Определение скорости подачи резца

На станках с ЧПУ механизм подачи обеспечивает ее бесступенчатое регулирование, и эта величина характеризуется значением скорости подачи v_S, мм/мин:

Значение S _о установлено в разд. 2.3, значение n — в разд. 2.5. Значение v_S необходимо сверить с паспортными данными (см. табл. 12).

2.7. Определение главной составляющей силы резания

Главная составляющая силы резания P_z, H, равна

Значения коэффициента C_P и показателей степени, входящих в формулу, для случая работы резцом из твердого сплава по стали и чугуну приведены в табл. 13.

Поправочный коэффициент на силу резания K_Н, учитывающий свойства обрабатываемого материала, можно рассчитать по формуле

Значения С_Н и n_P приведены в табл. 13.

Таблица 13

Обрабатываемый материал	СР	ХР	YР	СН	пР
Углеродистые и легированные стали		1,0	0,81	0,04	0,61
Чугун серый и ковкий		1,0	0,70	0,0065	0,96

2.8. Проверка назначенных режимов
по допустимой силе резания

После расчета главной составляющей силы резания P_z необходимо провести проверочные расчеты, подтверждающие возможность работы при назначенных глубине резания t и подаче S _о. Проверку проводят по следующим критериям:

1) по прочности державки резца;

2) по жесткости державки резца;

3) по прочности твердосплавной пластины;

4) по прочности механизма подач станка;

5) по жесткости обрабатываемой заготовки.

Проверка по прочности державки резца. Допускаемое значение главной составляющей силы резания [ P_z ]_пр, Н, по прочности державки резца вычисляют по формуле

где W — момент сопротивления изгибу, (B — ширина державки резца, H — высота державки), м³; l — вылет резца из резцедержки, м; [σ_и] — допускаемое напряжение на изгиб материала державки резца. Для углеродистых конструкционных сталей [σ_и] = 250 МПа.

Если форма обрабатываемой заготовки позволяет обрабатывать заданную поверхность без увеличенного вылета резца, то обычно принимают l» 1,5×Н, м.

Проверка по жесткости державки резца. Допускаемое жесткостью державки резца значение [ P_z ]_ж, Н, можно вычислить по формуле

где [ f _р], — допускаемый прогиб резца, м: при черновом точении
3×10^–4 м, при получистовом точении 1,7×10^–4 м, при чистовом точении 1,2×10^–4 м; Е — модуль упругости материала державки резца: для углеродистых конструкционных сталей Е = 220×10³ МПа; I_x — осевой момент инерции, м⁴.

Проверка по прочности твердосплавной пластины. Допустимая сила резания, разрушающая пластину, может быть вычислена по формуле:

где h – толщина используемой твердосплавной пластины, мм.

Проверка по прочности механизма подач станка. Допускаемую силу подачи станка [ P_x ]_ст, Н, нужно сравнить с осевой составляющей силы резания P_x. Необходимо, чтобы выполнялось условие [ P_x ]_ст > P_x. Значение осевой составляющей силы резания можно приближенно вычислить по формуле

Для станков с ЧПУ токарной группы допускаемая сила подачи [ P_x ]_ст чаще всего составляет не менее 4000 Н.

Проверка по жесткости обрабатываемой заготовки. Прогиб обрабатываемой заготовки будет осуществляться равнодействующей двух составляющих P_z и P_y, т. е. силой P_zy. Значение этой силы будет зависеть от угла в плане j и может быть приближенно определено по формуле

Ограничения по жесткости заготовки будут зависеть от метода крепления заготовки на станке.

1. При креплении заготовки консольно в патроне станка прогиб заготовки f _з, м, можно подсчитать по формуле

где L — длина заготовки (величина вылета из патрона), м; I_х — осевой момент инерции круглого сечения, м⁴.

2. При креплении заготовки в центрах станка прогиб равен

3. При креплении заготовки в патроне токарного станка с поджатием задним центром прогиб составляет

Допускаемый прогиб заготовки [ f _з] можно принимать равным: при черновом точении — 10^–4 м; при получистовом точении — 7×10^–5 м; при чистовом точении — 5×10^–5 м.

Если превышен допускаемый прогиб заготовки, по значению [ f _з] подсчитывают допускаемое значение составляющей [ P_zy ], а затем допускаемое значение [ P_z ]:

В том случае, если по какому-либо критерию допускаемое значение силы резания или прогиба детали будет превышено, необходимо уменьшить снимаемый припуск t или подачу S _о. Возможно также увеличение главного угла в плане j.  Чаще всего уменьшают значение подачи.

Новое значение подачи S _о, мм/об, может быть подсчитано по формуле

Значения параметров С_Р, Х_Р, K_Н и Y_Р приведены в разд. 2.7.