Расчётный метод определения V.




При наружном продольном и поперечном точении и растачивании скорость резания рассчитывается по формуле:

Vрасч = Cv · Кv / (T m · txv · S0yv ), м /мин,

 

а при отрезании, прорезании и фасонном точении

Vрасч = Cv · Кv / (T m · S0yv ), м /мин.

 

В этих формулах коэффициент Cv и показатели степени m, xv и yv определяются из таблиц, а поправочный коэффициент

Кv = Км v · Кпv · Киv · К φv · Кφ1v · Кrv · Кqv · Кov

образуется произведением достаточно большого числа сомножителей. Из них Км v учитывает влияние свойств обрабатываемого материала, К φv, Кφ1v, Кrv – учитывают геометрию режущей части и державки Кqv резца, а Кov

определяет влияние вида обработки.

Естественно, что расчёт скорости резания по любой из этих формул будет возможен лишь после того, как будут определены все входящие в неё величины. Выполнить это можно в следующей последовательности.

 


Таблица 9.1

СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ Сталь конструкционная, углеродистая, хромистая, стальные отливки Точение и Резцы с пластинками из твердого сплава Т15К6 растачивание
Предел прочности при растяжении σв р, кгс/мм2 П О Д А Ч А S, мм/об до
- - - - - - - Св.
Твердость по Бринелю НВ
- - - - - - - Св.
Глубина резания t, мм                            
1,4 - - - - - - 1.4 - - - - - - 1.4 - - - - - - 1.4 - - - - - - 1.4 - - - - - - 1.4 - - - - - - 1.4 - - - - - - - 1,4 0,26 0,14 - - - - - - - 0,38 0,25 0,14 - - - - - - 0,54 0,38 0,25 0,14 - - - - - 0,75 0,54 0,38 0,25 0,14 - - - - 0,97 0,75 0,54 0,38 0,25 0,14 - - - 1,27 0,97 0,75 0,54 0,38 0,25 0,14 - - 1,65 1,27 0,97 0,75 0,54 0,38 0,25 0,14 - 2,15 1,65 1,27 0,97 0,75 0,54 0,38 0,25 0,14 - 2,15 1,65 1,27 0,97 0,75 0,54 0,38 0,25 - - 2,15 1,65 1,27 0,97 0,75 0,54 0,38 - - - 2,15 1,65 1,27 0,97 0,75 0,54 - - - - 2,15 1,65 1,27 0,97 0,75 - - - - - 2,15 1,65 1,27 0,97 - - - - - - 2,15 1,65 1,27

 

Таблица 1.1 (окончание)

Характер обработки Гл.угол в плане φ, град С К О Р О С Т Ь Р Е З А Н И Я, м/мин  
                             
Наружное продольное и поперечное точение при отношении диаметров начальной и конечной обработки d/D = 0,8 – 1,0 45-60                              
                               
Поперечное точение при отношении диаметров начальной и конечной обработки d/D = 0,5 – 0,7 45-60                              
                               
Растачивание (до) диаметра D = 500 мм 45-60                              
                               
ПОПРАВОЧНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫНА СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ:  
1) марки твердого сплава 2) состояния поверхности заготовки  
Марка тв. сплава ТТ7К1 ТТ5К12В Т14К8 Т15К6 Т30К4   Состояние поверхно-сти   Без корки С коркой    
литейной Литейной загрязненной  
Коэффициент КИV 0,39 0,36 0,8 1,0 1,4  
Коэф-т КПV 1,0 0,80-0,85 0,5-0,6  
                                                   

 

 


1. Выбор формы передней поверхности резца.

По заданному виду обработки с использованием табл. 9.2 и 9.3 выбираем форму передней поверхности резца. При HB =280, если учесть, что между характеристиками материала по пределу прочности на растяжение σ в и твёрдостью HB выдерживается примерное соотношение σ в = 0,35 · HB, можно использовать резцы типа IIа, IIIа с пластиной из быстрорежущей стали или Iб, IIб, IIIб с пластиной из твёрдого сплава. Выберем радиусную с фаской форму резца, имеющую пластинку из твёрдого сплава с лункой для обеспечения стружколомания, т.е. типа IIIб. Резец токарный проходной прямой правый.

