88996

Расчет режимов резания при точении

Книга

Производство и промышленные технологии

Режимы резания и стойкость инструмента зависят от типа и конструкции инструмента, материала и геометрии его режущей части, качества заточки, правильности установки закрепления инструмента на стойке, состояния системы: станок, приспособление, инструмент, деталь (СПИД).

Русский

2015-05-07

2.54 MB

53 чел.

Министерство образования и науки Российской Федерации

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

621.9                   № 3260

Р 248

Расчет

режимов резания

при точении

Методические указания

к контрольной работе по дисциплине «Резание металлов»

для студентов IIIIV курсов факультета МТФ

специальностей 151001, 150002, 220301 всех форм обучения

Новосибирск

2006

УДК  621.91.025.001.24(07)

 Р 248

Составители: Г.И. Смагин, канд. техн. наук, доц.,
Н.Д. Яковлев, ст. преп., В. Ю. Скиба, ассист.

Рецензент С.Н. Теребенин, канд. техн. наук, доц.

Работа подготовлена на кафедре ПТМ

(«проектирование технологических машин»)

© Новосибирский государственный

технический университет, 2006

ОГЛАВЛЕНИЕ

[1] ОГЛАВЛЕНИЕ

[1.0.0.1] Примечания. 1. У отрезных резцов угол φ иногда принимается равным 80о, чтобы устранить на торцовой детали образование бобышки.

[2] 2. Расчет и выбор рационального режима резания

[2.1] 2.1. Выбор и расчет параметров режимов резания

[2.2] 2.2. Расчеты сил резания и мощности

[2.3] 2.3. Проверка правильности рассчитанных режимов
резания, конструктивных, геометрических параметров резца и их коррекция

[2.3.1] 2.3.1. Проверка режимов резания на достаточность мощности привода станка

[2.3.2] 2.3.2. Проверка режимов резания по условию прочности державки резца

[2.3.3] 2.3.3. Проверка режимов резания из условия жесткости державки резца

[2.3.4] 2.3.4. Проверка режимов резания из условия прочности режущей пластинки

[2.3.5] 2.3.5. Проверка допустимости силы Py из условия жесткости
заготовки:

[2.3.6] 2.3.6. Проверка допустимости силы из условия прочности заготовки

[2.4] 2.4. Расчет машинного времени обработки

[3] Список литературы

1. Общие сведения и выбор параметров режимов резания

Режимы резания и стойкость инструмента зависят от типа и конструкции инструмента, материала и геометрии его режущей части, качества заточки, правильности установки закрепления инструмента на стойке, состояния системы: станок, приспособление, инструмент, деталь (СПИД). Режимы резания определяют силы резания, температуру резания, расходуемую при резании мощность, что в конечном итоге и определяет стойкость инструмента.

Итак, при назначении и расчете режима резания учитывают тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип оборудования и его состояние.

По дисциплине «Резание материалов» студентами выполняются две контрольные работы [1]. В контрольной работе № 1 необходимо ответить на три вопроса, касающиеся основ процесса резания металлов.

В предлагаемом методическом пособии представлены методические указания к контрольной работе № 2 – Расчет режимов резания. Данные к контрольной работе № 2 (1 – 50 варианты)  представлены в [1]. В качестве входных параметров к контрольной работе № 2 даются: диаметр заготовки, диаметр после обработки, длина обработки, а также шероховатость обработанной поверхности, материал заготовки, способ ее крепления на станке.

Расчет режимов резания начинается с выбора материала режущей части инструмента, исходя из обрабатываемого материала заготовки, а также характера обработки (табл. 1.1, 1.2 по источнику [1, 2]).

Геометрические параметры резцов (рис. 1.1, 1.2) должны соответствовать ГОСТам – табл. 1.3 – 1.18 [2, 3]. Схемы механического крепления сменных неперетачиваемых режущих пластин показаны на рис. 1.3 и 1.4.

Различные типы резцов, их геометрические параметры приведены в [3, 4, 5]. Дополнительные поправочные коэффициенты по сравнению с [2] приведены в [6].

Рис. 1.1. Основные элементы и геометрия резца:

1 – передняя поверхность; 2 – главная режущая кромка;
3 – вспомогательная режущая кромка; 4 – вершина лезвия;
5 – вспомогательная задняя поверхность; 6 – главная задняя поверхность; 7 – головка резца; 8 – корпус (державка) резца;
9 – переходная режущая кромка; 10 – основная плоскость;
11 – плоскость резания; 12 – главная секущая плоскость;
                     
13 – вспомогательная секущая плоскость

Таблица 1.1

Выбор марок быстрорежущей стали для различных режущих
инструментов

Марка стали

Прочность,
износостойкость

Шлифуемость

Изготавливаемый инструмент

Р18

Удовлетворительная прочность, повышенная износостойкость при малых и средних скоростях резания, широкий интервал закалочных температур

Удовлетворительная

Режущий инструмент всех видов,
в том числе для обработки обычных конструкционных материалов в условиях динамических нагрузок

Продолжение табл. 1.1

Марка стали

Прочность,
износостойкость

Шлифуемость

Изготавливаемый инструмент

Р9

Удовлетворительная прочность, повышенная износостойкость при средних и повышенных скоростях резания, более узкий интервал закалочных температур, повышенная пластичность при температурах горячей деформации

Пониженная
по сравнению
со сталью Р18

Простой формы с малым объемом шлифованных поверхностей (резцы, сверла, зенкеры и др.), для обработки обычных конструкционных материалов

Р6М5

Повышенная прочность, более узкий, чем у стали Р18, интервал оптимальных закалочных температур, повышенная склонность к обезуглероживанию и выгоранию молибдена

Удовлетворительная

То же, что и стали Р18

Р14Ф4

Р9Ф5

Повышенная износостойкость при низких и средних скоростях резания

Низкая; рекомендуется применение эльборовых шлифовальных кругов

Для снятия стружки небольшого сечения; для обработки материалов, обладающих абразивными свойствами в условиях нормального разогрева режущей кромки

Р18К5Ф2

Р9М4К8

Р6М5К5

Повышенные вторичная твердость и износостойкость

Пониженная, но лучше, чем шлифуемость стали Р14Ф4; рекомендуется применение эльборовых шлифовальных кругов

Для обработки высокопрочных, коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки

Окончание табл. 1.1

Марка стали

Прочность,
износостойкость

Шлифуемость

Изготавливаемый инструмент

Р10К5Ф5

Повышенная вторичная твердость, высокая износостойкость

Низкая: рекомендуется применение эльборовых шлифовальных кругов

Простой формы

с малым объемом шлифованных поверхностей (резцы, сверла, зенкеры, др.), для обработки высокопрочных, коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов, материалов, обладающих абразивными свойствами в условиях повышенного разогрева режущей кромки

Р9К5

Повышенная вторичная твердость

Пониженная, близкая к стали Р9

Для обработки сталей и сплавов повышенной твердости и вязкости; пригодна для работы с ударом

Р9К10

Повышенная вторичная твердость (пониженная ударная вязкость)

С малым объемом шлифованных поверхностей, для обработки коррозионно-стойких, жаропрочных, а также повышенной твердости и вязкости сталей и сплавов


Таблица 1.2

Марки инструментальных материалов, рекомендуемые
для механической обработки деталей тел вращения
в автоматизированном производстве

Характер
обработки

Обрабатываемый материал

Углеродистые, конструкционные, легированные стали

Нержавеющие стали

Закаленные стали
и сплавы,
HRC 50…60

Жаро-
прочные сплавы

Тита-
новые сплавы

Чугун
серый,
ковкий

Цветные сплавы
на основе
Al, Cu
и др.

