Расчет режимов резания: скорость, глубина, таблицы и методички

Характеристики режимов резания при токарной обработке

Точение – один из многофункциональных методов обработки деталей разного типа. Он используется для чистовой и черновой работы с изделиями в процессе выполнения их ремонта или изготовления. Внимательный подход к подбору режимов резанья обеспечивает существенное повышение продуктивности данного процесса.

Что это такое

При расчете режимов работы учитывают и другие характеристики производимых рабочих манипуляций:

  • допустимые припуски;
  • вес заготовок;
  • частота вращения шпинделя станка.

При необходимости учитываются много других характеристик тех элементов, которые влияют на процесс обработки деталей.

Характеристика режимов работы

Расчет операции резания выполняется с использованием специальных справочных и нормативных документов, которых на данный момент существует немало. Необходимо тщательно изучить представленные таблицы и выбрать в них подходящие значения. Правильно выполненный расчет гарантирует высокую эффективность применяемого режима обработки детали и обеспечивает достижение лучшего результата.

Основные виды токарных работ по металлу

Но такой метод расчета является не всегда удачным, особенно в условиях производства, когда нецелесообразно тратить много времени на изучение таблиц с огромным числом значений. Установлено, что все величины режимов резания взаимосвязаны между собой. Если изменить одно значение, закономерно, что все остальные характеристики обработки станут иными.

Поэтому очень часто специалисты предпочитают применять расчетную или аналитическую методику определения режимов резания. Используются специальные эмпирические формулы, при помощи которых определяются все необходимые нормы. Чтобы расчеты по данной методике были абсолютно точными, необходимо знать следующие параметры токарного станка:

  • частота вращения шпинделя;
  • величины подач;
  • мощность.

На современных производствах для выполнения подобных расчетов используют специальное программное обеспечение. Специалисту достаточно ввести известные данные, после чего компьютер выдаст вычисляемые величины. Применение программ для расчетов существенно облегчает работу специалистов и делает производство более эффективным.

Устройство токарного станка

Схема расчетов

Перед выполнением расчетов операции резания необходимо определить, какой тип режущего инструмента будет использоваться в данном случае.

При токарной или абразивной обработке хрупких материалов выбирают оснащение с минимальными показателями. Следует не забывать, что во время работы деталь обычно довольно сильно нагревается.

Если скорость обработки будет очень высокая, она может деформироваться, что приведет к ее непригодности.

Обязательно учитывается, какая обработка будет осуществляться – чистовая или черновая. В первом случае подбирают рабочие параметры, которые обеспечат максимальную точность. Специалисты обращают внимание и на толщину срезаемого слоя. В зависимости от данной характеристики выбирается количество проходок для выполнения обрезки на специальном оборудовании.

Глубина

Глубина является одним из важнейших параметров для обеспечения качества изготовленных заготовок. Она определяет толщину срезаемого слоя за одну проходку. При выполнении подрезки торца за глубину принимают диаметр детали.

Учитывается количество проходов, что определяется припусками на обработку:

Изменение обрабатываемого диаметра

  • 60% на черновую;
  • 20–30% на получистовую;
  • 10–20% на чистовую.

Для определения глубины обрезки цилиндрических заготовок используется следующая формула:

k=(D-d)/2, где к – глубина обрезки, D – первоначальный диаметр, d – получаемый диаметр.

При определении режимов резания при работе с плоскими деталями вместо диаметров используют длину.

Принято считать, что при черновой обработке глубина должна составлять больше 2 мм, получистовой – 1–2 мм, чистовой – меньше 1 мм. Данный параметр зависит от требований к качеству деталей.

Чем меньше класс точности, тем больше проходов необходимо выполнить для достижения необходимых свойств изделий.

Схема черновой обработки металла

Подача

Пример построения траектории движения резца

Под подачей подразумевают величину перемещения резца за один оборот заготовки. При выполнении черновой обработки данный параметр может иметь максимально возможные значения.

На завершительном этапе работ значение подачи определяется с учетом квалитета шероховатости. Данная характеристика зависит от глубины обрезки и габаритов заготовки. Чем меньше размеры, тем она ниже.

При большой толщине срезаемого слоя выбираются минимальные параметры подачи.

Чтобы облегчить работу специалистам, разработаны специальные таблицы. Там указаны значения подачи при разных условиях режима резанья. Для выполнения точных расчетов иногда необходимо знать размер державки резца.

Если резанье выполняется с существенными ударными нагрузками, значения с таблицы необходимо умножать на коэффициент 0,85. При работе с жаропрочной конструкционной сталью подача не должна быть больше 1 мм/об.

Подачи при черновом наружном точении

Скорость

Скорость резания – это один из важнейших показателей, который определяется на этапе расчетов перед выполнением основных работ. Ее значения зависят от проводимых операций.

Обычно отрезание торцов происходит при максимально возможной скорости. Сверление или точение имеют совсем иные требования к данному рабочему параметру.

Поэтому для качественного выполнения поставленных задач необходимо знать следующее:

Таблица для расчета режимов резания

  • тип выполняемой слесарной операции;
  • вид применяемого токарного инструмента;
  • материал, из которого изготовлена заготовка.

При традиционной токарной обработке скорость определяется путем умножения диаметра заготовки на количество ее оборотов за минуту и на π. Полученное значение необходимо разделить на 1000.

Также скорость резанья можно определить, используя стандартные таблицы для режимов резанья.

