Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту3
..pdfК в = 1,0 (табл. 5, с. 263), так как заготовка без ли тейной корки; Кп0 = 1,0 (табл. 6, с. 363), так как твердый сплав ВК6; К Чд = 1,0 (табл. 18, с. 271), так как
Ф= 45°.
Вданном справочнике не приведен поправочный коэф
фициент на скорость он, учитывающий вид токарной обработки — К0д, т. е. наружное продольное точение,
поперечное точение или растачивание. Нами используется формула для наружного продольного точения, а по усло вию примера точение поперечное, поэтому нужно ввести
поправочный коэффициент |
К 0 |
. |
В |
справочнике |
[181 |
|||||
в табл. 17 |
(с. 427) приведены значения этих коэффициентов |
|||||||||
в зависимости от |
d |
|
|
|
|
гг |
d |
= |
||
|
при поперечном точении. При |
|
||||||||
— ■0 ... 0,4 |
К0д = |
1,24; при |
~ |
= |
0,5 ... 0,7 К0д = |
1,18; |
||||
при |
= |
0,8 ... |
1 К0д = |
1,04. |
|
Для |
заданных условий |
|||
4 " = -щ- = 0,67, поэтому К0д = 1,18.
С учетом всех найденных поправочных коэффициентов
292
— 60°-а-20'16-0,35й-2 0,88.1,0-1,0.1,0.1,18 м/мин.
V,i т а г » | , о . 1,0.1,0.1,18 =
= 151 м/мин («2,52 м/с).
5. Частота вращения шпинделя, соответствующая най денной скорости главного движения резания:
1000ои |
1000-151 |
= 402 мин-1. |
п = ----р-5 |
3,14-120 |
|
nD |
|
Корректируем частоту вращения шпинделя по пас портным данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения пД = 400 мин-1.
6 . Действительная скорость главного движения реза ния
_ |
я£>лд |
3,14-120-400 |
= 150,7 М/МИН (: |
2,51 м/с). |
'я ~ |
1000 |
1000 |
|
|
7. Мощность, затрачиваемая на резание:
м — p*vn кВт,
Рв3 60-102-
где Рг — в кгс, а Уд — в м/мин,
|
|
Рг = 9,81CP/ |
Pis T zv PzKpz Н |
(с. |
271). |
|
|
|||||
|
Для заданных условий обработки СРг — 92; |
хР = 1; |
||||||||||
yPz |
= 0,75; tipz = 0 (табл. 22, |
с. 274). |
|
|
|
|||||||
|
Учитываем поправочные коэффициенты на силу ре |
|||||||||||
зания: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/CMPi = |
( - щ - ) " Р (табл. 9, |
с. 264); 210 НВ |
(по условию); |
|||||||||
пР — 0,4 |
(табл. |
9, |
с. 264); |
КыРг = |
(-Щ - ) 0’4 = |
Ы 0,4 = |
||||||
= 1,04; |
/Сф/>2 = |
1,0 |
(табл. 23, |
с. 275), так |
как |
<р = |
45°; |
|||||
/(v |
= |
1,0 |
(там |
же), |
так как у = |
12° (принимаем |
по |
|||||
графе «у = |
10°»); |
K%D = |
1,0 (там же), так |
как %= 0°; |
||||||||
|
|
|
|
|
“г |
|
|
|
|
|
|
|
Рг = 9,8 lC p /P2S 0PlvU lpzK»p KVpKypKxPz =
=9,81 • 92 • 2,01• 0,35°-7б- 150,7°-1,04-1,0-1,0. 1,0 =
=9,81.92.2-0,455.1,04 = 854 Н (« 8 7 кгс).
Мрез = |
= 2>14 кВт- |
в единицах СИ (Вт) Мрев = |
= Рги„, где Рг — в Н, а уд — в м/с; |
||
N рез = |
854-2,51 = 2143 Вт = 2,14 кВт. |
|
8. |
Проверяем, достаточна ли мощность привода станка. |
|
У станка |
16К20 Nmn = Nni\ = |
10.0,75 = 7,5 кВт; N pe3 < |
<Ушп! 2,14 < 7,5, т. е. обработка возможна. III. Основное время
Длина рабочего хода (мм) резца L = —■„ d -J- у -j_ д .
