Влияние различных факторов на силы резания

 

а) скорость резания

изменяется усадка стружки

б) физико- механические свойства обрабатываемого материала

Pz =Cp б_в^0,35

в) глубина резания и подача

Xp =1 Yp = 0,75

г) передний угол

 

д) угол в плане

 

е) износ инструмента

 

ж) СОВ и СОЖ.

При обработке углеродистых сталей уменьшает усилие резания на 15…20%, при обработке жаропрочных сталей возможно увеличение усилий на 10 %.

 

Скорость резания при точении

 

Связь между скоростью резания и стойкостью установлена экспериментально.

V₁·T^m₁ = V₂·T₂^m = V_n T_n^m = A = const

Данная зависимость между V и T называется законом скорости – стойкость.

Произведение скорости резания на соответствующую стойкость в степени «m» – есть величина постоянная.

 

V₁ = A / T₁^m

 

Где А – коэффициент пропорциональности, учитывающий влияние всех факторов.

m – показатель относительной скорости, и зависит от свойств инструментального материала и в частности от красностойкости (теплостойкости). Чем выше теплостойкость, тем выше показатель «m».

 

При обработке углеродистых сталей инструментом из Р18 m = 0,125.

Инструментом из ВК и ТК m = 0,2…0,25

 

V₁ / V₂ = (T₂ / T₁)^m; V₂ = V₁ (T₁ / T₂)^m; T₂ = T₁ (V₁ / V₂)^1/m

V = A/ T ^{1/ 8}; T = A/ V⁸ – при обработке стали резцом из Р18

 

При увеличении периода стойкости в 2 раза знаменатель выражения увеличивается в 1,09 раза, а при увеличении скорости резания в 2 раза – в 256 раз. Таким образом, стойкость незначительно влияет на изменение скорости резания, а изменение скорости резания вызывает очень большое изменение стойкости. Данный закон справедлив для определенного диапазона.

Стойкость выбирается по справочнику:

Для проходных, подрезных и др. Т = 30…45 мин

Для фасонных Т = 120 мин

Все факторы, влияющие на изменение стойкости, так же влияют на скорость резания. Скорость резания назначается по опытным данным.

V = C_v / T^m·t^Xv·S^Yv·Kv м/мин

 

Где C_v – коэффициент, учитывающий физико - механические свойства обрабатываемого материала. Значение C_v, m, Xv, Yv приводятся в справочниках для стандартных условий

Kv – коэффициент, учитывающий изменения условия обработки.

При точении углеродистых сталей Xv = 0,15; Yv = 0,3

 

Kv = Kr·Kg·Kч·Kч₁·Km·K_l·K_o·K_h·K_n

Где Kr – коэффициент, учитывающий радиус скругления при вершине;

Kg – коэффициент, учитывающий сечения державки

Kч; Kч₁ – коэффициент, учитывающий главный и вспомогательный углы в плане

Km – коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемого материала

K_l – коэффициент, учитывающий состояние поверхностного слоя

K_o – коэффициент, учитывающий влияние СОЖ

K_h – коэффициент, учитывающий допускаемую величину износа

K_n – коэффициент, учитывает вид обработки.

Эта формула справедлива для определенного вида обработки.

 

Расчет режимов резания

 

Это значит найти значение T, V, S, t, которые обеспечивают наиболее эффективную обработку. Режим резания определяется по таблицам – для единичного и серийного производства, и аналитически – крупносерийного производства.

а) по таблицам

 

1. Определение глубины резания t, t = (D-d) / 2 мм. Если обработка происходит за два прохода, то при первом проходе снимается припуск равный 0,8, при втором – 0,2 припуска.

2. Определяем подачу S мм/об из учета шероховатости. По паспорту станка выбираем S_факт.

3. Определяем скорость резания V для определенной стойкости.

4. V расчетная = V Kv = Kмv Knv Kiv

5. Частота вращения nрасч

6. n факт

7. V факт

8. Определение мощности станка Nст = Nрез / n

 

б ) аналитический расчет

 

1. Определение глубины резания t, производится аналогично табличным t = (D-d) / 2 мм.

2. Определение максимально допустимой технологической подачи.

 

а) исходя из требуемой шероховатости обработанной поверхности.

 

Rz = S² / 8r ≤ [Rz];

 

Rz = C tⁿ (ЧЧ₁)^P S^E / rq ≤[Rz];

 

б) из условий точности обработки

 

 

 

Расчет производится при 1/ D> 10

 

в) из условий прочности резца

 

Для стали 45 [биз] = 20…25 кгс/мм², 200-250 МПа, l = 1…1,5H.

 

г) из условий прочности механизма подач станка

 

Задана в паспорте станка

 

 

Максимально допустимой технологической подачей будет минимальная из всех расчетных подач.

 

3. Корректируем по станку Sст - Sф.

4. Задаем стойкость инструмента Т.

5. Определяем Vрасч, Vр = Cv Kv / T^m t^Xv S^Yv м/мин

6. Определяем nрасч, n= 1000V/ ПD об/ мин и nф

7. Определяем фактическую скорость резания Vф.

8. Определяем фактическую стойкость инструмента Тф = Т (Vр /Vф)^1/m

9. Определяем составляющую силу резания Pz

10. Определяем фактическую мощность N = Pz Vф /1020 60

11 Сравниваем мощность с мощностью станка Nст= Nэ/ n.