Формулы режимов резания при токарной обработке

Формулы режимов резания при токарной обработкеНа обработку точением на станках токарной группы приходится большинство технологических операций при обработке тел вращения. Для получения качественного результата при минимальных затратах рассчитываются и назначаются режимы резания.

Оптимальные режимы резания влияют на целостность и продолжительность работы режущего инструмента, а также на кинематические, динамические характеристики станков.

Характеристика режимов резания

Необходимые технологические параметры, используемые при токарной обработке металлов, берут свое начало в теории резания. Основные ее положения применяются конструкторами при проектировании режущих инструментов, металлорежущих станков и приспособлений.

Требуемые режимы обработки точением можно получить двумя способами. В первом случае режимы назначаются, для чего используются табличные данные. Данные регистрировались на протяжении длительного времени на разных этапах обработки различным инструментом.

Во втором случае режимы резания рассчитываются по эмпирическим формулам. Этот способ называется аналитическим методом. Считается, что аналитический метод дает более точные результаты в отличие от назначенных параметров.

На сегодняшний день разработчики программного обеспечения предлагают множество программ для расчета режимов обработки. Достаточно ввести в поля известные данные и программа самостоятельно выполнит расчеты и выдаст результат. Это значительно упрощает работу и снижает ее продолжительность.

Для изготовления детали с заданными размерами и необходимой чистотой поверхности необходим чертеж. На его основе разрабатывается технологический процесс обработки с подбором необходимого оборудования и инструмента.

Инструмент для точения: классификация

От качества и надежности токарных резцов в значительной степени зависит точность получаемых размеров и производительность обработки. Они должны обеспечивать:

  • Формулы режимов резания при токарной обработкеполучение требуемой формы;
  • размеры;
  • качество поверхности;
  • наибольшую производительность при минимальных силовых, а следовательно, энергетических затратах;
  • технологичность в изготовлении;
  • возможность восстановления режущих свойств;
  • минимальный расход дорогостоящих инструментальных материалов.

Классифицировать токарные резцы можно по способу обработки:

  • проходные;
  • подрезные;
  • отрезные;
  • прорезные;
  • галтельные;
  • резьбовые;
  • фасонные;
  • расточные.

По материалу режущей части выделяют:

  • инструментальные;
  • быстрорежущие;
  • твердосплавные:
  • однокарбидные (вольфрамовые);
  • двухкарбидные (титановольфрамовые);
  • трехкарбидные (титанотанталовольфрамовые);
  • минералокерамические;
  • алмазы.
  • По конструктивному исполнению токарные резцы бывают:

    Выбор типа токарного резца зависит от типа обрабатываемой поверхности (наружная, внутренняя), твердости материала заготовки, типа обработки (черновая, получистовая, чистовая), геометрических параметров и материала режущей части, державки.

    Схема расчета режимов

    Формулы режимов резания при токарной обработкеРасчет режимов резания при точении наружной цилиндрической поверхности по обыкновению ведут с определения удаляемого слоя. Глубина резания – это срезаемый слой металла за один рабочий проход. Определяется по формуле:

    где D 1 – исходный размер, D 2 – получаемый размер.

    Расчет глубины резания начинается после определения типа обработки. Черновым точением удаляется 60% припуска, свыше 2 мм. Получистовым точением удаляется 30% 1- 1,5 мм. А оставшиеся 10% 0,4- 0,8 мм остаются на чистовую обработку.

    Подача – это расстояние, которое проходит инструмент за один оборот обрабатываемой заготовки. Для увеличения производительности подачи подбираются максимальными исходя из:

    • твердости пластины;
    • мощности привода;
    • жесткости системы СПИД.

    На машиностроительных предприятиях подачи назначаются из таблиц. Так, для чернового точения твердых материалов подача не превышает 1,5 мм/об, а для мягких материалов не более 2,4 мм/об. Для получистового точения подача не превышает 1,0 мм/об.

    От чистового точения во многом зависит шероховатость поверхности, поэтому максимальным значением будет S max = 0.25 мм/об. При обработке изделий с ударными нагрузками назначенное значение подачи умножается на понижающий коэффициент 0,85.

    Скорость резания при токарной обработке вычисляется по формуле:

    где Сv — коэффициент, применяемый к обрабатываемому материалу заготовки и инструменту, 1 (x), 2 (y), 3 (m) – показатели степеней, Т — стойкость инструмента, Kv — поправочный коэффициент резания.

    Читайте также:  Схема подключения электросчетчика однофазного и одного автомата

    Kv зависит от:

    • качества обрабатываемого материала;
    • материала режущей пластины инструмента;
    • поверхностного слоя заготовки.

    Формулы режимов резания при токарной обработкеПосле получения расчетного значения скорости резания определяется число оборотов шпинделя станка по формуле: n = (1000· V)/(π· D)

    Полученное значение количества оборотов необходимо подобрать из стандартного ряда для станка, на котором производится обработка. Оно не должно отличаться от станочной сетки больше, чем на 5%. После чего производится уточнение скорости резания.

    Далее, определяется эффективная мощность резания по формуле:

    N э = (Pz · V)/(1020 · 60)

    где Pz – тангенциальная сила резания, максимальная нагрузка при точении.

    После определения необходимой мощности рассчитывается потребная мощность станка:

    где µ — КПД станка, закладывается заводом-изготовителем.

    Итоговое значение мощности должно быть меньше мощности электродвигателя главного движения. Это означает, что принятые и рассчитанные значения верны. В противном случае подачу и глубину резания необходимо уменьшить или подбирать станок необходимой мощности.

    На токарно-винторезном станке 16К20 производится черновое обтачивание на проход вала D=68 мм до d=62 мм. Длина обрабатываемой поверхности 280 мм; длина вала l1= 430 мм. Заготовка — поковка из стали 40Х с пределом прочности sв=700 МПа. Способ крепления заготовки — в центрах и поводковом патроне. Система СПИД недостаточно жесткая. Параметр шероховатости поверхности Ra=12,5 мкм. Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания; определить основное время.

    1.

    Формулы режимов резания при токарной обработке

    Выполнение эскиза обработки.

    2. Выбор режущего инструмента

    Для обтачивания на проход вала из стали 40Х принимаем токарный проходной резец прямой правый с пластинкой из твердого сплава Т5К10 [2. Исходя из справочных данных, принимаем геометрические параметры режущей части резца:

    g=15 0 ; a=12; l=0 [3],

    3. Назначение режимов резания

    3.1. Глубина резания. При черновой обработке припуск срезаем за один проход, тогда

    Формулы режимов резания при токарной обработке

    3.2. Назначаем подачу. Для черновой обработки заготовки из конструкционной стали диаметром до 100 мм (для станка 16К20) при глубине резания до 3 мм [2], [3]:

    Принимаем S=0,8 мм/об.

    3.3. Скорость резания, допускаемая материалом резца

    Формулы режимов резания при токарной обработке, м/мин

    где Cv=340; x=0,15; y=0,45, m=0,2, T=60 мин [2], [3]

    Поправочный коэффициент для обработки резцом с твердосплавной пластиной

    Формулы режимов резания при токарной обработке, [2], [3],

    тогда Формулы режимов резания при токарной обработке

    Формулы режимов резания при токарной обработкем/мин

    3.4. Частота вращения, соответствующая найденной скорости резания

    Формулы режимов резания при токарной обработке, об/мин

    Формулы режимов резания при токарной обработкеоб/мин.

    Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка

    3.5. Действительная скорость резания

    Формулы режимов резания при токарной обработке, м/мин; Формулы режимов резания при токарной обработкем/мин.

    4. Основное технологическое время

    Формулы режимов резания при токарной обработке, мин

    Путь резца L=l+y + Формулы режимов резания при токарной обработке, мм

    Врезание резца y=t×ctgj=3×ctg 60 0 =3×0,58=1,7 мм

    Пробег резца Формулы режимов резания при токарной обработке=1,3 мм.

    Тогда L=280+1,7+1,3=383 мм.

    Формулы режимов резания при токарной обработкемин.

    Непосредственно в процессе работы на станке глубина резания t, мм, выбирается в зависимости от припус­ка на обработку Zи требуемой шероховатости поверхности, кото­рая определяется среднеарифметическим значением отклонения профиля обработанной поверхности Rа, мкм. При обработке заготовок на токарном станке рекомендуются следующие значения глубины реза­ния:

    — при черновой обработке глубину резания tобычно прини­мают равной припуску Z;

    — при получистовой обработке t= (0,5. 2) мм;

    — при чистовой обработке t= (0,1. 0,4)мм.

    Глубина резания устанавливается по лимбу поворотом рукоятки поперечного суппорта.

    Значение подачи S мм/об, выбирается в зависимости от требуемой шероховатости поверхности Rа, радиуса при вершине резца r (мм), и корректируется в соответствии с реально имеющимися на станке значениями.

    Обычно принимается ближайшее меньшее значение подачи. Для его выбора рекомендуется пользоваться данными табл.1.

    Читайте также:  Рецепт электролита для никелирования
    Вид обработкиШероховатость поверхности, RaРадиус при вершине резца, r (мм)
    0.51.5
    Черновая Получистовая Чистовая10. 5 5. 2,5 2,5…1,250,4-0,55 0,2-0,3 0,11-0,150,56-0,65 0,3 -0,4 0,15-0,200,66-0,7 0,4 -0,5 0,20-0,25

    На токарно-винторезном станке мод.1К62 имеются следующие про­дольные подачи Sпр, мм/об: 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,15; 0,17; 0,195; 0,21; 0,22; 0,26; 0,28; 0,30; 0,34; 0,39; 0,43; 0,47; 0,52; 0,57; 0,61; 0,70.

    Значения, имеющихся на станке, поперечных подач составляют половину соответствующей продольной подачи, то есть Sп= 0,5 Sпр.

    На станке мод. 1А616 имеются продольные подачи — Sпр, мм/об: 0,037; 0,045; 0,054; 0,065; 0,074; 0,091; 0,11; 0,124; 0,148; 0,18; 0,22; 0,26; 0,295; 0,36; 0,44; 0,52.

    Для токарно-винторезного станка 16К20 имеем следующие данные:

    Продольные подачи, мм/об: 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,36; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8.

    Поперечные подачи, мм/об: 0,025; 0,03; 0,0375; 0,045; 0,05; 0,0625; 0,075; 0,0875; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4.

    Требуемое значение подачи устанавливается коробкой подач 2 (рис.10). Скорость резания V, м/мин, выбирается в соответствии с принятыми значениями глубины резания t и подачи S , и конк­ретными условиями обработки, главными из которых считаются материал обрабатываемой заготовки, материал и геометрические па­раметры режущего инструмента, а также вид выполняемой операции, применение охлаждения в процессе резания и т.п.

    При выполнении данной работы скорость резания V рекоменду­ется принимать:

    — для продольного точения резцами из твердых сплавов в преде­лах от 50 до 100 м/мин;

    — для продольного точения резцами из твердых сплавов в преде­лах от 50 до 100 м/мин;

    — при сверлении отверстий сверлами из быстрорежущей стали 15. 30 м/мин;

    — при протечке канавок, отрезке 20. 50 м/мин.

    После назначения требуемой скорости резания по формуле (3.4) делаем расчет частоты вращения шпинделя.

    Расчетное значение n корректируется до ближайшего меньшего значения частоты вращения шпинделя, имеющегося на станке.

    Станок 1К62 имеет следующие частоты вращения шпинделя, n,об/мин: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 360; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 3600 и 2000.

    У станка 1А616 имеются частоты вращения шпинделя n, об/мин: 9, 11,2; 18; 28; 45; 56; 71; 90; 112; 140; 180; 224; 280; 355; 450; 560; 710; 960; 1320; 1400; 1800.

    У станка 16 К20 частота вращения шпинделя, об/мин: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.

    Принятая частота вращения шпинделя устанавливается коробкой скоростей, которая находится на передней бабке станка (3). (рис.11).

    Подборка ссылок иллюстрированных из промышленных каталогов

    Формулы режимов резания при токарной обработке 380 Токарные формулы для расчета параметров при механической обработке Скорость резания Подача на один оборот Средняя шероховатость поверхности при точении Таблица №Формулы режимов резания при токарной обработке 1293 Токарные расчетные формулы Расчет скорости резания исходя из обрабатываемого диаметра Шероховатость обработанной поверхности Машинное время обработкиФормулы режимов резания при токарной обработке 942 Расчет основных технологических при токарной обработке Скорость резания Производительность механической обработки Влияние основных углов на процесс резания приФормулы режимов резания при токарной обработке 943 Расчет машинного времени при токарной обработке Однопроходное и многопроходное продольное точение Поперечное точение Обработка канавок Отрезка на токарном металФормулы режимов резания при токарной обработке 224 Основные формулы для расчета и обозначения Точение на токарном металлообрабатывающем оборудовании Число оборотов Скорость резания Скорость подачи ПопеФормулы режимов резания при токарной обработке 351 Основные формулы и определения для токарной обработки на металлообрабатывающем оборудовании Скорость резания м/мин п х Dm х n c = 1000 Частота врФормулы режимов резания при токарной обработке 809 Основные формулы токаря Расчет частоты вращения шпинделя металлорежущего станка Скорость резания при токарной обработке Производительность металлообработки Удельный съёФормулы режимов резания при токарной обработке 391 Основные токарные формулы для расчета параметров механической обработки на металлообрабатывающем оборудовании FORMULAE FOR CALCULATING CUTTING DATA ВеличинФормулы режимов резания при токарной обработке 48 Основные токарные расчетные формулы Принятая система буквенных обозначений основных параметров при токарной металлообработке Частота об/мин Скорость резания м/мФормулы режимов резания при токарной обработке 494 Теоретические основы точения на станках Влияние основных углов классического токарного резца на процесс резания Определение Назначение Особенности Угол накФормулы режимов резания при токарной обработке 495 Расчетные формулы для основного машинного времени при различных видах токарной механической обработки Продольное точение Поперечно точение подрезка торца зФормулы режимов резания при токарной обработке 1623 Основные расчетные формулы при токарной обработке на металлорежущих станках Расчет мощности Скорости резания Подачи Основного машинного времени Шер
    Читайте также:  Сколько цветных металлов производится в россии

    

    Примеры полноразмерных страниц из промышленных каталогов

    380 Каталог PRAMET 2014 Токарная обработка Отрезка Обработка канавок Нарезание резьбы от PRAMET Стр.379

    Формулы режимов резания при токарной обработке

    Токарные формулы для расчета параметров при механической обработке Скорость резания Подача на один оборот Средняя шероховатость поверхности при точении Таб

    Токарные формулы для расчета параметров при механической обработке Скорость резания Подача на один оборот Средняя шероховатость поверхности при точении Таблица № 27 формулы для расчета параметров величина формула для расчета Единица Число оборотов v .1000 = D [об/мин] Скорость резания D. n V = 1000 [м/мин] Подача на один оборот f. J min Jot = n [мм/об] Минутная подача (скорость подачи s V a fm [м/мин] Теоретическое значение максимальной микронеровности поверхности

    809 Каталог WALTER 2013 Дополнение к общему Стр.H-5

    Формулы режимов резания при токарной обработке

    Основные формулы токаря Расчет частоты вращения шпинделя металлорежущего станка Скорость резания при токарной обработке Производительность металлообработки Удельный съё

    Основные формулы токаря Расчет частоты вращения шпинделя металлорежущего станка Скорость резания при токарной обработке Производительность металлообработки Удельный съём материала Поперечное сечение стружки Общая техническая информация Формулы для токарной обработки Walter Частота вращения vc х 1000 min1 Dc х7Е J Скорость резания Dc хх n vR = 1000 m/min Подача Vf = n x f mm/min Удельный съём материала Q = vcxapxf cm3/min Поперечное сечение стружки A=hxb = apxf mm2 Ширина стружки, толщина стружки ап b = mml h = f х sinK mm siriK 1 1 Основная сила резания Fc = Ax kci.1 xh-"10 N Мощность привода Pmot = 1СГС- kW 60000 x ri Время обработки th = f X n min Глубина профиля, шероховатость Rmax — g x r x 1000 pn n Частота вращения мин-1 Dc Диаметр заготовки мм Vc Скорость резания м/мин Vf Подача мм/мин f Подача на оборот мм Q Удельный съём материала см3/мин aP Глубина резания мм A Поперечное сечение стружки мм2 h Толщина стружки мм b Ширина стружки мм к Угол в плане Fc Сила резания N kc1.1 Удельная сила резания Н/мм2 для поперечного сечения стружки 1 мм2 mc Поправочный коэффициент для фактической kc P mot Потребляемая мощность кВт th Машинное время мин lm Длина обработки мм Rmax Высота профиля мкм r Радиус на уголках мм n КПД станка (0,75 — 0,9) mc и kc 1.1 см. таблицу на стр. H 7 в Общем каталоге Walter 2012. a p H-5