Проверка выбранных рабочих характеристик

Когда глубина, подача и скорость определены, их необходимо проверить. Полученные рабочие параметры не должны быть больше нормативных значений, которые указаны в паспорте эксплуатируемого токарного станка.

Обязательно необходимо определить мощность оборудования. Для этого силу обрезки умножают на ее скорость и делят на 1000. Полученное значение сравнивают с тем, что указано в паспорте станка. Если рассчитанные по формулам параметры больше, необходимо корректировать глубину, подачу и скорость, чтобы избежать повреждения оборудования и инструментов.

Выбор материала резца при токарной обработке

Какой режущий инструмент использовать

Изготовление деталей на подобных станках осуществляется при помощи специальных токарных резцов. Они должны обеспечивать следующее:

Виды и назначения токарных резцов

  • качественную обработку деталей с получением нужной формы и размеров;
  • достижение высокого качества обрабатываемой поверхности;
  • высокую производительность при минимальных энергетических затратах;
  • технологичность в изготовлении;
  • ремонтоспособность;
  • минимальный расход дорогих материалов для их изготовления.

Токарные резцы классифицируют по разным параметрам. По виду производимых работ они могут быть отрезными, проходными, фасонными, подрезными и т. д. Резцы изготовляются из различных материалов – алмазов, вольфрама, титан-вольфрама и других. В зависимости от конструктивного исполнения данные инструменты бывают цельными, сборными и комбинированными.

Выбор конкретного типа инструмента осуществляется с учетом режимов проводимых рабочих операций, твердости заготовки, геометрических параметров режущей части и других характеристик.

Видео по теме: Токарная обработка металла

Источник: https://VtorExpo.ru/rezka-metalla/rezhimy-rezaniya-pri-tokarnoj-obrabotke.html

Методика расчета режимов резания при точении

На первом этапе производится выбор материала режущей части инструмента, тип и конструктивного исполнения резца, геометрия режущей части, то есть, углы режущей части (в зависимости вида обработки и материала заготовки)

Определение элементов режимов резания

1. Назначение глубины резания t

Припуск на обработку определяется по формуле, мм:

,

где: D3 – диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм, D – диаметр детали по обработанной поверхности, мм. Если припуск снимается за один проход, то глубина резания, мм:

Если обработка разделена на черновую и чистовую, то:

2. Выбор подачи S

Подача S выбирается в зависимости от назначенной глубины резания t и ряда ограничений. На величину подачи накладываются следующие ограничения:

При черновом точении: прочность и жесткость державки резца; прочность твердосплавной пластины и слабых звеньев механизма подачи станка; жесткость обрабатываемой детали и способ ее крепления. Формально учет этих ограничений производится следующим образом.

При черновом наружном точении резцами с пластинками из твердого сплава и из быстрорежущей стали подача выбирается в зависимости от выбранной глубины резания t и с учетом диаметра детали и размера державки резца по таблицам (см. приложение). Подачи, допускаемые прочностью пластинки из твердого сплава при точении выбираются из таблицам (см. приложение). Выбрать нужно меньшую из двух – Smin. К ней подобрать ближайшую меньшую подачу из паспорта станка.

При чистовом и получистовом точении ограничением могут быть: заданная шероховатость обработанной поверхности и точность детали; жесткость державки резца и детали. В зависимости от D3вида и условий обработки материала детали, а затем проверяется по точности и жесткости.

3. Расчет скорости резания V

Допустимая скорость резания VT рассчитывается в зависимости от назначенных величин глубины резания t, подачи S и стойкости инструментаТ, м/мин:

,

где: CV – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, вида работ и толщины среза ; m, x, yv – показатели степени при значениях стойкости инструментаТ, глубина резания t и подачи S определяются по справочным данным (см.

приложение); В ряде источников показатели степени приводятся с обозначением m, xv, yv; Кv – общий поправочный коэффициент на скорость резания рассчитывается как произведение частных поправочных коэффициентов, каждый из которых отражает отличие фактического значения одного из конкретных условий резания от использованного при экспериментальном определении табличных значений коэффициента СV:

, (1.21)

где: КМV – поправочный коэффициент на физико-механические свойства обрабатываемого материала (см. приложения); КП – поправочный коэффициент на состояние поверхности заготовки (см. приложение); КИ – поправочный коэффициент на марку инструментального материала (см.

приложение); Кφ – поправочный коэффициент на величину главного угла в плане (см.

приложение);Кφ1, Кr – поправочные коэффициенты на вспомогательный угол в плане, радиус при вершине резца и поперечное сечение державки резца, включаемые в расчет только для резцов из быстрорежущей стали (см. приложение);

Определив Кv по формуле (1.21), VT по формуле (1.22) и пользуясь формулой скорости резания, следует определить число оборотов шпинделя n, соответствующее расчетному значению допустимой скорости резания ,об/мин:

, (1.22)

Расчетное значение числа оборотов в минуту следует откорректировать, приведя в соответствие с ближайшим меньшим значением числа оборотов в минуту шпинделя станка из его паспортных данных.

Читайте также:  Как выбрать фрезерно-гравировальный станок с чпу по дереву

Фактическую скорость резания можно рассчитать, исходя из выбранного числа оборотов в минуту шпинделя nст, м/мин:

,

Поскольку обычно фактическая скорость резания VФ меньше расчетной, фактическая стойкость инструмента возрастает согласно формуле (1.21).

Если же расчетное число оборотов в минуту шпинделя лишь на 5…10% меньше ближайшей имеющейся на станке ступени числа оборотов в минуту станка, можно воспользоваться этой ступенью, причем фактическая стойкость инструмента снизится незначительно.

