Расчет режимов резания при одноинструментальной обработке

 

Выбор глубины резания

При черновой обработке рекомендуется снимать 75 - 90% от общего припуска на обработку детали. Учитывая размеры заготовки и детали, принимаю общий припуск на обработку h = 9 мм.

На черновую токарную обработку - h _черн.=7 мм.

На чистовую токарную обработку оставляю припуск h _чист.=2 мм.

Расчет глубины резания при черновой обработке:

Припуск снимаем за один проход:

 мм.

 

Расчет наибольшей допускаемой силы резания

 

Расчет силы резания допускаемой прочностью заготовки

[ P _z]_п.з = ,

где [ P _z]_п.з. – сила резания, допускаемая прочностью заготовки, Н;

W – момент сопротивления, м³;

[σ_и] – допускаемое напряжение при изгибе детали, Па;

Ф(l) – функция, соответствующая наибольшему изгибающему моменту;

ε = 0,4 ÷ 0,6 – относительное удлинение.

где D – наружный диаметр заготовки, м.

м³.

[σ_и] = σ_в / к_з,

где σ_в – предел прочности при растяжении, Па - 590 МПа – для стали 40Г;

к_з = 4 ÷ 5 – коэффициент запаса.

[σ_и] = 590 / 4 = 147,5 МПа.

Функция, соответствующая наибольшему изгибающему моменту:

 – при закреплении заготовки в патроне;

- при закреплении заготовки в центрах;

 - при закреплении заготовки в патроне и центре,

где l – длина заготовки, м.

Так как в рассматриваемой задаче используется способ закрепления заготовки в центрах:

 м.

[ P _z]_п.з =  Н.

 

Расчет силы резания допускаемой жесткостью заготовки

 

,

где С – коэффициент, зависящий от способа закрепления заготовки:

С =3 – при закреплении заготовки в патроне; С =48 - при закреплении заготовки в центрах; С =102 - при закреплении заготовки в патроне и центре;

Е – модуль упругости - для стальных заготовок Е = 2,1·10¹¹ Па;

J – момент инерции, м⁴;

[Δ y ] - допускаемый прогиб заготовки, м.

J =  м⁴.

[Δ y ] = h _чист./4,

где h _чист. = 0,002 м - припуск на последующее чистовое обтачивание.

[Δ y ] = 0,002/4 = 0,0005м.

[ P _z]_ж.з =  Н.

 

Расчет силы резания допускаемой прочностью

Механизма подачи станка

[ P _z]_м.п = 2[ P _н],

где [ P _z]_м.п. - сила резания, допускаемая прочностью механизма подачи станка, Н;

  [ P _н] – максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи, Н – 6000.

[ P _z]_м.п = 2·6000 = 12000 Н.

 

Расчет силы резания допускаемой прочностью державки резца

 

[ P _z]_др = ,

где [ P _z]_др - сила резания допускаемая прочностью державки резца, Н;

H, В – высота и ширина державки резца, м;

[σ_и] – допускаемое напряжение при изгибе материала державки резца, Па - для сталей 40Х и 45 [σ_и] = 240·10⁶ Па;

l – вылет резца, м.

Н = 25 мм = 0,025 м; В = 20 мм = 0,02 м.

l = 1,5· Н = 1,5·0,025 = 0,0375 м.

[ P _z]_др =  Н.

 

Расчет силы резания допускаемой прочностью

Режущей пластины резца

 

[ P _z]_пл = 340· t ^0,77· S ^1,35· ,

где [ P _z]_пл - сила резания допускаемая прочностью режущей пластины резца, Н;

t = 3,5 мм – глубина резания;

S = 3,18 мм - толщина пластины

φ = 90° – главный угол в плане.

 Н.