Чистовое точение

S = 0,5...0,10 мм/об,

t = 0,5...1,0 мм

Т30К4

Т15К6

МС101

МС111

КНТ16

ВК6ОМ

ВК6М

МС306

МС3210

Т30К4

В0К63

ВОК72

ВК3М

ВК60М

ВК6М

МС306

МС211

МС32О10

ВК6ОМ

ВК36М

МС306

ВК6ОМ

ВК3М

ВОК63

ВОК72

ВК6М

ТН20

КНТ16

Получистовое
точение

S = 0,15...0,3 мм/об,

t = 2...3 мм

Т15К6

Т5К10

МС2210

МС121

КНТ16

ТН20

ВО13

ВК10М

ВК6М

ТТ10К8Б

Т15К6

ВК3М

В0К63

В0К72

ВК10ОМ

ВК6М

МС306

МС321О

МС211

ВК10Х0М

ВК6ОМ

ВК6М

МС306

ВК8

ВК6М

ВК10ОМ

ВК8

МС347

ВК6М

ВК8

Окончание табл. 1.2

Характер
обработки

Обрабатываемый материал

Углеродистые, конструкционные, легированные стали

Нержавеющие стали

Закаленные стали
и сплавы,
HRC 50…60

Жаро-
прочные сплавы

Тита-
новые сплавы

Чугун
серый,
ковкий

Цветные сплавы
на основе
Al, Cu
и др.

Черновое точение

S = 0,3...0,8 мм/об,

t = 4...10 мм

Т5К10

Т14К8

Т5К12

ТТ10К8Б

МС131

МС2210

ВК10ОМ

ВК3

ТТ10К8Б

МС347

МС241

ВК8

ВК10ОМ

ВРК15

ВК8

ВК10ОМ

ВРК15

МС241

ВК10ОМ

ВК8

ВК10ОМ

ВК8

ВК6М

Тяжелое черновое точение

S = 0,8 мм/об,

t = 6...20 мм

Т5К10

Т5К12

ТТ7К12

ВК8

ТТ7К12

ВК8

ВК10ОМ

ВРК15

ВК8

ВРК15

Нарезание резьбы

Т15К6

Т14К3

ВК6М

ВК3

Т30К4

ВК3М

ВК6ОМ

ВК6М

ВК6ОМ

ВК6М

ВК6ОМ

ВК6М

ВК6ОМ

ВК6М

Примечание. В таблицу кроме стандартных марок сплавов (ГОСТ) включены также некоторые сплавы, изготавливаемые по техническим условиям и по лицензии шведской фирмы «Сандвик коромант»


Таблица 1.3

Рекомендуемые значения углов φ, град.

Обработка

l/d

φ

Чистовая в жестких условиях

Черновая в жестких условиях

Черновая в нежестких условиях

Длинных заготовок малого диаметра

До 6

6...12

Более 12

10...20

30...45

60... 75

90

Таблица 1.4

Необходимая длина режущей кромки В, мм

φ

Глубина резания t, мм

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

45

4

8

12

15

19

23

27

31

35

38

60

3

6

10

13

16

19

22

25

28

31

75

3

6

9

12

14

17

20

23

25

28

90

3

6

8

11

14

16

19

22

25

27

Таблица 1.5

Форма заточки передней поверхности лезвия резцов из быстрорежущей стали

Форма передней поверхности

Обрабатываемый

материал

Вид

Номер

Эскиз

Плоская с положительным передним углом

I

Cталь с σ > 800 МПа серый чугун, НВ > 220, бронза и другие хрупкие материалы

II

Сталь с σ ≤ 800 МПа чугун, НВ ≤ 220

Криволинейная с фаской

III

Сталь с σ ≤ 800 МПа вязкие цветные металлы и легкие сплавы, при необходимости завивания стружки

Криволинейная

IV

Материалы

с σ = 800...1000 МПа

Таблица 1.6

Форма заточки передней поверхности лезвия резцов с напайными
пластинами из твердого сплава

Форма передней поверхности

Обрабатываемый

материал

Вид

Номер

Эскиз

Плоская, с положительным передним углом

I

Серый чугун, бронза и другие хрупкие материалы

Плоская с отрицательной фаской

II

Ковкий чугун, сталь и стальные отливки с σ ≤ 800 МПА обработка при нежесткой технологической системе

Плоская с отрицательной фаской

III

Сталь с σ ≤ 800 МПа

с обеспечением дробления и завивания стружки

Плоская с отрицательным передним углом

IV

Сталь и стальные отливки σ = 800 МПа, черновая обработка по корке. Работа
с ударами в условиях жесткой технологической системы

Окончание табл. 1.6

Форма передней поверхности

Обрабатываемый

материал

Вид

Номер

Эскиз

Криволинейная

с отрицательной фаской

V, VI

Коррозийно-стойкая сталь

σ = 850 МПа

Плоская с отрицательным передним углом

VII

Высокопрочные стали

с σ > 1200 МПа

*Заточку выполнять с А = 4 мм, R = 10 мм, γ = 12º

Примечание. Обработку передней поверхности и задней поверхностей выполнять с Ra = 0,32 мкм, канавок с Ra = 1,25 мкм

Таблица 1.7

Радиус вершины резца, мм

Резцы

Типы

Сечение державок Н х В, мм

6 х 6

8 х 8

10 х 16

12 х 20

16 х 25

20 х 25

25 х 25

20 х 30

25 х 40

30 х 40

30 х 45

40 х 40

40 х 60

Проходные, прямые и отогнутые, φ = 45о

Чистовые

1,0

2,0

2,0

3,0

Обдирочные

0,5

1,0

1,0

1,5

Упорные

φ = 90о

Чистовые

0,1; 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0

Обдирочные

0,5

1,0

1,0

1,5

Расточные
для сквозных отверстий

Чистовые

1,0

1,5

1,5

Обдирочные

0,5

1,0

1,0

1,5

Расточные
для глухих отверстий

Чистовые

0,1; 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0

Обдирочные

0,5

1,0

1,0

Примечание. Радиусы при вершине лезвия строгальных резцов аналогичны радиусам при вершине лезвия токарных резцов

Таблица 1.8

Рекомендуемые значения параметров заточки резцов из быстрорежущей стали, мм (к табл. 1.5)

Параметр

заточки

Сечение резцов Н х В, мм

12 х 12

16 х 10

16 х 16

20 х 12

20 х 20

25 х 16

25 х 25

32 х 20

32 х 32

40 х 25

40 х 40

50 х 32

Ширина фаски, t

0,2

0,1

0,4

0,3

0,6

0,4

0,8

0,5

1,0

0,6

1,2

Радиус канавки, r

3

5

8

12

15

18

Ширина канавки, A

2,5

4

7

10

13

15

Примечание. В числителе даны значения f для проходных и подрезных резцов, в знаменателе – для расточных резцов

Таблица 1.9

Рекомендуемые значения параметров заточки резцов из твердого сплава
в зависимости от предела прочности обрабатываемой стали, мм
(к табл. 1.6)

σ, МПа

Размеры, мм

Углы γ, α, γ1

A

f

h

r

γ

α

γ1

< 850

3,5

0,2...0,3

1...2

6

16

8

3

700 ... 1000

4

0,1...0,3

2...3

10

12

10

0 ... (- 5)

До 1200

0,15...0,4

6

3...5

0 ... (- 5)

До 1300

8...10

Таблица 1.10

Величины главных задних углов α и передних углов γ у быстрорежущих резцов

Обрабатываемый материал

Угол αº

Угол γº

S > 0,2, мм/об

S < 0,2, мм/об

форма передней поверхности I и II (табл. 1.5)

форма передней поверхности III (табл. 1.5)

Сплавы алюминия и магния, медь

Латунь вязкая

Бронза и латунь хрупкая

Сталь и стальное литье:

σв < 50 кг/мм2; НВ < 140

σв < 50 ... 80 кг/мм2;

НВ = 140 ... 230

σв < 80 ... 120 кг/мм2;

НВ =230 ... 340

Чугун серый и ковкий:

НВ < 160

НВ < 160 ... 220

НВ > 220

10

8

8

8

8

8

8

8

8

15

12

12

12

12

12

12

12

12

30

30

25

30

25

25

25

25

25

25

12

25

18

12

18

12

5

Примечания. 1. У резцов для обработки прерывистых поверхностей и литья с коркой, а также у строгальных и долбежных резцов угол γ принимается вместо 25 ... 30о и 18 ... 25о соответственно 20о и 12о.

