• Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Заглавная страница Расчет режимов обработки Новая методика расчета режимов резания при токарных работах

Новая методика расчета режимов резания при токарных работах

Как известно, существует множество способов расчета режимов резания: таблицы, формулы пересчета с усилий резания, графики стойкости резца, метод оптимального сечения стружки. Однако хотелось бы предложить новую методику расчета режимов резания, которая основана на пересчете максимально возможной мощности затраченной на резание - исходя из мощности станка. Данный метод разработан не так давно, и лично автором опробован на производстве с различным оборудованием, как на ветхих 16К20, так и на модифицированных российских станках с ЧПУ. В обоих случаях были показаны весьма неплохие показатели по времени обработки и по качеству поверхности, однако при некоторых типах точения (например растачивание и отрезная) приходилось корректировать понижающие коэффициенты - что в принципе можно считать плюсом методики, так как есть возможность регулирования.

Как уже говорилось принцип метода - пересчет из затрачиваемой мощности, и жесткая зависимость площади сечения стружки и скорости резания. Самым главным моментом является удержание пропорциональности величин подачи, глубины резания, и частоты вращения при определенном диаметре заготовки, поэтому удобнее всего эту методику применить при расчете в программе (например ТехноПро). Скачать отдельный макрос автоматического расчета режимов резания можно в теме режимов на форуме во вложении.

С учетом особенностей отечественной промышленности и взяв во внимание тот факт, что каждый токарь стремится производить обработку так как сам считает нужным (практика), то данная методика несет рекомендательный характер (хотя в 80% случаев токари применяли аналогичные режимы), однако для оформления технологической документации наиболее удобна ввиду своей возможной автоматизации.

 Методика расчета режимов резания при токарных работах

 Наружное продольное точение

                Подачи при черновой и чистовой обработке выбирать по таб.1; большие назначать при обработки малых диаметров, меньшие – при обработке больших диаметров. Подачи заведомо снижены, учитывая недостаточную жесткость системы и высокую вероятность возникновения вибраций при резании. При чистовой обработке радиус при вершине резца выбирать не меньше 2 мм, вылет резца минимальный.

 

Черновая обработка

Чистовая обработка

s=0.8 мм/об

s=0.6 мм/об

s=0.4 мм/об

s=0.30 мм/об (Ra=6.3)

s=0.23 мм/об (Ra=3.2)

s=0.11 мм/об (Ra=1.6)

Таблица 1

 

                При прерывистом точении снижать подачу на 25%. Подачу корректировать коэффициентом Kls в зависимости от вылета резца l (таблица 2) и коэффициентом K φs  в зависимости от главного угла в плане (таблица 3).

l:H до

(l-вылет

H-высота державки)

1.5

2

2.5

3

Kls

1

0,7

0,5

0,4

Таблица 2

 

φ- главный угол в плане, град

45

60

75

90

K φs  

1

0,9

0,8

0,7

                Таблица 3

 

                Максимальная глубина резания при черновой обработке – 3 мм, при чистовой – 1 мм.

                 Скорость резания при токарных работах вычислять из возможной мощности привода главного движения станка по формуле:

 

 v- скорость резания, м/мин

Nстанка- мощность станка по паспорту, кВт

η- КПД станка по паспорту

δ- коэффициент понижения мощности при возможном износе станка δ=0.85

Cp- постоянная, влияющая на силу резания Pz при заданных условиях обработки (таблица 4)

Т- расчетная стойкость резца, мин

t- глубина резания, мм

s- подача продольная, мм/об

x,y,n- коэффициенты, зависящие от условий обработки (таблица 4)

К φv – поправочный коэффициент на скорость, зависящий от главного угла в плане (таблица 5)

Кзаг- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от качества заготовки (таблица 6)

Кинст- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от материала режущего инструмента (таблица 7)

КматV- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от отклонений механических свойств обрабатываемого материала

(таблица 7.1)

Kφp, Kγp, Kλp, Krp-коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на силу резания (таблица 8)

КматP- поправочный коэффициент на силу резания, зависящий от отклонений механических свойств обрабатываемого материала

(таблица 8.1)

 

Материал обрабатываемый

Cp

x

y

n

Сталь

300

1

0,75

-0,15

Чугун серый

190 НВ

92

1

0,75

0

Алюминиевые сплавы

40

1

0,75

0

Медные сплавы

55

1

0,66

0

Таблица 4

 

Главный угол в плане φ

20

30

45

60

75

90

К φv

1,4

1,2

1,0

0,9

0,8

0,7

Таблица 5

 

Заготовка

Покат

Поковка,

литье под давлением

Отливка

(чугун)

Отливка

(медные и алюмин. сплавы)

К заг

0,9

0,8

0,8

0,9

 

Таблица 6

Материал обрабатываемый

 

 

 

 

 

 