II этап. Проверочный расчет выбранных значений элементов режима резания

Для проверочного расчета необходимо рассчитать силы резания, в частности, тангенциальную силу по формуле

, (1.23)

где: Ср – коэффициент, характеризующий группу обрабатываемых материалов (см.

приложение); х, у ,n – показатели степени при глубине резания t , подаче s и скорости резания v определяются по таблицам (см.

приложение); Кр – поправочный коэффициент, рассчитываемый как произведение поправочных коэффициентов на механические свойства обрабатываемого материала и на геометрические параметры резца;

, (1.24)

Значения поправочных коэффициентов в формуле (1.24) следует выбирать по справочным данным (см. приложение)

1. Проверка выбранной величины подачи s по прочности державки резца производится только при черновом точении. Исходя из того, что державка резца подвергается изгибу под действием силы Рz, для резца прямоугольного сечения можно написать:

, (1.25)

где: В – ширина державки, мм; Н – высота державки, мм; L – вылет резца, l=(1,5….2)Н, мм; [σИ] – допускаемое напряжение на изгиб, МПа; [σИ]=200 МПа.

Если подставить в (1.25) выражение Рz из (1.23), то можно определить подачу, допускаемую прочностью державки резца, мм/об:

, (1.26)

2. Проверка выбранной величины подачи по жесткости державки резца производится в тех случаях, когда резец должен работать со значительным вылетом (например, при расточке сравнительно глубоких отверстий), при тяжелых условиях обработки (например, при движении вершины резца к оси заготовки при отрезке), а также при чистовом точении.

Максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью детали, зависит от способа ее крепления, например, в патроне:

, (1.27)

где: Е – модуль упругости материала детали, Па (для углеродистой конструкционной стали Е = 200000 … 220000 Па); I – момент инерции державки; fдоп – допустимая стрела прогиба, мм (при черновом точении допускается; fдоп =0,1мм, при чистовом 0,05мм)

Подставив выражение силы резания из формулы (1.23) в формулу (1.27), получим выражение для наибольшей подачи, допускаемой жесткостью материала, мм /об:

, (1.28)

Это расчетное значение подачи Sж должно удовлетворять соотношениюSж≤Sст, где Sст определено ранее.

3. Проверка выбранной величины подачи по кинематическим данным станка. Всегда должно быть выдержано соотношение:

Smin≤Sст≤Smax

где: Smax и Smin наибольшее и наименьшее значения подачи по паспортным данным станка.

Однако назначенная на втором этапе расчета подача S была откорректирована в соответствии с паспортными данными станка. Поэтому, если выдержаны соотношения:

Sст≤Sпр, Sст≤Sж

то проверку подачи по кинематическим данным станка производить не следует.

4. Проверочный расчет по мощности на шпинделе Ne. Мощность резания определяется силой резания Рz и фактическим значением скорости резания v.

Мощность резания не должна превосходить эффективной мощности станка Ne, т.е. должно быть выдержано соотношение

Nрез≤Nе, (1.29)

где: Nрез – мощность резания, кВт; Nе = – эффективная мощность станка, кВт; N – мощность электродвигателя станка, кВт; η – коэффициент полезного действия станка.

,

Если не выдержано соотношение (1.29), следует подставить в левую часть выражения (1.22) N·η, определить наибольшее значение скорости резания, допускаемое мощностью станка.

Однако следует иметь в виду, что при снижении скорости резания Рz (1.23).

Поэтому необходимо пересчитать Pz, а затем, проверив достаточность мощности, откорректировать число оборотов шпинделя в минуту nN , соответствующее vN паспортным данным станка.

Конечной целью является расчет основного технологического (машинного) времениТо. Его необходимо выполнить после проверки выбранных элементов режима резания. Как указывалось ранее, именно минимизация основного времениТо является целью расчета оптимального режима резания.

Основное (машинное) технологическое время следует рассчитать по формуле, мин:

,

где: L=l+l1+l2 – расчетная длина обработки, мм; l– длина обрабатываемой поверхности, мм; l1 -врезание резца, определяемое из соотношения, мм:

мм

где: l2 – перебег резца, l2 =1….5мм; i – число проходов.

Производительность труда на любой операции технологического процесса обработки деталей определяется величиной штучного времени Тшт, затрачиваемого на выполнение операции.

Величина штучного времени определяется из соотношения, мин:

где: То – основное (машинное) технологическое время; Твсп– вспомогательное время, затрачиваемое на установку, закрепление и снятие заготовки, на управление станком; Тобсл-время на организационно-техническое обслуживание рабочего места; Тошд – время на отдых.

Назначенные режимы резания прямо или косвенно влияют на все составляющие штучного времени. На основное (машинное) время Т0 элементы режимов резания оказывают непосредственное влияние. На остальные структурные составляющие штучного времени элементы режимов резания оказывают косвенное влияние, через изменение стойкости инструмента Т.

Дата добавления: 2017-01-16; просмотров: 7413;

Источник: https://poznayka.org/s82493t1.html

Расчет режимов резания (стр. 1 из 2)

Задание

1) Выбрать инструментальный материал и геометрические параметры режущей части резца.

2) Аналитически рассчитать рациональный режим резания при обтачивании валика на станке 16К20

Исходные данные

Вариант №91

Материал заготовки – CЧ24

Предел прочности

Предел текучести НВ=220

Обрабатываемый диаметр D=90 мм

Диаметр после обтачивания d=80 мм

Длина обтачивания L=400 мм

Шероховатость

Способ крепления на станке – в центрах

инструментальный угол резание станок

1. Выбор инструментального материала

Выбор группы твердого сплава определяется родом и механическими свойствами обрабатываемого материала.

Обработка чугунов по сравнению с обработкой сталей характеризуется меньшими температурами резания. Поэтому при обработке чугунов используют менее теплостойкие, но более дешевые сплавы группы ВК.

Предпочтение этой группе в данном случае отдается вследствие их повышенной прочности, вязкости, что чрезвычайно важно при обработке чугунов, когда образуется стружка надлома и скалывания, а ударная пульсирующая нагрузка концентрируется на малой площадке контакта стружка – инструмент.

По таблице 2 – Выбор марок твердого сплава при точении из методического пособия для чернового точения по корке при неравномерном сечении и непрерывном резании чугунов с твердостью НВ меньше 240 выбираем марку твердого сплава ВК4.

Выбор геометрических параметров режущей части резца

Выбор величины переднего угла и формы передней поверхности

При оснащении резца пластинкой твердого сплава рекомендуют три формы передней поверхности

Рис.1

В нашем случае выбираем форму II – плоская с отрицательной фаскойприменяется для обработки серого и ковкого чугунов. По таблице 6 методического пособия принимаем передний угол.

1.2 Выбор задних углов

Задние углы обеспечивают зазор между трущимися поверхностями резца, поверхностью резания и обработанной поверхностью детали. Величина их мало зависит от механических свойств обрабатываемого материала и определяется в основном величиной подачи. По таблице 6 методического пособия принимаем задний угол

1.3 Выбор углов в плане

Главный угол в плане оказывает влияние на интенсивность деформации срезаемого слоя, силы и температуру резания, шероховатость обработанной поверхности.

Для проходных резцовв случае обработки в условиях достаточно жесткой системы СПИД (станок – приспособление – инструмент – деталь), при отношении длины детали L к ее диаметру D меньше 12 ().

Вспомогательный угол в плане, уменьшает участие вспомогательной режущей кромки в резании и влияет на допускаемую скорость резания и шероховатость обработанной поверхности. По таблице 5 методического пособия для черновой обработки принимаем.

1.4 Выбор угла наклона главной режущей кромки

Уголвлияет на направление сходящей стружки и определяет точку первоначального контакта режущей кромки и срезаемого слоя. При черновой обработке предпочтительнее положительные значения угла, так как при таких значениях угла лезвие резца более массивное и стойкое. По таблице 6 методического пособия принимаем.

Аналитический расчет режимов резания

Глубина резания определяется по формуле

мм

где- диаметр обрабатываемой поверхности;

– диаметр обработанной поверхности.

t=(D-d)/2=(90-80)/2=5

Максимальные значения подач определим по формулам:

– подача, допускаемая прочностью детали,

– подача, допускаемая жесткостью детали,

– подача, допускаемая прочностью резца,

– подача, допускаемая жесткостью резца,

– подача, допускаемая прочностью слабого звена механизма подачи станка,

– подача, допускаемая прочностью пластинки твердого сплава,

– подача, допускаемая шероховатостью обработанной поверхности,

гдеи- коэффициенты учитывающие метод закрепления детали на станке: при закреплении заготовки в патроне и заднем центре принимаем Кп =0.4 и КЖ =2.4.

– допустимое напряжение при изгибе для материала детали,

Для чугуна

где- коэффициент запаса прочности;

– допустимое напряжение при изгибе для материала державки резца,(материал державки- сталь 45,);

– модуль нормальной упругости обрабатываемого материала,(для чугуна принимаем);

– модуль нормальной упругости материала державки резца,(принимаем);

– вылет резца, мм;

– длина детали, мм;

Н=25 – высота державки резца, мм;

В=25 – ширина державки резца, мм;

– допускаемая стрела прогиба детали, мм, принимаем=0,1);

– допускаемая стрела прогиба резца, мм (для предварительного точения

=0,1 мм);

– наибольшая сила допускаемая прочностью механизма подачи станка, Н= 6000 Н;

– наибольшая сила, допускаемая прочностью пластинки твердого сплава,=9600 Н

– коэффициент и показатели степени, характеризующие влияние различных факторов на шероховатость обработанной поверхности;

Rz =80- высота микронеровностей, мкм;

– радиус закругления вершины резца, мм; r=1мм

– главный угол в плане;

– вспомогательный угол в плане;

– коэффициент и показатели степени в формуле тангенциальной составляющей силы резания.

SЖД =

SПР =

SЖР =19.664 мм/об

Sст =

Источник: http://MirZnanii.com/a/192056/raschet-rezhimov-rezaniya

Новая методика расчета режимов резания при токарных работах

Как известно, существует множество способов расчета режимов резания: таблицы, формулы пересчета с усилий резания, графики стойкости резца, метод оптимального сечения стружки.

Читайте также:  Характеристики, параметры выбора и виды настольных фрезерных станков с чпу

Однако хотелось бы предложить новую методику расчета режимов резания, которая основана на пересчете максимально возможной мощности затраченной на резание – исходя из мощности станка.

Данный метод разработан не так давно, и лично автором опробован на производстве с различным оборудованием, как на ветхих 16К20, так и на модифицированных российских станках с ЧПУ.

В обоих случаях были показаны весьма неплохие показатели по времени обработки и по качеству поверхности, однако при некоторых типах точения (например растачивание и отрезная) приходилось корректировать понижающие коэффициенты – что в принципе можно считать плюсом методики, так как есть возможность регулирования.

Как уже говорилось принцип метода – пересчет из затрачиваемой мощности, и жесткая зависимость площади сечения стружки и скорости резания.

Самым главным моментом является удержание пропорциональности величин подачи, глубины резания, и частоты вращения при определенном диаметре заготовки, поэтому удобнее всего эту методику применить при расчете в программе (например ТехноПро).

Скачать отдельный макрос автоматического расчета режимов резания можно в теме режимов на форуме во вложении.

С учетом особенностей отечественной промышленности и взяв во внимание тот факт, что каждый токарь стремится производить обработку так как сам считает нужным (практика), то данная методика несет рекомендательный характер (хотя в 80% случаев токари применяли аналогичные режимы), однако для оформления технологической документации наиболее удобна ввиду своей возможной автоматизации.

 Методика расчета режимов резания при токарных работах

 Наружное продольное точение

                Подачи при черновой и чистовой обработке выбирать по таб.1; большие назначать при обработки малых диаметров, меньшие – при обработке больших диаметров. Подачи заведомо снижены, учитывая недостаточную жесткость системы и высокую вероятность возникновения вибраций при резании. При чистовой обработке радиус при вершине резца выбирать не меньше 2 мм, вылет резца минимальный.

Черновая обработка Чистовая обработка
s=0.8 мм/обs=0.6 мм/обs=0.4 мм/об s=0.30 мм/об (Ra=6.3)s=0.23 мм/об (Ra=3.2)s=0.11 мм/об (Ra=1.6)

Таблица 1

                При прерывистом точении снижать подачу на 25%. Подачу корректировать коэффициентом Kls в зависимости от вылета резца l (таблица 2) и коэффициентом K φs  в зависимости от главного угла в плане (таблица 3).

l:H до(l-вылетH-высота державки) 1.5 2 2.5 3
Kls 1 0,7 0,5 0,4

Таблица 2

φ- главный угол в плане, град 45 60 75 90
K φs   1 0,9 0,8 0,7

                Таблица 3

                Максимальная глубина резания при черновой обработке – 3 мм, при чистовой – 1 мм.

                 Скорость резания при токарных работах вычислять из возможной мощности привода главного движения станка по формуле:

 v- скорость резания, м/мин

Nстанка- мощность станка по паспорту, кВт

η- КПД станка по паспорту

δ- коэффициент понижения мощности при возможном износе станка δ=0.85

Cp- постоянная, влияющая на силу резания Pz при заданных условиях обработки (таблица 4)

Т- расчетная стойкость резца, мин

t- глубина резания, мм

s- подача продольная, мм/об

x,y,n- коэффициенты, зависящие от условий обработки (таблица 4)

К φv – поправочный коэффициент на скорость, зависящий от главного угла в плане (таблица 5)

Кзаг- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от качества заготовки (таблица 6)

Кинст- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от материала режущего инструмента (таблица 7)

КматV- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от отклонений механических свойств обрабатываемого материала

(таблица 7.1)

Kφp, Kγp, Kλp, Krp-коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на силу резания (таблица 8)

КматP- поправочный коэффициент на силу резания, зависящий от отклонений механических свойств обрабатываемого материала

(таблица 8.1)

Материал обрабатываемый Cp x y n
Сталь 300 1 0,75 -0,15
Чугун серый190 НВ 92 1 0,75
Алюминиевые сплавы 40 1 0,75
Медные сплавы 55 1 0,66

Таблица 4

Главный угол в плане φ 20 30 45 60 75 90
К φv 1,4 1,2 1,0 0,9 0,8 0,7

Таблица 5

Заготовка Покат Поковка,литье под давлением Отливка(чугун) Отливка(медные и алюмин. сплавы)
К заг 0,9 0,8 0,8 0,9

Таблица 6

Материал обрабатываемый
Сталь Т5К12М Т5К10 Т14К8 Т15К6 Т30К4 ВК8
0,35 0,65 0,8 1,0 1,4 0,4
Чугун серый190 НВ ВК8 ВК6 ВК4 ВК3
0,83 1,0 1,1 1,15
Алюминиевые и медные сплавы Р6М5 ВК4 ВК6 9ХС У12А
1,0 2,5 2,7 0,6 0,5

Таблица 7

Обрабатываемый материал КматV Показатель n
при обработке резцами из быстрореж. стали при обработке резцами из тверд.сплава
Сталь С ≤0.6% -1,0 1
1,75
1,75
хромистая сталь 1,75
С>0.6% 1,75
Чугун серый 1,7 1,25
Медные сплавы 1
Алюминиевые сплавы 1

Таблица 7.1

Параметры Материал режущей части Поправочные коэффициенты
Наименование Величина Обозначение Величина
Главный угол в плане φ 30 Твердый сплав Kφp 1,08
45 1,00
60 0,94
90 0,89
30 Быстрореж. сталь 1,08
45 1,00
60 0,98
90 1,08
Передний угол γ -15 Твердый сплав Kγp 1,25
1,10
10 1,00
12-15 Быстрореж. сталь 1,15
20-25 1,00
Угол наклона главного лезвия λ -5 Твердый сплав Kλp 1,00
5
15
Радиус при вершине r, мм 0,5 Быстрореж. сталь Krp 0,87
1,0 0,93
2,0 1,00
3,0 1,04
4,0 1,10

Таблица 8 

Обрабатываемый материал КматP Показатель n
при обработке резцами из быстрореж.стали при обработке резцами из тверд.сплава
Сталь 0,75 0,35
0,75 0,75
Чугун серый 0,4 0,55
Медные сплавы 1
Алюминиевые сплавы 1

Таблица 8.1

                После расчета скорости резания необходимо рассчитать частоту вращения шпинделя и сопоставить с паспортными характеристиками. Частоту вращения фактическую следует выбирать наиболее близкую по величине.

                Частота вращения:                           об/мин

                Разница расчетной и фактической частоты вращения отражается на стойкости инструмента: если расчетная величина больше фактической, то стойкость резца увеличивается относительно расчетной, если меньше – уменьшается.

Растачивание

                При растачивании скорости резания вычисляются аналогичным способом, как и при наружном продольном точении, но с учетом коэффициента Краст (таблица 9).

Диаметр растачиваемого отверстия в мм до 50 75 150 250 >250
Краст 0,6 0,75 0,8 0,9 1,0

Таблица 9

 Прорезание пазов

Поперечные подачи выбираются по таблице 10. Скорости резания при прорезании пазов рассчитываются аналогично наружному точению, но с коэффициентами Cp, x, y, n согласно таблице 11. 

Диаметр обработки,мм Ширина резца, мм Обрабатываемый материал
Сталь Чугун, медные и алюминиевые сплавы

Источник: http://xn--e1aflbecbhjekmek.xn--p1ai/index.php/rezhim/53-2011-01-13-09-14-59

Расчет режимов резания (фрезеровки)

Основными параметрами задающими режимы резания являются:

-Частота вращения вала шпинделя (n)
-Скорость подачи (S)
-Глубина фрезерования за один проход

Требуемая частота вращения зависит от:

-Типа и характеристик используемого шпинделя
-Режущего инструмента
-Обрабатываемого материала

Частота вращения шпинделя вычисляется по следующей формуле:

D – Диаметр режущей части рабочего инструмента, мм
π – число Пи, 3.14
V – скорость резания (м/мин) – путь пройденный точкой (краем) режущей кромки фрезы в минуту.

Скорость резания (V) берется из справочных таблиц (См ниже).

Обращаем ваше внимание на то, что скорость подачи (S) и скорость резания (V) это не одно и  то же!!!

При расчетах, для фрез малого диаметра значение частоты вращения шпинделя может получиться больше, чем количество оборотов, которое в состоянии обеспечить шпиндель. В данном случае за основу дальнейших расчетов величины (n) берется фактическая максимальная частота вращения шпинделя.

Скорость подачи (S) – скорость перемещения режущего инструмента (оси X/Y), вычисляется по формуле:

fz – подача на один зуб фрезы (мм)
z – количество зубьев фрезы
n – частота вращения шпинделя (об/мин)
Подача на зуб берется из справочных таблиц по обработке тех или иных материалов.

Таблица для расчета режимов резания:

После теоретических расчетов по формулам требуется подкорректировать значение скорости подачи. Необходимо учитывать жесткость станка. Для станков с высокой жесткостью и качеством механики значения скорости подачи выбираются ближе к максимальным расчетным. Для станков с низкой жесткостью следует выбрать меньшие значения скорости подачи.

Глубина фрезерования за один проход (ось Z) зависит от жесткости фрезы, длины режущей кромки и жесткости станка. Подбирается опытным путем, в ходе наблюдения  за работой станка, постепенным увеличением глубины резания. Если при работе возникают посторонние вибрации, получаемый рез низкого качества – следует уменьшить глубину за проход и произвести коррекцию скорости подачи.

Скорость врезания по высоте (ось Z) следует выбирать примерно 1/3 – 1/5 от скорости подачи (S).

Краткие рекомендации по выбору фрез:

При выборе фрез нужно учитывать следующие их характеристики:
-Диаметр и рабочая длина. Геометрия фрезы.
-Угол заточки
-Количество режущих кромок
-Материал и качество изготовления фрезы.
Лучше всего отдавать предпочтение фрезам имеющих максимальный диаметр и минимальную длину для выполнении конкретного вида работ.

Короткая фреза большого диаметра обладает повышенной жесткостью, создает значительно меньше вибраций при интенсивной работе, позволяет добиться лучшего качества съема материала. Выбирая фрезу большого диаметра следует учитывать механические характеристики станка и мощность шпинделя, чтобы иметь возможность получить максимальную производительность при обработке.

Для обработки мягких материалов лучше использовать фрезы с острым углом заточки режущей кромки, для твердых – более тупой угол в диапазоне до 70-90 градусов.

Пластики и мягкие материалы лучше всего обрабатывать однозаходными фрезами. Древесину и фанеру – двухзаходными. Черные металлы – 3х/4х заходными.
Материал и качество фрезы определяют срок службы, качество реза и режимы. С фрезами низкого качества сложно добиться расчетных значений скорости подачи на практике.

Примерные режимы резания используемые на практике.

Данная таблица имеет ознакомительный характер. Более точные режимы обработки определяются исходя из качества фрез, вида станка, и др. Подбираются опытным путем.

Полезные ссылки:

Режимы резания

Фрезерное дело С. В. Аврутин

Читайте также:  Комплектация линии по производству арболитовых блоков

Создание УП в программе ArtCAM

Выбор фрезы для станка с ЧПУ

Источник: https://cncmodelist.ru/stati/255-raschet-rezhimov-rezaniya-frezerovki.html

Элементы режима резания

К основным элементам режима резания относят глубину, подачу и скорость резания. Рассмотрим схему резания при точении на примере обтачивания цилиндрической поверхности на токарном станке.

Глубина резания

t – глубина резания, величина снимаемого слоя металла, измеряемая перпендикулярно к обработанной поверхности и снимаемая за один проход режущего инструмента:

, мм;

где Dзаг – диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

d – диаметр обработанной поверхности, мм;

Глубина резания t принимается обычно равной припуску. При чистовом проходе t должна быть не более 1…2 мм.

Рисунок 4.1 – Элементы резания и геометрия срезаемого слоя

Подача

Подача S – величина (путь) перемещения режущей кромки за один оборот обрабатываемой заготовки, либо за один ход заготовки или инструмента в направлении движения подачи, мм/об, мм/дв.ход.

Подачу назначают из условия обеспечения требуемой шероховатости обрабатываемой поверхности. Обычно работают на Sпр = (0,20…0,25) мм/об. Высокая чистота получается при работе на Sпр = 0,03…0,05 мм/об.

Эти параметры элементы режима резания t и S непосредственно влияют на размеры снимаемой стружки, так:

а – толщина срезаемого слоя, расстояние между двумя последовательными положениями главной режущей кромки за один оборот заготовки определяется а = S · sinφ;

в – ширина срезаемого слоя, расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по поверхности резания: в=t/sinφ.

Заштрихованная площадь называется площадью поперечного сечения срезаемого слоя F:

F = t · S = a · b, мм2.

Скорость резания

V – скорость резания, путь перемещения обрабатываемой поверхности заготовки относительно режущей кромки резца в единицу времени, м/мин.

, м/мин, м/с,

n – число оборотов заготовки/мин.

Если главное движение возвратно–поступательное, (например строгание), а скорости рабочего и холостого ходов различны, то скорость резания в м/мин находят по следующей зависимости

V = Lm(К=1)/1000,

где L – расчетная длина хода инструмента;
m – число двойных ходов инструмента в мин;
К – коэффициент показывающий отношение скоростей рабочего и холостого ходов.

Для повышения производительности процесса обработки V резания должна быть наибольшей. Однако, скорость резания ограничивается стойкостью режущей кромки инструмента, т.е.

или

, м/мин,

где Т – стойкость инструмента, т.е. способность сохранять в рабочем состоянии режущие кромки (до достижения критического критерия затупления hзкр);

Сv – коэффициент учитывающий конкретные условия обработки: физико-механические свойства обрабатываемого материала, качество поверхности заготовки, углы резца, условия охлаждения и т.д.;

хy и yv – показатели степени при глубине резания t и подаче S, точно также как и Сv указаны в нормативных справочниках по резанию. Для определения оптимальной скорости резания нужен экономический анализ, необходимо выяснить, что выгоднее – повышение скорости резания или повышение стойкости инструмента. Например, расчетами или опытами выявлено, что при скоростях резания

V, м/с 1,2 1,5 1,7 2,0
Т, сек 425 166 100 33

Анализируя эти результаты можно отметить, что увеличение скорости резания на 25% приводит к снижению стойкости резца почти в три раза.

Поэтому нужно учитывать, что по времени выгоднее – увеличение скорости или сохранение стойкости? В справочниках имеются рекомендуемые скорости резания V для данных конкретных условий обработки.

При назначении V учитывают ее влияние на шероховатость поверхности, которая оказывает существенное влияние на износостойкость рабочих поверхностей детали, ее усталостную и коррозионную стойкость, а также на коэффициент полезного действия машин.

Шероховатость – один из показателей качества поверхности оценивается высотой, формой, направлением неровностей, включающая выступы и впадины на поверхности деталей, характеризующиеся малыми шагами т.е.

Она характеризуется тремя высотными параметрами Ra, Rr, Rmax двумя шаговыми Sm, S и относительной опорной длиной tр.

На шероховатость влияют режим резания, геометрия инструмента, вибрации, физико-механические свойства материала заготовки.

По современным представлениям сила трения Fт включает силу молекулярного взаимодействия контактирующих поверхностей и силу сопротивления их перемещению вследствие зацепления неровностей.

При благоприятном профиле износостойкость детали выше за счет меньшей величины контактных напряжений. Необходимо иметь ввиду, что усталостные разрушения вызываются знакопеременными нагрузками и трещины при этом развиваются с поверхности, причем в местах наиболее напряженных, т.е. во впадинах, где высокая степень пластического деформирования.

Следовательно скорость резания назначается таким образом, чтобы через определенное время (период стойкости Т) резец износился до значения критерия h3. Так Т = 30…60 мин для резцов из быстрорежущей стали и Тmax = 90 мин – для резцов с напаянными твердыми сплавами.

Пример

Для определенных условий обработки на токарно-винторезном станке модели IК62 определим значения теоретической скорости резания Vт:

  • – при точении проходным резцом, оснащенным напаянной пластиной из твердого сплава ВК8
  • , м/мин;
  • – при точении проходным резцом, оснащенным напаянной пластиной из твердого сплава Р18
  • , м/мин.

Значения Сv = 5640 и 1500, m = 0,8, Хv = 0,55 и Уv = 0,55 приняты из справочных нормативных материалов по резанию.

Необходимо отметить, что скорость резания не оказывает существенного влияния на шероховатость, как значение подачи.

По паспортным данным станка IК62 определяем фактическую скорость резания Vд.

Расчетная частота вращения шпинделя, пр (для Vт = 120 м/мин):

мин–1.

На станке Vт – теоретическая скорость резания для данных условий обработки, м/мин; Dз – диаметр заготовки, мм.

Машинное время обработки определяется по формуле

мин,

где l – длина заготовки, мм;

l2 – длина перебега, по нормативным таблицам: для глубины резания

мм, l2 = 2 мм,

где d – диаметр, обработанной поверхности;

l1 – длина врезания

где φ – главный угол в плане проходного резца, примем равным 60°.

S – продольная подача резца за один оборот заготовки. Теоретическое значение подачи S = 0,6 мм/об заменяем величиной ближайшей подачи, имеющейся на станке IК62, т.е. S = 0,61 мм/об.

Мощность Nр, затрачиваемую на процесс резания, при силе резания Рz = 300 кГ определяем по формуле

кВт.

Необходимая мощность электродвигателя для выполнения заданного режима обработки

кВт,

где η – коэффициент полезного действия (кпд), равный 0,75.

Коэффициент загрузки станка IК62 для указанной обработки, при мощности его электродвигателя Nст = 10 кВт.

К параметрам процесса резания относят основное (технологическое) время обработки – время, затрачиваемое непосредственно на процесс изменения формы, размеров и шероховатости обрабатываемой поверхности заготовки.

При токарной обработке цилиндрической поверхности основное (машинное) время и элементы режима резания связаны зависимостью

где Li = l + l1 + l2 – путь режущего инструмента относительно заготовки в направлении подачи ( l – длина обрабатываемой поверхности, мм; l1 = t·ctgφ – величина врезания резца, мм; l2 = 1–3 мм выход резца (перебег)), i =H/t число рабочих ходов резца, необходимое для снятия материала, оставленного на обработку (Н – толщина удаляемого слоя металла, мм).

В целом штучное время состоит

Тшт = То + Тв + Тоб + Тп,

где Тв – вспомогательное время необходимое для выполнения действий, связанных с подготовкой к процессу резания (подвод и отвод инструмента, установка и снятие заготовки и т.д.);

Тоб – время обслуживания рабочего места, оборудования и инструмента в рабочем состоянии;

Тп – время на отдых и естественные потребности, отнесенное к одной детали.

Геометрия инструмента >
Теория по ТКМ >

Источник: http://dprm.ru/tkm/elementy-rezhima-rezania

Табличный расчет режимов резания

Пользуемся справочником «Режимы резания черных металлов инструментом, оснащенным твердым сплавом» (Машгиз, 1958 г.).

Глубина резания.

Глубину резания выбираем точно так же, как и при расчете по полному методу. Принимаем t = 1 мм;

Подача.

Подачу выбираем в зависимости от заданной шероховатости поверхности (справочные таблицы). Для шероховатости обработки Rz = 20 мкм рекомендуется подача 0,35 ч 0,55 мм/об. Принимаем S = 0,5 мм/об.

Учитывая поправочные коэффициенты на обрабатываемый материал и на радиус при вершине, получим: Kм.s = 0,75

мм/об.

Корректируем по станку, принимаем:

S = 0,36 мм/об.

Скорость резания

Скорость резания выбираем по справочным материалам в зависимости от глубины подачи, от прочности обрабатываемого материала.

Так как принятых нами значений глубины и подачи в справочной таблице нет, то пользуемся ближайшими имеющимися, т. е. выбираем скорость резания для t = 1,4мм и S = 0,38мм/об.

V = 330 м/мин.

Величину выбранной по таблице скорости резания уточняем, пользуясь поправочными коэффициентами. Берём их такими же, как и при расчете по полному методу.

– коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала

=0,8-коеффициент, зависящий от состояния материала

-коеффициент состояния поверхности заготовки

– поправочный коэффициент, зависящий от главного угла в плане (ц = ),

– поправочный коэффициент, зависящий от вспомогательного угла в плане (ц 1= ),его не учитываем

– поправочный коэффициент, зависящий от марки инструментального материала, для Т15К6

– коэффициент, зависящий от формы передней грани, плоская или радиусная с фаской

– коэффициент, зависящий от радиуса при вершине (r = 1,5мм).

Кh=1-коэффициент износа по задней поверхности резца

Вводим поправочные коэффициенты на глубину резания и на подачу так, как в таблице нет точных значений.

Имея эти данные, находим общий поправочный коэффициент Kv:

Имея эти данные, находим общий поправочный коэффициент Kv:

Определяем скорость резания:

м/мин.

По скорости резания рассчитываем число оборотов:

об/мин.

Корректируя по станку, получим:

n = 1600об/мин.

Откуда м/мин.

Мощность и сила резания

Выбранный режим резания (t = 1 мм; S = 0,36 мм/об; n = 1600 об/мин.; V = 331,5м/мин.) проверяем по мощности станка.

Для этого воспользуемся справочными таблицами и картами. Так как в карте нет точных значений, принятых нами t и S, воспользуемся ближайшими большими.

При t до 2,0 мм, S = 0,3 мм/об и V =300 м/мин мощность резания составляет 3,4 кВт, что меньше мощности станка на шпинделе.

кВт.

Более точную проверку производим по формуле:

кВт.

Н.

3,9 кВт ? 7,5 кВт

Следовательно, мощность станка достаточна.

Окончательно принимаем следующий режим резания:

t = 1мм;

S = 0,36 мм/об;

n = 1600 об/мин;

V = 331,6 м/мин.

Источник: http://prod.bobrodobro.ru/63150

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector