III. Разбор задачи с комплексным расчетом режимов резания при точении

(Пример расчета по базовому справочнику)

Задание

На токарно-винторезном станке 16К20 подрезается торец втулки диаметром D = 120 мм до d = 80 мм.

Припуск на обработку (на сторону) h = 2 мм.

Параметр шероховатости обработанной поверхности Rz = 20 мкм.

Материал заготовки - серый чугун СЧ20 твердостью 210HB.

Обрабатываемая поверхность без литейной корки.

Система СПИД (станок–приспособление–инструмент-деталь) жесткая.

Режущий инструмент: резец токарный, проходной, отогнутый, правый; материал рабочей части (пластины) - твердый сплав ВК6; материал корпуса резца – сталь 45; сечение корпуса резца 16х25 мм; длина резца 150 мм; геометрические параметры рабочей части:

γ = 12^о, α = 10^о, λ = 0^о, φ = 45^о, φ = 45^о, τ =1 мм.

Назначить режим резания и определить основное время.

Базовый справочник

Справочник технолога-машиностроителя (в 2-х томах) / Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. - Т.2. – М.: «Машиностроение», - 2003 г. – 943 с.

Гл.4, табл. 1-10 (общие); 11-23 (точение).

2

D_Г D_S

Рис. 1. Эскиз обработки к заданию

×

×

Расчет режима резания

1. По условию Rz = 20 мкм, поэтому с помощью табл. 2 можно сделать вывод, что обработка получистовая и h = t = 2 мм удовлетворяет заданным требованиям по шероховатости обработанной поверхности.

 

2. Таблицы подач в справочнике подразделяются на черновые и чистовые. Так как по условию задан параметр шероховатости, то рассматриваемый пример получистового точения ближе к случаю чистовой обработки.

По табл. 14 [1] для Rz =20 мкм и r = 1 мм табличное значение подачи
S _табл = 0,38 мм/об. Примечания ко всем таблицам должны быть обязательно учтены. С учетом примечания выбранное значение S _табл может быть изменено на величину коэффициента K_S с учетом особенностей обработки.

Заданный по условию станок 16К20 имеет дискретный привод подач. Поэтому выбранная подача должна быть скорректирована по паспортным данным станка. В данном примере при подрезке торца ближайшее меньшее значение поперечной подачи: S = 0,35 мм/об.

 

3. Для станка с ручным управлением по табл. 3 стойкость инструмента: Т = 60 мин.

4. Скорость резания:

По табл. 17 [1] выбирается вид обработки. Для случая подрезки торца – это наружное продольное точение проходными резцами. Отрезание в этом случае выбирать неверно, т.к. оно протекает в более тяжелых условиях резания, чем простая подрезка торца.

Далее необходимо определиться с обрабатываемым материалом – к какой группе он относится: конструкционная углеродистая сталь, серый чугун, медные сплавы. Отличия заданного обрабатываемого материала от табличного по НВ или σ _в учитываются соответствующим коэффициентом, входящим в общий коэффициент K_v. Для рассматриваемого примера в таблице выбираем раздел: обработка серого чугуна, НВ 190.

Далее по таблице определяются параметры исходя из S = 0,35 < 0,4:

С_v = 243; x_v = 0,15; y_v = 0,20; m = 0,20.

Следующим шагом расчета необходимо учесть все отличия данных условий обработки относительно тех, для которых даны табличные значения. Для этого находят значения поправочных коэффициентов:

.

= - коэффициент определяется по табл. 1 и 2 [1] для данных условий (серый чугун обрабатывается резцом из твердого сплава) и округления в этом месте расчетов недопустимы.

= 1,0 – по табл.5 [1] (поверхность заготовки без литейной корки).

= 1,0 – по табл. 6 [1] (серый чугун обрабатывается ВК6).

= 1,0 – по табл.18 [1] (для φ = 45^о).

= 1,18 – по таблице 4.3 (для d/D = 80/120 = 0,67).

 

5.

Так как заданный станок 16К20 имеет ступенчатое регулирование главного привода, то согласно таблице кинематических данных станка следует выбрать ближайшее меньшее значение.

По станку принимается n = 400 об/мин.

6.

7. Проверка по осевой составляющей силы резания, допускаемой прочностью механизма подачи станка, для случая получистовой обработки не проводится.

8. Для проверки по мощности электродвигателя станка необходимо определить главную составляющую силы резания:

· по табл. 22 [1] согласно выбранному разделу (серый чугун, НВ 190; твердый сплав; наружное продольное и поперечное точение) определяются параметры: = 92; = 1,0; = 0,75; = 0 (Примечание: в табл. 22 [1] показатель степени при скорости в формуле определения силы резания обозначен символом n).

Все отличия заданных условий резания относительно табличных учитывают поправочные коэффициенты:

= - определяется по табл. 9 [1] (серый чугун обрабатывается твердым сплавом, токарная обработка).

=1,0 – по табл. 23 [1] (φ=45^о, твердый сплав, для Р_z).

=1,0 – по табл. 23 [1] (ближайшее к γ = 12^о табличное значение γ = 10^о, твердый сплав, для Р_z).

=1,0 – по табл.23 [1] (λ = 0^о, твердый сплав, для Р_z).

Р_z =10 (Н).

По кинематическим данным станка находится КПД станка 16К20 η = 0,8 и определяется расчетная мощность:

N _расч= (кВт).

С учетом данных станка N _ст=10 кВт делаем вывод, что обработка возможна:

N _расч = 2,68 < N _ст = 10.

Расчет основного времени

С помощью таблицы 1определяем составляющие L:

Тогда: (мин).

 

Для наглядности результаты расчетов могут быть представлены в виде итоговой таблицы:

 

t, мм	S, мм/об	T, мин	n, об/мин	v, м/мин	To, мин
	0.35				0.17