ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Расчет параметров режима резания

Расчет параметров режима резания необходим для разработки текста УП. К параметрам режима резания относят [13] глубину резания t, подачу s и скорость резания v. В качестве величины глубины резания t принимают величину среднего припуска, получаемую в результате выполнения размерного анализа и расчета технологических размерных цепей вероятностным методом. Величину подачи s выбирают по таблицам, приведенным в справочной литературе [13]. При черно­вой обработке выбирают максимально-возможную величину подачи, исходя из жесткости и прочности технологической системы, мощности приводов станка, прочности инструмента и других ограничивающих факторов. При чистовой обра­ботке величину подачи выбирают в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности. Величину скорости резания v рассчи­тывают по эмпирическим формулам, установленным для каждого вида обработки. Общий вид формулы

C

V = -Cv------- Kv,

Tmtxsy

Где Т - стойкость инструмента, то есть период его работы до затупления; Cv - ко­эффициент скорости резания; Kv - поправочный коэффициент скорости резания; m, x, y - показатели степеней. Значения каждого элемента данной формулы выби­рают по таблицам [13] для конкретного вида обработки.

В качестве примера рассмотрим расчет параметров режима резания для трех переходов токарной операции 010, выполняемой на станке с ЧПУ (см. приложе­ния 7, 10). Обрабатываемый материал - сталь 35 ГОСТ 1050-88, ав - не менее

510 МПа (раздел 2.4).

Переход 1. Точение поперечное

Шероховатость обработанной поверхности Ra 6,3 мкм (Rz 25 мкм). Наиболь­ший диаметр обработки D - наибольший наружный диаметр трубы 110-8110 по результатам размерного анализа составляет 70,7 мм (см. приложение 9).

Режущий инструмент - резец подрезной с твердосплавной пластинкой Т15К6,

Радиус при вершине r = 1 мм, главный угол в плане р = 90°, вспомогательный

Угол в плане (1 = 10°. Размеры державки в зависимости от диаметра D обрабаты­ваемой поверхности в пределах от 60 до 100 мм выбирают из интервала от 16 х 25 до 25 х 40 мм (табл. 11 [13, Т.2, с. 266]).

Средняя глубина резания по результатам размерного анализа - припуск 10-11 (см. приложение 9) t = 1,5 мм.

Рабочую подачу s в зависимости от требуемой шероховатости следует выби­рать для чистового точения. По табл. 14 [13, Т.2, с. 268] для r = 0,8 мм s = 0,33 мм/об - при Rz20 мкм, s = 0,51 мм/об - при Rz40 мкм; для r = 1,2 мм s = 0,42 мм/об - при Rz 20 мкм, s = 0,63 мм/об - при Rz 40 мкм. Для r = 0,8 мм и шероховатости Rz 25 мкм получаем

0 51 - 0 33

S = 0,33 + (25 - 20) • --------- — = 0,375 мм/об.

40 - 20

Для r = 1,2 мм и шероховатости Rz 25 мкм получаем

S = 0,42 + (25 - 20) • 0,63 - 0,42 = 0,4725 мм/об.

40 - 20

Тогда для r = 1 мм окончательно получаем

П^пс /1 пол 0,4725 - 0,375 . s = 0,375 + (1 - 0,8) • — --------------------------------------- * 0,42 мм/об.

1,2 - 0,8

Скорость резания v определяют по формуле

С

V = —Cv----- Kv. (5.1)

Tmtxsy У }

По табл. 17 [13, Т.2, с. 269] для наружного точения резцом с твердосплавной пластинкой Т15К6 при величине подачи свыше °,3 до °,7 мм/об принимаем Cv = 35°; m = °,2; x = °,15; y = °,35.

Стойкость Т рекомендуется выбирать в пределах 3°-6° мин [13, Т.2, с. 268]. Принимаем наибольшее рекомендованное значение T = 6° мин.

Поправочный коэффициент скорости резания Kv вычисляют по формуле

Kv = K mv ' Knv ' Kuv " K(v ' K(v ' Krv,

В которую входят следующие поправочные коэффициенты:

Kmv учитывает влияние физико-механических свойств обрабатываемого мате­

А75°Л "v

Риала. По табл. 1 [13, Т.2, с. 261] при обработке стали KMv = Kг

Чсв j

Kг = 1, nv = 1 для обработки стали, имеющей св свыше 45° до 55° МПа, резцом с твердосплавной пластинкой (табл. 2 [13, Т.2, с. 262]). Тогда расчетное значение

'75°л1 .51°.

Knv учитывает влияние состояния поверхности заготовки. По табл. 5 [13, Т.2,

С. 263] при обработке поверхности, не имеющей корки (торец получен ранее на ленточно-отрезной операции °°5), Knv = 1;

Kuv учитывает влияние инструментального материала. По табл. 6 [13, Т.2,

С. 263] при обработке стали конструкционной резцом с твердосплавной пластин­кой Т15К6 Kuv = 1;

K( и Kr учитывают влияние геометрических параметров резца. По

Табл. 18 [13, Т.2, с. 271] для данного резца Kqv = °,7, K^v = 1, Krv = °,94.

Подставляя полученные значения в формулу (5.1), получаем 35°

■ 1,47 ■ 1 ■ 1 ■ °,7 ■ 1 ■ °,94 -19°,3 м/мин.

6°°,2 ■ 1,5°,15 ■ °,42°,35

Требуемое число оборотов шпинделя n определяют по формуле

1°°° ■ V 1°°° ■ 19°,3 ^

N =--------- =----------------- 857 об/мин.

П D п 7°,7

Переход 2. Растачивание

Шероховатость обработанной поверхности Ra 12,5 мкм (Rz 5° мкм). Наи­больший диаметр обработки D 181-8181 по результатам размерного анализа со­ставляет 47,75 мм (см. приложение 9).

Режущий инструмент - резец расточной с твердосплавной пластинкой Т15К6,

Радиус при вершине r = 1 мм, главный угол в плане ( = 45°, вспомогательный

Угол в плане (1 = 2°°. Диаметр круглого сечения державки - 2° мм, вылет резца - 1°° мм.

Средняя глубина резания по результатам размерного анализа - припуск 181— 18° (см. приложение 9) t = 2,75 мм.

Рабочую подачу s в зависимости от требуемой шероховатости следует выби­рать для чернового растачивания. По табл. 12 [13, Т.2, с. 267] для t = 2 мм s = °,5-°,3 мм/об; для t = 3 мм s = °,15-°,25 мм/об, причем верхние пределы подач рекомендуются для меньшей глубины резания при обработке менее прочных ма­териалов, нижние - для большей глубины и более прочных материалов. Выбираем нижние пределы: для t = 2 мм s = °,5 мм/об; для t = 3 мм s = °,15 мм/об. Тогда для t = 2,75 мм окончательно получаем

S = °,15 + (3 - 2,75) ■ - ^ - °,24 мм/об.

3-2

Скорость резания v определяют по формуле

C

V =----- v---- Kv ■ K, (5.2)

Tmtxsy v V )

Где К - коэффициент, учитывающий условия внутренней обработки по сравнению с наружной обработкой.

По табл. 17 [13, Т.2, с. 269] для наружного точения резцом с твердосплавной пластинкой Т15К6 при величине подачи до °,3 мм/об принимаем Cv = 42°; m = °,2; x = °,15; y = °,2; согласно примечанию 1 табл. 17 [13, Т.2, с. 27°] для внутренней обработки принимаем K = °,9.

Принимаем стойкость T = 6° мин [13, Т.2, с. 268].

Определяем поправочные коэффициенты для скорости резания: KMv -1,47 (табл. 1 [13, Т.2, с. 261], табл. 2 [13, Т.2, с. 262]).; Knv = °,9 (табл. 5 [13, Т.2, с. 263]); Kuv = 1 (табл. 6 [13, Т.2, с. 263]; K( = 1, K(v = °,94, Krv = °,94 (табл. 18

[13, Т.2, с. 271]).

Подставляя полученные значения в формулу (5.2), получаем 42°

V = —771------ ^---------- гт ■ 1,47 ■ °,9 ■ 1 ■ 1 ■ °,94 ■ °,94 ■ °,9 - 224 м/мин;

6°°,2 ■ 2,75°, ■ °,24°,2

Требуемое число оборотов шпинделя n определяют по формуле

1°°°■V 1°°°■224 1/loo _

N =--------- =---------------- 1493 об/мин.

П D п 47,75

Переход 3. Развертывание

Шероховатость обработанной поверхности Ra 3,2-1,6 мкм. Наибольший диа­метр обработки D 182-8182 по результатам размерного анализа составляет 48,°25 мм (см. приложение 9).

Режущий инструмент - развертка из быстрорежущей стали Р6М5.

Средняя глубина резания по результатам размерного анализа - припуск 182­181 (см. приложение 9) t = °,156 мм.

Рабочую подачу s определяют по формуле s = sma6n ■ Kos, где sma6n и Kos вы­бирают по табл. 27 [13, Т.2, с. 278]. Для диаметра развертки свыше 4° до 5° мм smafa = 1,5 мм/об; с учетом шероховатости обработанной поверхности и точности диаметра принимаем Kos = °,75 . Тогда окончательно получаем s = 1,5 ■ °,75 = 1,125 мм/об.

При обработке отверстия разверткой требуется охлаждение. Скорость резания v определяют по формуле [13, Т.2, с. 276]

C ■ Dq

V = _ Kv. (5.3)

Tmtxsy v

По табл. 29 [13, Т.2, с. 279] для обработки конструкционной углеродистой ста­ли разверткой из быстрорежущей стали Р6М5 Cv = 1°,5; q = °,3; m = °,4; x = °,2; y = °,65.

Принимаем стойкость T = 12° мин (табл. 3° [13, Т.2, с. 279-28°]). Определяем поправочные коэффициенты для скорости резания: KMv - °,7°7

(табл. 1 [13, Т.2, с. 261], табл. 2 [13, Т.2, с. 262]).; Kuv = 1 (табл. 6 [13, Т.2, с. 263];

Klv = 1 (табл. 31 [13, Т.2, с. 28°]).

Подставляя полученные значения в формулу (5.3), получаем

1°,5 ■ 48,°25°,3 „„„„^ „„ ,

V =----- тт-;------- тт^------- ттт^ ■ °,7°7 ■ 1 ■ 1 - 4,7 м/мин;

12°°,4 ■ °,156°,2 ■ 1,125°,65

Требуемое число оборотов шпинделя n определяют по формуле

1°°° ■ V 1°°° ■ 4,7

N =--------- =---------------- 31 об/мин.

П ■ D п ■ 48,°25