2. Допуски на заточку при величине углов до 10о устанавливаются ± 1о и при величине более 10о ± 2о.

Вспомогательный задний угол α1. Для проходных, расточных и подрезных резцов угол α1 берется равным главному заднему углу α.

Для отрезных и прорезных резцов α1 = 1о ... 2о. Большая величина угла α1 берется для отрезных и прорезных резцов при длине главной режущей кромке больше 5 мм.

Таблица 1.11

Величина главного угла в плане φ у быстрорежущих резцов

Тип резцов

Условия работы

Угол

Проходные

Работа резцами с передним углом при γ < 25о при жесткой технологической системе станок – инструмент – деталь

30

Проходные

Работа при жесткой технологической системе и при продольном точении в обычных условиях работы резца

45

Проходные для револьверных, автоматных
и многорезцовых токарных станков

Работа на револьверных и токарных автоматах и на многорезцовых станках в обычных условиях. Работа при недостаточно жесткой технологической системе

60 ... 75

Подрезные, отрезные
и проходные

Работа на многорезцовых станках и обработка на токарных станках длинных и тонких валов; продольное точение и расточка с одновременной подрезкой торца детали; отрезка деталей и прорезка канавок

90

Примечания. 1. У отрезных резцов угол φ иногда принимается равным 80о, чтобы устранить на торцовой детали образование бобышки.

2. Допускаемое отклонение при заточке – 3о.

3. Допуск на заточку при величине α1 до 2о устанавливается ± 30о; при α1 выше 2о до 10о ± 1о; при α1 свыше 10о ± 2о.

Вспомогательный угол в плане φ1. Величины углов φ1 могут быть выбраны из табл. 1.12.

Угол наклона главной режущей кромки λ. Рациональные величины углов λ выбираются по табл. 1.13.

Выбор переходной режущей кромки. Переходные кромки резцов могут быть выполнены или по радиусу, или в виде притупляющей вершину резца фаски.

Величины радиусов переходных кромок у резцов различных сечений и при различных условиях работы приводятся в табл. 1.14.

Таблица 1.12

Величина вспомогательного угла в плане φ у быстрорежущих резцов

Тип резцов

Условия работы

Угол φº

Прорезные для мерных резцов

Отрезные, прорезные
и фасонные

Проходные

Проходные

Расточные и подрезные

Обработка мерных пазов
у деталей

Разрезание материала, прорезка и фасонное точение деталей

Обработка жестких деталей без врезания

Обработка нежестких деталей без врезания и жестких с врезанием

Расточка и подрезка. Обработка нежестких деталей
с врезанием

Подсчитывается из расчета использования ½ допуска
на размер паза при использовании всей величины стачиваемого слоя ~ 1

1 ... 2

5 ... 10

10 ... 15

20 ... 35

Примечание. Допуски на заточку при величине углов до 3º устанавливаются ±30º; при величине свыше 3º до 10º ± 1º и свыше 10º ± 2º.

Таблица 1.13

Величина угла наклона главной режущей кромки λ у быстрорежущих резцов

Условия работы

Угол λº

Получистовая обработка

Грубая обработка с неравномерными припусками

Строгание и точение прерывистых поверхностей

0

0 ... 5

10 ... 20

Примечания.1. У резцов для обработки нежестких деталей или при нежестком закреплении деталей в станке угол λ должен быть отрицательным: –15º ... –20º.

2. Допускаемые отклонения при заточке ±1º

Таблица 1.14

Величина радиуса закругления переходных режущих кромок r
у быстрорежущих резцов

Характер

обработки

Размеры державки резца, мм

10x16

12x20

16x25

20x30

25x40

30x45

12x12

16x16

20x20

25x25

30x30

40x60

Величина радиуса r, мм

Грубая

Получистовая

1,0

1,5

1,5

2,0

1,5

2,0

2,0

3,0

2,0

3,0

3,0

5,0

Примечания. 1. У резцов для получистовой обработки нежестких деталей величина r должна быть уменьшена.

2. У отрезных и прорезных резцов величина r устанавливается равной 0,2 ... 0,8 мм в зависимости от длины главной режущей кромки

Вместо радиуса при вершине резцов для многолезвийных инструментов (расточных головок, блок-резцов и др.) и отрезных резцов выполняется переходная режущая кромка (рис. 1.2) под углом  длиной = 0,5 ... 3 мм, в зависимости от размеров инструмента.

Рис. 1.2. Переходные кромки резца

Для отрезных резцов длина переходной кромки принимается в пределах 0,5 ... 1 мм. Задний угол на переходной кромке делается равным главному заднему углу резца α.

Геометрические параметры твердосплавных резцов. Геометрические параметры твердосплавных резцов приведены в соответствующих таблицах: 1.15, 1.16, 1.17, 1.18.

Таблица 1.15

Величина главного угла в плане φ1 у твердосплавных резцов

Условия работы

Угол φ1о

Чистовые работы………………………………………

Обработка жестких деталей без врезания……………

Обработка нежестких деталей без врезания,

обработка жестких деталей без врезания…………….

Обработка нежестких деталей с врезанием………….

0 ... 5

5 ... 10

15 ... 30

30 ... 45

Примечания

1. Наибольшие величины угла φ1 принимаются при наибольших величинах радиуса переходной кромки r.

2. Допуски на заточку при величине углов до 10о устанавливается ± 1о; при величине углов 10 – 30о ± 2о и свыше 30о ± 3о

Таблица 1.16

Величина угла наклона главной режущей кромки λ у твердосплавных резцов

Условия работы

Угол λо

Обработка деталей с равномерными припусками без удара

Обработка деталей резцами с γ от –5о до –10о и φ = 70о 

(в целях дробления стружки)

Обработка деталей с неравномерным припуском и работа
с ударом (прерывистое резание)

0 ... 5

10 ... 12

10 ... 30

Примечание. Допускаемые отклонения при заточке ± 1о

а     б     в        г

Рис. 1.3. Схемы механического крепления сменных неперетачиваемых режущих пластин:

а – сверху прихватом С; б – сверху прихватом и через
отверстие штифтом
Р/М; в – через отверстие подвижным
            штифтом
Р; г – винтом через отверстие S

Рис 1.4. Узлы механического крепления многогранных режущих пластин:

а, б, з – накладным прихватом;  в, г – подвижным штифтом;  д, е – при помощи клина; ж – винтом через отверстие. 1 – корпус; 2 – режущая пластина; 3 – опорная пластина; 4 – крепежный элемент; 5 – винт;
6 – штифт; 7 – стружколом


Таблица 1.17

Геометрические параметры резцом с ПСМ (пластинки сменные многогранные)

Характер
обработки

Стали

Чугуны

Сплавы алюминиевые
и магнистые

Углеродистые и легированные σв, МПа

марганцевистые,
12 %,
Mn

закаленные

серые

ковкие

отбе-ленные

<800

800...
1000

>1100

1600...
2300

НВ≤
220

НВ>
220

НВ:
140...156

Задний угол αо

6

6

6

6

6

6

6

6

6

5

10...15

Передний угол δо

12...
15

10

(-5)...(-10)...5

8...10

(-5)...
(-10)

12

5...8

8...10

8

15...20

Фаска f, мм

Чистовое и получистовое

Черновое и грубое точение

0,2...

0,3

0,6...
1,2

0,2...0,3

0,6...1,2

...

...

...

...

0,2...0,3

0,6...1,2

...

...

0,2...0,3

0,6...1,2

0,2...0,3

0,6...1,2

0,2...0,3

0,6...1,2

0,2...0,3

0,6...1,2

Угол фаски γфо

(-5)...
(-10)

(-5)...
(-10)

...

...

-5

...