Таблица 9.2

 

 

Таблица 9.3

 

Обрабатываемый материал Материал режущей части и форма передней поверхности Геометрические параметры режущей части
Р-р фаски, мм γФ, град γ, град α, град λ, град
ТОЧЕНИЕ, РАСТАЧИВАНИЕ И СТРОГАНИЕ
Сталь углеродистая, легированная, инструментальная, стальное литье НВ < 340, σВ ≤ 120 кгс/мм2 БС, I Iа, I I Iа - - 25÷30 8÷12  
Чугун серый и ковкий НВ ≤220 БС, Iа, I Iа, I I Iа - - 12÷18 -4÷4
Медь БС, I Iа, I I Iа - - 25÷30 10÷15 -
Бронза, латунь БС, I Iа, I I Iа -
Сталь конструкционная, легированная, стальное литье σВ ≤ 100 кгс/мм2 σВ > 100 кгс/мм2 ТС, I Iб, I I Iб - -3÷ -5  
ТС, Iб, I Iб - -10 -  
ТОЧЕНИЕ И РАСТАЧИВАНИЕ
Чугун серый НВ ≤ 220 НВ > 220 ТС, I I, I I Iб - -3÷-5   6÷10 -
 
Чугун ковкий НВ 140-150 ТС, I I, I I Iб ТС, Iб, I Iб   8÷12
-2 -
ОТРЕЗАНИЕ, ПРОРЕЗАНИЕ КАНАВОК
ХН77ТЮ, ХН77ТЮР ТС, I Iб 0,1 -5      
Х1135ВТ ВС, Iа   -

 

Таблица 9.4

 

Условия обработки φ, град Условия обработки φ1, град  
Обтачивание ступенчатых заготовок недостаточной жесткости: обтачивание, растачивание и строгание ступенчатых поверхностей в упор: подрезание, прорезание, отрезание   Для проходных резцов при работе без врезания: - из быстрорежущей стали - с пластинками из твердого сплава 5-10  
Для проходных резцов при работе с врезанием: - до 3 мм - свыше 3 мм 20-30  
Для отрезных резцов при отрезании заготовок без бобышек    
Точение на проход заготовок малой жесткости, растачивание чугуна 60-75 Для подрезных и расточных резцов: - из быстрорежущей стали - с пластинами из твердого сплава 10-15  
Точение и строгание жестких заготовок 45-60  
Для прорезных и отрезных резцов 1-2  
Точение жестких заготовок проходными резцами 30-60 Для резцов отогнутых сечением: до 20х30 мм свыше 20х30 мм    
Чистовое точение с малой глубиной резания, строгание с большими подачами (4-5 мм) 10-30  
Для широких резцов    
Значения радиуса при вершине резца r  
Резцы и условия работы r, мм  
Проходные и расточные: при S ≤ 0,2 мм/об при S > 0,2 мм/об   0,5 - 5 1 - 3  
Подрезные 0,5 - 2  
Прорезные, отрезные 0,2 - 0,8  
Расточные: при чистовой обработке при черновой обработке 0,2 - 0,5 0,75 - 1,5  
           

 

2. Выбор геометрических параметров резца

Из таблиц 9.2 и 9.3 находим: γф = - 5º, γ =15º, ширина лунки B = 2,5 мм, радиус лунки R = 5 мм, глубина лунки h =0,15 мм, α =12º. По табл. 9.4, имея в виду точение напроход заготовок средней жёсткости (в рассматриваемом примере жёсткость не оговорена), определяем: φ =60º, φ1 =15º, так как обработка планируется без врезания, и радиус скругления вершины резца r = 1 мм.

Размеры корпуса резца выбираются с учётом особенностей станка. Например, у токарно – винторезного станка 16К20 расстояние от опорной поверхности резцедержателя до линии центров равно 25 мм [Нефёдов Н.А., Осипов К.А.]. Одним из рекомендованных значений ширины корпуса резца при H = 25 мм является B =16 мм[ Кос., т.2,Нефёдов …]. Принимаем размеры державки резца 16 х 25 мм.

