Пример расчета режима резания (сверление)

В рычаге из стали 45 (σ_в = 750МПа) необходимо просверлить сквозное отверстие Ø 20HI2 (рис. 2.2).

Исходная заготовка - штампованная поковка без отверстия, массой 2,5 кг.

Станок вертикально-сверлильный модели 2HI35, Рабочая часть сверла из стали Р6М5.

Рис.2.4- Рычаг

Паспортные данные станка 2Н135: Наибольший диаметр обрабатываемого отверстия из стали - 35 мм; мощность двигателя - 4,5 кВт; КПД станка - 0,8.

Частота вращения шпинделя (мин^-1): 31,5; 45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 10004 1440.

Подача (мм/об): 0,1; 0,14; 0,2; 0,28; 0,4; 0,56; 0,8; 1,12; 1,6.

Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом станка 1500кг (1500Н).

1. Глубина резания при сверлении в сплошном материале равна половине диаметра сверла t =  D /2.

2. Выбираем сверло 20 мм нормальной заточки с подточкой перемычки (Нормальная-НП). Сверление производится с охлаждением.

3. Выбор подачи (таблица 1.11) (для 240…300  НВ), диаметра сверления 16…25 мм). Подача табличная - 0,23…0,32 мм/об. Принимаем среднее значение подачи, равное 0,27 мм/об.

4. По паспорту станка подача корректируется до S _ст = 0,28 мм/об.

5. Проверку по максимальной осевой силе резания проводить не требуется, так как диаметр сверления меньше максимального 35 мм.

6. Скорость резания определяется по эмпирической зависимости.

V = (C_{v х}   D^q  · K_v) / (T^{m х}   t^x  · S^y)? K_v,

где C_v = 9,8; q = 0,4; y = 0,5; x = 0; m = 0,20 (таблица 2.13)

K_v = Kп_v  · Kи_v (табл. 5, 6, 7, 8);

Kп_v  = 1,0 · (750 / 750) = 1,0,

Kп_v = 0,8 (поковка); K_v = 1,0 х 0,8 х 1,0 = 0,8,

Kи_v = 1,0 (для Р6М5).

При подстановке в расчетную формулу получаем:

V = (9,8 · 20^0,4) / (60^{0,2 ·} 0,28^0,5) = (9,8 · 3,31) / (2,26 · 0,529) · 0,8 = 21,7 м/мин.

7. Частота вращения шпинделя:

n = (1000 · V) / (π · D) = (1000 · 21.7) / (3.14 · 20) = 345.5 мин^-1.

8. По паспорту станка п _ст = 355 мин^-1.

9. Действительная скорость резания V _д = (π · D · п _ст) / 1000 = (3,14 · 20 · 355) / 1000 = 22,3 м/мин.

10. Момент и мощность на резание рассчитываются по эмпирическим формулам: М _кр = 10 · С _м·· D^{q ·} s^{y ·} K_p; N_э  = (M_кр·· п) / 9750,

где С_м  = 0,0345; q = 2,0; y = 0,8 (табл. 15); K_p  = 0,75 (таблица 2.16);

К_р  =  К_мр  = (σ_в / 750)^п = (750/750)^0,75 = 1,0. М _кр = 10? 0,0345 х 20^{2,0 х} 0,28 = 10 х 0,0345 х 400 х 0,30 = 49,68 Н х м N _э = (49,68 · 355) / 9750 = 1,8 кВт.

Потребная мощность 1,8 кВт и меньше мощности, развиваемой на шпинделе 4,5 · 0,8 = 3,6кВт.

Основное технологическое время на обработку отверстия:

Т ₀ = (L + l) / (n _cm · s _cm); Т ₀ = (40 + 8) / (355 · 0,28) = 0,48 мин.