Сталь

Т5К12М

Т5К10

Т14К8

Т15К6

Т30К4

ВК8

0,35

0,65

0,8

1,0

1,4

0,4

Чугун серый

190 НВ

ВК8

ВК6

ВК4

ВК3

 

 

0,83

1,0

1,1

1,15

 

 

Алюминиевые и медные сплавы

Р6М5

ВК4

ВК6

9ХС

У12А

 

1,0

2,5

2,7

0,6

0,5

 

Таблица 7

Обрабатываемый материал

КматV

Показатель n

при обработке резцами из быстрореж. стали

при обработке резцами из тверд.сплава

Сталь

 

С ≤0.6%

-1,0

 

 

1

1,75

1,75

хромистая сталь

1,75

С>0.6%

1,75

Чугун серый

 

1,7

 

1,25

Медные сплавы

1

---

---

Алюминиевые сплавы

1

---

---

Таблица 7.1

 

 

Параметры

Материал режущей части

Поправочные коэффициенты

Наименование

Величина

Обозначение

Величина

Главный угол в плане φ

30

Твердый сплав

 

 

 

 

Kφp

1,08

45

1,00

60

0,94

90

0,89

30

Быстрореж. сталь

1,08

45

1,00

60

0,98

90

1,08

Передний угол γ

-15

Твердый сплав

 

 

Kγp

1,25

0

1,10

10

1,00

12-15

Быстрореж. сталь

1,15

20-25

1,00

Угол наклона главного лезвия λ

-5

Твердый сплав

 

Kλp

 

1,00

0

5

15

Радиус при вершине r, мм

0,5

Быстрореж. сталь

 

 

Krp

0,87

1,0

0,93

2,0

1,00

3,0

1,04

4,0

1,10

Таблица 8 

 

 

Обрабатываемый материал

КматP

Показатель n

при обработке резцами из быстрореж.стали

при обработке резцами из тверд.сплава

Сталь

0,75

0,35

0,75

0,75

Чугун серый

 

0,4

 

0,55

Медные сплавы

1

---

---

Алюминиевые сплавы

1

---

---

Таблица 8.1

 

                После расчета скорости резания необходимо рассчитать частоту вращения шпинделя и сопоставить с паспортными характеристиками. Частоту вращения фактическую следует выбирать наиболее близкую по величине.

                Частота вращения:                           об/мин

                Разница расчетной и фактической частоты вращения отражается на стойкости инструмента: если расчетная величина больше фактической, то стойкость резца увеличивается относительно расчетной, если меньше - уменьшается.

Растачивание

                При растачивании скорости резания вычисляются аналогичным способом, как и при наружном продольном точении, но с учетом коэффициента Краст (таблица 9).

Диаметр растачиваемого отверстия в мм до

 

50

 

75

 

150

 

250

 

>250

Краст

0,6

0,75

0,8

0,9

1,0

Таблица 9

 Прорезание пазов

Поперечные подачи выбираются по таблице 10. Скорости резания при прорезании пазов рассчитываются аналогично наружному точению, но с коэффициентами Cp, x, y, n согласно таблице 11. 

 

Диаметр обработки,

мм

 

Ширина резца, мм

 

Обрабатываемый материал

Сталь

Чугун, медные и алюминиевые сплавы

<20

3

0.07

0.12

20<D<40

3-4

0.11

0.17

40<D<60

4-5

0.14

0.22

60<D<100

5-8

0.20

0.28

100<D<150

6-10

0.22

0.35

D>150

10-15

0.31

0.47

Таблица 10

 

Материал обрабатываемый

Cp

x

y

n

Сталь

408

0.72

0.8

0

Чугун серый

190 НВ (P18)

158

1.0

1.0

0

Алюминиевые сплавы (P18)

75

1.0

1.0

0

Медные сплавы (P18)

50

1.0

1.0

0

Таблица 11

 

Отрезание

                При отрезании подачи выбираются по таблице 10 в зависимости от ширины режущей части отрезного резца. Частота вращения шпинделя токарного станка назначается 80-100 об/мин, в целях безопасности. 

Поперечное точение

                При поперечном точении подачи назначать по таблице 1. Расчет проводить аналогично продольному точению

 

Нарезание резьбы

                При нарезании резьбы метчиками или плашками вручную или в специальном патроне с плавающей втулкой, следует назначать минимальное число оборотов на шпинделе станка. Расчетная скорость резания 10-14 м/мин.

                При нарезании резьбы резьбовыми резцами или резьбовыми гребенками, подачу назначать равной шагу резьбы. Материал режущей части рекомендуется Р18. Число проходов i выбирать по таблице 12.

