Формула глубина резания: МГУ им. адм. Г.И. Невельского

alexxlab | 04.04.2021 | 0 | Разное

таблица, формулы расчетов, выбор скорости — как рассчитать глубину, подачу на оборот при точении

25.08.2020

Подготовимся к проведению одной из наиболее распространенных операций. Рассмотрим расчет подачи и режимов резания при токарной обработке. Его важность сложно переоценить, ведь если он проведен правильно, то помогает сделать техпроцесс эффективным, снизить себестоимость производства, повысить качество поверхностей деталей. Когда он выбран оптимально, это самым положительным образом влияет на продолжительность работы и целостность инструментов, что особенно важно в перспективе длительной эксплуатации станков с поддержанием их динамических и кинематических характеристик. И наоборот, если его неверно выбрать и взять не те исходные показатели, ни о каком высоком уровне исполнения продукции говорить не придется, возможно, вы даже столкнетесь с браком.

Режимы резания: что это такое

Это целый комплекс характеристик, задающих условия проведения токарной операции. Согласно технологическим маршрутам, обработка любого элемента (особенно сложного по форме) проводится в несколько переходов, для каждого из которых требуются свои чертежи, размеры и допуски, оборудование и оснастка. Вычислив и/или подобрав все эти параметры один раз для первой заготовки, в дальнейшем вы сможете подставлять их по умолчанию – при выпуске второй, пятой, сотой детали – и таким образом минимизируете время на подготовку станка и упростите контроль качества, то есть оптимизируете процесс производства.

В число основных показателей входит глубина, скорость, подача, в список дополнительных – масса объекта, припуски, частота, с которой вращается шпиндель, и в принципе любая характеристика, влияющая на результат обработки. И важно взять те из них, что обеспечат лучшую итоговую точность, шероховатость и экономическую целесообразность.

Есть несколько способов провести расчет режимов резания при точении:

• • аналитический;
• • программный;
• • табличный.

Первый достаточно точный и до появления мощной компьютерной техники считался самым удобным. По нему все вычисления осуществлялись на основании паспортных данных оборудования: мощность двигателя, частоту вращения шпинделя и другие показатели подставляли в уже проверенные эмпирические выражения и получали нужные характеристики.

С разработкой специализированного ПО задача калькуляции существенно упростилась – все операции выполняет машина, быстрее человека и с гораздо меньшей вероятностью совершения ошибок.

Когда под рукой нет компьютера или формул, зато есть опыт, можно определить подходящие критерии на основании нормативных и справочных данных из таблиц. Но для этого необходимо учитывать все изменения значений, даже малейшие, что не всегда удобно в условиях производства.

Особенности определения режимов резания при точении

В первую очередь нужно выбрать глубину обработки, после нее – подачу и скорость. Важно соблюсти именно такую последовательность – в порядке увеличения степени воздействия на инструмент. Сначала вычисляются те характеристики, которые могут лишь минимально изменить износ резца, в конце те, что влияют на ресурс по максимуму.

Параметры следует определять для предельных возможностей оборудования, в обязательном порядке учитывая размеры, металл исполнения, конструкцию инструмента.

Важным пунктом является нахождение подходящей шероховатости. Плюс, правильнее всего взять лезвие под конкретный материал, ведь у того же чугуна одна прочность и твердость, а у алюминия – совсем другая. Не забывайте также, что в процессе происходит нагрев детали и возрастает риск ее деформации.

Выбор режима резания при точении на токарном станке продолжается установлением типа обработки. Какой она будет, черновой или чистовой? Первая грубая, для нее подойдут инструменты, выполненные из твердых сталей и способные выдержать высокую интенсивность техпроцесса. Вторая тонкая, осуществляется на малых оборотах, со снятием минимального слоя металла.

Глубина определяется количеством проходов, за которые убирается припуск. Подача представляет собой расстояние, преодолеваемое кромкой за вращение заготовки, и может быть одного из трех типов:

• • минутная;
• • на зуб;
• • на оборот.

Скорость в значительной степени зависит от того, какая именно операция выполняется, например, при торцевании она должна быть высокой.

Характеристики режимов резания

Прежде чем подробно рассмотреть все основные параметры, скажем еще несколько слов о методах вычислений. Точнее, о том, как от графики перешли к аналитике и компьютеризации.