(-5)...
(-10)

(-5)...
(-10)

(-5)...
(-10)

(-5)


Таблица 1.18

Геометрические параметры резцом с механическим креплением многогранных пластин

Форма пластины

Геометрические параметры (град)

φ

φ1

γуст

γ

α

α1

Трехгранная

Четырехгранная

Пятигранная

Шестигранная

90

45

60

45

10

45

12

15

12

10

10

10

12 – 17

10 – 15

12

10

7,5

10

8

10

7,5

4

8

5

2. Расчет и выбор рационального режима резания

2.1. Выбор и расчет параметров режимов резания

Рациональный режим резания обеспечивает получение наибольшей производительности труда при наименьшей себестоимости изготовления продукции. Рациональному режиму резания соответствует такое сочетание глубины резания, подачи и скорости резания, при котором максимально используются режущие свойства инструмента и возможности оборудования и оснастки, а обрабатываемая деталь соответствует техническим условиям на форму, размеры и качество обработанных поверхностей.

В качестве условия выбора элементов такого режима работы является достижение минимального машинного времени.

При назначении элементов режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

Элементы режимов резания обычно устанавливают в следующем порядке: задаются определенным уровнем стойкости инструмента (табл. 2.1), определяют глубину резания; устанавливают подачу, а затем рассчитывают скорость резания.

Глубина резания t. При черновой (предварительной) обработке назначают по возможности максимальную t, равную всему припуску на обработку или большей части его; при чистовой (окончательной) обработке – в зависимости от требований точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.

Например, при точении глубина резания на каждом проходе
t = 0,5 (Д1 – Д1+2), где Д1 и Д1+2 – диаметры до и после обработки на выполняемом проходе.

Обычно на черновых проходах (шероховатость обработанной поверхности Rz = 80…320 мкм с точностью менее 12 квалитет) глубина резания ограничивается мощностью станка, прочностью инструмента, жесткостью детали и другими факторами.

При получистовых проходах (Rz = 20…40 мкм, точность 8…12 квалитет) глубина резания принимается не более 2 мм.

При чистовой обработке (Ra = 1,25…2,5 мкм, (Rz = 6,3…10) с точностью выше 8 квалитет) глубина резания не более 0,1…0,4 мм.

Подача S. При черновом точении подача принимается максимально допустимой по мощности оборудования, жесткости системы приспособления инструмент–деталь, прочности режущей части пластины и прочности державки. Рекомендуемые подачи при черновом наружном точении приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.1

Рекомендуемая средняя стойкость резцов в мин

Тип резца

Поперечное сечение

Быстрорежущие резцы

Твердосплавные резцы

по стали

по чугуну

Проходные и подрезные

16 х 16

16 х 25

25 х 30

30...50

40...60

25...40

25 х 40

40 х 40

35...60

50...75

40...75

Отрезные

10 х 10

30 х 40

15...25

25...45

25...50

Прорезные


Таблица 2.2

Подачи при черновом наружном точении резцами с пластинами из твердого сплава
и быстрорежущей стали

Диаметр детали, мм

Размер державки резца, мм

Обрабатываемый материал

Сталь конструктивная углеродистая,
легированная и жаропрочная

Чугун и медные сплавы

Подача s, мм/об, при глубине резания t, мм

До 3

Св.3

до5

Св.5

до8

Св.8

до12

Св. 12

До 3

Св.3

до5

Св.5

до8

Св.8

до12

Св. 12

До 20

От 16х25

До 25х25

0,3...0,4

0,3...0,4

Св. 20 до 40

От 16х25

До 25х25

0,4...0,5

0,3...0,4

0,4...0,5

40...
60

От 16х25

До 25х25

0,5...0,9

0,4...0,8

0,6...0,9

0,5...0,8

0,4...0,7

60...
100

От 16х25

До 25х40

0,6...1,2

0,5...1,1

0,5...0,9

0,4...0,8

0,8...1,4

0,7...1,2

0,6...1,0

0,5...0,9

100...
400

От 16х25

До 25х40

0,8...1,3

0,7...1,2

0,6...1,0

0,5...0,9

1,0...1,5

0,8...1,9

0,8...1,1

0,6...0,9

400...
500

От 20х30

До 40х60

1,1...1,4

1,0...1,3

0,7...1,2

0,6...1,2

0,4...1,1

1,3...1,6

1,2...1,5

1,0...1,2

0,7...0,9

500...
600

От 25х30

До 40х60

1,2...1,5

1,0...1,4

0,8...1,3

0,6...1,3

0,1...1,2

1,5...1,8

1,2...1,6

1,0...1,4

0,9...1,2

0,8...1,0

Окончание табл. 2.2

600...
1000

От 25х40

До 40х60

1,2...1,8

1,1...1,5

0,9...1,4

0,8...1,4

0,7...1,3

1,5...2,0

1,3...1,8

1,0...1,4

1,0...1,3

0,9...1,2

1000...
2500

От 30х45

До 40х60

1,3...2,0

1,3...1,8

1,2...1,6

1,1...1,5

1,0...1,5

1,6...2,4

1,6...2,0

1,4...1,8

1,3...1,7

1,2...1,7

Примечания. 1. Нижние значения подач соответствуют меньшим размерам державки резца и более прочным обрабатываемым материалам. верхние значения подач – большим размерам державки резца и менее прочным обрабатываемым материалам.

  1.  При обработке жаропрочных сталей и сплавов подачи свыше 1 мм/об не применять.
  2.  При обработке прерывистых поверхностей и при работах с ударами табличные значения подач следует уменьшать на коэффициент 0,75 ... 0,85.
  3.  При обработке закаленных сталей табличные значения подачи уменьшать, умножая на коэффициент 0,8 для стали с HRC 57 – 62 и на 0,5 для стали с HRC 57 – 60.


Максимальные величины подач при точении стали 45, допустимые прочностью пластины из твердого сплава, приведены в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Подачи, мм/об, допустимые прочностью пластины из твердого сплава,
при точении конструкционной стали резцами с главным углом в плане
= 45°

Толщина пластины,

мм

Глубина резания t, мм, до

4

7

13

22

4

1,3

1,1

0,9

0,8

6

2,6

2,2

1,8

1,5

8

4,2

3,6

3,6

2,5

10

6,1

5,1

4,2

3,6

Примечания. 1. В зависимости от механических свойств сталей значения подачи вводить поправочный коэффициент 1,2 при σв = 480 ... 640 МПа; 1 при σв = 650 ... 870 МПа; 0,85 при σв = 870 ... 1170 МПа.

2. При обработки чугуна табличные значения подачи умножать на коэффициент 1,6.

3. Табличные значения подачи умножать на коэффициент 1,4 при φ = 30°; 1 при φ = 45°; 0,6 при φ = 60°; 0,4 при φ = 90°.

4. При обработке с ударами подачу уменьшать на 20 %

Таблица 2.4

Подачи, мм/об, при чистовом точении

Параметр шероховатости поверхности, мкм

Радиус при вершине резца r, мм

Ra

Rz

0,4

0,8

1,2

1,6

2,0

2,4

0,63

1,25

2,50

0,07

0,1

0,14

0,1

0,13

0,2

0,12

0,165

0,246

0,14

0,19

0,29

0,15

0,21

0,32

0,17

0,23

0,35

20

40

80

0,25

0,35

0,47

0,31

0,51

0,66

0,42

0,63

0,81

0,49

0,72

0,94

0,55

0,80

1,04

0,6

0,87

1,14

Примечания. Подачи даны для обработки сталей с n σВ = 700...900 МПа и чугунов; для стали при σВ = 500...700 МПа значения подач умножать на коэффициент Ks = 0,45.

  1.  Для стали при σВ = 900...1100 МПа значения подач умножать на коэффициент Ks = 1,25.

Значение подачи в зависимости от заданной чистоты поверхности (средней высоты микронеровностей ) можно найти по формуле

мм/об.

Значение коэффициентов CS показателей степени x; y; z; u приведены в табл. 2.5.

Таблица 2.5

Значение коэффициентов CS и показателей степени x; y; z; u

Материал

Подача в мм/об

CS

x

y

z

u

Сталь

< 1,75

0,008

0,30

0,40

0,35

0,70

> 1,75

0,170

0,12

0,60

0,15

0,3

Чугун

< 1,6

0,045

0,25

1,25

0,50

0,75

> 1,6

0,290

0,12

0,60

0,25

0,25

Значение подачи принять ближайшее по выбранному станку (Sфакт).