Выбрав из табл. 9. марку твёрдого сплава Т14К8, из которого должна быть выполнена режущая пластина инструмента, систематизируем запись найденных параметров:

Тип передней пов-ти Марка ТС Размеры держав-ки   φ   φ1 α   γ   γф   r   λ Размеры лунки, мм
B h R
I I Iб Т14К8 16 х 25         - 5     2,5 0,15  

 

3. Определение глубины резания t может быть выполнено путём расчёта промежуточных припусков, принимая глубину резания равной половине диаметрального припуска или полному припуску на одностороннее точение, как это бывает при обработке торцов. Для ориентировочной оценки их допустимой величины в [Гран-е] приводятся следующие рекомендации:

а) припуск до 7 мм может быть снят за один проход, если позволяют силовые характеристики станка и жёсткость детали;

б) припуск при подготовительных операциях - выше 5 мм,

при промежуточных - от 0,5 до 5 мм,

при окончательных - до 0,5 мм.

В условиях рассматриваемого примера глубина резания задана и равна t = 3 мм.

 

 

Таблица 9.5

ПОДАЧИ ДЛЯ ЧЕРНОВОГО НАРУЖНОГО ТОЧЕНИЯ Резцы с пластинами из твердого сплава и быстрорежущей стали  
Материал Размер державки резца, мм Диаметр детали, мм, до Глубина резания t, мм  
до 3 до 5 до 8 до 12 св. 12  
Подача S, мм/об  
Стали конструк- ционные углеродис- тые, легирован- ные, жаро- прочные 16х25   0,3-0,4 0,4-0,5 0,5-0,7 0,6-0,9 0,8-1,2 - 0,3-0,4 0,4-0,6 0,5-0,7 0,7-1,0 - - 0,3-0,5 0,5-0,6 0,6-0,8 - - - 0,4-0,5 0,5-0,6 - - - - -  
20х32 25х25   0,3-0,4 0,4-0,5 0,6-0,7 0,8-1,0 1,2-1,4 - 0,3-0,4 0,5-0,7 0,7-0,9 1,0-1,2 - - 0,4-0,6 0,5-0,7 0,8-1,0 - - - 0,4-0.7 0,6-0,9 - - - - 0,4-0,6  
Чугун и медные сплавы 16х25   0,4-0,5 0,6-0,8 0,8-1,2 1,0-1,4 - 0,5-0,8 0,7-1,0 1,0-1,2 - 0,4-0,6 0,6-0,8 0,8-1,0 - - 0,5-0,7 0,6-0,8 - - - -  
20х32 25х25   0,4-0,5 0,6-0,9 0,9-1,3 1,2-1,8 - 0,5-0,8 0,8-1,2 1,2-1,6 - 0,4-0,7 0,7-1,0 1,0-1,3 - - 0,5-0,8 0,9-1,1 - - - 0,7-0,9  
П р и м е ч а н и я. 1. При обработке прерывистых поверхностей и на работах с ударами следует табличные значения подачи умножать на коэффициент КS = 0,75 ÷ 0,85. 2. При обработке закаленных сталей к табличным данным применять коэффициент: - для сталей с HRC 44-56 KS = 0,8; - для сталей с HRC 57-62 KS = 0,5.

 

 

4. Выбор подачи S0 должен быть осуществлён из учёта конкретных условий режима резания. Если точение черновое, то по табл. 9.5 при диаметре детали D до 100 мм, глубине резания t до 3 мм и использовании резца с сечением державки 16х25 мм определяем, что подача не должна превышать 0,6 ÷ 0,9 мм / об.

Эту подачу можно выбрать, если при ней не будут превышены усилия, допускаемые прочностью твёрдосплавной пластины, резца. механизма подачи, и не будут нарушены условия, определяемые рядом других факторов. Общее количество факторов, которое надо учитывать при выборе подачи, достаточно велико и подробнее некоторые из них будут рассмотрены в дальнейшем. Сейчас же ограничимся выяснением влияния на выбор подачи такого фактора, как шероховатость обрабатываемой поверхности.