По мере совершенствования производства даже самые подробные таблицы оказывались все менее удобными: столбцы, колонки, соотношения – на изучение этого и поиск нужного значения уходило огромное количество времени. И это при том, что основные показатели связаны между собой, и уменьшение/увеличение одного из них провоцировало менять остальные.

Установив столь очевидную зависимость, инженеры стали пользоваться аналитическим способом, то есть продумали эмпирические формулы, и начали подставлять в них частоту вращения шпинделя, мощность силового агрегата и подачу и находить нужные характеристики. Ну а развитие компьютеров и появление вычислительного ПО серьезно упростило задачу и защитило итоговые результаты от ошибок человеческого фактора.

Схема расчетов режима резания на токарном станке

Порядок действий следующий:

1. • Выбираете, каким инструментом будете пользоваться в данной ситуации; для хрупких материалов подойдет лезвие со сравнительно небольшими показателями прочности, но для твердых – с максимальными.
2. • Определяете толщину снимаемого слоя и число проходов, исходя из актуального метода обработки. Здесь важно обеспечить оптимальную точность, чтобы изготовить изделие с минимальными погрешностями геометрических габаритов и поверхностей.

Теперь переходим к рассмотрению конкретных характеристик, играющих важную роль, и к способам их практического нахождения или изменения.

Глубина резания при токарной обработке на станке

Ключевой показатель для обеспечения качества исполнения детали, показывающий, сколько материала нужно убрать за один проход. Общее количество последних вычисляется с учетом следующего соотношения припусков:

• • 60% – черновая;
• • от 20 до 30% – смешанная;
• • от 10 до 20% – чистовая.

Также свою роль играет то, какая форма у заготовки и что за операция выполняется. Например, при торцевании рассматриваемый параметр приравнивается к двойному радиусу предмета, а для цилиндрических деталей он находится так:

k = (D-d)/2, где:

• D и d – диаметры, начальный и итоговый соответственно;
• k – глубина снятия.

Если же изделие плоское, используются обычные линейные значения длины – 2, 1-2 и до 1 мм соответственно. Здесь же есть зависимость от поддерживаемого класса точности: чем он меньше, тем больше нужно совершить подходов для получения результата.

Как определить подачу при точении

Фактически она представляет собой то расстояние, на которое резец передвигается за один оборот, совершаемый заготовкой. Наиболее высока она при черновой обработке, наименее – при чистовой, когда действовать следует аккуратно, и в дело также вступает квалитет шероховатости. В общем случае ее делают максимально возможной (для операции) с учетом ограничивающих факторов, в числе которых:

• • мощность станка;
• • жесткость системы;
• • стойкость и ресурс лезвия.

При фрезеровании отдают предпочтение варианту «на зуб», при зачистке отверстий – рекомендованному для текущего инструмента, в учебных целях – самую распространенную, то есть 0,05-0,5 об/мин.

Формула расчета подачи при точении, связывающая между собой все ее виды, выглядит так:

SM = S*n = SZ*Z*n, где:

n – частота вращения резца,

Z – число зубцов.

Для упрощения вычислений можно брать данные отсюда:

Диаметр, заготовки, мм	Размер инструмента, мм	Подача, мм/об, с выбранной глубиной резания, мм
		до 3	3-5	5-8	8-12	от 12
Для стали
до 20	16х25-25х25	0,3-0,4	–
20-40		0,4-0,5	0,3-0,4	–
40-60	16х25-25х40	0,5-0,9	0,4-0,8	0,3-0,7	–
60-100		0,6-1,2	0,5-1,1	0,5-0,9	0,4-0,8	–
100-400		0,8-1,3	0,7-1,2	0,6-1	0,5-0,9	–
400-500	20х30-40х60	1,1-1,4	1-1,4	0,7-1,2	0,6-1,2	0,4-1,1
500-600	20х30	1,2-1,5	1-1,4	0,8-1,3	0,6-1,3	0,4-3,2
Для чугуна
до 20	16х25-25х25	–
20-40		0,4-0,5	–
40-60	16х25-25х40	0,6-0,9	0,5-0,8	0,4-0,7	–
60-100		0,8-1,4	0,7-1,2	0,6-1	0,5-0,9	–
100-400		1-1,3	0,9-1,4	0,8-1,1	0,6-0,9
400-500	20х30-40х60	1,3-1,6	1,2-1,5	1,1-1,3	0,8-1	0,7-0,9
500-600	20х30	1,5-1,8	1,2-1,6	1-1,4	0,9-1,2	0,8-1

Если операции осуществляются под серьезными ударными нагрузками, выбранное значение необходимо помножить на 0,85. Если металлом детали является жаропрочная конструкционная сталь, следует ограничиться 1 мм/об.

