Корректировка полученных значений по паспорту станка …., …..
Черновое точение:
nчерн = (1000 x 114 ) / (3,14 x 60 ) = 114000 / 188,4 = 605,09 об/мин ≈ 605 об/мин.
Чистовое точение:
D' = D – (2 x t черн) = 60 - 2 x 1,875 = 60 – 3,75 = 56,25 мм
nчист = (1000 x 278 ) / (3,14 x 56,25 ) = 278000 / 176,625 = 1573,96 об/мин ≈ 1574 об/мин.
Итак:
nчерн = 605 об/мин, nчист = 1574 об/мин.
Корректировка полученных значений по паспорту станка (МУ, приложение 1, стр. 54):
500 об/мин, 1250 об/мин.
3. Определение фактической скорости резания Vф , м/мин.
; .
Vф. черн = (3,14 x 60 x 500) / 1000 = 94,2 м/мин,
Vф. чист = (3,14 x 56,25 x 1250) / 1000 = 220,78 м/мин ≈ 221 м/мин.
Vф. черн = 94,2 м/мин, Vф. чист = 221 м/мин.
V. Проверочный расчет режимов резания.
Проводят в два этапа.
V.1. Первый этап.
Проверка выбранной скорости резания по критерию , где
– мощность, потребляемая на резание,
– мощность на шпинделе.
, где Nд – мощность главного электродвигателя,
η – коэффициент полезного действия механизма главного привода станка.
= 7,5 кВт, т.к. 0,75; кВт (МУ, приложение 1, стр. 54)
Для нахождения Nрез необходимо рассчитать тангенциальную составляющую силы резания (для чернового прохода).
1. Расчет тангенциальной составляющей силы резания (только для чернового точения)
,[Н]
Значение коэффициента и показателей степеней , , (Т-2, стр.273, табл.22), зависят от обрабатываемого материала (СТ 45), материала рабочей части резца (твердый сплав), вида обработки (наружное продольное точение).
= 300,
= 1,0;
= 0,75;
= - 0,15.
KPz – общий поправочный коэффициент, представляющий собой произведение поправочных коэффициентов на механические свойства обрабатываемого материала и на выбранные геометрические параметры резца : , где
, где n = 0,75 (Т-2, стр.264, табл.9),
, , , (Т-2, стр.275, табл.23),
- не учитываем, так как резец из твердого сплава.
KM p = (700/750)0,75 = 0,930,75 = 0,947
= 1,0
= 1,0
= 1
KPz = 0,947 x 1 x 1 x 1 = 0,947
Pz = 10 x 300 x 1,8751 x 0,780,75 x 94,2-0,15 x 0,947 = 10 x 300 x 1,875 x 0,829 x 0,550 x 0,947 = 22300 Н
Pz = 22300 Н
2. Расчет , кВт.
N рез = (22300 x 94,2) / ( 60 x 1020) = 2100660 / 61200 = 34,33 кВт
N рез = 34,33 кВт ; N эф = 7,5 кВт => N рез > N эф, то есть условие не выполняется, поэтому пересчитываем. Для этого произведем дополнительные расчеты:
а) наибольшей скорости резания VN , допускаемой станком — производят по формуле :
, м/мин.
VN = (7,5 x 60 x 1020) / 22300 = 459000 / 22300 = 20,58 м/мин.
б) частоты вращения шпинделя n черн по формуле:
, об/мин
n черн = (1000 x 20,58) / (3,14 x 60) = 20580 / 188,4 = 109,24 об/мин.
Принимаем ближайшее по паспорту станка: n черн = 100 об/мин (МУ, приложение 1, стр. 54).
в) пересчитываем , об/мин с учетом того, что n черн = 100 об/мин:
Vф. черн = (3,14 x 60 x 100) / 1000 = 18840 / 1000 = 18,84 м/мин
Vф. черн = 18,84 м/мин
г) пересчитываем ,[Н] (коэффициенты те же):
Pz =10 x 300 x 1,8751 x 0,780,75 x 18,84-0,15 x 0,947=10 x 300 x 1,875 x 0,829 x 0,643 x 0,947=2839,47 Н
Pz = 2839,47 Н
А теперь, произведя дополнительные расчеты, мы можем пересчитать , если , то выбранная нами скорость была правильной.
, кВт.
N рез = (2839,47 x 18,84) / ( 60 x 1020) = 53495,6 / 61200 = 0,874 кВт
N рез = 0,87 кВт ; N эф = 7,5 кВт => N рез < N эф, то есть условие выполняется.
V.2. Второй этап.
Проверка выбранной подачи S, мм/об.