Таблица 9.6

Вид обработки Материал режущей части резца Характеристика подачи Коэффициент и показатели степени
CV xV yV m
ОБРАБОТКА СТАЛИ КОНСТРУКЦИОННОЙ УГЛЕРОДИСТОЙ σВ = 75 кгс/мм2
Наружное продольное точение проходными резцами Т15К6 S до 0,3 0,3≤ S ≤ 0,7 S > 0,7   0,15 0,2 0,35 0,45 0,2
Р18 (охл.) S ≤ 0,25 S > 0,25 87,5 0,25 0,33 0,66 0,125
Отрезание Т5К10 Р18 (охл.) - - 23,7 - - 0,8 0,66 0,2 0,25
ОБРАБОТКА СЕРОГО ЧУГУНА НВ190
Наружное продольное точение проходными резцами BK6 S ≤ 0,4 S > 0,4   0,15 0,15 0,2 0,4 0,2 0,2
Отрезание BK6 P18 - - 68,5 22,5 - - 0,40 0,40 0,20 0,15
ОБРАБОТКА МЕДНЫХ СПЛАВОВ СРЕДНЕЙ ТВЕРДОСТИ НВ100-140
Наружное продольное точение проходными резцами   Р18 S ≤ 0,2 S > 0,2   0,12 0,12 0,25 0,50 0,23 0,23
ОБРАБОТКА КОВКОГО ЧУГУНА В150
Наружное продольное точение проходными резцами ВК8 S ≤ 0,4 S > 0,4   0,15 0,15 0,20 0,45 0,20 0,20
Р18 (охл.) S ≤ 0,2 S > 0,2   0,20 0,20 0,25 0,50 0,125 0,125
Отрезание ВК6 Р18 (охл.) - -   - - 0,40 0,40 0,20 0,25
Примечание. При внутренней обработке (растачивании, прорезании канавок в отверстии) принимается соответствующая скорость резания для наружной обработки с введением поправочного коэффициента 0,9.

 

Малая шероховатость поверхности достигается чаще всего в режимах чистового точения, когда инструментом снимается малый припуск, а создаваемые при этом усилия настолько малы, что необходимости проверять по силовым факторам просто не возникает. Преобладающим при назначении режима чистового точения является стремление обеспечить высоту микронеровностей Rа на заданном значении. Проще всего это можно сделать по таблице?. По заданной величине Rа = 4мкм, что соответствует 5 классу чистоты в старом обозначении, при V > 50 м/мин и r = 1мм находим подачу S0 = 0,3 ÷ 0,35 мм/об. Примем подачу S0 = 0,35 мм / об.

Как видим, подача, при которой обеспечивается заданное значение чистоты обработанной поверхности, должна быть меньше, чем подача, которая допускается прочностью державки резца. Поэтому говорят, что шероховатость обработанной поверхности явилась в данном случае лимитирующим фактором при выборе подачи.

 

5. Значения коэффициента и показателей степени, входящих в формулу для определения V, найдены из таблицы 9.6: Cv =350; Xv =0,15; Yv =0,35; mv = 0,2.

6. Нахождение сомножителей поправочного коэффициента KV.

 

Таблица 9.8

Обрабатываемый материал Материал режущей части инструмента
Твердый сплав Быстрорежущая сталь
Сталь конструкционная углеродистая и легированная и стальное литье Kmv =75 / σB nV Kmv = Cm (75 / σB)
Чугун: серый ковкий 1,25 Kmv =(190/HB) 1,25 Kmv =(150/HB)   nV Kmv =(190/HB) nV Kmv =(150/HB)

 

а) Коэффициент KMV = 75 / σв для стали при использовании в качестве режущей части твердосплавной пластины находится из табл. 9.8. Учитывая, что параметром обрабатываемого материала в условиях примера задана твёрдость 200 HB, пересчитаем её в σв. Примем во внимание, что в табл. 9.1 соотношение между σв и HB примерно постоянно σв =0,35 · HB, и запишем: σв =0,35 · HB = 0,35 · 280 = 98 кг/ мм2 .

С учётом этого

KMV = 75 / 98 = 0,765.