|
Врезание t/=fctg<p= |
|
|
|||||||
= |
2сtg 45° = 2 мм. Пе |
|
|
|||||||
ребег |
принимаем рав |
|
|
|||||||
ным 2 мм; i = |
1 ; |
|
|
|
||||||
L = |
--20~ - ° |
+ 2 + 2 = |
|
|
||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
24 мм; |
|
Т0 = |
|
|
|
|||
|
|
24-1 |
= |
0,17 мин. |
|
|
||||
|
400-0,35 |
|
|
|||||||
|
Пример |
19. |
На |
то |
|
|
||||
карно-винторезном стан |
|
|
||||||||
ке |
16Б16П растачивают |
Рис, 2.1, Эскиз обработки к.примеру 19 |
||||||||
сквозное отверстие диа |
||||||||||
|
|
|||||||||
метром |
d = 53 |
мм |
до |
|
|
|||||
диаметра D = 55Н9*0,074 мм, длиной / = 85 мм. |
Пара |
|||||||||
метр |
шероховатости |
обработанной поверхности |
Ra =• |
|||||||
= |
1,6 мкм. Материал заготовки — сталь 35, <тв = 560 МПа |
|||||||||
(«56 кгс/мм2). Заготовка штампованная с предварительно
обработанной поверхностью. Система |
станок — приспо |
собление — инструмент — заготовка |
недостаточно же |
сткая. Эскиз обработки приведен на рис. 2 1 . Необходимо: выбрать режущий инструмент; назначить режим резания (с использованием таблиц нормативов); определить основ ное время.
Ре ш е н и е (по нормативам [71). I. Выбираем резец
иустанавливаем его геометрические элементы. Прини маем токарный расточный резец для обработки, сквозных отверстий. Материал рабочей части — пластины — твер дый сплав Т30К4, так как осуществляется окончательная обработка при непрерывном резании с малым припуском (прил. 1, с. 353); материал корпуса резца — сталь 45; поперечное сечение корпуса резца 25 X 25; длина резца
200 мм. Геометрические элементы выбираем по прил. 2, с. 355—356: форма передней поверхности — радиусная
с фаской; <р = |
60°; yf = |
—5°; / = 0,25 |
мм; |
R = 4 мм; |
|
В = 2 мм. По карте 3, с. |
39 |
(см. примеч.) находим г — |
|||
— 1 мм. Из-за |
отсутствия |
в |
нормативах |
[71 |
рекоменда |
ций по выбору остальных геометрических элементов принимаем их по справочнику [18]:
у — 15°; а = 12°; Я = 0° (табл. 30, с. 188); <р, = 20° (табл. 31, с. 190).
II. |
Назначаем |
режим |
резания |
(по нормативам |
171). |
||||||
1. |
Глубина |
резания при |
снятии |
припуска |
за один |
||||||
рабочий ход |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D — d |
55 — 53 |
1 ММ. |
|
|
||||
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2. Назначаем подачу (по карте 3, с. 39). Для пара |
|||||||||||
метра |
шероховатости |
Ra — 1,6 |
мкм (старое |
обозначе |
|||||||
ние V 6) при |
обработке |
стали |
твердосплавным резцом |
||||||||
с радиусом вершины г — 1 мм, если принять для оконча |
|||||||||||
тельной обработки |
предположительно v |
> |
100 м/мин, |
||||||||
рекомендуется |
S0 = 0,2 ... 0,25 |
мм/об. |
Для |
заданных |
|||||||
условий обработки приведенный в карте поправочный |
|||||||||||
коэффициент на подачу не учитывается (вводится лишь |
|||||||||||
при обработке жаропрочных сталей и сплавов). |
S 0 = |
||||||||||
Корректируем |
|
подачу |
по |
данным |
станка: |
||||||
= 0,25 |
мм/об.* |
|
период |
стойкости |
резца Т = 60 |
ми,и |
|||||
3. Назначаем |
|||||||||||
(см. таблицу на с. 31, |
где для Т = 60 мин поправочный |
||||||||||
коэффициент на |
скорость |
Ктв — |
1)- |
|
|
|
|
||||
4. Определяем скорость главного движения резания (м/мин), допускаемую режущими свойствами резца (по
карте 6 , с. 46—47). Для а в = |
56 ... 62 кгс/мм2, / до 1,4 Мм, |
|||||||
S0 до 0,25 мм/об и угла ср = |
60° при растачивании иТабл = |
|||||||
= 218 м/мин. Учитываем поправочные коэффициенты на |
||||||||
скорость |
(там |
же): КИв— 1 ,4 , |
так |
как |
используется |
|||
твердый |
сплав |
Т30К4; |
КПв = |
1, |
так |
как |
поверхность |
|
заготовки |
без корки; |
|
|
|
|
|
|
|
vB= v.ia6nK„vKnv = 218-1,14-1 = |
305 м/мин |
(да 5,1 м/с). |
||||||
5. |
Частота вращения шпинделя, соответствующая най |
|||||||
денной скорости главного движения резания: |
||||||||
|
|
ЮООри |
1000-305 |
= |
1766 мин-1. |
|||
|
|
яD |
3,14-55 |
|||||
Корректируем частоту вращения по паспортным' дан ным станка и устанавливаем действительную частоту вращения пд = 1600 мин-1.