Расчет скорости резания при токарной обработке

Это показатель с сильнейшим влиянием, зависящий от следующих факторов:

• • тип работы;
• • вид используемого инструмента;
• • материал исполнения заготовки.

Так, торцы отрезаются так быстро, как только возможно, в то время как сверление выполняется уже гораздо медленнее. Для решения стандартных задач параметр можно без труда вычислить, умножив диаметр будущего изделия на число оборотов в минуту и на тт, а затем разделив на поправочный коэффициент в 1000. Для упрощения можно воспользоваться специальным программным обеспечением.

Но если под рукой нет компьютера с установленным ПО или даже калькулятора, есть альтернативный вариант – уже подсчитанная скорость резания при точении из таблицы (ее мы отдельно приведем ниже). Также представим вашему вниманию две формулы – чтобы вы могли воспользоваться любой из них на основе уже имеющихся значений, а после обратили свое внимание на нормированные показатели.

Проверка принятых характеристик

Оборудование необходимо эксплуатировать подходящим образом – это нужно не только для производительности, но и с точки зрения эксплуатации.

Допустим, что вы остановились на каких-то значениях, что предпринять дальше? Прежде чем настраивать по ним станок, необходимо убедиться, что они правильные, так сказать, подтвердить правильность выбора режимов резания при токарной обработке.

Для этого нужно лишь заглянуть в паспорт оборудования и свериться с рекомендованными параметрами. Нормированные показатели должны быть выше тех, что взяли вы. Если это условие не выполняется, следует скорректировать величины, иначе техника вполне может выйти из строя в процессе изготовления деталей.

Какой инструмент использовать

Такой, что обеспечит:

• • необходимую форму и геометрические параметры заготовки;
• • достаточное качество готовой поверхности;
• • технологичность и безопасность процесса выпуска;
• • минимальные энергетические затраты при хорошей производительности;
• • экономичный расход дорогих и/или редких материалов;
• • ремонтопригодность изделия.

Выше мы уже писали, что длина обработки (резания) и подача на оборот при точении зависят лезвия, поэтому его тоже нужно рассмотреть подробнее. Сделаем это прямо сейчас, сгруппировав все разнообразие вариантов по главным признакам и выделив их особенности.

Классификация инструментов

Разделить их можно по трем показателям, каждый из которых оказывает достаточно сильное влияние на результаты проведения операций. Если установить неподходящий, это обернется недостаточной продуктивностью труда, ухудшением точности, повышением износа функциональных узлов или даже нарушением техники безопасности. Поэтому так важно правильно определиться и использовать то, что подходит для станка.

По способу обработки

Чтобы вам было проще выбирать рекомендуемые режимы резания при точении, таблицы составлены для таких разновидностей лезвий:

• • проходные;
• • резьбовые;
• • галтельные;
• • расточные;
• • фасонные;
• • резьбовые;
• • прорезные;
• • подрезные;
• • отрезные.

Между собой они различаются формой, размерами и исполнением кромок.

По материалу рабочей части

Они бывают:

• инструментальные;
• быстрорежущие;
• минералокерамические;
• твердосплавные – одно-, двух- и трехкарбидные (вольфрамовые, титановольфрамовые и титанотанталовольфрамовые соответственно).

Конкретный вариант подбирается, исходя из твердости поверхности детали – понятно, что он должен быть еще прочнее, чтобы не разрушаться при механическом контакте, а снимать стружку.

По исполнению

Есть один момент, о котором стоит помнить, выбирая любой параметр, например, обороты токарного станка по металлу: таблица составлена сразу для всех видов инструмента. При этом конструкция у него может быть:

• сборная;
• цельная;
• комбинированная.

У каждого типа свои преимущества. Первый отличается наибольшей ремонтопригодностью, ведь можно заменить лишь один деформированный элемент, а не весь резец. Зато второй гораздо лучше выдерживает повышенные нагрузки, так как равномерно воспринимает все силовые воздействия. Третий же сочетает в себе преимущества двух предыдущих, но стоит дороже всего.

Определяться вам, в зависимости от характера и твердости поверхности, точности снятия слоя, тех геометрических параметров, которые нужно получить в результате.

Формула подачи и режимов резания при токарной обработке

Для вычислений воспользуйтесь следующим выражением:

Vt = n x f (мм/мин), где:

• n – частота вращения;
• f – величина подачи на 1 оборот.

Также есть другие полезные соотношения, например, для нахождения эффективной мощности:

N (э) = (PZ x V)/(1020 x 60), причем:

P (z) – это максимальная нагрузка (тангенциальная сила), и она в свою очередь представлена в виде:

P (z) = 10Ср x t1 x S2 x V3 x Kp

Зная все эти величины, можно определить необходимую производительность станка:

N (п) = N(э)/η,

где η представляет собой заложенный заводом-изготовителем КПД (коэффициент полезного действия) оборудования.

Для выяснения оптимальной скорости резания при токарной обработке таблица необязательна – нужный показатель не составляет труда найти по следующей формуле:

VC = (DC x π x n)/1000 м/мин, где:

• DC – двойной радиус детали;
• n – частота вращения.

Или в качестве альтернативы можно воспользоваться таким соотношением:

• • V = CV/((T1 x t2 x S3) x KV, в котором:
• • T – стойкость инструмента;
• • CV – коэффициент, применяемый как к заготовке, так и к лезвию;
• • 1, 2, 3 – параметры степеней;
• • KV – поправочное значение, зависящее от материала кромки, качества (точности) и особенностей поверхностного слоя.

Опять же, все полученные данные нужно сверить со стандартным рядом, актуальным для имеющегося станка, и убедиться, что они разница между ними не больше 5% и что они не превышают нормированные значения.

Таблица режимов резания при токарной обработке на станке

Материал		Операция	Показатели степени			СР
Детали	Лезвия		n	x	y
Сталь конструкционная	Твердая	Наружное растачивание	-0,15	1	0,75	300
		Прорезание и отрезание	0	0,72	0,8	408
	Быстрорежущая	Наружное растачивание	0	1	0,75	200
		Прорезание и отрезание	0	1	1	247
Чугун серый	Твердый сплав	Наружное растачивание	0	1	0,75	92
	Быстрорежущая сталь	Прорезание и отрезание	–	1	1	158
Чугун кованый	Твердый сплав	Наружное растачивание	0	1	0,75	81
		Прорезание и отрезание	–	1	1	139

Теперь вы понимаете, насколько важно верно определить параметры эксплуатации оборудования. Хорошо, что это не будет проблемой теперь, когда вы знаете, как рассчитать режимы резания при токарной обработке. А станок, который эффективно решит любые ваши производственные задачи, вы всегда можете заказать у ижевского производителя – завода «Сармат».

7 Расчет режимов резания

7 Расчет режимов резания

Производительность и себестоимость обработки изделий на металлорежущих станках, качество обработанной поверхности зависят прежде всего от принятых режимов резания. Поэтому важен выбор их оптимальных значений при проектировании технологического процесса механической обработки.

Оптимальные, т.е. наивыгоднейшие, режимы резания выбираются из условий наиболее полного использования режущей способности инструмента, кинематических и силовых способностей станка. При этом должны обеспечиваться высокая производительность, требуемые точности и шероховатость обработанной поверхности и минимальная себестоимость.

7.1Режим резания при точении.

7.1.1 Вначале определим для заданной обрабатываемой поверхности глубину резания t ,мм, из условия минимального числа проходов:

t=, (3)

где Д₀-диаметр поверхности до обработки, мм;

Д₁-диаметр поверхности после обработки, мм. Подставляя известные значения:

Д₀=90;

Д₁=82;

t=мм,

Так как глубина резания не превышает 5 мм, то обработаем данную деталь за один проход.

7.1.2 Найдем значение подачи S,мм/об по формуле:

S_р=, (4)

где r – радиус округления вершины резца, мм;

R_z – высота неровностей, мм;

R=1мм; R_z=4010^-3мм;

Высоту неровности найдем по следующей формуле:

R_z=4Ra (5)

R_z=4·5 10^-3=0.02

Определим максимально допустимую подачу по формуле (4)

S_р= мм/об;

7.1.3 Расчетная скорость резания при точении V_р, м/мин, вычисляется по эмпирической формуле:

(6)

где С_v– коэффициент, зависящий от материала инструмента, заготовки и условий обработки;

Т – расчетная стойкость инструмента;

X_v, Y_v – показатели степени влияния t и S на V_р;

S_ф– фактическая подача

К_v – поправочный коэффициент на измененные условия, которые вычисляются по формуле:

К_v=К_MvК_nvК_UvК_vК_Фv… (7)

где К_мv-коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала;

К_nv-качество (состояние) заготовки;

К_Uv-материал режущей части инструмента;

К_v-главный угол в плане;

К_ф.-форма передней грани инструмента;

К_nv=0,8;К_Uv=1,00; К_v=1,00; К_Фv=1,00.

