Разработка технологического процесса, технологической и инструментальной оснастки для механической обработки корпуса в условиях единичного производства
7. Назначение режима резания для операции наружного продольного точения
Операция 015. Переход 3.
Назначение подачи
Для черновой и получистовой обработки So можно рассчитать по формуле:
, мм/об;
t = 3,5 мм - глубина резания.
Значения показателей степени zS, xS и коэффициентов CS, Kм зависят от вида обрабатываемого материала и этапа обработки.
CS = 0,042;
zS = 0,6;
xS = 0,25;
Kм = 1;
KmS = 1 - коэффициент, характеризующий марку инструментального материала,
- коэффициент, характеризующий механические свойства обрабатываемого материала;
СHS = 59;
nS = 0,77;
= 1,038;
- коэффициент, который учитывает геометрические параметры резца в плане,
где - угол при вершине резца, град; - главный угол в плане, град.
= 80°, = 90°;
= 0,74;
- коэффициент, который учитывает жесткость заготовки и способ ее крепления на станке,
где L - длина заготовки, мм; D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.
Сж = 1,1;
D = 60 мм;
L = 124 мм;
= 0,96;
Kк = 1 - поправочный коэффициент характеризует состояние поверхности заготовки (для заготовок без корки Kк = 1);
- поправочный коэффициент, который характеризует прочность режущей части резца, где h - толщина твердосплавной пластины,
= 1,08;
= 0,288 мм/об.
Окончательно: So = 0,25 мм/об.
Назначение скорости резания
Скорость резания v, м/мин, может быть рассчитана по формуле:
Сv = 141;
Xv = 0,15;
Yv = 0,25.
- поправочный коэффициент, который учитывает заданный период стойкости,
- поправочный коэффициент, который учитывает свойства обрабатываемого материала,
CHB = 1000,nv = 1,3, = 1,09;
- поправочный коэффициент, который учитывает геометрические параметры резца в плане;
= 1,03;
Kmv = 1.
= 185 м/мин.
Определение частоты вращения шпинделя станка
Частоту вращения шпинделя n, об/мин, определяют по формуле:
= 981 об/мин,
Окончательно: n = 800 об/мин.
Фактическая скорость резания: = = 150,8 м/мин.
Определение скорости подачи резца
Величина скорости подачи vS, мм/мин, определяется по формуле:
мм/мин.
Определение главной составляющей силы резания
Главная составляющая силы резания Pz, H, равна
СР = 1950;
ХР = 1;
YР = 0,81;
- поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий свойства обрабатываемого материала,
СН = 0,04;
пР = 0,61;
= 0,98;
= 2176 Н.
Проверка назначенных режимов по допустимой силе резания
Проверка по прочности державки резца. Допускаемое значение главной составляющей силы резания [Pz] пр, Н, по прочности державки резца вычисляют по формуле
где W - момент сопротивления изгибу, (B - ширина державки резца, H - высота державки), м3; l - вылет резца из резцедержки, м; [уи] - допускаемое напряжение на изгиб материала державки резца. Для углеродистых конструкционных сталей [уи] = 250 МПа.
l 1,5Н;
l = 1,520 = 30 мм = 0,03 м;
= 0,003413 м3;
= Н.
Проверка по жесткости державки резца. Допускаемое жесткостью державки резца значение [Pz] ж, Н, можно вычислить по формуле
где [fр], - допускаемый прогиб резца, м: при черновом точении 310-4 м; Е - модуль упругости материала державки резца: для углеродистых конструкционных сталей Е = 220103 МПа; Ix - осевой момент инерции, м4.
м4;
= 400400 Н.
Проверка по прочности твердосплавной пластины. Допустимая сила резания, разрушающая пластину, может быть вычислена по формуле:
где h - толщина используемой твердосплавной пластины, мм.
= 7976 Н.
Проверка по прочности механизма подач станка. Допускаемую силу подачи станка [Px] ст, Н, нужно сравнить с осевой составляющей силы резания Px. Необходимо, чтобы выполнялось условие [Px] ст > Px. Значение осевой составляющей силы резания можно приближенно вычислить по формуле
Для станков с ЧПУ токарной группы допускаемая сила подачи [Px] ст чаще всего составляет не менее 4000 Н.
= 1133 Н.
Проверка по жесткости обрабатываемой заготовки. Прогиб обрабатываемой заготовки будет осуществляться равнодействующей двух составляющих Pz и Py, т.е. силой Pzy. Значение этой силы будет зависеть от угла в плане и может быть приближенно определено по формуле
Ограничения по жесткости заготовки будут зависеть от метода крепления заготовки на станке.
При креплении заготовки консольно в патроне станка прогиб заготовки fз, м, можно подсчитать по формуле:
где L - длина заготовки (величина вылета из патрона), м; Iх - осевой момент инерции круглого сечения, м4.
Допускаемый прогиб заготовки [fз] при черновом точении можно принимать равным 10-4 м.
= 2192 Н;
L = 0,045 м;
.
Определение необходимой мощности станка
Необходимую мощность станка Nст, кВт, находят по формуле:
где - КПД станка, можно принимать равным = 0,75. Рассчитанное значение сравнивается с паспортными данными станка.
= 7,3 кВт.
Определение основного технологического (машинного) времени
Основное технологическое (машинное) время to, мин, рассчитывают по формуле
где L - фактическая длина прохода резца, мм (рис.3), L = lз + l1 + lвр (lз - длина обрабатываемой поверхности заготовки, мм; l1 - путь подвода резца, т.е. начальный, предохраняющий инструмент зазор между деталью и резцом, l1 2 мм, lвр - длина врезания резца на полную глубину резания, ).
lз = 50 мм; L = 50 + 2 + 0 = 52 мм;
= 0,26 мин.
При точении фасок и точении канавочным резцом подача ручная, расчетное значение - 0,1 мм/об.