Технологические процессы машиностроении ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ-7 КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ РЕЖИМОВ

Технологические процессы машиностроении ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ-7 КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ТОЧЕНИИ

План занятия Цель работы занятия p Изучить методику расчета режимов резания аналитическим способом. Ознакомиться и приобрести навыки работы со справочной литературой. Вопросы для обсуждения p Методика расчета режимов резания p Изучение таблиц, приведенных в справочной литературе p Разбор задачи с комплексным расчетом режимов резания p Самостоятельное решение задачи

Методика расчета режима резания p p p Режимом резания называют совокупность глубины резания, подачи, скорости резания и периода стойкости инструмента. Рациональным режимом резания называют такой, который при выполнении всех требований, предъявляемых к качеству обрабатываемой детали, обеспечивает при минимальной себестоимости операции максимально возможную производительность. Производительность обработки характеризуется основным технологическим временем.

Методика расчета режима резания Исходные данные: p вид операции (продольное точение, подрезка торца, растачивание отверстия); p исходные размеры заготовки и требуемые размеры детали (D, d, L, l, h); p качество обработанной поверхности (параметры шероховатости Ra , Rz); p материал заготовки (марка, НВ для чугуна и в для стали, в ≈HB/3); p модель токарного станка (16 К 20, 16 Б 16 П); p режущий инструмент (тип токарного резца, материал, геометрия, размеры). Необходимо: p назначить режим резания (t, S, T, V); p определить основное время (To).

Методика расчета режима резания p Глубина резания t Таблица 14. 1 Вид обработки Черновая Получистовая Чистовая Шероховатость, мкм Ra Rz 80… 12, 5 320… 50 10… 3, 2 40… 12, 5… 0, 8 10… 4 Глубина резания t, мм t=h 0, 5… 2, 0 0, 1… 0, 4 Примечание. При работе на универсальных станках средней мощности даже при отсутствии ограничений по точности обработки, максимальная глубина резания н должна превышать при точении 8… 10 мм

Методика расчета режима резания p Подача S при черновой обработке: p эффективной мощностью или крутящим моментом; p прочностью слабого звена механизма подачи станка; p жесткостью обрабатываемой детали; p прочностью и жесткостью инструмента; при чистовой обработке: p -шероховатостью обработанной поверхности. p Выбранная подача корректируется по кинематическим данным станка (табл. 1. 5 и 1. 6) с учетом направления перемещения суппорта. По станку принимается ближайшее к табличному меньшее значение подачи.

Методика расчета режима резания Стойкость инструмента Т p Средние значения периода стойкости инструмента, разработанные с учетом себестоимости обработки, определяются типом оборудования. Таблица 14. 2 p Оборудование Станки с ручным управлением Станки с ЧПУ Стойкость Т, мин 45 60 15 30

Методика расчета режима резания Скорость резания V p м/мин , где. p , , - выбираются по справочнику в зависимости от условий обработки. p Коэффициенты характеризуют: p - материал детали; - качество поверхности; - материал инструмента; - угол ; - вид обработки. p

Методика расчета режима резания p Скорость резания V Таблица 14. 3 Вид обработки Отношение диаметров d: D Продольное точение Поперечное точение 1, 0 0, 0÷ 0, 4 0, 5÷ 0, 7 0, 8 ÷ 1, 0 1, 24 1, 18 1, 04 Отрезание Прорезание 0 0, 5÷ 0, 7 0, 8 ÷ 0, 95 1, 0 0, 96 0, 84

Методика расчета режима резания p Число оборотов шпинделя n об/мин. • Рассчитанное значение корректируется по кинематическим данным станка (табл. 1. 5 и 1. 6). • По станку принимается ближайшее к n меньшее значение числа оборотов шпинделя. Примечание. Ближайшее большее к n значение по станку целесообразно принимать только в том случае, если оно не превышает 5%.

Методика расчета режима резания p p p Действительная скорость резания vд По скорректированному числу оборотов шпинделя определяется действительная скорость резания: м/мин.

Методика расчета режима резания Проверка по прочности деталей механизма подачи станка p (для черновых операций) При черновой обработке назначенная подача обязательно проверяется по прочности деталей механизма подачи станка. Осевая сила PX при данной подаче (и других конкретных условиях резания) должна быть меньше или, в крайнем случае, равна наибольшей силе, допускаемой прочностью механизма подачи станка, т. е. PX ≤ Pст (значение Pст приводится в табл. 1. 5 и 1. 6). p p H где CPx , KPx , XPx , YPx , ZPx – выбираются по справочнику в зависимости от условий обработки. Если PX > Pст – необходимо уменьшить величину подачи S.

Методика расчета режима резания p p p Проверка по мощности электродвигателя станка Эта проверка производится исходя из мощности электродвигателя станка, т. к. может оказаться, что с выбранными основными элементами режима резания вести обработку на данном станке будет невозможно (из-за недостаточной мощности). Для определения мощности подсчитывается сначала сила резания: H , где KPz=KMpz·Kφpz·Kγpz·Kλpz. CPz , KPz , XPz , YPz , ZPz – выбираются по справочнику в зависимости от условий обработки. Коэффициенты KPz характеризуют: KMpz –материал детали; геометрические параметры резца: Kφpz – φ; Kγpz – γ; Kλpz – λ.

