Пример расчета режимов резания при точении

(аналитическим способом).

На токарно-винторезном станке 16К20 производится черновое обтачивание на проход вала D=68 мм до d=62 мм. Длина обрабатываемой поверхности 280 мм; длина вала l ₁= 430 мм. Заготовка - поковка из стали 40Х с пределом прочности s_в=700 МПа. Способ крепления заготовки - в центрах и поводковом патроне. Система СПИД недостаточно жесткая. Параметр шероховатости поверхности Ra=12,5 мкм. Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания; определить основное время.

Решение

1.

Выполнение эскиза обработки.

рис. 11

2. Выбор режущего инструмента

Для обтачивания на проход вала из стали 40Х принимаем токарный проходной резец прямой правый с пластинкой из твердого сплава Т5К10 [2. Исходя из справочных данных, принимаем геометрические параметры режущей части резца:

g=15⁰; a=12; l=0 [3],

j=60⁰; j₁=15⁰; [3],

r=1 мм; f=1 мм; [3].

3. Назначение режимов резания

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

 

3.2. Назначаем подачу. Для черновой обработки заготовки из конструкционной стали диаметром до 100 мм (для станка 16К20) при глубине резания до 3 мм [2], [3]:

S=0,6¸1, 2 мм/об.

Принимаем S=0,8 мм/об.

3.3. Скорость резания, допускаемая материалом резца

, м/мин

где C_v=340; x=0,15; y=0,45, m=0,2, T=60 мин [2], [3]

Поправочный коэффициент для обработки резцом с твердосплавной пластиной

K_v=K_mv× K_nv× K_uv× K_jv

, [2], [3],

где K_r=1; n_v=1 [2],

тогда

K_nv=0, 8 [2] или [3],

K_uv=0, 65 [2] или [3],

K_jv=0, 9 [2] или [3].

м/мин

3.4. Частота вращения, соответствующая найденной скорости резания

, об/мин

об/мин.

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка

n_д =315 об/мин.

3.5. Действительная скорость резания

, м/мин; м/мин.

4. Основное технологическое время

, мин

Путь резца L= l +y + , мм

Врезание резца y=t×ctgj=3×ctg 60⁰=3×0,58=1,7 мм

Пробег резца =1,3 мм.

Тогда L=280+1,7+1,3=383 мм.

мин.

 

Непосредственно в процессе работы на станке глубина резания t, мм, выбирается в зависимости от припус­ка на обработку Zи требуемой шероховатости поверхности, кото­рая определяется среднеарифметическим значением отклонения профиля обработанной поверхности Rа, мкм. При обработке заготовок на токарном станке рекомендуются следующие значения глубины реза­ния:

- при черновой обработке глубину резания tобычно прини­мают равной припуску Z;

- при получистовой обработке t= (0,5...2) мм;

- при чистовой обработке t= (0,1...0,4) мм.

Глубина резания устанавливается по лимбу поворотом рукоятки поперечного суппорта.

Значение подачи S мм/об, выбирается в зависимости от требуемой шероховатости поверхности Rа, радиуса при вершине резца r (мм), и корректируется в соответствии с реально имеющимися на станке значениями.

Обычно принимается ближайшее меньшее значение подачи. Для его выбора рекомендуется пользоваться данными табл.1.

 

 

Таблица 1

Вид обработки	Шероховатость поверхности, Ra	Радиус при вершине резца, r (мм)
0.5		1.5
Черновая Получистовая Чистовая	10...5 5...2,5 2,5…1,25	0,4-0,55 0,2-0,3 0,11-0,15	0,56-0,65 0,3 -0,4 0,15-0,20	0,66-0,7 0,4 -0,5 0,20-0,25

 

На токарно-винторезном станке мод.1К62 имеются следующие про­дольные подачи S_пр, мм/об: 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,15; 0,17; 0,195; 0,21; 0,22; 0,26; 0,28; 0,30; 0,34; 0,39; 0,43; 0,47; 0,52; 0,57; 0,61; 0,70.

Значения, имеющихся на станке, поперечных подач составляют половину соответствующей продольной подачи, то есть S_п= 0,5 S_пр.

На станке мод. 1А616 имеются продольные подачи - S_пр, мм/об: 0,037; 0,045; 0,054; 0,065; 0,074; 0,091; 0,11; 0,124; 0,148; 0,18; 0,22; 0,26; 0,295; 0,36; 0,44; 0,52.

Для токарно-винторезного станка 16К20 имеем следующие данные:

Продольные подачи, мм/об: 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,36; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8.

Поперечные подачи, мм/об: 0,025; 0,03; 0,0375; 0,045; 0,05; 0,0625; 0,075; 0,0875; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4.

Требуемое значение подачи устанавливается коробкой подач 2 (рис.10). Скорость резания V, м/мин, выбирается в соответствии с принятыми значениями глубины резания t и подачи S, и конк­ретными условиями обработки, главными из которых считаются материал обрабатываемой заготовки, материал и геометрические па­раметры режущего инструмента, а также вид выполняемой операции, применение охлаждения в процессе резания и т.п.

При выполнении данной работы скорость резания V рекоменду­ется принимать:

- для продольного точения резцами из твердых сплавов в преде­лах от 50 до 100 м/мин;

- для продольного точения резцами из твердых сплавов в преде­лах от 50 до 100 м/мин;

- при сверлении отверстий сверлами из быстрорежущей стали 15...30 м/мин;

- при протечке канавок, отрезке 20...50 м/мин.

После назначения требуемой скорости резания по формуле (3.4) делаем расчет частоты вращения шпинделя.

Расчетное значение n корректируется до ближайшего меньшего значения частоты вращения шпинделя, имеющегося на станке.

Станок 1К62 имеет следующие частоты вращения шпинделя, n, об/мин: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 360; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 3600 и 2000.

У станка 1А616 имеются частоты вращения шпинделя n, об/мин: 9, 11,2; 18; 28; 45; 56; 71; 90; 112; 140; 180; 224; 280; 355; 450; 560; 710; 960; 1320; 1400; 1800.

У станка 16 К20 частота вращения шпинделя, об/мин: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.

Принятая частота вращения шпинделя устанавливается коробкой скоростей, которая находится на передней бабке станка (3). (рис.10).