |Сталь 12ХН2, (в=800 МПа |18Н7, Ra=1,6 |50 |

|2 |Сталь 12ХН3А, (в=950 МПа |25Н5, Ra=0,4 |60 |

|3 |Серый чугун СЧ30, НВ200 |30Н5, Ra=0,4 |80 |

|4 |Серый чугун СЧ20, НВ210 |35Н7, Ra=1,6 |90 |

|5 |Сталь 38ХА, (в=680 МПа |28Н7, Ra=1,6 |55 |

|6 |Сталь 35, (в=560 МПа |38Н8, Ra=6,3 |75 |

|7 |Серый чугун СЧ15, НВ170 |45Н9, Ra=3,2 |45 |

|8 |Серый чугун СЧ10, НВ160 |17Н7, Ra=1,6 |50 |

|9 |Сталь 40ХН, (в=700 МПа |45Н9, Ra=6,3 |100 |

|10 |Сталь Ст3, (в=600 МПа |50Н9, Ra=6,3 |60 |

|11 |Сталь 40Х, (в=750 МПа |22Н5, Ra=0,4 |95 |

|12 |Сталь Ст5, (в=600 МПа |16Н5, Ra=0,4 |30 |

|13 |Серый чугун СЧ20, НВ180 |38Н9, Ra=6,3 |85 |

|14 |Серый чугун СЧ20, НВ200 |50Н9, Ra=3,2 |50 |

|15 |Сталь 20Х, (в=580 МПа |20Н5, Ra=0,4 |40 |

|16 |Сталь 50, (в=750 МПа |30Н7, Ra=1,6 |60 |

Страницы: 1, 2, 3, 4