8. Расчет режимов резания при шлифовании
Назначение режимов резания производится по нормативам, при этом для различных видов шлифования детали учитываются следующие факторы: материал детали; группа шлифуемости материала; твердость материала детали; размер детали, допуск на шлифование и требуемая шероховатость; припуск на шлифование; модель станка и его характеристики.
Перед назначением режимов резания выбирается характеристика шлифовального круга, его форма и размеры. Причем размеры наружного диаметра и ширины круга должны выбираться возможно большими, допускаемыми паспортами станков. Затем рассчитываются режимы резания и основное время, необходимое для обработки поверхности.
8.1. Последовательность расчета режимов резания при круглом наружном шлифовании с поперечной подачей (врезанием)
1) Тип (форма) и размеры шлифовального круга. Габаритные размеры шлифовального круга принимаем по паспортным данным станка и ГОСТ 2424-83. Типы и размеры кругов на керамической (К), бакелитовой (Б) и вулканитовой (В) связках приведены в приложении 5. Область применения шлифовальных кругов различной формы приведены в табл. 5.2 (приложение 5).
2) Скорость главного движения vкр, м/с, выбирается по паспорту станка. В табл. 5.4 (приложение 5) представлены данные об окружных скоростях для шлифовальных кругов различных типов.
Далее подсчитываем частоту вращения круга по формуле
об/мин,
где vкp – скорость резания, м/с;
Dкр – диаметр шлифовального круга, мм.
После расчета частоты вращения принимают ее ближайшее меньшее значение по паспорту станка (приложение 3).
3) Характеристика шлифовального круга выбирается в зависимости от скорости вращения круга vкр, материала заготовки и его твёрдости, а также требуемой шероховатости поверхности после шлифования по табл. 69.
4) Частота вращения изделия nизд, об/мин принимается по табл. 70 в зависимости от диаметра шлифуемого изделия, а также его материала и твёрдости. После выбора частоты вращения принимают её ближайшее меньшее значение по паспорту станка (приложение 3). Затем определяют скорость окружной подачи по принятому значению nизд.пр.
,
м/мин,
где D – диаметр шлифуемого изделия, мм.
5) Минутная рабочая поперечная подача Sпоп. р., мм/мин
Sпоп.р=Sпоп К1К2К3К4К5,
где Sпоп – минутная поперечная подача, её значения приведены в табл. 70;
К – поправочные коэффициенты на поперечную подачу (табл. 71-75):
К1 – коэффициент, учитывающий влияние марки обрабатываемого материала, точность и шероховатость после шлифования (см. табл. 71);
К2 – коэффициент, учитывающий размеры и скорость вращения шлифовального круга (см. табл. 72);
К3 – коэффициент, зависящий от способа шлифования и контроля размеров (см. табл. 73);
К4 – коэффициент, зависящий от формы поверхности и жесткости изделия LD/D (см. табл.74);
К5 – коэффициент, зависящий от жесткости станка (см. табл. 75).
Рассчитанное значение Sпоп. р. корректируют по паспортным данным станка Sпоп.пр..
6) Мощность резания N, кВт, определяют по формуле
,
где D – диаметр шлифования, мм;
LD – длина шлифуемого участка заготовки, мм.
Значения коэффициента CN и показателей степени приведены в табл. 125.
Мощность резания не должна превышать эффективную мощность главного привода станка Nе<Nэ ( , где Nдв - мощность двигателя, - кпд станка). Если условие не выполняется и NеNэ, снижают окружную скорость заготовки.
7) Основное время Т0, мин, рассчитывают по формуле
,
где h – припуск на шлифование, мм.
Таблица 69
Характеристика шлифовального круга при круглом наружном шлифовании
Скорость вращения круга vкр, м/с до |
Метод шлифования |
Шероховатости поверхности Ra, мкм |
Стали конструкционные углеродистые и легированные |
Стали жаропрочные, нержавеющие и инструментальные |
Чугуны и бронза |
|||
Твердость |
||||||||
HRCэ≤30 |
HRCэ 30…50 |
HRCэ >50 |
||||||
Рекомендуемая характеристика круга |
||||||||
35
|
С радиальной подачей
|
3,2 |
14A50HC28K1 |
14A50HC18K1 |
13А,15А50НСМ27К1 |
14А50НСМ27К1 |
53С50СМ27К1 |
|
1,6 |
14A40-50HCT17K |
14A40-50HCM27K1 |
14А40-50НСМ27К1 |
14А40-50НСМ26К1 |
54С40-50НСМ26К1 |
|||
0,8 |
14A,23A40HST16K1 |
14A,23A40HC16K1 |
14А,23А40НС16К1 |
14А,23А40НС15Б1,К1 |
53С40НС15К1 |
|||
0,4 |
23A16-25HST25K1 |
22AБ16-25НС25К1 |
23А16-25НС25К1 |
23А16-25НС15Б1,К1 |
54С16-26НС15К1 |
|||
С продольной подачей
|
3,2 |
13А,14А50НС18К1 |
13А,14А50НСМ28К1 |
13А,14А50НСМ17К1 |
14А50НСМ167К1 |
53С50НСМ17К1 |
||
1,6 |
14А40-50НС27К1 |
14А40-50НС17К1 |
14А40-50НСМ26К1 |
14А40-50НСМ16К1 |
54С40-50НСМ16К1 |
|||
0,8 |
13А,23А40НСТ16К1 |
14А,23А40НС16К1 |
14А,23А40НСМ26К1 |
14А,23А40НСМ26К1 |
53С40НСМ26К1 |
|||
0,4 |
23А16-25НСТ16К1 |
23А16-25НС26К1 |
23А16-25НС16К1 |
23А16-25НСМ26К1 |
53С16-25НСМ26К1 |
|||
50 |
С радиальной подачей
|
3,2 |
23А50НС18К1 |
23А50НСМ28К1 |
23А50НСМ17К1 |
- |
53С50НСМ17К1 |
|
1,6 |
23А50НС27К1 |
23А50НС17К1 |
23А50НСМ27К1 |
- |
53С50НСМ16К1 |
|||
0,8 |
23А40НС26К1 |
23А40НС16К1 |
23А40НСМ26К1 |
- |
53С40НСМ26К1 |
|||
0,4 |
23А25НСТ16К |
23А25НС26К1 |
23А25НС16К1 |
- |
53С25НС15К1 |
|||
С продольной подачей |
3,2 |
23А50НСМ28К1 |
23А50НСМ18К1 |
23А50НСМ18К1 |
- |
53С50НСМ17К1 |
||
1,6 |
23А,24А50НС17К1 |
23А50НСМ27К1 |
23А50НСМ17К1 |
- |
53С50НСМ16К1 |
|||
0,8 |
23А,24А40НС16К1 |
23А40НС16К1 |
23А40НСМ26К1 |
- |
53С40НСМ25К1 |
|||
0,4 |
23А.24А25НС26К1 |
23А25НС26К1 |
23А25НСМ26К1 |
- |
53С25НСМ25К1 |
|||
Примечание: 1. Таблицы режимов резания составлены для кругов твёрдости С1-С2. При работе кругами отличной твёрдости величины табличных подач для более мягких кругов умножаются на 1,1, а для более твёрдых – на 0,85.
2. При шлифовании поверхностей с галтелями твёрдость круга увеличивать на 1…2 степени, вводя соответствующую поправку на Sпоп.
Таблица 70
Частота вращения изделия nизд, минутная поперечная подача sпоп
Диаметр шлифования D, мм, до |
Группа материала |
Припуск на диаметр 2h, мм |
Длина шлифования LD, мм, до |
|||||||
Стали HRCэ<30, чугун, бронза |
Стали HRCэ 30…50 |
Стали конструкционные HRCэ>50, нержавеющие, жаропрочные, инструментальные |
32
|
40 |
50
|
63 |
80 |
100 |
||
Частота вращения изделия nизд, об/мин |
|
Минутная поперечная подача Sпоп, мм/мин |
||||||||
20 |
200 |
300 |
500 |
0,05 0,10 0,20 0,30 |
0,56 0,70 0,88 1,12 |
0,49 0,61 0,77 0,97 |
0,43 0,54 0,67 0,85 |
0,37 0,47 0,58 0,74 |
0,32 0,40 0,51 0,64 |
0,28 0,35 0,45 0,56 |
25 |
150 |
290 |
370 |
0,10 0,20 0,30 0,50 |
0,63 0,79 1,0 1,25 |
0,55 0,70 0,88 1,10 |
0,48 0,61 0,78 0,97 |
0,42 0,53 0,67 0,84 |
0,36 0,45 0,58 0,72 |
0,32 0,40 0,51 0,63 |
32 |
100 |
250 |
350 |
0,10 0,20 0,30 0,50 |
0,56 0,70 0,89 1,11 |
0,49 0,61 0,78 0,97 |
0,43 0,54 0,68 0,85 |
0,37 0,47 0,59 0,74 |
0,32 0,40 0,51 0,64 |
0,28 0,35 0,45 0,56 |
40 |
80 |
200 |
250 |
0,10 0,20 0,30 0,50 |
0,50 0,63 0,79 1,10 |
0,43 0,55 0,70 0,87 |
0,38 0,48 0,61 0,76 |
0,33 0,42 0,53 0,66 |
0,29 0,37 0,46 0,58 |
0,25 0,32 0,40 0,50 |
50 |
60 |
150 |
200 |
0,20 0,30 0,50 0,70 |
0,55 0,70 0,88 1,10 |
0,48 0,61 0,77 0,96 |
0,43 0,54 0,68 0,85 |
0,37 0,47 0,59 0,71 |
0,32 0,41 0,51 0,63 |
0,28 0,35 0,45 0,56 |
80 |
40 |
110 |
150 |
0,20 0,30 0,50 0,70 |
0,46 0,58 0,73 0,90 |
0,39 0,50 0,62 0,78 |
0,34 0,43 0,54 0,69 |
0,30 0,38 0,47 0,59 |
0,26 0,33 0,41 0,52 |
0,22 0,29 0,36 0,45 |
125 |
25 |
75 |
100 |
0,30 0,50 0,70 1,0 |
0,45 0,56 0,70 0,90 |
0,39 0,48 0,61 0,78 |
0,34 0,43 0,53 0,68 |
0,29 0,37 0,46 0,59 |
0,25 0,32 0,40 0,51 |
0,22 0,28 0,35 0,45 |
Поправочные коэффициенты на поперечную подачу для измененных условий работы
Таблица 71 Обрабатываемый материал, точность и класс шероховатости |
||||||||||||
Группа шлифуемости материала (марки стали приведены в табл. 5.5 приложение 5) |
Квалитеты точности |
|||||||||||
4…6 |
6…7 |
8 |
9…10 |
11…13 |
||||||||
Шероховатость поверхности Ra, мкм |
||||||||||||
0,4 |
0,8 |
1,6 |
0,8 |
1,6 |
0,4 |
0,8 |
1,6 |
1,6 |
0,8 |
1,6 |
3,2 |
|
Коэффициент К1 |
||||||||||||
1. Стали конструкционные углеродистые никелевые, хромистые, марганцевые, инструментальные углеродистые |
0,66 |
0,8 |
0,83 |
1,0 |
1,1 |
1,25 |
1,3 |
1,6 |
1,8 |
1,64 |
1,97 |
2,4 |
2. Стали конструкционные вольфрамовые, кремнистые, молибденовые |
0,56 |
0,68 |
0,70 |
0,85 |
0,88 |
1,05 |
1,10 |
1,35 |
1,55 |
1,3 |
1,54 |
1,85 |
3. Стали жаропрочные и нержавеющие |
0,30 |
0,36 |
0,38 |
0,45 |
0,47 |
0,56 |
0,60 |
0,72 |
0,85 |
0,82 |
0,99 |
1,19 |
4. Стали инструментальные быстрорежущие и жаропрочные титановые |
0,10 |
0,12 |
0,13 |
0,15 |
0,15 |
0,18 |
0,20 |
0,24 |
0,28 |
0,20 |
0,25 |
0,3 |
5. Чугун и медные сплавы |
1,0 |
1,2 |
1,3 |
1,6 |
1,7 |
2,0 |
2,6 |
3,0 |
3,1 |
2,6 |
3,1 |
3,7 |
Таблица 72
Размеры и скорость вращения шлифовального круга
Скорость вращения круга vкр, м/с |
Диаметр круга Dкр, мм |
|||
400 |
500 |
600 |
750 |
|
Коэффициент К2 |
||||
35 |
0,83 |
0,9 |
1,0 |
1,1 |
50 |
1,04 |
1,16 |
1,3 |
1,4 |
Таблица 73
Способ шлифования и контроль размеров
Вид подачи |
Способ измерения размеров |
||
Ручное измерение (скобой, микрометром и пр. |
Накидная индикаторная скоба |
Активный контроль АК3 и др. |
|
Коэффициент К3 |
|||
Ручная |
0,8 |
1,0 |
1,25 |
Автоматическая |
- |
- |
1,3 |
Таблица 74
Форма поверхности и жёсткость изделия
Жёсткость изделия L/D |
Шлифуемая поверхность |
|||||
Цилиндрическая |
Прерывистая (шлицевая) |
С галтелью |
||||
с одной стороны |
с двух сторон |
|||||
r≤2 |
r>2 |
r≤2 |
r>2 |
|||
Коэффициент К4 |
||||||
≤7 |
1,0 |
1,3 |
0,77 |
0,87 |
0,67 |
0,75 |
>7 |
0,9 |
1,15 |
0,70 |
0,79 |
0,60 |
0,68 |
Таблица 75
Точность и жёсткость станка
Вид шлифования |
Модель станка |
Станки, проработавшие непрерывно |
||
до 10 лет |
до 20 лет |
свыше 20 лет |
||
Коэффициент К5 |
||||
Круглое шлифование |
316Т, 3Б16, 316П, 3161Т, 3А161, 3Б161, 3Б161П, 3А130,313 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
316, 3Б151, 3А151, 3153, 3А153У, 312П, 310П |
1,0 |
0,85 |
0,7 |
|
3Б15, 310, 315, 3Г12М, 3Г12, 3А12, 3110 |
0,85 |
0,8 |
0,7 |
|