Методика расчета режима резания p p p Проверка по мощности электродвигателя станка Мощность, затрачиваемая на резание: Nрез = [к. Вт]. Принимая во внимание К. П. Д. станка η (табл. 1. 5 и 1. 6), расчетная мощность электродвигателя составит: Nрасч = Nрез / η. Для осуществления процесса резания необходимо, чтобы мощность электродвигателя данного станка была больше или, в крайнем случае, равна расчетной мощности, т. е. Nст Nрасч. Если же окажется, что мощности электродвигателя данного станка, на котором должна производиться обработка, не хватает, т. е. Nст

Методика расчета режима резания Основное время Расчет режима резания завершается определением времени, в течение которого происходит процесс снятия стружки: p p [мин]. Таблица 14. 4 - Элементы пути инструмента в направлении подачи Вид обработки Продольное точение Поперечное точение а) подрезка валика б) подрезка трубы Поперечное точение а) отрезка валика отрезным резцом с режущей кромкой, параллельной оси б) отрезка валика отрезным резцом с наклонной режущей кромкой в) отрезка трубы отрезным резцом с режущей кромкой, параллельной оси г) отрезка трубы отрезным резцом с наклонной режущей кромкой l , мм l ( по чертежу) y 1 2 D/2 (D-d)/2 y y 1 2 D/2 0 1 2 D/2 (D-d)/2 y 0 2 3 1 2 (D-d)/2 y 2 3

Разбор задачи с комплексным расчет режимов резания Пример расчета по базовому справочнику: Справочник технологамашиностроителя (в 2 -х томах) / Под ред. А. М. Дальского, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова, А. Г. Суслова. - Т. 2. – М. : «Машиностроение» , - 2003 г. – 943 с. p Табл. Гл. 4, табл. 1 -10 (общие); 11 -23 (точение). p

Разбор задачи с комплексным расчет режимов резания p p Задание На токарно-винторезном станке 16 К 20 подрезается торец втулки диаметром D=120 мм до d=80 мм. Припуск на обработку (на сторону) h=2 мм. Параметр шероховатости обработанной поверхности Rz=20 мкм. Материал заготовки - серый чугун СЧ 20 твердостью 210 HB. Обрабатываемая поверхность без литейной корки. Система СПИД (станок– приспособление–инструмент-деталь) жесткая. Режущий инструмент: n n n p резец токарный, проходной, отогнутый, правый; материал рабочей части (пластины) - твердый сплав ВК 6; материал корпуса резца – сталь 45; сечение корпуса резца 16 х25 мм; длина резца 150 мм; геометрические параметры рабочей части: γ = 12 град, α = 10 град, λ = 0 град, φ = 45 град, r =1 мм. Назначить режим резания и определить основное время.

Паспортные данные токарновинторезных станков Таблица 14. 5 16 К 20 Частота вращения шпинделя n мм/об 0. 05; 0. 06; 0. 075; 0. 09; 0. 125; 0. 175; 0. 25; 0. 35; 0. 4; 0. 5; 0. 6; 0. 7; 0. 8; 1. 0; 1. 2; 1. 4; 1. 6; 2. 0; 2. 4; 2. 8 0. 025; 0. 0375; 0. 045; 0. 0625; 0. 075; 0. 0875; 0. 125; 0. 175; 0. 25; 0. 35; 0. 4; 0. 5; 0. 6; 0. 7; 0. 8; 1. 0; 1. 2; 1. 4 Nст к. Вт 10 η - 0. 8 Рст Н 6000 Подача суппорта: продольная поперечная S Мощность двигателя КПД станка Максимальная осевая со ставляющая силы резания, допускаемая механизмом подачи 12. 5; 16; 20; 25; 31. 5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; об/мин 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600

Паспортные данные токарновинторезных станков Таблица 14. 2 16 Б 16 П n Частота вращения шпинделя мм/об 0. 05; 0. 06; 0. 07; 0. 08; 0. 12; 0. 15; 0. 17; 0. 25; 0. 35; 0. 4; 0. 5; 0. 6; 0. 7; 0. 8; 1. 0; 1. 2; 1. 4; 1. 6; 2. 0; 2. 4; 2. 8 0. 025; 0. 06; 0. 07; 0. 08; 0. 12; 0. 15; 0. 17; 0. 25; 0. 35; 0. 4; 0. 5; 0. 6; 0. 7; 0. 8; 1. 0; 1. 2; 1. 4 Nст к. Вт 6. 3 η - 0. 7 Рст Н 6000 Подача суппорта: продольная поперечная S Мощность двигателя КПД станка Максимальная осевая состав ляющая силы резания, допус каемая механизмом подачи 20; 25; 31. 5; 40; 0; 63; 80; 100; об/мин 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 160; 2000