Составление технологического маршрута обработки

и припуски на обработку.

Первыми обрабатываются те поверхности, которые принимаются за базы для последующей обработки. Затем обрабатываются поверхности с наибольшими припусками на обработку или те, где по опыту работы известно о возможном наличии дефектов в заготовке.

Последовательность основной обработки следует устанавливать в зависимости от требуемой точности и шероховатости поверхностей. Наиболее точные поверхности обрабатываются последними.

Припуск – слой материала, который необходимо удалить в процессе обработки. Различают общие припуски, удаляемые в процессе всех стадий обработки, и промежуточные, удаляемые на каждом переходе.

Таблица 12.1 – Промежуточные припуски на механическую обработку валов и плоскостей.

Вид и характер обработки	Диаметр (ширина) обрабатываемой поверхности, мм	Длина обрабатываемой детали, мм
До 100	101-250	251-500	501-800	801-1200
		Припуск на обработку на одну сторону, мм
Получистовое и чистовое обтачивание после чернового обтачивания	До 10 11…50 51…120 121..260 261…500	0,40 0,45 0,50 0,60 0,65	0,45 0,50 0,55 0,65 0,70	0,50 0,55 0,60 0,70 0,75	0,65 0,70 0,80 0,85	0,75 0,80 0,90 1,0
Шлифование центровое и бесцентровое (	До 10   11…50   51…120   121…260   261…500
Обработка торцев (	До 30   31…50   51…120   121…260   261…500
Чистовое фрезерование или строгание плоскостей	До 100 101…300 300…1000	1,0 1,5 2,0	1,5 2,0 2,5	2,5
Шлифование плоскостей после чистовой обработки	До 100 101…300 301…1000	0,2 0,3 0,4	0,3 0,4 0,5	0,5 0,6

 

Таблица 12.2 – Промежуточные припуски на механическую обработку отверстий.

Вид и характер обработки	Диаметр обрабатываемого отверстия, мм
	До 10	11-16	17-25	26-40	41-50	51-80	81-120	121-180	181-260
	Припуск на обработку на диаметр, мм
Рассверливание	11…15 15…23
Зенкерование		1,0	1,5	2,0	2,5
Развертывание: черновое чистовое	0,15 0,04	0,15 0,05	0,20 0,05	0,25 0,06	0,25 0,07	0,27 0,08
Протягивание	0,6	0,7	0,8	1,0	1,4	1,5
Растачивание			1,0	1,5	1,5	2,0	2,0	2,5	2,5
Шлифование: незакаленных закаленных сталей	0,2 0,3	0,3 0,3	0,3 0,4	0,3 0,4	0,4 0,4	0,4 0,4	0,5 0,5	0,6 0,6	0,6 0,7
Хонингование: чугуна стали					0,05 0,02	0,05 0,02	0,06 0,03	0,06 0,03	0,07 0,04

 

Величина припуска должна обеспечивать получение детали заданной формы, соответствующих размеров и качества поверхностей при наименьшем расходе материала и минимальной трудоемкости механической обработки.

Величина припуска определяется расчетным путем, например, по методике профессора В. М. Кован:

Z , (12.1)

где Z – припуск под обработку на одну сторону;

T – допуск на размер, полученный на смежном предшествующем переходе;

- высота микронеровностей поверхности, образовавшихся на предшествующем переходе;

- учитываемая толщина поверхностного дефектного слоя, полученного на предшествующем переходе;

- векторная погрешность во взаимном положении обработанных поверхностей, получившаяся на предшествующем переходе;

- векторная погрешность установки при выполняемом переходе.

Как видно из этой формулы, величина припуска зависит от многих факторов. Методика расчета припусков приводится в специальной справочной литературе.

В табл.12.1 и 12.2 приведены ориентировочные значения промежуточных припусков применительно к мелкосерийному производству без учета конструктивных форм и материала детали, вида и способа получения заготовки, толщины дефектного слоя, погрешности установки и др. факторов.

13. Выбор режущих инструментов.

Выбор типа режущего инструмента, его размеров, геометрии и материала режущей части производится в зависимости от вида и характера обработки, механической характеристики станка, свойств обрабатываемого материала и материала режущей части инструмента. Рекомендации по выбору марок твердых сплавов приведены в таблице 13.1, составленной согласно (6), по применению сверхтвердых материалов – в табл.17.12.

В зависимости от характера обработки, свойств обрабатываемого материала и материала инструмента целесообразно применять следующие формы заточки резцов по передней поверхности лезвия:

Плоская с положительным передним углом – для быстрорежущих и твердосплавных резцов при обработке бронзы, серого чугуна с НВ<220 и стали с <800 Мпа;

Плоская с отрицательной фаской – при обработке ковкого чугуна, стали и стального литья с >800Мпа;

Плоская с отрицательным передним углом – при обработке твердых материалов, стали и стального литья с >800Мпа, поверхностей, загрязненных неметаллическими включениями, при работе с ударами в условиях жесткой системы СПИД.

При выборе геометрии инструментов следует учитывать, что чем тверже обрабатываемый материал, чем выше его абразивная способность и ниже теплопроводность, чем больше неравномерность нагрузки на режущие кромки и чем выше хрупкость материала инструмента, тем массивнее должны быть его режущие кромки и вершина. Это достигается соответствующим уменьшением переднего, заднего углов, углов в плане и увеличения угла наклона главной режущей кромки.

 

Таблица 13.1 – Применение твердых сплавов.

Вид и характер обработки	Обрабатываемый материал
	Сталь углеродистая и легированная	Нержавеющая, высокопрочная, жаропрочные стали и сплавы	Чугун	Цветные металлы и сплавы	Неметаллические материалы
	незакаленная	закаленная		Серый, НВ240	Твердый легированный		малоабразивные	высокоабразивные
Тяжелое черновое точение поковок, отливок по корке с неметаллическими включениями, при неравномерном сечении среза и наличии ударов	ТТ7К12 Т5К12		ВК8	ВК8		ВК8	ВК8
Черновое точение при неравномерном сечении среза и прерывистом резании	Т14К8 Т5К10		ВК8 ВК8-ОМ	ВК4 ВК6 ВК8		ВК4 ВК8	ВК8
Получистовое точение: при прерывистом резании при непрерывном резании	Т14К8 Т15К8		ВК4 ВК8 ВК6-ОМ,ВК6-М ТТ8К6, ТТ10К8-Б	ВК4 ВК8 ВК6   ВК4	ВК6-М ВК6-ОМ ТТ8К6	ВК4   ВК6-М ТТ8К6 ВК6	ВК4     ВК6	ВК6-М
Чистовое точение	Т30К4	ВК3-М Т30К4	ВК6-ОМ	ВК3	ВК3-М ВК6-ОМ ТТ8к6	ВК3 ТТ8К6	ВК3	ВК6-М
Отрезка	Т5К10		ВК4ВК8	ВК4 ВК6	ВК3 ВК6-М	ВК4 ВК3-М	ВК3-М ВК4
Строгание	Т5К10 Т5К12 ТТ7К12		ВК8	ВК8		ВК8	ВК8
Фрезерование	Т15К6 Т14К8 Т5К10 ТТ7К12		ВК8 ВК10-М	ВК4 ВК6 ВК8	ТТ8К6	ВК6 ВК8	ВК6 ВК8
Сверление	ВК10-М Т5К12		ВК10-М	ТТ8К6 ВК8	ТТ8К6	ВК8	ВК8
Зенкерование	ВК10-М Т15К6 Т14К8		ВК10-М	ВК4 ВК6 ВК8		ВК4 ВК6 ВК8	ВК6 ВК8
Развертывание	ВК10-М Т30К4 Т15К6	ВК3-М Т30К4	ВК10-М	ВК8   ВК3	ВК3-М ВК6-0М	ВК3	ВК3	ВК3-М

Допустимый износ токарных резцов по задней поверхности рекомендуется принимать в следующих пределах: при работе без охлаждения для резцов из быстрорежущих сталей – 0,3-0,5 мм; с охлаждением – 1,5-2,0 мм; для твердосплавных – 0,5-1,0 мм.

Выбор режимов резания.

14.1. Обработка на токарных станках.

Точность и шероховатость поверхностей обработанных точением, можно определить по табл.1.1., а материал режущей части резцов из твердых сплавов – по табл.13.1.

14.1.1. Выбор глубины резания.

Глубина резания (t) определяется по зависимости

t =

где D и d диаметры соответственно обрабатываемой и обработанной поверхностей, мм.

При черновой обработке весь припуск на обработку следует срезать за один рабочий ход и только при завышенных припусках и обработке на маломощных станках – за наименьшее число рабочих ходов.

Величины припусков на чистовую обработку точением приведены в табл. 12.1 и 12.2.

14.1.2. Выбор подачи.

При черновой обработке подачу s называют с учетом глубины резания, размеров обрабатываемой поверхности, жесткости системы СПИД, прочности режущей части и жесткости хвостовика резца, допустимого усилия механизма подачи станка.

При чистовом точении, ограничивающим фактором при выборе подачи является шероховатость и точность обработанных поверхностей.

В таблицах 14.1-14.4 приведены рекомендуемые величины подач для чернового и чистового точения резцами из быстрорежущих сталей и твердых сплавов.

При обработке прерывистых поверхностей и обработке с ударами табличные значения подач следует уменьшить на 0,75-0,85, а при обработке закаленных сталей – на 0,5-0,8.

При нарезании резьбы подача берется равной ходу нарезаемой резьбы, умноженному на число заходов.

Выбранную подачу корректируют по паспорту станка, на котором предусматривается производить обработку детали (см. табл.17.1).

14.1.3. Выбор скорости резания.

Скорость резания v в метрах в минуту определяют исходя из глубины резания t и подачи S расчетным путем по зависимостям (14.2) и (14.3) или выбирают из таблиц, приводимых в справочной литературе по назначению режима резания (7,8,9 и др.).

Для точения и растачивания

V= , (14.2)

Для нарезания крепежной резьбы резцами с пластинками из твердого сплава

V= , (14.3)

Где - коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала и материала резца;

T – период стойкости резца в минутах (при одноинструментальной обработке принимает Т = 0 мин);

i – число рабочих ходов, необходимых для образования профиля резьбы (определяется по табл.14.5).

Числовые значения и показателей степеней m; приведены в табл. 14.6.

Поправочный коэффициент, учитывающий конкретные для данного случая условия резания, является произведением ряда отдельных коэффициентов, каждый из которых отражает влияние определенного фактора на скорость резания:

где - коэффициент, учитывающий вид обработки (табл.14.7);

- механические свойства обрабатываемых материалов (табл.14.8 или табл.14.9);

- состояние обрабатываемого материала (табл.14.10);

- состояние обрабатываемой поверхности заготовки (табл. 14.11);

- материал режущей части инструмента (табл. 14.12);

- параметры резца (табл.14.13);

- формы передней поверхности резца (табл. 14.14);

- допустимый износ по задней поверхности резца (табл. 14.15);

- применение смазочно- охлаждающей жидкости (сож) при обработке сталей (табл. 14.16).

С целью облегчения подсчета в приложении (табл. 17.10) приведены числа в дробных показателях степеней, и тангенсы углов (табл. 17.11).

Таблица 14.1 –Подачи при черновом обтачивании проходными резцами.

Диаметр обрабатываемой детали, мм	Стали углеродистые, легированные и жаропрочные	Чугун и медные сплавы
	Глубина резания не более, мм
	Подача, мм/об
	0,3-0,4	-	-	0,3-0,6	-	-
	0,4-0,5	0,3-0,4	0,2-0,3	0,4-0,5	0,5-0,6	-
	0,5-0,7	0,4-0,6	0,3-0,5	0,6-0,8	0,6-0,8	0,4-0,6
	0,6-0,9	0,5-0,7	0,5-0,6	0,8-1,2	0,7-1,0	0,6-0,8
	0,8-1,2	0,7-1,0	0,6-0,8	1,0-1,4	1,0-1,2	0,8-1,0

Таблица 14.2 – Подачи при обтачивании в зависимости от заданной шероховатости обработанных поверхностей.

Высота микронеровностей не более, мм	Обрабатываемый материал
Сталь углеродистая и легированная	Чугун, медные и алюминиевые сплавы
	Скорость резания, м/мин
				Весь диапазон
		Подача, м/об
12,5		0,3-0,5	0,4-0,55	0,35-0,4
6,3		0,18-0,25	0,25-0,3	0,15-0,25
3,2		0,08-0,1	0,11-0,2	0,1-0,15

Таблица 14.3 – Подачи при растачивании.

Размер резца, мм	Вылет резца не более, мм	Обрабатываемый материал
Сталь	Чугун и медные сплавы
Глубина резания не более,мм
		Подачи, мм/об
		0,08			0,12-0,16
		0,10-0,20	0,10-0,15	0,10	0,20-0,30	0,15-0,25	0,10-0,18
		0,15-0,30	0,15-0,25	0,10-0,12	0,30-0,40	0,25-0,35	0,12-0,25
		0,40-0,50	0,20-0,50	0,12-0,30	0,40-0,80	0,40-0,60	0,25-0,45
			0,25-0,60	0,15-0,40		0,60-0,80	0,30-0,60

Примечание. Большие значения подач следует применять при меньшей глубине резания и при обработке менее прочных материалов.

Таблица 14.4 –Подачи при отрезании и прорезании канавок.

Диаметр обрабатываемой поверхности не более, мм	Ширина режущей кромки резца, мм	Обрабатываемый материал
Сталь , МПа	Чугун
<800	>800
Подачи, мм/об
		0,08-0,10	0,06-0,08	0,11-0,14
		0,10-0,12	0,08-0,10	0,13-0,16
	3-4	0,12-0,14	0,10-0,12	0,16-0,19
	4-5	0,15-0,18	0,12-0,16	0,20-0,22
	5-6	0,18-0,20	0,16-0,18	0,22-0,25
	6-7	0,20-0,25	0,18-0,20	0,25-0,30
	7-8	0,25-0,30	0,20-0,22	0,30-0,35
	8-10	0,30-0,35	0,22-0,25	0,35-0,40

 

Таблица 14.5 – Число рабочих ходов при нарезании

крепежной резьбы резцами.

Материал резца	Шаг резьбы Р,мм	Вд обрабатываемого материала
Сталь углеродистая	Сталь легированная	Чугун, бронза, латунь	Сталь углеродистая	Сталь легированная	Чугун, бронза, латунь
		Вид резьбы
		Наружная	Внутренняя
Твердый сплав	1,5
	2,5
Быстрорежущая сталь	1,5
	2,5

 

 

Таблица 14.6 – Числовые значения величин, входящих в формулы скорости резания при точении.

Вид обработки	Материал режущей части резца	Характеристика подачи				m
Обработка стали конструкционной 736 МПа
Точение наружных поверхностей	Т15К6	0,3<S<0,7 0,7		0,15	0,20 0,35 0,45	0,20
	P18	S>0,25	44,8	0,25	0,33 0,66	0,125
Отрезание	Т5К10 Р18		18,9		0,80 0,66	0,20 0,25
Нарезание крепежной резьбы	Т15К6			0,23		0,20
	Р18	Черновые проходы			0,30
		S>0,2	11,8	0,70 0,60		0,11 0,08
		Чистовые проходы	33,5	0,45	0,30	0,13
Обработка серого чугуна НВ190
Точение наружных поверхностей	ВК6	S>0,40		0,15	0,20 0,40	0,20
Отрезание	ВК6 Р18		68,5 22,5	-	0,40	0,20 0,15
Нарезание крепежной резьбы	ВК6			0,45		0,36
Обработка ковкого чугуна НВ150
Точение наружных поверхностей	ВК8   Р18	S>0,40 S>0,25		0,15   0,20	0,20 0,45 0,25 0,50	0,20   0,125
Отрезание	ВК6 Р18			-	0,40 0,50	0,20 0,25
Обработка медных сплавов
Точение наружных поверхностей	Р18	S>0,20		0,12	0,25 0,50	0,23
Обработка силумина и литейных алюминиевых сплавов Мпа, , дуралюмина Мпа,
Точение наружных поверхностей	Р18	>0,20		0,12	0,25 0,50	0,23

Таблица 14.7 – Значения коэффициента , учитывающего влияние вида обработки на скорость резания.

Вид обработки	Точение	Растачивание	Строгание	Долбление
	1,0	0,9	0,8	0,6

 

Таблица 14.8 – Значения коэффициента , учитывающего влияние механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания.

Обрабатываемый материал	Материал режущей части инструмента
	Твердый сплав	Быстрорежущая сталь
	Расчетная зависимость
Сталь конструкционная и легированная
Чугун серый
Чугун ковкий
	Коэффициент	Вид обработки
		Точение	Сверление	Фрезерование
		Показатель степени
Сталь: углеродистая ( углеродистая ( и марганцовистая хромистая автоматная	1,0     0,8   1,2	1,75	0,9   1,05	0,9     1,0 1,45
Чугун: серый ковкий		1,70	1,3	0,95 0,85

 

Таблица 14.9 – Значения коэффициента , учитывающего влияние свойств обрабатываемого материала на скорость резания.

Сталь конструкционная		, МПа	408-510	511-612	613-711	715-816	817-918	919-1020	1021-1121	1122-2225
	Твердый сплав Быстрорежущая сталь		1,65     2,20	1,35     1,71	1,15     1,27	1,0     1,10	0,88     0,80	0,75     0,66	0,60     0,50	0,62     0,40
Чугун   Серый   ковкий	Твердый сплав Быстрорежущая сталь Твердый сплав Быстрореж. сталь	НВ	100-120 1,98     2,50   1,47     1,69	121-140 1,60     1,90   1,19     1,27	141-160 1,34     1,50   1,0     1,0	161-180 1,15     1,21   0,86     0,81	181-200 1,0     1,0   0,74     0,67	201-220 0,88     0,85   0,66     0,56	221-240 0,77     0,70   0,57     0,47	241-260 0,70     0,62   0,53     0,42
Медные сплавы: гомогенные   гетерогенные		C содержанием свинца > 15%     12,0	Медь     8,0 свинцовистые     1,7	С содержанием свинца < 10% 4,0 средней твердости НВ 100-140 1,0	Другие     2,0 высокой твердости НВ 140 0,7
Алюминиевые сплавы		Дуралюмин МПа	Силумин и литейные сплавы ; >65 дуралюмин ; HB>100
		1,2	1,0	0,8

 

 

Таблица 14.10 – Значения коэффициента , учитывающего влияние состояния обрабатываемого материала на скорость резания.

	горячекатаный	нормализация	отжиг	улучшение
	1,0	0,95	0,9	0,8

 

Таблица 14.11 – Значения коэффициента , учитывающего влияние состояния обрабатываемой поверхности заготовки на скорость резания.

	Без корки	С коркой
		Прокат	Поковка	Отливка с загрязненной коркой
	1,0	0,9	0,8	0,6 – 0,5

 

Таблица 14.12 – Значения коэффициента , учитывающего влияние материала режущей части инструмента на скорость резания.

Обрабатываемый материал	Марка инструментального материала
Сталь конструкционная	Т30К4 Т15К6 Т14К8 Т5К10 Т5К12В ВК6 ВК8
	1,4 1,0 0,8 0,65 0,35 0,48 0,4
Сталь и сплавы жаропрочные	Т15К6 Т5К10 ВК6 ВК8 Р18
	1,9 1,4 1,2 1,0 0,3
Сталь закаленная	HRC 35 – 50 HRC 51 - 62
	Т30К4 Т15К6 ВК6 ВК8 ВК4 ВК6 ВК8
	1,5 1,0 0,85 0,83 1,0 0,92 0,74
Чугун серый и ковкий	ВК3 ВК4 ВК6 ВК8
	1,15 1,1 1,0 0,83
Медный и алюминиевые сплавы	ВК4 ВК6 ВК8 Р18;Р9 9ХС;ХВГ У12А
	2,7 2,5 2,3 1,0 0,6 0,5

 

 

Таблица 14.13 – Значения коэффициентов , , , , учитывающих влияние геометрии резцов на скорость резания.

Главный угол в плане,
	1,4	1,2	1,0	0,9	0,8	0,7
Вспомогательный угол в плане,
	1,0	0,97	0,94	0,91	0,87
Радиус закругления вершины резца, r мм
	0,94	1,0	1,03	1,07	1,13
Сечение хвостовика резца В*Н, мм	12*20 16*16	16*25 20*20	20*30 25*25	25*40 30*30	30*40 40*40	40*60
	0,93	0,97	1,0	1,04	1,08	1,12

Таблица 14.14 – Значения коэффициента , учитывающего влияние формы передней поверхности резцов на скорость резания.

Форма передней поверхности резца
Плоская с положительным передним углом	0,87
Плоская с отрицательным передним углом по фаске	1,0
Плоская с отрицательным передним углом	1,05

Таблица 14.15 – Значения коэффициента , учитывающего влияние допустимого износа по задней поверхности резца на скорость резания.

Величина износа резца по задней поверхности, h мм	0,8 – 1,0	1,5
	1,0	1,1	1,2

Таблица 14.16 – Значения коэффициента , учитывающего влияние СОЖ на скорость резания.

	Без охлаждения	С охлаждением
		Резцы из быстрорежущих сталей	Отрезка твердосплавными резцами
	1,0	1,1	1,2

Рекомендуемые скорости резания при нарезании крепежной резьбы резцами из быстрорежущей стали с охлаждением приведены в таблице 14.17. Работа без применения СОЖ при нарезании резьбы на заготовках из сталей в этом случае не рекомендуется.

14.1.4.Определение частоты вращения.

Частота вращения (n, ) определяется по зависимости: n= , где

V – скорость резания, м/мин;

D – диаметр обрабатываемой поверхности заготовки при точении; диаметр обработанной поверхности при растачивании;диаметр сверла, зенкера, развертки, фрезы, соответственно при сверлении, зенкеровании, развертывании, фрезеровании, мм.

Рассчитанную по зависимости (14.4) частоту вращения необходимо скорректировать по паспорту станка (см. приложение (7.1)). Принимается ближайшая к расчетной меньшая из имеющихся на станке частот вращения или большая, не превышающая расчетную, более, чем на 5 %. Это объясняется тем, что даже незначительное повышение скорости резания против расчетной приводит к значительному снижению стойкости инструмента.

Таблица 14.17 – Скорость резания (V м/мин) при нарезании крепежной резьбы резцами из быстрорежущей стали с охлаждением.

Шаг резьбы Р, мм	Вид резьбы
	Наружная	Внутренняя
	Вид обрабатываемого материала
	Сталь	Чугун	Сталь	Чугун
1,5	8,4	6,8	6,8	5,5
	8,4	6,8	6,8	5,5
2,5	8,4	6,8	6,3	5,5
	7,2	5,7	5,7	4,6
	6,3	5,2	5,6	4,2
	5,6	4,5	4,5	3,6
	5,2	4,0	4,0	3,4

Выбрав скорректированную частоту вращения, определяем фактическую скорость резания (м/мин):

(14.5)

14.1.5. Проверка выбранного режима резания по мощности привода станка.

Проверка производится при черновой обработке с большими глубинами резания и подачами. При получистовой и чистовой обработках она, как правило, не требуется.

Должно быть выполнено условие:

(14.6)

где - мощность двигателя привода станка, определяемая по его паспорту (см. табл. 17.1), кВт;

N – мощность резания, кВт;

- к.п.д. привода станка (для универсальных станков, имеющих коробку скоростей, обычно =0,7…0,8).

Если составляющая силы резания задана в Н и V в м/мин, то получим N в кВт:

(14.7)

Составляющие силы резания в Н ( тангенциальную, радиальную, осевую или подачи) рассчитывают при точении и растачивании по зависимости

(14.8)

При нарезании резьбы резцами из твердых сплавов

(14.9)

где - коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала и материала резца.

Числовые значения и показателей степени xp; yp приведены в таблице 14.18.

Влияние скорости резания на силу резания следует учитывать только при обработке сталей твердосплавными резцами со скоростями резания V>50 м/мин. В этом случае –