 

 

 

Вид прохода

 

Шаг резьбы S в мм

до 1,75

2-3

3,5-4,5

Резьба метрическая наружная и внутренняя

Черновой

5

7

9

Получистовой

1

1

1

Чистовой

1

1

1

Таблица 12

 

 

                Глубину резания вычислять по формулам:

Для черновой обработки:                                             

Для получистовой обработки:                     

Для чистовой обработки:                                             

                 D -наружный диаметр резьбы

                 d  -внутренний диаметр резьбы

                 Длина нарезки резьбы по всей номенклатуре валов незначительна (до 50 мм). При больших скоростях резания скорость перемещения суппорта будет до 6 м/сек. Рекомендуется применять частоту вращения шпинделя при нарезании резьбы до 80 об/мин

 Рекомендации к расчетам:

1.             При черновой обработке не использовать частоты вращения шпинделя, превышающие значение 630 об/мин.

2.             При чистовой обработке не использовать частоты вращения шпинделя, превышающие значение 900 об/мин.

3.             При понижении скорости резания исходя из безопасности работ учесть понижение силы резания, что в результате повышает стойкость резца.

4.             При чистовой обработке использовать инструмент с максимально возможным радиусом при вершине резца

5.             При чистовой обработке обеспечить минимальный вылет резца при установке в резцедержателе

6.             При введении в технологические процессы импортного инструмента пересчитать коэффициенты Ср, x, y, Kинстр .

 Последовательность и пример расчета

                При расчете режимов резания, последовательность вычисления рекомендуется следующая:

 

1.             Выбор подачи на черновую обработку по таблице 1

2.             Назначение глубины резания

3.             Выбор геометрических характеристик инструмента, определение вылета резца l и назначение поправочных коэффициентов на подачу по таблицам 2 и 3

4.             Выбор оборудования

5.             Сверить значения назначенной подачи с паспортными характеристиками станка

6.             Назначение расчетной стойкости резца

7.             Выбор коэффициентов Сp, x, y, n в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала и вида обработки

8.             Расчет скорости резания с учетом всех поправочных коэффициентов

9.             Пересчет скорости резания на частоту вращения шпинделя (в случае превышения частоты вращения значения 630 об/мин, назначить инструмент с понижающими поправочными коэффициентами или повысить расчетную стойкость резца)

10.          Сверить расчетную частоту вращения с паспортными характеристиками станка и выбрать ближайшее значение

11.          Выбор подачи на чистовую обработку по таблице 1

12.          Сверить значения назначенной подачи с паспортными характеристиками станка

13.          Назначение глубины резания

14.          Выбор геометрических характеристик инструмента, определение вылета резца l и назначение поправочных коэффициентов на подачу по таблицам 2 и 3 (рекомендуется использовать инструмент с максимально возможным радиусом при вершине)

15.          Расчет скорости резания с учетом всех поправочных коэффициентов

16.          Пересчет скорости резания на частоту вращения шпинделя (в случае превышения частоты вращения значения 900 об/мин, назначить инструмент с понижающими поправочными коэффициентами или повысить расчетную стойкость резца)

17.          Сверить расчетную частоту вращения с паспортными характеристиками станка и выбрать ближайшее значение

 

Пример расчета: 

Требуется предварительно обточить наружный диаметр 150 мм чугунной крышки, полученной литьём в песчано-глинистую форму НВ 200.

Вычислить режимы.

 

1.             Выбираем максимально возможную подачу на черновую обработку по таблице 1 S=0,8 мм/об

2.             Припуск на обработку равен 3 мм на сторону, следовательно, глубину резания на черновую обработку назначаем t=2 мм

3.             Режущий инструмент: ВК6, главный угол в плане 45 градусов, передний угол 10 градусов, угол наклона главного лезвия 5 градусов, радиус при вершине 1,8 мм, высота державки 30 мм, вылет 30 мм. Выбираем поправочные коэффициенты по таблицам 2, 3, 5, 7, 8.

Kls=1

K φs =1

К φv=1

Kзаг=0.8

Кинст=1

Kφp=1

Kγp=1

Kλp=1

Krp=1

4.            

5.             Материал имеет отклонение механических свойств от расчетных величин, следовательно необходимо скорость компенсировать поправочным коэффициентом КматV , а силу резания компенсировать поправочным коэффициентом КматP. (см. таб 7.1 и 8.1)

6.             Расчетные коэффициенты Сp, x, y, n выбираются по таблице 4. Чугун серый: Сp=92, x=1, У=0,75, n=0

7.             Расчетную стойкость резца назначим равной T=90 мин

8.             Назначим на обработку токарный станок 1К62. Мощность главного привода – N=7.5 кВт, η=0.8

9.             Ближайшее значение продольной подачи согласно паспорту станка S=0.78 мм/об

10.          Рассчитаем скорость резания:

11.          Рассчитаем частоту вращения шпинделя при рассчитанных режимах:

 

12.          Ближайшее значение частоты вращения шпинделя станка 1К62 n=100 об/мин

 

ИТОГ:    S=0.78 мм/об

                v=53,1 м/мин

                n=100 об/мин

 

Обсудить метод расчета режимов резания на форуме.

(с) Проминструмент.РФ          Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

 

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика