Тема 4 расчёт режимов резания при внутренней обработке отверстий на токарном станке

1. Цель работы

1.1. Приобретение навыков назначения режимов резания, выбора режущего инструмента и расчета основного времени.

1. Содержание работы

2.1. Запись данных условий обработки для своего варианта (см. таблицу 12)

2.2. Выбор режущего инструмента, выполнение расчёта режимов резания.

2.3. Оформление работы.

1. Перечень принадлежностей

3.1. Бумага писчая формат А4 – 3 листа

3.2 Калькулятор, выполняющий функции y^х.

3.3 Прикладная программа КОМПАС 3D V11

1. Общие сведения

4.1. Токарные резцы для внутренней обработки делятся на расточные для глухих отверстий и расточные для сквозных отверстий.

Режущая часть резцов:

· Быстрорежущая сталь Р6М5, Р18 (для обработки всех материалов)

· Твёрдый сплав ВК 3, ВК 6, ВК 8 (для обработки чугуна, цветных металлов и нержавеющей стали)

· Твёрдый сплав Т15К6, Т5К10 (для черновой и получистовой обработки стали)

· Твёрдый сплав Т30К4 (для чистовой обработки) [4. табл.3 стр. 116–118]

1. Порядок выполнения работы

5.1. Записать данные своего варианта (см таблицу 12)

5.2. Выбор режущего инструмента.

Классификация и типы токарных резцов

[4. табл. 13-20 стр. 123–134] – резцы из быстрорежущей стали и с пластинами твёрдого сплава.

Форма заточки передней поверхности резцов:

· Из Р6М5 (Р18) [1. табл. 91 стр. 198]

· Твердосплавных [1. табл. 93 стр. 201–202]

Геометрические параметры режущей части резцов:

· Из Р6М5 (Р18) [1 табл. 92 стр. 199–201]

· Твердосплавных [1. табл. 94 стр. 202–205]

5.3 Назначение режима резания

1. Определяем глубину резания

, мм.

где d – диаметр отверстия до обработки;

D – диаметр отверстия после обработки.

2. Назначаем подачу:

· So, мм / об – [4 табл. 12 стр. 267] – для чернового растачивания;

· So, мм / об – [4 табл. 14 стр. 268] – для обработки в зависимости от заданной чистоты поверхности.

3. Определяем скорость главного движения резания.

Скорость при растачивании:

4. Определяем частоту вращения шпинделя

, об/мин.

Корректируем число оборотов по паспорту станка

n д, об / мин

(принимаем ближайшее меньшее значение)

5. Определяем действительную скорость резания

, м/мин.

6. Определяем силу резания

Рz = 10 Cpz · t^XPZ · S^YPZ · V^nPZ · Крz, Н

7. Определяем мощность, затрачиваемую на резание

Nрез. = , кВт

Проверить достаточна ли мощность станка

N рез < N шп - условие обработки

N шп = Nд · η

Nд - мощность двигателя станка

η - коэффициент полезного действия.

В случае N рез > N шп

Необходимо выполнить обработку за несколько проходов или (в случае не большого превышения мощности) уменьшить подачу.

8. Определяем основное время.

То = , мин.

L = l + y + ∆; ∆ = 2…5мм

Эскиз обработки

1. При растачивании сквозного отверстия

Рис. 9

 

2. При растачивании отверстия в упор

Рис. 10

6. Требования к оформлению расчета

6.1. Выполненное задание оформляется на стандартных листах формат А4. Первый лист титульный (см. приложение 1)

 

Пример выполнения задания

Вариант № 31

Задание:На токарно-винторезном станке 16К20 растачивают отверстие диаметром d до диаметра D, длина отверстия l, длина заготовки l1 необходимо: выбрать режущий инструмент; назначить элементы режима резания; определить основное время.

Таблица 11

Материал заготовки	Заготовка	Способ крепле­ния заготовки	Обработка и параметр шероховатости, мкм	Система станок инстру­мент-заготовка	d	D	l	l1
мм
Cталь 45 бв = 700 МПа	Прокат с просверленным отверстием	В патроне	Растачивание Черновое Rz = 80	Жёсткая		102H12	7 0	7 0

 

Выбор режущего инструмента

Резец расточной для сквозного отверстия с пластиной твердого сплава Т15К6 ГОСТ 18882-73 [3. т. 13 стр.123]

Размер сечения державки H · B = 25 · 25 [4. табл. 13 стр.123]

Форма заточки – радиусная с отрицательной фаской [1. табл. 93 стр. 201]

Углы заточки

φ = 60 °; φ1 = 10°; γ = 15 °; α = 10 °; λ = - 2 °; r = 1 [1. табл. 94 стр. 201–204]

Назначение режима резания

1. Определяем глубину резания

2. Назначаем подачу:

So = 0,3 – 0,5 мм / об [4. т. 12 стр. 267]

S д = 0,5 мм/ об по паспорту станка

3. Определяем скорость главного движения резания:

, м/мин

Выписываем значения коэффициентов и показатели степеней

Сv =350

x = 0,15 [4. табл.17 стр.269]

y = 0,35

m = 0,2

Определяем поправочные коэффициенты

Км – поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств стали

Км = Кr () [4. т. 1стр. 261]; Кr = 1,1 [4. т. 2 стр. 262]; nv = 1.

Км = 1.1 () = 1,18

Кn - коэффициент, учитывающий состояние поверхности на скорость резца

Кn = 1 [4.табл.5 стр.263]

Кu - коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала

Кu = 1 [4.табл.6 стр.263]

Кφ – коэффициент, учитывающий влияние параметров резца

Кφ = 0,9

Кφ₁ = 1

Кr = 1 [4. табл.18 стр.271]

Кти – коэффициент стойкости

Кти = 1 [4. табл.7 стр.264]

Ктс – коэффициент изменения периода стойкости

Ктс = 1 [4. табл.8 стр.264]

Кv = Км • Кu • Кn • Кт.u •Кт.с•Кφ •Кr •Кφ₁

Кv = 1,18•1•1•1•1·0,9•1·1=1,06

V = м/мин

4. Определяем частоту вращения шпинделя:

об/мин

Корректируем число оборотов по паспорту станка

n д = 500 об/мин

5. Определяем действительную скорость резания:

м/мин

6. Определяем силу резания

Рz = 10 Cpz t^XPZ S^YPZo V^nPZ Крz, Н

Определяем составляющие силы резания

Cp=300 Xp=1 Yp=0,75 n_p= -0,15 [4. табл.22 стр. 273]

Определяем соответствующие поправочные коэффициенты

Км - коэффициент на характеристику механических свойств обрабатываемого материала

Км = () = () = 0,95

n = 0,75 [4. табл.9 стр. 264]

Кγ - коэффициент на передний угол γ

Кγ = 1

Кφ - коэффициент на главный угол в плане

Кφ = 0,94

К_λ- коэффициент на угол наклона режущей кромки

К_λ = 1 [4. табл.23 стр.275]

Крz ⁼ Км Кγ Кφ К_λ = 0,94 1 0,94 1 = 0,89

7. Определяем мощность, потребную на резание

Nрез. = , кВт

Проверяем, достаточна ли мощность станка

N рез < N шп - условие обработки

N шп = Nд · η = 10 · 0,75 = 7,5 квт

Nд - мощность двигателя станка

η - коэффициент полезного действия.

3,9<7,5

8. Определяем основное время:

L = l + y + ∆; ∆ = 2…5мм; y + ∆ = 5мм

L = 70 + 5 = 75 мм

Эскиз обработки

 

Рис. 11

 

Задание: На токарно-винторезном станке 16К20 растачивают отверстие диаметром d до диаметра D, длина отверстия l, длина заготовки l1 необходимо: выбрать режущий инструмент; назначить элементы режима резания; определить основное время.

 

 

Таблица 12

№	Материал заготовки	Заготовка	Обработка. Параметр шероховатости, мкм	d	D	l	l1
мм
	Сталь 40 σв = 650МПа	Поковка	Предварительная, Rz80
	СЧ 35-22 230НВ	Отливка без корки	Окончательная, Rz20
	Сталь Ст.5 σв = 650 МПа	Прокат с просверленным отверстием	Окончательная, Rz20
	СЧ 35-22 210НВ	Отливка с коркой	Окончательная, Rа2,5
	Сталь 40Х σв = 750 МПа	Поковка	Окончательная, Rа2,5
	Сталь 40 σв = 550 МПа	Прокат	Предварительная, Rz40
	СЧ 35-22 210НВ	Отливка с коркой	Предварительная, Rz40
	Сталь 20 σв = 600 МПа	Отливка без корки	Окончательная, Rа2,5
	Сталь 40 σв = 650МПа	Поковка	Окончательная, Rа3,2
	СЧ 15-32 220НВ	Отливка с коркой	Окончательная, Rа2,5
	Сталь 40 σв = 550МПа	Поковка	Предварительная, Rz40
	СЧ 15-32 220НВ	Отливка без корки	Окончательная, Rа3,2
	Сталь 10 σв = 650 МПа	Прокат с просверленным отверстием	Окончательная, Rz20
	СЧ 35-22 210НВ	Отливка с коркой	Окончательная, Rz20
	Сталь ХВГ σв = 650 МПа	Прокат с просверленным отверстием	Окончательная, Rа2,5
	Сталь 50 σв = 600 МПа	Прокат с просверленным отверстием	Окончательная, Rа2,5
	СЧ 15-32 220НВ	Отливка с коркой	Предварительная, Rz40
	Сталь 38 ХГТ σв = 600 МПа	Оливка с просверленным отверстием	Предварительная, Rz40
	Сталь 9ХС σв = 680 МПа	Прокат с просверленным отверстием	Окончательная, Rz20
	Сталь 12Х18Н9Т σв = 500 МПа	Прокат с просверленным отверстием	Окончательная, Rz20
	Силумин АЛ3 220НВ	Отливка с коркой	Окончательная, Rz20
	Латунь ЛКС 80-3-3	Отливка с коркой	Окончательная, Rz20
	Сталь 40Х13 σв =600МПа	Прокат с просверленным отверстием	Окончательная, Rа2,5
	Сталь 45 σв = 680 МПа	Поковка	Окончательная, Rа3,2
	Сталь 20Х13 σв =600МПа	Прокат с просверленным отверстием	Предварительная, Rz40
	Латунь ЛКС 80-3-3	Отливка с коркой	Предварительная, Rz40
	Сталь ХВГ σв = 650 МПа	Прокат с просверленным отверстием	Предварительная, Rz20
	СЧ 35-22 210НВ	Отливка с коркой	Окончательная, Rz20
	Сталь 95Х18 σв = 650 МПа	Прокат с просверленным отверстием	Предварительная, Rz20
	СЧ 15-32 220НВ	Отливка с коркой	Окончательная, Rz40