При использовании в качестве режущего лезвия пластины из быстрорежущей стали необходимые для расчёта KMV величины доопределяются по табл. 9. 9.

 

Таблица 9.9

Обрабатываемый материал Коэффи- циент обрабаты-ваемости Cm Показатель степени nV  
Точение Сверление и рассверливание Фрезерование  
Сталь: углеродистая (С < 0,6) автоматная никелевая хромистая хромоникелевая углеродистая (С ≥ 0,6) марганцовистая и хро- моникельвольфрамовая инструментальная быстрорежущая 1,0 1,75 0,9 1,05 0,9 - 1,0 1,45 1,35  
1,2 1,0 0,8 0,9 0,8 1,75  
0,9  
1,50 1,75  
1,0  
0,6 1,25  
Чугун: серый ковкий   1,7 1,3 0,95 0,85  
При σВ < 45 кгс/мм2 показатель степени nV = -1,0. При σВ < 55 кгс/мм2 показатель степени nV = -0,9.  

 

б) Коэффициент КПV = 0,8 ÷0,85 для поверхностей с обычной литейной коркой находится из табл. 9.10. Примем КПV = 0,85.

 

Таблица 9.10

Состояние поверхности заготовки
Без корки С коркой
Прокат Поковка Стальное, чугунное литье Медные и алюминиевые сплавы
обычное с загрязненной коркой
Коэффициент КПV
1,0 0,9 0,8 0,8 – 0,85 0,5 – 0,6 0,9

 

 

в) Влияние материала режущей части резца учитывается коэффициентом К ИV, который, как это следует из табл.9.11, при обработке незакалённой стали для Т14К8 равен: К ИV = 0,8.

 

Таблица 9.11

Обрабатываемый материал Значения коэффициента КИV в зависимости от марки инструментального материала
Сталь конструкционная и стальное литье Т5К12В Т5К10 Т14К8 Т15К6 Т15К6Т Т30К4 ВК8
0,35 0,65 0,8 1,0 1,15 1,4 0,4
Сталь и жаропрочные сплавы ВК8 Т5К10 Т15К6 Р18     -  
1,0 1,4 1,9 0,3
Сталь закаленная HRC 35 - 50 HRC 51 - 62
T15K6 T30K4 BK6 BK8 BK4 BK6 BK8
1,0 1,25 0,85 0,83 1,0 0,92 0,74
Чугун серый и ковкий ВК8 ВК6 ВК4 ВК3 ВК2 -
0,83 1,0 1,1 1,15 1,25
Медные и алюминиевые сплавы Р18, Р9 ВК4 ВК6 9ХС, ХВГ У12А
1,0 2,5 2,7 0,6 0,5
                           

 

г) Из табл. 9.12 находим: К φV = 0,9; К φ1V = 0,97; К гV = 0,94; К qV = 0,97.

Таблица 9.12

Главный угол в плане φ, град Коэффи- циент Кφv Вспо- могат. угол в плане φ, град Коэффи- циент Кφ1v Радиус при верши- не резца r, мм Коэффи- циент Кrv Сечение держав- ки резца q, мм Коэффи- циент Кqv
  1,4   1,0   0,94 12х 20 16 х 16 0,93
  1,2   0,97   1,0 16 х 25 20 х 20 0,97
  1,0   0,94   1,03 20 х 30 25 х 25 1,0
  0,9   0,91 - - 25 х 40 30 х 30 1,04
  0,8   0,87   1,13 30 х 45 40 х 40 1,08
  0,7 - - - - 40 х 60 1,12

 

д) Коэффициент КОV = 1 найден из табл. 9.13 для наружного продольного точения.

Таблица 9.13

Результирующее значение коэффициента КV = 0,4165.

7. Период стойкости инструмента Т для одноинструментальной обработки можно выбрать в пределах 30÷60 мин. Существуют отличия в выборе числового значения Т. Например, для станков с ЧПУ период стойкости выбирается в пределах 20÷25 мин, т.к. для повышения производительности целесообразно выбирать более высокую скорость резания (рис. 23). А вот для обработки на автоматических линиях, работа которых характеризуется наличием циклов заданной длительности, нет необходимости форсировать режим обработки, поэтому удаётся обеспечивать значение Т ближе к 200 минутам.