Скорость резания V, м/мин: при наружном продольном поперечном точении и растачивании рассчитывают по эмпирической формуле:

,

где стойкость Т – период работы инструмента до затупления, приводимый для различных видов обработки, соответствует условиям одноинструментной обработки, мин; t – глубина резания, мм; S – подача на оборот, мм/об; CV – коэффициент; KV – поправочный коэффициент; m, x, y – показатели степени.

Значение коэффициентов CV, показателей степени y, x, m приведены в табл. 2.6.

Поправочный коэффициент KV равен:

.

Коэффициент KV является произведением коэффициентов, учитывающих свойства обрабатываемого материала KмV, состояния поверхности детали KпV, материала инструмента KиV. При многоинструментальной обработке и многостаночном обслуживании период стойкости увеличивают, вводя соответствующие коэффициенты Kти и Kтс. Поправочный коэффициент Kφv и Krv учитывает влияние изменения углов в плане и радиусов при вершине на стойкость инструмента.

Таблица 2.6

Значение коэффициентов CV и показателей степени в формулах скорости резания при обработке резцами

Вид обработки

Материал режущей части
резца

Характеристика подачи

Коэффициент
и показатели степени

CV

x

y

m

Обработка конструкционной углеродистой стали, σв = 750 МПа

Наружное продольное точение проходными резцами

Т15К6*

s до 0,3

s св. 0,3
до    0,7

s  >  0,7

420

350

340

0,15

0,20

0,35

0,45

0,20

То же, резцами
с дополнительным лезвием

Т15К6*

s < t

s > t

292

0,30

0,15

0,15

0,30

0,18

Отрезание

Т5К10*

Р18**

47

23,7

0,80

0,60

0,20

0,25

Фасонное точение

Р18**

22,7

0,50

0,30

Нарезание крепежной резьбы

Т15К6*

244

0,23

0,30

0,20

Р6М5

Черновые ходы:

P < 2 мм

P > 2 мм

14,8

30

0,70

0,60

0,30

0,25

0,11

0,08

Чистовые ходы

41,8

0,45

0,30

0,13

Вихревое нарезание резьбы

Т15К6*

2330

0,50

0,50

0,50

Обработка серого чугуна, НВ 190

Наружное продольное точение проходными резцами

ВК6*

s < 0,40

s > 0,40

292

243

0,15

0,20

0,40

0,20

Окончание табл. 2.6

Вид обработки

Материал режущей части
резца

Характеристика подачи

Коэффициент
и показатели степени

CV

x

y

m

Наружное продольное точение резцами с дополнительным лезвием

ВК6**

s < t

s > t

324

324

0,40

0,20

0,20

0,40

0,28

0,28

Отрезание

ВК6*

68,5

0,40

0,20

Нарезание крепежной резьбы

83

0,45

0,33

Обработка ковкого чугуна, НВ 150

Наружное продольное точение проходными резцами

ВК8*

s < 0,40

s > 0,40

317

215

0,15

0,15

0,20

0,45

0,20

0,20

Отрезание

ВК6*

86

0,4

0,20

Обработка медных гетерогенных сплавов средней твердости, НВ 100 – 140

Наружное продольное точение проходными резцами

Р18*

s < 0,20

s > 0,20

270

182

0,12

0,25

0,30

0,23

* Без охлаждения

** С охлаждением

Примечания. 1. При внутренней обработке (растачивании, прорезании канавок в отверстиях, внутреннем фасонном точении) принимать скорость резания, равную скорости резания для наружной обработки с введением поправочного коэффициента 0,9.

2. При обработке без охлаждения конструкционных и жаропрочных сталей и стальных отливок резцами из быстрорежущей стали вводить поправочный коэффициент на скорость резания 0,8.

3. При отрезании и прорезании с охлаждением резцами из твердого сплава Т15К6 конструкционных сталей и стальных отливок вводить на скорость резания поправочный коэффициент 1,4.

4. При фасонном точении глубокого и сложного профиля на скорость резания вводить поправочный коэффициент 0,85.

5. При обработке резцами из быстрорежущей стали термообработанных сталей скорость резания для соответствующей стали уменьшать, вводя поправочный коэффициент 0,95 – при нормализации, 0,9 – при отжиге, 0,8 – при улучшении.

6. Подача s в мм/об

Таблица 2.7

Поправочный коэффициент KMV учитывающий влияние
физико-механических свойств обрабатываемого материала
на скорость резания

Обрабатываемый материал

Расчетная формула

Сталь

Серый чугун

Ковкий чугун

Примечание. σв и НВ – фактические параметры, характеризующие обрабатываемый материал, для которого рассчитывается скорость резания

Коэффициент Kr, характеризующий группу стали по обрабатываемости, и показатель степени nV cм. в табл. 2.8.


Таблица 2.8

Значения коэффициента Kr и показатели степени n в формуле для расчета коэффициента
обрабатываемости стали
KMV

Обрабатываемый материал

Коэффициент для Kr материала инструмента

Показатели степени nV, при обработке

резцами

сверлами, зенкерами, развертками

фрезами

из быстрорежущей стали

из твердого сплава

из быстрорежущей стали

из твердого сплава

из быстрорежущей стали

из твердого сплава

из быстрорежущей стали

из твердого сплава

Сталь:

углеродистая (С < 0,6%), σв, МПа

< 450

450 ... 550

> 550

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

–1,0

1,75

1,75

1,0

–0,9

–0,9

0,9

1,0

–0,9

–0,9

0,9

1,0

повышенной и высокой обрабатываемости резанием

1,2

0,1

1,75

1,05

хромистая

0,85

0,95

1,75

1,45

углеродистая (С>0,6 %), хромоникелевая, хромомолибденованадиевая

0,8

0,9

1,5

0,9

1,35

Окончание табл. 2.8

Обрабатываемый материал

Коэффициент для Kr материала инструмента

Показатели степени nV, при обработке

резцами

сверлами, зенкерами, развертками

фрезами

из быстрорежущей стали

из твердого сплава

из быстрорежущей стали

из твердого сплава

из быстрорежущей стали

из твердого сплава

из быстрорежущей стали

из твердого сплава

хромомарганцовистая, хромокремнистая, хромокремнемаргонцовистая, хромоникельмолибденовая, хромомолибденоалюминиевая

0,7

0,8

1,25

1,0

0,9

1,0

1,0

1,0

хромованадиевая

0,85

0,8

1,25

маргонцовистая

0,75

0,9

1,5

хромоникельвольфрамовая, хромомолибденовая

0,8

0,85

1,25

хромоалюминиевая

0,75

0,8

1,25

хромоникельванадиевая

0,75

0,85

1,25

быстрорежущие

0,6

0,7

1.25

Чугун:

серый

1,7

1,5

1,3

1,3

0,95

1,25

ковкий

1,7

1,5

1,3

1,3

0,85

1,25


Таблица 2.9

Поправочный коэффициент Kмт, учитывающий влияние физико-механических свойств жаропрочных и коррозионно-стойких сталей
и сплавов на скорость резания

Марка
стали или сплава

σв, МПа

Усредненное значение коэффициента KмV

Марка стали или сплава

σв, МПа

Усредненное значение коэффициента KмV

12Х18Н9Т

550

1,0

ХН77ТЮ

850...1000

0,40

13Х11Н2В2МФ

110...1460

0,8...0,3

ХН77ТЮР

0,26

14Х17Н2

800...1300

1,0...0,75

ХН35ВТ

950

0,0

13Х14Р3В2ФР

700...1200

0,5...0,4

ХН70ВМТЮ

1000...1250

0,25

37Х12Н8Г8МФБ

0,95...0,72

ХН55ВМТКЮ

1000...1250

0,25

45Х14Н14В2М

1,06

ХН65ВМТЮ

900...1000

0,20

10Х11Н20Т3Р

700

0,85

ХН35ВТЮ

900...950

0,22

12Х21Н5Т

720...800

0,65

ВТ3-1; ВТ3

950...1266

0,40

20Х23Н18

820...1000

0,80

ВТ5; ВТ4

750...950

0,70

31Х19Н9МВБТ

600...620

0,40

ВТ6; ВТ8

900...1200

0,35

15Х18Н12С4ТЮ

0,50

ВТ14

900...1400

0,53...0,43

ХН78Т

730

0,75

12Х13

600...1100

1,5...1,2

ХН75МБТЮ

780

0,53

30Х13; 40Х13

850...1100

1,3...0,9

ХН60ВТ

750

0,48

Таблица 2.10

Поправочный коэффициент KмV, учитывающий влияние
физико-механических свойств медных и алюминиевых сплавов
на скорость резания

Медные сплавы

KмV

Алюминиевые сплавы

KмV

Гетерогенные:

НВ > 140

НВ 100...140

Свинцовистые при основной гетерогенной структуре

0,7

1,0

1,7

Силумин и литейные сплавы
(закаленные), σ
в = 200...300 МПа, НВ > 60

Дюралюминий (закаленный),
σ
в = 200...300 МПа

0,8

Гомогенные

Сплавы с содержанием свинца < 10 % при основной гомогенной структуре

2,0

4,0

Силумин и литейные сплавы (закаленные), σв = 100...200 МПа,

Дюралюминий, σв = 300...400 МПа, НВ < 100

1,0

Медь

8

Дюралюминий, σв = 200...300

1,2

Сплавы с содержанием свинца > 15 %

12,0

Таблица 2.11

Поправочный коэффициент KпV учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания

Состояние поверхности заготовки

без корки

с коркой

Прокат

Поковка

Стальные и чугунные отливки – при корке

Медные
и алюминиевые сплавы

нормальной

сильно
загрязненной

1,0

0,9

0,8

0,8...0,85

0,5...0,6

0,9

Таблица 2.12

Поправочный коэффициент скорость резания учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания (KиV)

Обрабатываемый материал

Значения коэффициента KиV в зависимости
от марки инструментального материала

Сталь конструкционная

Т5К12В

Т5К10

Т14К8

Т15К6

Т15К6

Т30К4

ВК8

0,35

0,65

0,8

1,0

1,15

1,4

0,4

Коррозионно-стойкие и жаропрочные стали

ВК8

Т5К10

Т15К6

Р18

1,0

1,4

1,9

0.3

Сталь закаленная

HRC 35 – 50

HRC 51 – 62

Т15К6

Т30К4

ВК6

ВК8

ВК4

ВК6

ВК8

1,0

1,25

0,85

0,83

1,0

0,92

0,74

Серый и ковкий чугун

ВК8

ВК6

ВК4

ВК3

ВК3

0,83

1,0

1,1

1,15

1,25

Сталь, чугун, медные и алюминиевые сплавы

Р6М5

ВК4

ВК6

9ХС

ХВГ

У12А

1,0

2,5

2,7

0,6

0,6

0,5

Таблица 2.13

Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние некоторых
геометрических параметров резца на скорость резания (
Kφv и Krv)

Главный угол
в плане φ°

Коэффициент
Kφv

Вспомогательный угол
в плане φ
1

Коэффициент Kφv1

Радиус при вершине резца г*, мм

Коэффициент

Krv

20

30

45

60

75

90

1,4

1,2

1,0

0,9

0,8

0,7

10

15

20

30

45

1,0

0,97

0,94

0,91

0,87

1

2

3

5

0,94

1,0

1,03

-

1,13

* Учитывают только для резцов из быстрорежущей стали

Режимы резания при точении закаленной стали резцами с пластинами из твердого сплава приведены в табл. 2.14.

Таблица 2.14

Режимы резания при точении закаленной стали резцами с пластинами
из твердого сплава

Подача s, мм/об

Ширина прорезания, мм

Твердость обрабатываемого материала HRC

35

39

43

46

49

51

53

56

9

62

Скорость резания V, м/мин

Наружное продольное точение

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

157

140

125

116

108

135

118

104

95

88

116

73

107

92

78

71

64

83

70

60

53

48

76

66

66

66

54

45

48

39

33

32

25

26

20

Прорезание паза

0,05

0,08

0,12

0,16

0,20

3

4

6

8

12

131

89

65

51

43

110

75

55

43

36

95

65

47

37

31

83

56

41

32

27

70

47

35

27

23

61

41

30

23

20

54

31

27

46

31

23

38

25

18

29

19

14

Примечания. 1. В зависимости от глубины резания на табличное
значение скорости резания вводить поправочный коэффициент: 1,15 при
t = 0,4...0,9 мм; 1,0 при t = 1...2 мм и 0,91 при t = 2...3 мм.

2. В зависимости от параметра шероховатости на табличное значение скорости резания вводить поправочный коэффициент: 1,0 для Rz = 10 мкм; 0,9 для Ra = 2,5 мкм и 0,7 для Ra =1,25 мкм.

3. В зависимости от марки твердого сплава на скорость резания вводить поправочный коэффициент 0,9

Окончание табл. 2.14

Твердость обрабатываемого материала

HRC 35-49

HRC 50-62

Марка твердого сплава

Т30К4

Т15К6

ВК6

ВК8

ВК4

ВК6

ВК8

Коэффициент Km

1,25

1,0

0,85

0,83

1,0

0,92

0,74

4. В зависимости от главного угла в плане резца вводить поправочные коэффициенты:1,2 при φ = 30°; 1,0 при φ = 45°; 0,9 при φ = 60°; 0,8 при
φ = 75°; 0,7 при φ = 90°.

5. При работе без охлаждения вводить на скорость резания поправочный коэффициент 0,9

По рассчитанной скорости резания определяем частоту вращения шпинделя

,

где V – скорость резания, м/мин; D – диаметр заготовки в мм.

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка и устанавливаем действительное значение частоты вращения nд.

Определяем действительную скорость резания

,

где D – диаметр заготовки в мм.

Определяем действительную стойкость инструмента

.

Таблица 2.15

Рекомендуемые режимы резания резцами, оснащенными пластинами
из керамики

Обрабатываемый материал

Твердость

Режим резания

Скорость резания V, м/мин

Подача S0, мм/об

Глубина резания t, мм

Стали качественные конструкционные

HB < 229

300...700

150...300

0,5...0,15

0,5...0,10

0,5...1,5

1,0...5,0

Стали конструкционные легированные

HB < 269

300...700

100...300

0,5...0,15

0,5...0,10

0,5...1,5

1,0...4,0

Стали улучшенные

HB 229...380

300...600

100...350

0,4...0,10

0,35...0,10

0,5...1,0

1,0...3,0

HRC 36...45

100...300

70...180

0,25...0,10

0,60...0,10

0.5...1,5

1,0...3,0

Стали цементованные, закаленные

HRC 48...57

60...150

0.15...0,05

0,15...0,08

0,3...1,0

1,0...2,5

HRC 57...64

40...120

0,12...0,04

0,15...0,08

0,3...1,0

1,05...2,0

Чугуны серые

HB 143...278

300...900

200...500

0,5...0,10

0,5...0,10

0,5...1,5

1,0...5,0

HB 140...269

200...400

100...250

0,35...0,10

0,4...0,15

0,5...1,5

1,2...3,0

Чугуны ковкие

HB 163...269

200...100

150...250

0,35...0,10

0,4...0,15

0.5...1,5

1,0...3,0

Чугуны отбеленные

HB 400...650

40...150

15...40

0,15...0,08

0,30...0,10

0,5...1,5

1,0...2,5

Таблица 2.16

Рекомендуемые диапазоны режимов резания резцами, оснащенными ПКА

Обрабатываемый
материал

Скорость
резания
V, м/мин

Подача S0, мм/об

Глубина
резания
t, мм

Алюминий и алюминиевые сплавы

Алюминиево-кремневые сплавы (10...20 % Si)

Медь и медные сплавы

Углепластики, стеклопластики и тому подобные композиционные материалы

Полуспеченные твердые сплавы и керамика

Спеченные твердые сплавы

Горные породы (песчаник, гранит)


600...3000


500...1500

300...1000




200...1000


100...300


15...40


50...400


0,03...0,3


0,03...0,3

0,03...0,3




0,03...0,3


0,03...0,15


0,03...0,1


0,03...0,3


0,05...1,0


0,05...1,0

0,05...1,0




0,05...1,0


0,05...1,0


0,05...1,0


0,05...1,0

2.2. Расчеты сил резания и мощности

Сила резания. Результирующую силу резания R принято раскладывать на составляющие силы, направленные по осям координат станка (тангенциальную Pz, радиальную Py и осевую Px). При наружном продольном и поперечном точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов и фасонном точении эти составляющие рассчитывают по формуле

При отрезании, прорезании и фасонном точении t – длина лезвия резца.

Постоянная Cp и показатели степени x, y, n для конкретных условий обработки для каждой из составляющих силы резания приведены в табл. 2.17.


Таблица 2.17

Значения коэффициента Cp и показателей степени в формулах силы
резания при точении

Обрабатываемый
материал

Материал рабочей части резца

Вид

обработки

Коэффициент и показатели степени в формулах для составляющих

тангенциальной PZ

радиальной PY

осевой PX

CV

x

y

n

CV

x

y

n

CV

x

y

n

Конструкционная сталь и стальные отливки,
σ
в = 750 МПа

Твердый сплав

Наружное продольное и поперечное точение и растачивание

300

1,0

0,75

–0,15

243

0,9

0,6

339

1,0

0,5

–0,4

Наружное продольное точение резцами с дополнительным лезвием

384

0,90

0,90

35

0,6

0,8

241

1,0

0,2

Отрезание
и прорезание

408

0,7

0,8

0

17

0,73

0,6

0

Нарезание резьбы

148

1,7

0,71

Продолжение табл. 2.17

Быстрорежущая часть

Наружное продольное и поперечное точение
и растачивание

200

1,0

0,75

0

125

0,9

0,75

0

67

1,2

0,65

0

Отрезание
и прорезание

247

1,0

Фасонное точение

212

0,7

Сталь жаропрочная 12Х18Н9Т

НВ 141

Твердый сплав

Наружное продольное и поперечное точение
и растачивание

204

Серый чугун, HB 190

Твердый сплав

Наружное продольное и поперечное точение и растачивание

92

1,0

0,75

0

54

0,9

0,75

0

46

1,0

0,4

0


Продолжение табл. 2.17

Обрабатываемый
материал

Материал рабочей части резца

Вид

обработки

Коэффициент и показатели степени в формулах для составляющих

тангенциальной PZ

радиальной PY

осевой PX

CV

x

y

n

CV

x

y

n

CV

x

y

n

Наружное продольное точение резцами с дополнительным лезвием

123

1,0

0,85

0

61

0,6

0,5

0

24

1,05

0,2

0

Нарезание резьбы

103

1,8

0,82

Быстрорежущая сталь

Отрезание и прорезание

158

1,0

1,0

0

Ковкий чугун,

HB 150

Твердый сплав

Наружное продольное и поперечное точение
и растачивание

81

0,75

43

0,9

0,75

0

38

1,0

0,4

0

100

88

40

1,2

0,65

Отрезание
и прорезание

139

1,0

Окончание табл. 2.17

Медные гетерогенные сплавы, HB 120

Быстрорежущая сталь

Наружное продольное и поперечное точение и растачивание

55

1,0

0,66

Отрезание и прорезание

75

1,0

Алюминий и силумин

Наружное продольное и поперечное точение и растачивание

40

1,0

0,75

0

Отрезание и прорезание

50

1,0

Поправочный коэффициент Kp представляет собой произведение ряда коэффициентов
(
Kp = KмpKφpKγpKλpKrp), учитывающих фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов приведены в табл. 2.18; 2.19; 2.20.


Таблица 2.18

Поправочный коэффициент  для стали и чугуна, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости

Обрабатываемый материал

Расчетная формула

Показатель степени n при определении

составляющей  силы резания при обработке резцами

крутящего момента
и осевой силы  при сверлении рассверливании и зенкеровании

окружной силы
резания  при фрезеровании

Конструкционная углеродистая и легированная сталь,  МПа

< 600

> 600

0,75/0,35

0,75/0,75

0,75/0,75

0,75/0,75

0,3/0,3

0,3/0,3

Серый чугун

0,4/0,5

0,6/0,6

1,0/0,55

Ковкий чугун

0,4/0,55

0,6/0,6

1,0/0,55

Таблица 2.19

Поправочный коэффициент сплавов на силовые зависимости,
учитывающий влияние качества медных и алюминиевых сплавов

Медные сплавы

Алюминиевые сплавы

Гетерогенные:

НВ 120

НВ > 120

Свинцовистые при основной гетерогенной структуре и свинцовистые с содержанием свинца 10 % при основной гомогенной структуре

Гомогенные

Медь

С содержанием свинца >15 %

1,0

0,75

1,8...2,2

1,7...2,1

0,25...0,45

Алюминий и силумин

Дюралюминий,  МПа:

250

350

>350

1,0

1,5

2,0

2,75

Таблица 2.20

Поправочные коэффициенты Kφp, Kγp, Kλp, Krp, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента
на составляющие силы резания при обработке стали и чугуна

Параметры

Материал
режущей части
инструмента

Поправочные коэффициенты

Величина

Обозначение

Величина коэффициента для составляющих

тангенци-

альной,

радиаль-

ной,

осевой

Главный

угол в плане

30

45

60

90

Твердый

сплав

Kφp

1,08

1

0,94

0,89

1,30

1

0,77

0,50

0,78

1

1,11

1,17

30

45

60

90

Быстрорежущая

сталь

1,08

1,0

0,98

1,08

1,63

1,0

0,71

0,44

0,70

1,00

1,27

1,82

Передний угол

–15

0

10

Твердый сплав

Kγp

1,25

1,1

1,0

2,0

1,4

1,0

2,0

1,4

1,0

12...15

20...25

Быстрорежущая сталь

1,15

1,0

1,6

1,0

1,7

1,0

Угол наклона главного лезвия

–5

0

5

15

Твердый сплав

Kλp

1,0

0,75

1,0

1,25

1,7

1,07

1,0

0,85

0,65

Радиус при вершине r, мм

0,5

1,0

2,0

3,0

4,0

Быстрорежущая сталь

Krp

0,87

0,93

1,0

1,04

1,10

0,66

0,82

1,0

1,14

1,33

1,0

Мощность резания, кВт, рассчитывается по формуле

,

где Pz – тангенциальная сила резания, Н; Vд – скорость резания, м/мин.

2.3. Проверка правильности рассчитанных режимов
р
езания, конструктивных, геометрических параметров резца и их коррекция

2.3.1. Проверка режимов резания на достаточность мощности привода станка

Проверяем достаточность мощности привода станка. Необходимое выполнение условия NрезNм. Мощность на шпинделе станка
Nшп = Nмη, где η = кпд станка, а Nм – определяется по паспорту
станка.

Определяем осевую составляющую Px.

Рассчитанная составляющая сила Px не должна превышать допускаемую механизмом подачи выбранного станка Pmax: .

2.3.2. Проверка режимов резания по условию прочности державки резца

Проверяем главную составляющую силу резания Pz из условий прочности державки резца по табл. 2.21 или по формуле

,

где Н и В ширина и высота державки резца;  для стали
45 = 200МПа;
L ≈ 1,5Н – вылет резца.

