Расчет режима резани при точении
Вначале определим для заданной обрабатываемой поверхности глубину резания t, мм поверхность (I), из условия максимального числа проходов. Количество черновых и чистовых проходов зависит от материала и качества поверхности заготовки, величины припуска, требуемых точности и шероховатости обработанной поверхности, материала режущей части инструмента.
1) Глубина резания t, мм, (при наружном продольном точении)
t= , (1)
где D0 –диаметр поверхности до обработки , мм;
D1 – диаметр поверхности после обработки, мм.
t= 
мм,
Так как глубина резания не превышает 5 мм, то обработку производим за один проход.
2) Найдём значение подачи S, мм/об по формуле :
S= 
, (2)
где r – радиус скругления вершины резца, мм;
Rz – высота неровностей по ГОСТ 2789 – 73, мм.
S= 
мм/об;
Для дальнейших расчётов значение подачи принимается ближайшее меньшее по паспорту станка.
S1=0,05 S4=0,09 S7=0,15 S10=0,25 S13=0,4 S16=0,7 S19=1,2 S22=2
S2=0,06 S5=0,1 S8=0,175 S11=0,3 S14=0,5 S17=0,8 S20=1,41 S23=2,4
S3=0,075 S6=0,125 S9=0,2 S12=0,35 S15=0,6 S18=1 S21=1,6 S24=2.8
Принимаем фактическую подачу Sф = 0,06 , мм/об.
3) Расчётная скорость резания при точении Vp, м/мин, вычисляется по эмпирической формуле
, (3)
где Cv – коэффициент, зависящий от материала инструмента, заготовки и условий обработки;
T – расчётная стойкость инструмента;
Xv, Yv – показатели степени влияния t и S на Vp;
Kv – поправочный коэффициент на изменённые условия, который определяется последующей формуле
KV= KMV KnV KUV KΨV KФV, (4)
Значения коэффициентов и показателей степени :
Сv=350; Xv=0,15; Yv=0,35; m=0,2; KMv=750/σв=750/980=0,77; Knv=0,8; KUv=1,00; Kφv=1,0; KФv=1,0.
По формуле (4) получаем
Kv = 0,77·0,8·1·1·1 = 0,62
Тогда по формуле (3) подсчитываем расчётную скорость резания
, м/мин
4) По расчётной скорости резания определяется частота вращения шпинделя, об/мин
, (5)
где D0 –диаметр поверхности до обработки , мм;
С учётом полученных величин, частота вращения шпинделя станка равна
Из паспортных данных станка принимается фактическая величина частоты вращения шпинделя:
n1= 12,5 n4= 25 n7=50 n10=100 n13=200 n16=400
n2= 16 n5=31,5 n8=63 n11=125 n314=250 n17=500
n3= 20 n6= 40 n9=80 n12=160 n15=315 n18=630
n19=800 n20=1000 n21=1250 n22=1600
Принимаем фактическую частоту вращения шпинделя– nФ = 1000,об/мин.
Фактическая скорость резания определяется по формуле
, (6)
где D0 –диаметр поверхности до обработки , мм;
nФ – фактическая частота вращения шпинделя;
Фактическая скорость резания равна
5) Определяем приемлемость найденных режимов резания
Найденные режимы могут быть приняты только в том случае, если развиваемый при этом крутящий момент на шпинделе Мшп будет больше момента создаваемого силами резания Мрез, или равен ему.
Мшп ≥Мрез (7)
Определяем тангенциальную силу Рz, создающую крутящий момент Мрез определим по формуле
Pz=Cpz×tXpz×SфYpz ×Vфnpz×Kp (8)
где Cpz-коэффициент, зависящий от материала и условий обработки;
Xpz, Ypz, npz-показатели степени влияния режимов резания на силу Pz;
Поправочный коэффициент на измененные условия, подсчитываемый как произведение ряда поправочных коэффициентов, вычисляется по формуле:
Kp=KMP×Kjp×Kjp×Kup×Klp (9)
Числовые значения коэффициентов и показателей степеней приведены в литературе [1]:
Cpz=300*9,8=2940 H; xPz=1,0; yPz=0,75; nPz=-0,15; KMр=(σв/750)0,75=(980/750)0,75=1,22; Kφр=1,0; Kγр=1,1; Krр=1,0; Kλр=1,0.
Таким образом по формуле (9)получаем :
Kp = 1,22·1,0·1,1·1,0·1,0 = 1,34
Тогда по формуле (8) находим тангенциальную силу РZ
Pz=2940×2,71×0,06×0,75173-0,15×1,34=587, H
Крутящий момент, Н·м, потребный на резание, подсчитываем по формуле
, Н·м (10)
Подставляя численные значения в формулу (10) получаем
, Н×м
Крутящий момент, развиваемый на шпинделе и рассчитанный по слабому звену, принимается из паспортных данных станка, Н·м
, Н·м (11)
где 
-мощность приводного электродвигателя, кВт;
ή – КПД станка.
Подставляя численные значения в формулу (11) получаем
Н×м,
Условие приемлемости режимов резания Мшп ≥ Мрез выполняется, то есть потребляемый на резание крутящий момент получился меньше развиваемого на шпинделе, значит станок выбран правильно.
6) Определяем коэффициент использования полезной мощности станка по формуле
, (12)
где Nпод – потребная мощность на шпинделе
, кВт (13)
где Nэ = эффективная мощность на резание, кВт, определяемая по формуле
, кВт (14)
Подставляя полученные значения в формулу (14) получим
, кВт
Найденную эффективную мощность подставим в формулу (13)
, кВт
Тогда найдём коэффициент использования мощности по формуле (15)
7) Подсчитываем фактическую стойкость инструмента ТФ мин, с учётом показателя стойкости m по формуле
, мин (16)
где VP и T- расчётные значения скорости и стойкости инструмента
Т = 100 мин; Vp = 212,6 м/мин; Vф = 60, м/мин
Подставим в формулу (17) численные значения и определим ТФ
8) Определяем основное технологическое (машинное) время, мин, то есть время затраченное на процесс резания по формуле
, мин (17)
где L – расчётная длина обработки, равная сумме длин: обработки – l, врезания - l1, и перебега - l2;
L = l+l1+l2, (18)
i – число проходов;
nф - частота вращения шпинделя, об/мин;
Sф - подача, мм/об;
За длину обработки l, мм, принимается путь, пройденный вершиной инструмента в процессе резания и измеренный в направлении подачи. Величина врезания l1, мм, при точении вычисляется из соотношения
, (19)
где t – глубина резания, мм;
φ – главный угол резца в плане.
Подставим в формулу (19) значения и получим
Найдём расчётную длину обработки по формуле (18)
L = 79+2,7+3 = 84,7 , мм
Тогда по формуле (17)найдём время, затраченное на процесс резания
5.2 Расчёт режимов резания при шлифовании
1. Глубину резания при чистовом шлифовании равна t=0,2 мм.
2. Продольную подачу при шлифовании S принимаем равной:
, (20)
где В – ширина шлифовального круга.
Подставив в формулу (20) получим:
3. Скорость шлифования круга определим по формуле:
, (21)
где Dк – диаметр круга, мм;
nк – частота вращения шпинделя, принимаемая по паспорту станка.
nк =3350 об/мин.
Подставив в формулу (21) получим:
.
Расчётное значение частоты вращения обрабатываемой детали определим по формуле:
, (22)
где vД – среднее значение скорости вращения детали, м/мин; 
;
DД – диаметр обрабатываемой детали, мм.
Подставив в формулу (22) получим:
Так как изменение частоты вращения детали на выбранном станке бесступенчатое, то 
.
Скорость перемещения стола, м/мин:
, (23)
Подставив численные значения в формулу (22), получим:
4. Тангенциальная сила резания, Н:
, (23)
Значения коэффициентов имеют следующие значения:
Ср=21,5; uр=0,7; Xp=0,7; Ур=0,5.
Подставив в формулу (23), получим:
.
5. Эффективная мощность на вращение обрабатываемой детали, кВт,
, (24)
Подставив в формулу (24), получим:
.
Эффективная мощность на вращение шлифовального круга, кВт,
, (25)
Подставив в формулу (25), получим:
Потребная мощность на вращение шлифовального круга, кВт:
, (26)
Подставив в формулу (26), получим:
Коэффициент использования станка по мощности:
, (27)
Подставив в формулу (27), получим:
.
6. Основное технологическое время, мин:
, (28)
где L – длина продольного хода детали или круга, мм;
К – коэффициент, учитывающий добавочное число проходов без поперечной подачи (на выхаживание); К=1,25;
h – припуск на сторону.
Подставив в формулу (28), получим:
Список литературы
1 Казаченко В. П., Савенко А. Н., Терешко Ю. Д. Материаловедение и технология материалов: (Пособие по курсовому проектированию). – Гомель: БелГУТ, 1997. – 46 с.
2 Цырлин М. И . Основные требования к выполнению пояснительных записок курсовых и дипломных проектов: (Пособие).–Гомель: БелГУТ, 2001 – 23 с.
3 Федин А. П. Материаловедение и технология материалов: (Методические указания и задания на контрольные работы). – Гомель: БелИЖТ, 1992. – 83 с.
4 Тараканов И. Л., Савенко А. Н. Методика расчёта рациональных режимов резания. – Гомель: БелИЖТ, 1980. – 20 с.
5 Горбунов Б. И. Обработка металлов резанием. Металлорежущий инструмент и станки. – М. : Машиностроение, 1981. – 288 с.
6 Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т. 1 / Под ред.
А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985. – 656 с.
7 Справочник металлиста. Т. 5 / Под ред. Б. Л. Богуславского. – М.: Машиностроение,1997. – 673 с.
8 Металлорежущий инструмент: Каталог-справочник: В 4 частях. –М. ,1971.
Ч. 1. Резцы и фрезы. – 431 с. ;Ч. 2. Инструмент для обработки отверстий – 290 с. ;
Ч. 3. Резьбообразующий и зуборезный инструмент. – 475 с.
9 Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени для технического нормирования работ на металлорежущих станках. М.: Машиностроение, 1974. – 416 с.
10 Ансеров М. А. Приспособления для металлорежущих станков. – М.: Машиностроение, 1975. – 344 с.