* Проверку подачи по лимитирующим факторам |
(см, пример 17) |
при окончательной обработке не выполняют. |
■ |
|
6 . |
Действительная |
скорость |
главного |
движения ре |
||||||
зания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
яОпд |
3,14-55-1600 = |
276,5 |
м/мин |
( « |
4,6 м/с). |
|||||
Од looo |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
7. Определяем мощность (кВт), затрачиваемую на |
||||||||||
резание |
(по карте 7, |
с. |
48). Для а в < |
58 |
кгс/мма, t до |
||||||
2 мм, S 0 до 0,25 мм/об и л » 276,5 м/мин Мтавл = |
2,7 кВт |
||||||||||
(найдено интерполированием |
значений |
Мтабл = |
2,4 кВт |
||||||||
Ьри v — 245 м/мин и МтабЛ = |
2,9 кВт при v = |
300 м/мин). |
|||||||||
Для заданных условий обработки приведенный в карте |
|||||||||||
поправочный коэффициент на мощность |
К я = |
1 , так как |
|||||||||
у |
принятого резца у |
= |
+15° (см. по графе |
карты «у = |
|||||||
= |
4-Ю°») и ср = 60°. |
Следовательно, /Vpe3 = |
N Ta6aKN = |
||||||||
=* 2,7-1 |
= 2,7 |
кВт. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 . Проверяем, достаточна ли мощность привода станка. |
||||||||||
У станка 16Б16П N ma = |
Naт) = 6 ,3-0,7 = |
4,4 кВт. Необ |
|||||||||
ходимо, чтобы /Vрез |
Мшп; 2,7 < 4,4, т. е. обработка воз |
||||||||||
можна. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
III. Основное время |
|
U |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
гр _ |
|
|
|
|
|
||
ще i = l . Длина рабочего хода резца L = I + у + Д мм. |
|||||||||||
Врезание у — t clg ф |
= |
lctg 60° = |
1 -0,58 |
« |
0,6 . |
||||||
|
Перебег принимаем равным 2 мм; L — 85 + |
0,6 + 2 = |
|||||||||
= |
87,6 |
мм; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
87,6-1 |
= 0,22 мин. |
|
|
|
|||
|
|
|
То — 1600-0,25 |
|
|
|
|||||
|
Пример 20. На токарно-винторезном станке 16К20 |
||||||||||
производится обточка напроход шейки вала D = 66 мм |
|||||||||||
до d — 60/il 1 |
мм на длине I = 300 мм. Параметр шерохо |
||||||||||
ватости обработанной поверхности Ra — 6,3 мкм. Заго |
|||||||||||
товка — поковка, материал — сталь 40Х, |
ав = |
720 МПа |
|||||||||
(»72 кгс/мм2). Способ крепления заготовки — в центрах и поводковом патроне. Система станок — приспособле ние — инструмент — заготовка недостаточно жесткая. Эскиз обработки приведен на рис. 22. Необходимо: вы брать режущий инструмент; назначить режим резания (допускаемую резцом скорость главного движения резания ц„ и мощность N рез, затрачиваемую на резание, подсчи тать по формулам); определить основное время.