Таблица 2.21

Допускаемые усилия резания Pz по прочности державки резца
(точение, отрезание)

Вылет резца

Размеры державки резца в мм

квадратного сечения

1,5Н

2Н

6x6

10x10

12x12

16x16

20x20

25x25

30x30

Допускаемая сила , Н

800

2280

3200

5700

8800

11850

20000

600

1650

2400

4250

6700

10400

15000

1,5Н

2Н

прямоугольного

10x16

12x20

16x25

20x30

25x40

30x45

Допускаемая сила , Н

3550

5350

8300

13300

22200

30000

2650

4000

6650

10000

2.3.3. Проверка режимов резания из условия жесткости державки резца

Проверяем главную составляющую силу Pz, исходя из условия жесткости державки резца

,

где  – допустимая величина прогиба резца: для черновой обработки – 0,1 мм; для чистовой обработки – 0,05 мм;  – модуль упругости (сталь МПа);  – ВН/12 () – осевой момент инерции державки резца.

2.3.4. Проверка режимов резания из условия прочности режущей пластинки

Проверка главной составляющей силы резания из условия прочности пластинки твердого сплава осуществляется по выражению

,

где h – толщина пластины в мм; φ – главный угол в плане в градусах.

2.3.5. Проверка допустимости силы Py из условия жесткости
з
аготовки:

Рассчитываем составляющую силу резания Py.

Допустимые значения радиальной составляющей Py из условия жесткости заготовки рассматривать с учетом крепления заготовки на станке (рис. 2.1, а, б, в).

Рис. 2.1. Виды крепления заготовки при токарной обработке:

а – крепление в центре; б – крепление в патроне с поджатым центром; в – крепление
в патроне

В случае закрепления заготовки в центрах и когда резец находится посередине ее длины (рис. 2.1, а) максимально допустимая сила по жесткости заготовки:

(Н).

В случае закрепления в патроне и поджатии задним центром
(рис. 2.1,
б)):

(Н).

В случае закрепления в одном патроне (рис. 2.1, в):

(Н),

где Е – модуль упругости обрабатываемого металла (для стали МПа); I – момент инерции сплошного сечения заготовки;  (D – диаметр обработанной поверхности в первых двух случаях и заготовки в третьем случае, если она одного диаметра);  – расстояние между точками опоры в первых двух случаях и вылет заготовки; f – допустимая величина прогиба заготовки:

f = 0,2…0,4 мм – при предварительном точении;

f ≤ 0,1 – при точении под шлифование;

f = (1/5)δ – при точных работах,

где δ – величина допуска на размер обработанной поверхности.

2.3.6. Проверка допустимости силы из условия прочности заготовки

Допустимая величина равнодействующей силы резания в вертикальной плоскости из условия прочности заготовки:

,

где  – коэффициент, зависящий от условия закрепления и расположения опасного сечения;  – допустимое напряжение материала детали (МПа); W – осевой момент сопротивления; (для крупных деталей , где D – диаметр заготовки)  – вылет при закреплении в опасном сечении; = 1 при закреплении в одном патроне; = 4 при схеме закрепления в центрах.

После расчетных проверок производится коррекция режимов или конструктивных и геометрических параметров резца.

2.4. Расчет машинного времени обработки

Находим машинное время:

,

где L – длина прохода в мм; i – число проходов; n – число оборотов в мин; S – подача мм/об.

,

где  – длина врезания; мм – величина перебега.

Произвести анализ полученного режима путем определения коэффициента использования станка:

по мощности:

;

по скорости:

.

Список литературы

  1.  Смагин Г.И., Яковлев Н.Д. Резание материалов (рабочая программа и методические указания). – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. – 34 с.
  2.  Справочник технолога машиностроителя / под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – М., 1985. – 496 с.
  3.  Справочник конструктора – инструментальщика / под ред. В.И. Баранчикова. – М., 1994. – 556 с.
  4.  Сахаров Г.Н., Арбузов О.Б., Боровой Ю.Л. и др. Металлорежущие инструменты. – М., 1989. – 328 с.
  5.  Справочник. Инструмент для современных технологий / под ред. А.Р. Маслова , 2005. – 241 с.
  6.  Общемашиностроительные нормативы режимов резания. – в 2 т; под редакцией А.Д. Локтева. – М., 1991. – 480 с.

Расчет режимов резания

при точении

Методические указания

к контрольной работе

Редактор Л.Н. Ветчакова

Технический редактор Н.В. Гаврилова

Компьютерная верстка Н.М. Шуваева

Подписано в печать 25.01.2007. Формат 60 × 84  1/16. Бумага офсетная

Тираж 100 экз. Уч.-изд. л. 3,02. Печ. л. 3,25. Изд. № 312. Заказ №

Цена договорная

Отпечатано в типографии

Новосибирского государственного технического университета

630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

80893. Муниципальное управление охраной здоровья населения 43.99 KB
  Муниципальная система здравоохранения МСЗ включает в себя располагающиеся на территории МО лечебнопрофилактические и иные учреждения системы здравоохранения находящиеся в муниципальной государственной или частной собственности а также органы муниципального управления охраной здоровья населения. Главная цель муниципальная система здравоохранения удовлетворение потребностей населения в услугах сферы здравоохранения отнесенных к предметам ведения местного самоуправления на уровне не ниже государственных минимальных социальных...
80894. Разработка прогноза социально-экономического развития муниципального образования 43.62 KB
  Система планирования комплексного социальноэкономического развития муниципального образования включает в себя прогнозирование текущее и стратегическое планирование. Бюджетный кодекс РФ 2004 года предусматривает обязательную разработку перспективного финансового плана развития муниципального образования на трехлетний среднесрочный период. Этот план разрабатывается на основе прогноза социальноэкономического развития территории на тот же период.
80895. Стратегическое планирование в Муниципальном Образовании 44.44 KB
  Недостаток опыта стратегического планирования комплексного подхода к определению целей и приоритетов перспективного развития муниципальных образований приводит к тому что разработанные концепции и стратегические планы иногда носят декларативный характер отсутствуют механизмы их реализации. В зависимости от стоящих задач концепции и стратегические планы бывают среднесрочные 3 5 лет и долгосрочные до 10 15 лет. Основные этапы разработки концепции комплексного социальноэкономического развития муниципального образования...
80896. Основные направления по противодействию коррупции государственных и муниципальных органах власти 45.12 KB
  Коррупция - злоупотребление служебным положением, дача взятки, получение взятки, злоупотребление полномочиями, коммерческий подкуп либо иное незаконное использование физическим лицом своего должностного положения вопреки законным интересам общества и государства в целях получения выгоды в виде денег, ценностей, иного имущества или услуг имущественного характера, иных имущественных прав для себя или для третьих лиц либо незаконное предоставление такой выгоды указанному лицу другими физическими лицами;
80897. Информационное обеспечение муниципального управления 45.52 KB
  Распоряжения главы администрации и его заместителей протоколы заседаний коллегии ведомости учета изданных мун. Население выражает свое отношение к дти мун. Общественные объединения граждан выражают отношение к деятельности мун.
80898. Сущность и содержание муниципального управления 43.04 KB
  Местное самоуправление в РФ форма осуществления народом своей власти обеспечивающая в пределах установленных Конституцией РФ федеральными законами а в случаях установленных федеральными законами законами субъектов РФ самостоятельное и под свою ответственность решение населением непосредственно и или через органы местного самоуправления вопросов местного значения исходя из интересов населения с учетом исторических и иных местных традиций . Дана характеристика основных признаков местного самоуправления отличающих его от...
80899. Система муниципальных правовых актов (МПА), Устав муниципального образования 43.13 KB
  РФ федеральным конституционным законам ФЗ №131ФЗ другим федеральным законам и иным нормативным правовым актам РФ а также конституциям уставам законам иным нормативным правовым актам субъектов РФ. В систему МПА входят: 1 устав МО правовые акты принятые на местном референдуме сходе граждан; 2 нормативные и иные правовые акты ПО МО; 3 правовые акты главы МО постановления и распоряжения главы местной администрации иных ОМС и должностных лиц МС предусмотренных уставом МО. Устав МО и оформленные в виде правовых актов решения...
80900. ПОНЯТИЕ, ОСОБЕННОСТИ, ФУНКЦИИ И ЗАКОНЫ СОЦИАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ 44.44 KB
  В основе социального управления лежит приоритет человеческого фактора над всеми иными. Функции управления не являются универсальными так как зависят от вида рассматриваемой организации. Законы управления.