К элементам режима резания относятся глубина резания, подача и скорость резания.
Глубина резания t — величина срезаемого слоя за один проход резца, измеряемая в направлении, перпендикулярном к обработанной поверхности. При наружном продольном точении глубина резания определяется как полуразность между диаметром заготовки (обрабатываемой поверхности) D и диаметром обработанной поверхности d.
При растачивании глубина резания представляет собой полуразность между диаметром отверстия после обработки и диаметром отверстия до обработки. При подрезании глубиной резания являемся величина срезаемого слоя, измеренная перпендикулярно к обработанному торцу, и при отрезании и прорезании глубина резания равна ширине канавки, образуемой резцом.
Подача (скорость подачи) – величина перемещения режущей кромки в направлении движения подачи за один оборот заготовки. При точении различают продольную подачу, направленную вдоль оси заготовки; поперечную подачу, направленную перпендикулярно оси заготовки; наклонную подачу под углом к оси заготовки (при обработке конической поверхности).
Скорость резания V – путь, пройденный наиболее отдаленной от оси вращения точкой поверхности резания относительно режущей кромки резца за единицу времени. Скорость резания зависит от частоты вращения и диаметра обрабатываемой заготовки. Чем больше диаметр D заготовки, тем больше скорость резания при одной и той же частоте вращения.
Рассчитаем режимы резания при обработке диаметра 15 мм (операция 020). Глубина резания при этом составит:
.
Подачу, согласно рекомендациям [Косил, таблица 11 с 266] примем равной:
Скорость резания определяется по формуле:
,
где Cv – константа, зависящая от вида обработки, свойств инструментального и обрабатываемого материалов;
m - показатель относительной стойкости;
x, y, n – показатели степени.
Все перечисленные данные берутся из таблицы 17 [косил].
Kv — поправочный коэффициент на конкретные условия резания.
Кv = КMV ·КИV ·КПV,
где поправочные коэффициенты, учитывающие влияние на скорость резания:
КMV - свойств обрабатываемого материала [кос… таблицы 1-4];
КИV - свойств инструментального материала [кос… таблица 5];
КПV - состояния поверхности [кос… таблица 6].
В свою очередь:
Где Kr – коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости (табл. 2 с 262 [косил]);
σв – временное сопротивление МПа;
nv – показатель степени (табл. 2 с 262 [косил]).
Определение главной составляющей силы резания:
Pz = 10·Cpz·tx·Sy·Vn·Kpz,
где Cpz – коэффициент;
x, y, n – показатели степени;
Kpz – поправочный коэффициент.
Все перечисленные данные берутся из таблицы 22 [косил]
Значение частоты вращения шпинделя станка определяют по формуле, мин-1:
где D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм.
Определение эффективной мощности, кВт:
Рассчитаем режимы резания при обработке диаметра 15 мм:
Кv = 0,53 ·1 ·1,4 =0,74
Скорость резания:
.
Полученную скорость резания нет необходимости корректировать, так как в данном случае используется станок с ЧПУ, а следовательно отсутствуют интервалы частот вращения шпинделя.
Сила резания:
Pz = 10·204·1,751 ·0,30,75·1750·0,55 = 796 Н.
Частота вращения шпинделя:
.
Мощность резания:
Полученное значение мощности меньше мощности станка, поэтому деталь может быть обработана.
Рассчитаем режимы резания при сверлении отверстий диаметром 6 мм (операция 015).
Глубина резания при сверлении:
,
где D – диаметр сверла, мм.
Скорость резания при сверлении:
,
где Cv – коэффициент скорости резания;
q, m, y – показатели степени (указанные параметры берутся из таблицы 28 с. 278 [косил]);
Kv – поправочный коэффициент.
Kv можно установить из выражения:
Кv = КMV ·КИV ·КlV,
где КMV – коэффициент на обрабатываемый материал (табл. 1-4 с. 261-263 [косил]);
КИV – коэффициент на инструментальный материал (табл. 6 с. 263 [косил]);
КlV – коэффициент, учитывающий глубину сверления (табл. 31 с 280 [косил]).
После расчета скорости резания необходимо определить частоту вращения шпинделя:
Сравнить полученное значение частоты вращения с рядом частот станка, выбрать ближайшую меньшую частоту nф и рассчитать скорректированную скорость резания:
Крутящий момент при сверлении:
Mкр = 10·Cм·Dq·Sy·Kp.
Осевая сила при сверлении:
Po = 10·Cp·Dq·Sy·Kp.
В данном случае в обеих формулах:
,
значения Cм, Cp, q и y приведены в таблице 32 с 281 [косил].
Мощность резания при сверлении:
Выберем значение подачи при сверлении: s=0,07 мм/об, глубина резания составляет 3 мм. Тогда:
Кv = 0,53 ·1 ·1=0,53
Скорость резания:
.
Тогда требуемая частота вращения шпинделя:
.
Поскольку сверление в данном случае производится на станке с ЧПУ, то корректировать частоту вращения не нужно.
Крутящий момент:
Mкр = 10·0,0345·62·0,070,8·1,24=1,83Н·м
Осевая сила при сверлении:
Po = 10·68·61·0,070,7·1,24=3941Н.
Мощность резания при сверлении:
Полученное значение существенно меньше мощности станка, поэтому данная операция вполне может быть выполнена.