Решение
1) Глубина резания при чистовом точении: t = 1 мм.
2) Величина подачи S = 1,2 мм/об.
3) Скорость резания вычисляется по формуле 
.
Поправочный коэффициент Kv = Кmv·Кnv·Кuv.
Kmv = Кг 
- коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки; nv = 1,0; Кг = 1,0; Kmv = 750/500 = 1,5;
Knv = 0,8 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности;
Kuv = 1,15 – коэффициент, учитывающий материал инструмента;
Kv = 1,5 · 0,8 · 1,15 = 1,38.
Период стойкости Т = 60 мин; Cv = 350; x = 0,15; у = 0,35; m = 0,2.
м/мин.
Расчетное число оборотов шпинделя nрасч. = 1000·V / π·d = 1000 · 199,8/π · 100 = 636,1 об/мин;
По паспорту станка принято nпасп.=635об/мин. косилова, т.1.
Тогда фактическая скорость резания Vф.= π ·d nпасп./1000 =π·100·635/1000 = 199,39 м/мин.
Проверка по мощности привода станка
Nрез. = Pz·V/1020·60;
Pz = 10·Ср·tх·Sy·Vn·Кр – сила резания;
Kp = Кmp·К φp ·К γp ·К λ p;
Кmр = (σв / 750)n; где n=0,75; Kmp= (500 / 750)0,75 ≈ 0,737;
К φp = 0,89; К γp = 1,0; К λ p = 1,0;
Kp = 0,737·0,89·1,0·1,0= 0,611;
Ср = 300; х = 1.0; у = 0,75; n = – 0,15;
Pz = 10·300·11.0·1,20,75·199,39-0,15·0,611 = 949,2 Н.
Nрез. = 949,2·199,39/ 1020·60= 3,09 кВт.
По паспорту: мощность главного привода станка NCT = 10 кВт, при КПД станка η = 0,85, т. е. мощность на шпинделе Nшп. = NCT · η = 10·0,85 = 8,5 кВт.
Рассчитанный режим на станке осуществим, т.к. Nрез.< Nшп..
Определим погрешность от упругих перемещений
Установленная на станок заготовка рассматривается как балка, лежащая на двух шарнирных опорах и нагруженная сосредоточенной поперечной силой (равной радиальной составляющей силы резания Ру), приложенной последовательно в трех точках (рис. 2.2). (На рис. 2.2 сила показана приложенной в точке 2).
Рис. 2.2
Величина поперечной силы Ру = 10·Ср·tх·Sy·Vn·Кр имеет различные значения в точках 1–2 и точке 3.
Для точки 1–2 глубина резания t = 1мм, Ср = 243; х = 0,9; у = 0,6; n = – 0,3. Поправочный коэффициент Кр = 0,611 (по ранее выполненному расчету).
|
|
В точке1: Ру1 = 10·243·10,9·1,20,6·199,39–0,15·0,611 ≈ 768,85 Н;
в точке 2: Ру =10·243·10,9·0,90,6·169,48–0,15·0,611 = 634,93 Н.
в точке 3: Ру =10·243·10,9·0,60,6·149,54–0,15·0,611 = 477,32 Н.
Перемещение обрабатываемой поверхности 
= 39,3мкм,
погрешность диаметра в точке 1 
= 2y1 = 78,6 мкм.
Величина перемещения обрабатываемой поверхности во 2-й точке рассматривается как сумма прогиба балки и перемещений передней и задней бабки станка под действием реакций опор от приложенной посредине балки силы. Расчет может быть произведен с использованием приемов курса "Сопротивление материалов".
В данном случае расчета прогиба балки от сосредоточенной силы, приложенной посредине балки, можно использовать следующие формулы:
Учитывая симметричность расположения опор относительно точки приложения силы, можно податливость системы СПИД во 2-й точке найти как среднюю арифметическую величину податливости передней и задней бабок станка. Суммарное перемещение составит
где Е = 2·105, МПа; wп6 = 0,100/1960 мм/Н; wзб = 0,130/1560 мм/Н.
Приведенный диаметр вала можно рассчитать, исходя из формы заготовки в тот момент, когда вершины резца находятся в точке 2:
Осевой момент инерции
I z = 0,05·d4 =0,05·84,244 =251,68·104, мм4.
Смещение обрабатываемой поверхности
Погрешность диаметра вала в точке 2 от упругих перемещений элементов системы СПИД составит:
.
Погрешность в точке 3 рассчитывается аналогично погрешности в точке 1:
yЗ = 
= 39,78 мкм.
Погрешность диаметра 
= 
= 39,78·2 = 79,56 мкм.
Размерный износ инструмента ∆ри
|
|
1) для точки 3: ∆ри = 0;
2) для точки 2 при расчете износа необходимо учитывать, что резец прошел три участка l 3’=75 мм и l2 ‘ = 162,5-75= 87,5 мм сразными режимами.
Поэтому
= 0,332 мкм.
Погрешность диаметра вала в точке 2 от износа инструмента составит:
.
3) Размерный износ инструмента ∆ри для точки 1: при расчете износа необходимо учитывать, что резец прошел два участка l2 “ = 150-87,5 = 62.5 мм и l 1’=90 мм сразными режимами.
Поэтому
= 0,160 мкм.
Погрешность диаметра вала в точке 2 от износа инструмента составит:
.
Величина размерного износа при обработке партии из N 25 штук:
Δ = (Δу1 + Δу2)·25 = 24,61 мкм.