Тогда подставляем данные значения в формулу(7):

Получаем:

К_v=1.3810.8111=1.11 ,

Значения коэффициентов С_v, Т, X_v, Y_v , m имеют следующие значения:

С_v=350, Т=60, X_v=0,15, Y_v=0,35, m=0,2

м/мин

7.1.4 По расчетной скорости резания подсчитаем частоту вращения шпинделя, об/мин.

, (8)

где D₀ – диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

V_p – скорость резания, м/мин;

об/мин,

Фактическую скорость резания принимаем ближайшую меньшую из паспортных данных. В данном случае она ровна n_ф=700 об/мин.

После чего корректируется скорость резания, то есть подсчитывается ее фактическое значение, мм/мин,

(9)

где Д₀-диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

n_ф– частота вращения шпинделя, об/мин;

Подставим численные значения в формулу (9), получим:

мм/мин

7.1.5 Найденные режимы резания могут быть приняты только в том случае, если развиваемый при этом крутящий момент на шпинделе М_шп будет больше момента, создаваемого силами резания, или равен ему, то есть:

(10)

Определим тангенциальную силу P_z, создающую крутящий момент M_рез по формуле:

P_z=C_pzt^xpzS_ф^ypz V_ф^npzk_p(11)

где C_pz – коэффициент, зависящий от материала и условий обработки;

X_pz, Y_pz, n_pz – показатели степени влияния режимов резания на силу P_z;

К_р – поправочный коэффициент на измененные условия, подсчитываемый как произведение ряда поправочных коэффициентов, вычисляется по формуле:

K_p=K_MPK_pK_pK_upK_{p} (12)

X_pz=1.0; Y_pz=0.75; np=-0.15; К_р=1; K_p=1.1; K_rp=0.93; K_p=1; C_pz=2940

;

Подставим численные значения в формулу (12):

K_p=0,78111,10,931=0,8

По формуле вычисляем тангенциальную силу:

P_z=29404¹0,4^0,7500,8197^-0,15=2142 H

Крутящий момент М_рез, потребный на резание подсчитывается по формуле

, (13)

где P_z– тангенциальная сила, Н;

D₀– обрабатываемый диаметр, мм;

Нм,

Крутящий момент М_шп подсчитывается по формуле :

М_шп=9550, ( 14)

где -мощность приводного электродвигателя, кВт;

По формуле получаем (14)

7.1.6 Коэффициент мощности станка определяется по формуле (15)

, (15)

где -мощность приводного электродвигателя, кВт;

N_под-потребная мощность на шпинделе, которая рассчитывается по формуле (16):

(16)

где N_э -эффективная мощность на резание, определяемая по формуле

(17)

Подставив значения, получим в формулы (16) и (17) получим

Теперь вычислим коэффициент использования мощности станка



7.1.7 Фактическая стойкость инструмента Т_ф рассчитываем по формуле :

(18)

где V_ф – фактическая скорость резания, м/мин;

V_pи Т- расчетные значения скорости и стойкости инструмента;

m- показатель стойкости инструмента.

Вычислим Т_ф по формуле (19):

7.1.8 Основное технологическое (машинное) время.

Время, затраченное на процессе резания определяется по формуле :

₍₁₉₎

где L – расчетная длина обработки, вычисляется по формуле :

L = l+l₁+l₂, (20)

где l – длина обработки, мм;

l₁ – длина врезания, мм;

l₂ – длина перебега инструмента, мм.