а) Из расчета прочности державки резца на изгиб (только при черновом точении)
(предельное значение) , мм/об; где
МПа – допускаемое напряжение для материала державки резца;
l – вылет корпуса резца, мм; принимаем l = (1,5…2) x H, где H – высота резца;
Н = 25, В = 16 – размеры выбранного сечения резца => l = 1,5 x 25 = 37,5
t черн = 1,875 мм
Vф. черн = 18,84 м/мин
Значения коэффициентов KPz , и показателей степеней , , такие же, как и при расчете первого этапа:
= 0,75, = 300, = 1, = -0,15, = 0,947 (при черновом точении)
S пр = 0,75√ (16 x 252 x 200) / (10 x 6 x 37,5 x 300 x 1,8751 x 18,84-0,15 x 0,947) =
= 0,75√ (16 x 625 x 200) / (10 x 6 x 37,5 x 300 x 1,875 x 0,643 x 0,947) =
= 0,75√ (2000000) / (770665,64) = 0,75√ 2,595 = 2,5951 / 0,75 = 2,5951,333 = 3,56 мм/об
S пр = 3,56 мм/об; S ст черн = 0,78 мм/об => S пр > S ст черн , то есть выполняется условие
б) Из расчета жесткости державки резца (только для чистового точения)
, мм/об; где
МПа – модуль упругости державки резца,
м – допустимая стрела прогиба,
l – вылет корпуса резца, мм; принимаем l = (1,5…2) x H, где H – высота резца;
Н = 25, В = 16 – размеры выбранного сечения резца => l = 1,5 x 25 = 37,5
t чист = 0,625 мм
Vф. чист = 221 м/мин.
Значения коэффициентов KPz , и показателей степеней , , такие же, как и в предыдущих случаях:
= 0,75, = 300, = 1, = -0,15, = 1,07 (при чистовом точении)
S ж = 0,75√ (16 x 253 x (2,2 x 105) x (5 x 10-4 ) / (10 x 4 x 37,53 x 300 x 0,6251 x 221-0,15 x 1,07) =
= 0,75√ (16 x 15625 x 220000 x 0,0005) / (10 x 4 x 52734,375 x 300 x 0,625 x 0,44 x 1,07) =
= 0,75√ (27500000) / (186205078) = 0,75√ 0,147 = 0,1471 / 0,75 = 0,1471,333 = 0,07 мм/об
S ж = 0,07 мм/об, S ст чист = 0,23 мм/об => условие не выполняется.
в) Проверка по заданной шероховатости (чистовое и п/чистовое точение) из расчета, что:
, мм/об
где , – главный и вспомогательный углы в плане, в рад;
– радиус при вершине резца (мм) не учитывается, так как этот показатель включается если материал режущей части – быстрорежущая сталь, а у нас, как известно из условия задачи, твердый сплав.
= 0,008; = 0,30; = 1,40; =0,35 (МУ, стр.33, табл. 5)
, = π / 4 => ,= 3,14 / 4 = 0,785 рад
S ст ≤ 0,08 x 201,40 . = 0,08 x 66,29 . = 5,303 = 7,2 ≈ 7 мм/об
0,6250,30 x 0,7850,35 x 0,7850,35 0,868 x 0,92 x 0,92 0,735
S ст чист = 0,23 мм/об , то есть выполняется условие (0,23 ≤ 7) S ст ≤ 7 мм/об
VI. Определение основного времени обработки
, мин; где
– заданная длина обработки,
– врезание резца, мм,
– перебег резца, равный 3 мм,
ί - число проходов,
n – частота вращения шпинделя,
S – подача.
Общее время , где для чернового прохода, а — для чистового.
Черновой проход:
— 385 мм
= (1,875 / 1) + 1 = 2,875 мм
— 3 мм
ί — 2
n — 500 об/мин
S – 0,78 мм/об
Tо черн = ((385 + 2,875 + 3) / (500 x 0,78)) x 2 = (390,875 / 390) x 2 = 1,002 x 2 = 2,004 ≈ 2 мин.
Tо черн = 2 мин.
Чистовой проход:
— 385 мм
= (0,625 / 1) + 1 = 1,625 мм
— 3 мм
ί — 2
n — 1250 об/мин
S – 0,23 мм/об
Tо чист = ((385 + 1,625 + 3) / (1250 x 0,23)) x 2 = (389,625 / 287,5) x 2 = 1,35 x 2 = 2,7
Tо чист = 2,7 мин.
Общее время = 2 + 2,7 = 4,7 мин ≈ 5 мин.
Tобщ ≈ 5 мин
Ответ: Нами были произведены расчеты рациональных режимов резания при одноинструментальной обработке при обтачивании цилиндрического валика прямым проходным резцом на токарно-винторезном станке модели 1К62. Расчеты производились для обработки валика за два прохода: черновой и чистовой.
После согласования с паспортом станка были получены данные:
Черновой проход: t - 1,875 мм; S - 0,78 мм/об; n - 500 об/мм; V – 94,2 м/мин.
Чистовой проход: t - 0,625 мм; S - 0,23 мм/об; n - 1250 об/мм; V – 221 м/мин.
Также было определено основное время обработки:
Черновой проход: Tо - 2 мин.
Чистовой проход: Tо - 2,7 мин.
