Исходные данные:

1. Заготовка - штамповка, сталь 35

2. Предел прочности =540МПа, твердость по Бринеллю НВ = 187 кгс/мм2

3. Общий припуск на обработку (на диаметр) h = 10.5 мм

4. Диаметр заготовки D = 106 мм

5. Диаметр детали (после обработки) d = 100 мм

6. Длина обрабатываемой поверхности l = 120 мм

7. Требуемая шероховатость R_a= 0.8мкм

8. Станок-1А62

При расчете режимов резания необходимо:

1.выбрать тип, размеры и геометрические параметры резца;

2.выбрать станок;

3.рассчитать элементы режима резания;

4.провести проверку выбранного режима резания по мощности привода главного движения резания, крутящему моменту, прочности державки резца и прочности меха­низма подачи станка;

5.произвести расчет времени, необходимого для выполнения итерации;

6.произвести расчет необходимого количества станков;

7.провести проверку эффективности выбранного режима резания и выбранного обо­рудования.

1. Выбор токарного резца

1. Выбор материала режущей части резца

Исходя из общего припуска на обработку и требований к шероховатости поверхности обработку проводим в два прохода (черновое и чистовое точение). По табл.2П выбираем материал пластинки из твердого сплава: для чернового точения - Т5К10, для чистового точения - Т15К6.

2. Назначение размеров резца

Для станка 1А62 с высотой центров 200 мм размеры сечения державки резца принимаем: НхВ = 25х16 мм.

Для обработки выбираем проходной прямой отогнутый резец с пластинкой из твердо­го сплава, размеры которого приведены в табл.ЗП: резец 2102 -0055 ГОСТ 18877-73.

3. Назначение геометрических параметров режущей части резца

В зависимости от материала режущей части резца и условий обработки выбираем оди­наковую форму передней поверхности резцов (для чернового и чистового точения) по табл.ЗП: номер Пб - плоская, с отрицательной фаской.

Согласно ГОСТ на токарные резцы по таблицам 5П - 7П выбираем геометрические параметры резцов: уф = -10°, у = 15°, aчерн = 8°, ачист = 12°, ф = 45°, ф₁ = 45°, = 0°.

2. Назначение глубины резания

При чистовом точении глубину резания принимаем t₂ = 1 мм, Тогда, глубина резания при черновом точении определяется по формуле; t₁ = h/2 – t₂ = 10.5/2 - 1 = 4.25 мм.

3. Назначение величины подачи

При черновой обработке подачу выбираем по таблице 10П в зависимости от обрабаты­ваемого материала, диаметра заготовки и глубины резания в пределах 0,4-0.8: м/об. Принимаем S₁ = 0.8 мм/об.

При чистовой обработке подачу выбираем по таблице 10П в зависимости от шерохо­ватости поверхности и радиуса при вершине резца, который принимаем равным 1,2 мм, S₂= 0,2 мм/об.

Выбранные подачи уточняем по паспортным данным станка. 1А62 по приложению. Назначаем следующие подачи S₁ = 0,78 мм/об, 82 = 0,195 мм/об.

4. Определение скорости резания

4.1. Определяем скорость резания V, м/мин. По формуле:

где C_v - коэффициент, зависящий от условий обработки (по табл. 11П для черновой

обработки С_v1 = 340; для чистовой – С_v2 = 420); Т- стойкость резца, мин (принимаем

Т₁ = Т₂ = 60 мин); х, у. т - показатели степени (табл. 11П);

vК - общий поправочный

коэффициент, представляющий собой произведение

отдельных коэффициентов, каждый из которых отражает влияние определенного фак­тора на скорость резания.

Для резцов с пластиной из твердого сплава К_v = К_мн* К_пv* К * К * К * К * К

где vКu- общий поправочный коэффициент, учитывающий влияние физика - механи­ческих свойств обрабатываемого материала, по табл. 12 и 13П:

K_мv=1(750/1000)¹=0.75

_К- поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, по табл. 14П - при черновой обработке Кnv₁= 0,8, при. Чистовой обработке – Кпv₂ = 1,0;

uv К - поправочный, коэффициент, .учитывающий материал режущей части, по табл. 15П – Кuv₁ = 0,65; Киv₂ = 1,0; vKф поправочный коэффициент, учитывающий глав­ный угол в плане резца, по табл. 16П - для a = 45° v₁ Кф = v₂ Кф=1,0; lv rv qv К ,К ,К ф - только для резцов из быстрорежущей стали; ovК - поправочный коэффициент, учитывающий вид обработки (потабл.17П ovК = 1,0). Общий поправочный коэффициент для резцов (чернового и чистового) равен:

0,75 0,8 0,65 1,0 1,0 0,39, 1 = 0.39 =v₁K₁

0,75 1,0 1,0 1,0 1,0 0,75. 2 = 0.75=v₂K₂

Показатели степени х,у и т по табл. 11П;

для черновой обработки-х₁ = 0,15, у₁ = 0,20, т₁ = 0,20 (при S до 0,3 мм/об),

для чистовой обработки - х₂ = 0,15, у₂ = 0,45, т₂ = 0,20 (при S св. 0,7 мм/об). Скорость резания, м/мин, равна:

V₁=340/60^0.2*3^0.15*0.78^0.2*0.39=52.2

V₂=420/60^0.2*3^0.15*0.192^0.2*0.75=290

4.2. Определяем частоту вращения шпинделя, об/мин, по расчетной скорости реза­ния:

n₁=1000V₁/ПD₁=1000*52.2/3.14*106=156.8=157

n₂=1000V₂/ПD₂=1000*290/3.14*100=923.5=924

4.3. Уточняем частоту вращения шпинделя по паспорту станка

Для черновой обработки выбираем 13 ступень коробки скоростей п₁ = 200 мин-1,

для чистовой обработки выбираем 21 ступень коробки скоростей п₂ = 1000 мин-1.

4.4.Определяем фактическую скорость резания. Уф, м/мин;

V₁=ПD₁n₁/1000=3.14*106*200/1000=66.568

V₂=ПD₂n₂/1000=3.14*100*1000/1000=314

3. Проверка выбранного режима резания

Выбранный режим резания необходимо проверить по мощности привода шпинделя станка, по прочности механизма подач, по прочности державки резца и по прочности пластинки твердого сплава.

5.1. Проверка по мощности привода шпинделя станка

Мощность, затрачиваемая на резание N_р, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе N_шn:

N_p<N_шn=N_эn

где N_э мощность электродвигателя токарного станка, кВт; для станка 1А62, N_э = 10 кВт; n- КПД привода токарного станка, для станка 1A62 = 0,75. Мощность резания определяется по формуле:

N_p=P_z*V_ф/1000

где Р_z - сила резания, Н; v_ф - фактическая скорость резания, м/с.

Для определения мощности резания определяем силу резания при черновой обработке.

Силу резания при точении рассчитываем по следующей формуле:

P_z=9.81*C_p*t₁*C₁*v_ф1*K_p

где С_р - коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала, материал режущей части резца, а также условия обработки, по табл. 18П С_р = 300; К_р - общий поправочный коэффициент, численно равный произведению ряда коэффициентов каждый из которых отражает влияние определенного фактора на силу резания:

K_p=K_пр*K_фр*K _р*K _р*K _р

где К_мр - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатывае­мого материала, определяется по табл,19П:

K_mp=( /750)^0.75=1.24

К_фр- поправочный коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца, по табл. 20П К_фр = 1,0; К_ур - поправочный коэффициент, учитывающий передний угол резца, по табл.20П К_ур = 1,25;

К _р - поправочный коэффициент учитывающий угол наклона главного лезвия, по табл.20П К _р = 1,0. Поправочный коэффициент К_rp, учитываю­щий радиус при вершине резца, определяется для резцов из быстрорежущей стали. То­гда, общий поправочный коэффициент равен:

K_p=1.24*1.0*1.25*1.0=1.55

Показатели степени х,уиn принимаем по табл. 18П для черновой обработки: х = 1,0; y= 0,75; n=0,15.

Cила резания при точении равна:

P=9.81*300*3¹*0.78^0.75*50.24^0.15*1.55=6150H

Мощность резания, кВт,

N_р=6150*50.24/1000*60=5.14кВт

Мощность на шпинделе равна:

N_шn=10*0.75=7.5кВт

Так как N_p < М_шn (5.14<7.5кВт), то выбранный режим резания удовлетворяет условию по мощности на шпинделе станка.