Р е ш е н и е (по справочнику [18]). I. Выбираем резец и устанавливаем его геометрические элементы. Тип рез-
|
a |
|
__L__ |
|
|
|
|
1=300 |
Ht- |
y |
|
|
|
|
|
|
|
Sr |
|
|
|
|
|
CHi — |
II |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
•<-Яs |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 22. Эскиз обработки к примеру 20 |
|
|||
ц а — токарный проходной |
прямой |
правый. |
Материал |
||
рабочей |
части — пластины — твердый сплав Т15К6 |
||||
(табл. 6, |
с. 149); материал |
корпуса |
резца — |
сталь 45. |
|
Выбираем размеры поперечного сечения корпуса резца. Как отмечалось в примере 17, у станка 16К20 расстояние от опорной плоскости резца в резцедержателе до линии центров 25 мм (см. рис. 1.9, б). Поэтому для установки резца на станке вершиной по центру принимается высота корпуса Н = 25 мм/ Этому размеру Н соответствует по стандарту ширина корпуса В = 16 мм. Таким образом, принимаем В У. Н — 16 X 25; длина резца 150 мм.
Геометрические элементы резца: форма передней по верхности — радиусная с упрочняющей фаской (тип Шб),
ширина радиусной лунки В = 2 мм, |
радиус лунки R = |
||||||||
= |
4 мм (табл. 29, |
с. 187); |
передний |
угол у |
= 15°; перед |
||||
ний угол на упрочняющей фаске |
= —5°; главный |
||||||||
задний угол а = 12°; угол наклона главной режущей |
|||||||||
кромки |
Я, = 0° (табл. 30, |
с. 188); |
главный |
угол в |
плане |
||||
Ф =!60°; вспомогательный угол в плане фх = |
15° (табл. 31, |
||||||||
с. |
190); |
радиус вершины |
г = 1 |
мм |
(табл. 32, с. |
190 |
и |
||
табл. 4, примеч. 3, с. 420). |
|
|
|
|
|
||||
|
II. Назначаем режим резания. |
|
|
|
|
|
|||
|
1. |
Определяем глубину резания. Припуск |
на |
обра |
|||||
ботку снимаем за один проход, т. е. принимаем |
i = |
1. |
|||||||
Тогда |
|
D—d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t = |
66 — 60 |
= |
3 мм. |
|
(1)* |
||
|
|
2 |
2 |
|
|||||
* Указаны номера формул, на которые делаются ссылки в раз деле «Схема алгоритма расчета режима резания» примера 21.
2. Назначаем подачу (по табл. 4, с. 420). Для пара метра шероховатости поверхности Ra — 6,3 мкм (в та блице приведено старое обозначение V4), обработки стали резцом с радиусом при вершине г = 1 мм 5 0 = = 0,45 ... 0,60 мм/об. Учитываем поправочный коэффи циент на подачу, равный 1,25 (там же, примеч. 1): 5 0 = = (0,45—0,60) 1,25 = 0,56 ... 0,75 мм/об. Принимаем сред нее значение S 0 — 0,65 мм/об.
Корректируем подачу по паспортным данным станка
16К20 (см. прил. |
1 к данному сборнику): S0 = 0,6 мм/об. |
3. Назначаем |
период стойкости резца Т = 60 мин |
(с. 415).
4. Определяем скорость (м/мин) главного движения
резания, допускаемую режущими свойствами |
резца |
(с. 415): |
|
v„ = |
(2) |
Tmtx°Sy0° |
|
По табл. 8 (с. 422) находим значения коэффициента С„ и показателей степеней т, xv, ув формулы. Для наружного точения, твердого сплава Т15К6 и S0 = 0,6 мм/об Св
= 350; х„ = 0,15; ув = 0,35; т = 0,2.
Учитываем поправочные коэффициенты на скорость резания. R v — общий поправочный коэффициент, равный произведению поправочных коэффициентов, учитываю щих измененные условия обработки. Определяем значения этих коэффициентов: /См„ — поправочный коэффициент, учитывающий изменение механических свойств обраба тываемого материала (табл. 9, с. 424):
|
|
750 |
|
(3) |
|
|
|
|
|
По |
условию 0 В= |
720 МПа; |
КМр = - 720" = |
1,04; |
Кпв — |
поправочный |
коэффициент, |
учитывающий со |
|
стояние поверхности заготовки (табл. 14, с. 426), |
K„v = |
|||
= 0,8, так как заготовка — поковка с необработанной поверхностью; > /Си — поправочный коэффициент, учи
тывающий изменение материала рабочей части инстру мента (табл. 15, с. 426), К„о = 1, так как принят твердый
сплав Т15К6; /СФо— поправочный коэффициент, учиты вающий изменение главного угла в плане^ср (табл. 16,
с. 427), /Сфп = 0,9, так как <р = 60°; К0в — поправочный коэффициент, учитывающий вид обработки (табл. 17,
с.427), K0v = 1 , так как осуществляется наружное
продольное точение.