Величина врезания рассчитывается по формуле :

₍₂₁₎

_{где t-глубина резания, мм;}

_{-главный угол резца в плане;}

₍₂₂₎

_{Величину перебега принимаем равной 4мм;}

_{Вычислим расчетную длину обработки по формуле (20):}

_{L=58+4+4=66мм}

_{По формуле (21) вычислим основное время:}

Формула расчета величины врезания для каждого прохода при точении резьбы на токарном станке Глубина резания Фактический проход ар Общая глубина р



Режущий инструмент, инструментальная оснастка и приспособления / Cutting tools, tooling system and workholding MITSUBISHI | Каталог MITSUBISHI 2016 Вращающийся и токарный режущий инструмент (Всего 1412 стр.)
519 Каталог MITSUBISHI 2016 Вращающийся и токарный режущий инструмент для металлообработки Стр.G033
Формула расчета величины врезания для каждого прохода при точении резьбы на токарном станке Глубина резания Фактический проход ар Общая глубина р Формула расчета величины врезания для каждого прохода при точении резьбы на токарном станке Глубина резания Фактический проход ар Общая глубина резания пар Номер прохода b 1-ый проход 0.3 2-ой проход 2 1 = 1 3-ий проход 3 1 = 2 n-ый проход n 1 (Например) Наружное резьбонарезание (ISO Метрическая) Шаг ap Пар 1.0мм 0.6мм 5 проходов 1-ый проход Aapi = 2-ой проход Аар2 = 3-ий проход Аарз = 4-ый проход Аар4 = 5-ый проход Аарб = 0.60 л/5 1 0.60 >/ 5 1 0.60 л/5 1 0.60 5 1 0.60 “\/ 5 1 – х V0.3 = 0.16 > 0.16 (АарО х V 2 1 = 0.3 > 0.14 (Аар2 АарО – х V з 1 2 0. = р2 а А L р а (А см .1 0. Т х 1 2 .5 0. = > 0.1 (Аар4 Аарз) – х л/ 5 1 = 0.6 > 0.08 (Аар5 Аар4) ПРОГРАММАДЛЯ ВРЕЗАНИЯ ВДОЛЬ ОДНОЙ ИЗ СТОРОН ПРОФИЛЯ РЕЗЬБЫ С БОКОВЫМ СМЕЩЕНИЕМ Например) M12 1.0 5 проходов с корректировкой 5° Наружное резьбонарезание Внутреннее резьбонарезание G00Z = 5.0 G00 Z = 5.0 х= 14.0 х = 10.0 G92 U 4.34 Z 13.0 F1.0 G92 U4.34 Z 13.0 F1.0 G00 W 0.07 G00 W 0.07 G92 U 4.64 Z 13.0 F1.0 G92 U4.64 Z 13.0 F1.0 G00 W 0.06 G00 W 0.05 G92 U 4.88 Z 13.0 F1.0 G92 U4.84 Z 13.0 F1.0 G00 W 0.05 G00 W 0.04 G92 U 5.08 Z 13.0 F1.0 G92 U5.02 Z 13.0 F1.0 G00 W 0.03 G00 W 0.03 G92 U 5.20 Z 13.0 F1.0 G92 U5.14 Z 13.0 F1.0 G00 G00 G033 Нарезание резьбы резцом ГЛУБИНА РЕЗАНИЯ Характеристика Преимущества Недостатки I Простота использования. (Стандартный цикл резьбонарезания.) I Превосходная виброустойчивость. (Постоянная сила резания.) Образование длинной стружки на заключительном проходе. Сложное вычисление глубины резания при изменении числа проходов. Снижена нагрузка на угол при вершине в течение первой половины проходов. Легкое стружкодробление. (Регулирование толщины стружки необязательно) Легко высчитать глубину резания при изменении числа проходов. Отличное стружкодробление. Подверженность вибрации на последних стадиях резания. (Возрастает сила резания) В некоторых случаях, потребуется изменение программы. Рекомендуемая установка глубины резания на заключительном проходе 0.05 0.025мм. Большая глубина врезания может стать причиной вибрации, что приводит к плохому качеству поверхности. ФОРМУЛА Аарп = ар х Vb“ Аарп
См.также / See also :
Нарезание резьбы на токарном станке / Thread turning
Типы резьб / Thread types and applications			Плашки для нарезания резьбы / Thread dies
Технология токарной обработки металлов / Basics of metal turning			Резцы по металлу со сменными пластинами / Metal lathe tools Features
Перевод дюймов в мм / Inches to mm Conversion table			Расчет режимов резания при токарной обработке / Turning formulas
Каталоги инструмента MITSUBISHI
Каталог MITSUBISHI 2020 Режущий инструмент для станков (англ.яз / ENG) (1816 страниц)	Каталог MITSUBISHI 2018 Инструмент режущий (англ.яз / ENG) (2040 страниц)	Каталог MITSUBISHI 2017 Новинки металлорежущего инструмента 17.1 (250 страниц)	Каталог MITSUBISHI 2016 Вращающийся и токарный режущий инструмент (1412 страниц)	Каталог MITSUBISHI 2016 Металлорежущий инструмент для мехобработки (англ.яз / ENG) (1636 страниц)	Каталог MITSUBISHI 2015 Токарный и вращающийся инструмент (англ.яз / ENG) (1672 страницы)
Каталог MITSUBISHI 2015 Новый режущий инструмент 15.2 (308 страниц)	Каталог MITSUBISHI 2015 Сверла для обработки отверстий в металле (англ.яз / ENG) (226 страниц)	Каталог MITSUBISHI 2014 Металлорежущий инструмент (1352 страницы)	Каталог MITSUBISHI 2014 Новый металлорежущий инструмент 14.2 (164 страницы)	Каталог MITSUBISHI 2013 Металлорежущий инструмент (1232 страницы)	Каталог MITSUBISHI 2010 Режущий инструмент и системы (1348 страницы)
Каталог MITSUBISHI 2007 Металлорежущий инструмент и системы (1085 страниц)	Каталог MITSUBISHI 2007 Новинки режущего инструмента 07.2 (англ.яз / ENG) (220 страниц)
Каталоги инструмента и оснастки для металлообработки на станках / Cutting tools and tooling system catalogs
Каталог MITSUBISHI 2016 Вращающийся и токарный режущий инструмент (Всего 1412 стр.)
516	517	518 Описание основных особенностей сменных резьбовых токарных пластин Mitsubishi неполного и полный профиля Одинаковая пластина может использоваться	520	521 Справочные таблицы по правильному подбору сменных опорных пластин для резьбонарезных резцов Mitsubishi в зависимости от диаметра нерезаемой резьб	522
— —

