Расчет режимов резания

Расчет ведется одновременно с заполнением операционных или маршрутных карт технологического процесса. Совмещение этих работ исключает необходимость дублирования одних и тех же сведений в различных документах, так как в операционных картах должны быть записаны данные по оборудованию, способу обработки, характеристике обрабатываемой детали и другие, которые используются для расчетов режимов резания. Элементом, в значительной мере поясняющим ряд данных для расчета режимов резания, является операционный эскиз.

Значения режимов резания зависят от обрабатываемого материала, от материала режущей части инструмента, от шероховатости и конфигурации обрабатываемой поверхности, от величины припуска на обработку, от требуемой производительности операции, от режима замены и периода стойкости режущего инструмента.

Выбор режимов резания осуществляется по таблицам режимов. Для нескольких наиболее характерных переходов (например, для одного перехода определенной операции) – расчетно-аналитическим методом.

Приведем пример расчета режимов резания для первого перехода сверлильной операции.

Для сверления отверстия 0 6,7 мм на глубину 30 мм выбираем сверло спиральное 2300–0309 ГОСТ 10902–77.

Расчет режимов резания ведем по справочным материалам [10].

Расчет длины рабочего хода определяем по формуле:

 

, мм,

 

где L_peз, – длина резания, мм;

у – длина подвода, врезания, перебега инструмента, мм;

L_доп. – дополнительная длина хода, мм.

мм

Подача S определяется в зависимости от обрабатываемого материала, вида инструмента, глубины резания, жесткости системы, точности обработки, чистоты поверхности. Принимаем подачу равной 0,11 мм/об.

Устанавливаем глубину резания t. Глубина резания будет равна половине обрабатываемого диаметра, т.е.

 

мм

 

Стойкость каждого из инструментов наладки, по которой ведется расчет скорости резания, определяется по формуле:

 

, мин,                                  (3.6)

 

где Т_м – стойкость машинной работы станка, Т_м = 20 мин;

λ – коэффициент времени резания каждого инструмента, равный отношению длины резания L_peз этого инструмента к длине рабочего хода L_p.x.:

 

 

Тогда по формуле (3.6) стойкость инструмента равна:

мин

Скорость резания определяется в зависимости от вида инструмента и инструментального материала, обрабатываемого металла и его твердости, глубины резания, подачи.

Рекомендуемую скорость резания находим по формуле:

, м/мин,

 

где V_табл. – табличная скорость, зависящая от вида обработки, V_табл.= 27 м/мин;

к₁ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, к₁ = 0,7;

к₂ – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента, к₂ = 1,45;

к₃ – коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру, к₃= 1.

Численное значение скорости равно:

м/мин

Рекомендуемое число оборотов шпинделя равно:

 

, мин^-1,                                    (3.7)

 

где V – скорость резания, м/мин;

d – обрабатываемый диаметр, мм.

 мин^-1

В соответствии с паспортными данными станка принимаем фактическое число оборотов шпинделя равное 1200 мин^-1. Тогда фактическая скорость резания по формуле (3.7) будет равна:

 

, м/мин

 

м/мин

Основное машинное время определяем по формуле:

, мин,

 

где L_p.x. – длина рабочего хода, мм;

п, S – принятые подача и число оборотов шпинделя;

i – число проходов инструмента.

мин

Проверочные расчеты:

а). Определение силы резания по нормативам:

 

, Н,

 

где Р_табл. – табличная сила, зависящая от принятой подачи и обрабатываемого диаметра, Н;

к_р – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, к_р = 1,2.

Н

б). Проверка силы резания по допустимому усилию подачи станка:

 

Р_Z ≤ Р_Zd,

 

где P_Zd – допустимое усилие подачи станка, Н.

1440≤20000

Условие выполняется.

в). Определение мощности резания:

 

, кВт,

 

где N _табл. – мощность резания по таблице, N _табл. = 0,3 кВт;

k_n – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, k_n = 1,2;

п – число оборотов инструмента в минуту, мин^-1.

кВт

г). Проверка мощности резания по мощности двигателя:

 

,

 

где N_дв – мощность двигателя станка, на котором выполняется операция, кВт;

η – коэффициент полезного действия станка.

кВт

Условие выполняется, следовательно, принятые режимы резания выбраны оптимально.

Для остальных операций и переходов расчет выполняем аналогично, и данные заносим в табл. 3.14, 3.15.

Спецификации представлены в приложении А.

 

Таблица 3.14. Режимы резания

№ оп.	Наименование операции и перехода	D или В, мм	L р.х. , мм	t, мм	Sz , мм/зуб	So мм/об	V, м/мин	n , мин -1	То, мин
005	Абразивно-отрезная:
	отрезать заготовку L=454 мм	45	52	3	-	0,03	4800	3820	0,85
010	Фрезерно-центровальная:
	фрезеровать торцы, выдерживая	45	52	2	0,1	1,2	70,25	179	0,24
	L=450 мм;
	центровать торцы	4	8,2	2	-	0,08	4,1	330	0,31
035	Шпоночно-фрезерная:
	фрезеровать шпоночный паз 8Р6,	8	37	1	0,06	0,12	12,56	500	2,46
	выдерживая t=4+0,2 и L=32 мм
040	Шпоночно-фрезерная:
	фрезеровать шпоночный паз 10Р6,	10	35	1	0,06	0,12	15,7	500	2,91
	выдерживая t=5+0,2 и L=30 мм;
	фрезеровать шпоночный паз 10Р6,	10	35	1	0,06	0,12	15,7	500	2,91
	выдерживая t=5+0'2 и L=30 мм
045	Фрезерная:
	фрезеровать заготовку в размер 20 мм	20	27	4	0,06	0,36	50	500	0,68
	последовательно с двух сторон;
	фрезеровать заготовку в размер 20 мм	20	27	4	0,06	0,36	50	500	0,68
	последовательно с двух сторон
050	Сверлильная:
	сверлить отверстие, выдерживая	6,7	35	3,35	-	0,11	25,25	1200	0,29
	D=6,7 мм на длину L=30 мм;
	зенковать фаску 1x45°;	9,9	6	1	-	0,06	37,3	1200	0,1
	нарезать резьбу М8–6Н на длину L=25 мм	8	53	0,5	-	0,5	5	200	0,53

 

Таблица 3.15. Режимы резания для шлифовальной операции

№ оп.	Наименование операции и перехода	D или В, мм	L р.х. , мм	t, мм	Sz , мм/мин	So мм/об	V кр , м/мин	n кр , мин -1	V д , м/мин	N д , мин -1	То, мин
060	Круглошлифовальная:
	шлифовать поверхность	30	50	0,05	0,72	6,4	2100	2300	20	200	0,96
	D=30h6 на L=50 мм;
	шлифовать поверхность	35	50	0,05	0,72	6,4	2100	2300	20	200	1,11
	D=35k6 на L=50 мм
0,65	Круглошлифовальная:
	шлифовать поверхность	32	40	0,05	0,72	6,4	2100	2300	20	200	1,01
	D=32h8 на L=40 мм;
	шлифовать поверхность	35	70	0,05	0,72	6,4	2100	2300	20	200	1,2
	D=35k6 на L=70 мм