Теперь, когда определены числовые значения всех величин, входящих в формулу для определения V, найдём расчётное значение скорости резания:

V расч = ---------------------------- · 0,4165 = 78,7 м / мин,

60 0,2 · 3 0,15 · 0,35 0,35

 


Виды и характер обработки Марка твердого сплава при обработке
углеродис- той и легирован- ной стали труднооб- рабатывае-мых материалов нерж. стали аустенитно-го класса закаленные стали титана и сплавов на его основе чугуна цветных металлов и их сплавов неметалли-ческих материа-лов
НВ240 НВ400-700
Точение черновое по корке при относительно равномерном сечении среза и непрерывном резании Т15К6 Т14К8 Т15К10 ВК4 ВК8 ВК6М ВК4 - ВК4 ВК8 ВК4 ВК8 ВК6М ВК2 ВК2 ВК3М ВК4 ВК4
Точение чистовое и получистовое при прерывистом резании Т15К6 Т14К8 Т5К10 ВК4 ВК8 ВК8В ВК4 ВК8 Т5К10 ВК4 ВК8 ВК4 ВК4 ВК6 ВК8 ВК6М ВК2 ВК3М ВК4 ВК2 ВК3М ВК4
Точное точение при непрерывном резании Т30К4 - ВК6М ВК3М Т30К4 Т15К6 ВК6М ВК3М ВК4 ВК6М ВК3М ВК2 ВК3М ВК6М ВК3М ВК2 ВК2 ВК3М ВК2 ВК3М
Отрезка и прорезка канавок Т15К6 Т14К8 Т5К10 ВК4 ВК8 ВК8В ВК6М ВК4 - ВК4 ВК8 ВК4 ВК6 ВК8 ВК6М ВК2 ВК2 ВК3М ВК4 ВК2 ВК3М ВК4
Строгание и долбление черновое Т5К12В ВК8 ВК15 Т5К12В Т5К12В ВК8 ВК15 Т5К12В ВК8 ВК15 - ВК8 ВК8В - ВК8 ВК8В ВК4 ВК6 ВК8
Строгание и долбление получистовое и чистовое Т5К10 Т5К12В ВК8 ВК8В Т17К12 Т5К12В ВК8В ВК15 - - ВК4 ВК6 ВК8 - ВК4 ВК6 ВК4 ВК6
Фрезерование черновое Т15К6 Т14К8 Т5К10 Т5К10 ВК4 ВК8 Т5К12В Т5К10 Т14К8 - ВК4 ВК8 ВК4 ВК6 ВК8 - ВК4 ВК6 ВК8 ВК2 ВК4
Фрезерование получистовое и чистовое Т30К4 Т15К6 Т15К8 Т15К6 Т14К8 Т5К10 Т15К6 Т14К8 - ВК4 ВК8 ВК6 ВК4 ВК6М ВК2 ВК3М ВК4 ВК2 ВК3М
Сверление сплошных неглубоких (нормальных) отверстий Т5К10 Т5К12В ВК8 ВК3В Т5К12В Т17К12 ВК8В ВК8 Т5К12В ВК8В ВК8 - ВК8 ВК8В ВК4 ВК6 ВК8 ВК8 ВК8В ВК4 ВК6 ВК8 ВК2 ВК4

 

Таблица 9.14

 


которое очень близко совпало по величине с определённым из таблиц значением скорости Vиск = 79,56 м / мин. Полученное значение скорости резания остаётся только согласовать с паспортными данными станка.

Частота вращения шпинделя

1000 · V расч 1000 · 78,7

n = ---------------- = ------------------ = 262 об / мин

π · D 3,14 · 96

не может быть установлена на станке заданного типа. Поэтому из ряда возможных значений частоты вращения шпинделя по паспортным данным станка 16К20 [3] выбираем ближайшее: n = 250 об/ мин.

Фактическое значение скорости резания при n = 250 об/ мин:

π · D · n 3,14 · 96 · 250

V = --------- = ----------------- = 75 м / мин.

1000 1000



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: