0 руб
Оформить заказ3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ
Наибольшая допускаемая подача определяется из условия
где — наибольшая подача, допускаемая по силе резания; — наибольшая подача, допускаемая по шероховатости обработанной поверхности.
Найденная подача сопоставляется с имеющимся на станке рядом подач. Обычно оказывается, что . Окончательно выбранная подача s не должна превышать расчетную более чем на 10 %, т. е. , если , если .
Допускаемая силе резания [] ограничивается рядом факторов, связанных с прочностью и жесткостью заготовки, приспособления, инструмента, станка. В качестве расчетной принимается наименьшее из всех вычисленных значений.
Расчетная скорость резания определяется из условия
Скорость резания , допускаемую станком, находят из условий , где N — мощность, затрачиваемая на резание, Вт (кВт); — эффективная мощность станка; — мощность электродвигателя привода шпинделя, Вт (кВт); — КПД кинематической цепи от вала электродвигателя до шпинделя. При обработке твердосплавным инструментом = 1,25, быстрорежущим — = 1.
Скорость резания, допускаемая при стойкости инструмента, определяется по формулам, приведенным в табл. VI.3.
VI.3. Формулы для определения допускаемой скорости резания
Вид обработки | Скорость резания, допускаемая | |
инструментом | станком | |
Точение, строгание, долбление
|
|
|
Сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание
|
|
|
Фрезерование
|
|
|
П р и м е ч а н и е. , , m, , , , — соответственно коэффициент пропорциональности, поправочный коэффициент на скорость резания для измененных условий работы и показатели степени в формулах скорости резания, допускаемой инструментом; — эффективная мощность станка; — коэффициент допускаемой перегрузки станка по мощности.
Для расчета оптимального числа проходов необходимо найти коэффициент использования инструмента по стойкости при работе в один проход . Если ≥ 1, то режим резания выбирается по инструменту и следует работать с глубиной резания, равной припуску на обработку, т. е. черновую обработку следует проводить в один проход. Если < 1, то необходимо проверить выгодность работы в два и более проходов. Условие выгодности работы в i проходов записывается следующим образом:
где
Показатели степени в формулах для определения параметров режима резания при точении стали и чугуна приведены в табл. VI.4. При определении оптимального числа проходов необходимо учитывать, что с уменьшением глубины резания возрастает подача, допускаемая силами резания. В результате может оказаться, что подача станет больше допускаемой по шероховатости обработанной поверхности. Поэтому дальнейшее увеличение числа проходов не будет сопровождаться соответствующим увеличением подачи и приведет к уменьшению производительности процесса резания.
В табл. VI.5 приведены количественные значения для выбора оптимального числа проходов при черновом точении стали и чугуна. Практически обработка в четыре и более проходов может встретиться лишь при чрезмерно большом припуске на обработку.
VI.4. Показатели степеней в формулах для определения силы
и скорости резания, оптимального числа проходов при точении
Обрабатываемый материал
| Материал инструмента | Подача | Показатели степени | |||||
Конструкционная углеродистая, легированная сталь и стальное литье
|
Быстрорежущая сталь | s ≤ 0,25 |
1 |
0,75 |
0 |
0,25 | 0,33 | – 0,14 |
s > 0,25 | 0,66 | 0,30 | ||||||
Твердый сплав | s ≤ 0,3 |
1 |
0,75 |
–0,15 |
0,15 | 0,20 | –0,19 | |
0,3 < s ≤ 0,75 | 0,35 | 0,02 | ||||||
s > 0,75 | 0,45 | 0,16 | ||||||
Серый чугун
| s ≤ 0,4 |
1 |
0,75 |
0 |
0,15 | 0,20 | –0,21 | |
s > 0,4 | 0,40 | 0,05 |
VI.5. Критерии для выбора оптимального числа проходов
при точении стали и чугуна
Число проходов |
Сталь конструкционная углеродистая и легированная
|
Чугун серый | |
Материал заготовки; подача, мм/об | |||
Твердый сплав; s > 0,75 |
Быстрорежущая сталь; s > 0,25
|
Твердый сплав; s > 0,4 | |
1
2
3
4
|
Приведенные рекомендации для выбора оптимального числа проходов могут применяться без каких-либо ограничений лишь в том случае, если на станке имеется бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя и подачи. При ступенчатом регулировании скорости и подачи нет возможности осуществить расчетный режим резания, что вынуждает вносить коррективы в выбор числа проходов. Оптимальным признается режим, для которого.
На станке с бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя выбор режима резания этим заканчивается. На станках со ступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя со знаменателем ряда , как правило, не может быть осуществлена оптимальная скорость или частота вращения . Поэтому приходится выбирать между ближайшими большей и меньшей . Условие выгодности работы с ближайшей большей угловой скоростью (частотой вращения) шпинделя записывается следующим образом:
где ; (при выборе режиме резания по инструменту); при выборе режима резания по станку). Для конкретных случаев обработки, когда известны показатели степени и знаменатели ряда частоты вращения шпинделя станка, формула (VI.5) сводится к весьма простым соотношениям, пример которых приведен в табл. VI.6. При выборе режима резания по станку, а также при черновом точении стали быстрорежущими резцами в большинстве случаев выгоднее использовать ближайшую большую высоту вращения шпинделя.
VI.6. Условия выбора частоты вращения шпинделя при точении
Элемент, определяющий режим резания | Материал заготовки | Материал резца |
Подача s, мм/об | Условие выбора ближайшей большей частоты вращения шпинделя | |||
Общая формула | при знаменателе ряда | ||||||
1,26 | 1,41 | 1,58 | |||||
Резец |
Сталь конструкционная углеродистая и легированная |
Твердый сплав
| До 0,3 | 1,20 | 1,32 | 1,44 | |
До 0,75 | 1,16 | 1,25 | 1,35 | ||||
Св. 0,75 | 1,13 | 1,21 | 1,29 | ||||
Быстрорежущая сталь
| До 0,25 | 1,16 | 1,26 | 1,35 | |||
Св. 0,25 | 1,08 | 1,12 | 1,17 | ||||
Чугун серый | Твердый сплав
| До 0,4 | 1,20 | 1,32 | 1,44 | ||
Св. 0,4 | 1,14 | 1,23 | 1,31 | ||||
Станок | Сталь конструкционная
|
– | 1,02 | 1,04 | 1,05 | ||
Быстрорежущая сталь
|
|
1,06
|
1,09 |
1,12 | |||
| Чугун серый
| Твердый сплав |
При работе с ближайшей большей частотой вращения шпинделя для сохранения равновесия в системе необходимо уменьшить подачу. Расчетная подача, соответствующая ближайшей большей частоте вращения,
где y выбирается в соответствии с формулой (VI.5).
При расчете режимов резания чистовой обработки число проходов и глубину резания при отдельных проходах выбирают, исходя из требуемой точности обработки.