Определяем общий поправочный коэффициент на ско
рость главного движения |
резания |
|
|
|
|
|
|
||||||
К , = К ы / п / и Л Л |
= |
1.04.0,8.1.0,9.1 = |
0,749. |
(4) |
|||||||||
Подставив все найденные величины в формулу, полу |
|||||||||||||
чим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
350 |
|
|
|
|
м/мин. |
|
|
||
|
|
= бо^-З^^-О^ 0»33 |
|
|
|
|
|
||||||
|
ии = |
|
350 |
|
|
|
= |
117,17 М/МИН. |
|
||||
|
2,268-1,180-0,836 |
|
|
||||||||||
В единицах СИ va = |
|
|
= |
|
1,95 м/с. |
|
|
||||||
$. Определяем частоту вращения шпинделя, соответ |
|||||||||||||
ствующую найденной |
скорости: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
1000уи |
1000-117,17 |
= 564 мин-1. |
(б) |
||||||||
|
|
nD |
|
3,14-66 |
|
||||||||
Корректируем частоту вращения шпинделя по пас |
|||||||||||||
портным данным |
станка |
мод. |
16К20 |
и |
устанавливаем |
||||||||
действительное |
значение |
частоты |
вращения: |
яд = |
|||||||||
= 500 мин"1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6 . |
Определяем действительную скорость главного дви |
||||||||||||
жения |
резания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nDnn |
3,14-66-500 |
= |
|
103,7 |
м/мин. |
(в) |
|||||
|
|
юоо |
|
1000 |
|
||||||||
В единицах |
СИ |
|
103 7 |
1.73 м/с. |
|
|
|
||||||
va — — |
|
~ |
|
|
|
||||||||
7. |
Определяем |
главную составляющую |
силы |
резания |
|||||||||
(кгс) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рг = |
C p t Pls T zv PlKpz |
|
(с. 427). |
|
(7) |
|||||||
По табл. 20 (с. 429) находим значения коэффициента |
|||||||||||||
Срг и показателей степеней формулы |
хРг, |
уР , |
пР . |
||||||||||
Для наружного продольного точения твердосплавным |
|||||||||||||
резцом |
конструкционной |
стали |
сгв = |
750 МПа: СР = |
|||||||||
= 300; хРг — |
1; Уръ “ |
9.75; |
пРг — —0,15. |
|
|
|
|||||||
8. Определяем мощность, затрачиваемую на резание:
« т “ -Ш ю кВт <с- 431>'
где Рг — в кгс, а Од — в м/мин;
,, |
283,78-103,7 _ |
. Q1 |
- |
Nnm = — g’„ ,»o ■= 4,81 |
кВт. |
||
'рез |
60-102 |
|
|
В единицах СИ |
|
|
|
|
Npea — looo |
K®T) |
( 10) |
где Рг — в H, а Од— в м/с;
М,рез |
2780,94-1,73 _ |
, 81 |
« |
||
1000 |
— |
4,01 |
к и т * |
||
|
|||||
9. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка. Необходимо проверить выполнение условия
|
^рез^^пш* |
|
(И) |
||
Мощность (кВт) на шпинделе станка по приводу |
|||||
Мшп = Мдл |
кВт. |
|
(12) |
||
В паспортных данных станка 16К20 находим |
|||||
Мд = 10 кВт; л = |
0,75; |
Мшп = |
10«0,75 = |
7,5 кВт. |
|
Следовательно, 4,81 |
< 7,5, |
т. |
е. |
обработка |
возможна. |
В случае перегрузки станка по мощности необходимо |
|||||
определить коэффициент перегрузки Мп: |
|
||||
|
Яп = |
Nрез |
|
(13) |
|
|
|
|
|
||
Далее определяется новое — меньшее значение частоты вращения шпинделя станка п (мин-1), при котором будет выполняться условие Nve3 = Nmn. При этом исходят из того, что мощность, затрачиваемая на резание, прямо пропорциональна скорости главного движения резания v и частоте вращения шпинделя п:
п |
(14) |
где /1д— действительное значение-частоты вращения щпинделя, принятое выше в п. 5 решения. Нужно учитывать также, что электродвигатели металлорежущих станков допускают кратковременную (длительность до 1 мин) перегрузку на 25 % их номинальной мощности.