Анализ теорий по выбору режимов работы и обоснованию параметров чизельных рабочих органовё

Анализ теорий по выбору режимов работы и обоснованию параметров чизельных рабочих органов

Работа чизельных орудий связана с явлением критической глубины резания почвы. Определению величины критической глубины резания применитель­но к обработке почвы рабочими органами почвообрабатывающих орудий посвящено мало работ. Имеются работы А. К. Кострицина [5], Г. В. Плющева [9] и др., однако многое в этом вопросе продолжает оставаться неясным. Такое положение объясняется разнообразием методов проводимых исследований, недостаточностью полевых опытов по экспериментальной проверке теоретических разработок, а также трудностью определения многих показателей, входящих в предлагаемые аналитические выражения критической глубины резания.

Критическую глубину резания почвы рыхлительной лапой можно представить как некоторую часть общей глубины обработки (рис. 1.9, а):

(1.1)

где а – глубина обработки почвы; – глубина блокированного резания без отделения почвенной стружки с боковых сторон лапы.

Рис. 1.9. К обоснованию критической глубины резания: а – профиль поперечного сечения плас­та; б – график зависимости боко­вого скалывания почвы от глубины обработки:

1 – скалывание почвы до критической глубины резания; 2 – предельное значение бокового скалывания почвы.

 

Рис 1.10. Схема деформация почвы при работе рыхлительной лапы:

а – деформация почвы впереди ла­пы; б – профиль поперечного сече­ния борозды.

Пусть — нарастающая глубина хода лапы, при которой осущест­вляется боковое скалывание почвы – в поперечном сечении пласта под некоторым углом 0, который близок к 90°. Ширина бокового скалывания почвы с увеличением глубины хода лапы до критичес­кой глубины резания , как установлено опытами, возрастает пропор­ционально в следующей зависимости:

, (1.2)

где — безразмерный коэффициент; а – глубина обработки почвы до критичес­кой глубины резания.

При обработке почвы на глубину а > скалывание почвы с боко­вых сторон лапы, достигнув предельного значения а бк, прекращается, то есть

, (1.3)

где с = const (постоянная величина для определенных параметров лапы и физико-механических свойств почвы).

В этом случае нижний слой пласта на глубину разрезается лапой без отделения почвенной стружки.

График зависимости ширины бокового скалывания почвы от глубины обработки показан на рисунке 1.9, б. Критическая глубина резания почвы , как видно из графика (см. рис. 1.9, б), является абсциссой точки пересечения 0 двух прямых 1 и 2. При этой абсциссе ордината прямой в точке пересечения М равна ординате пря­мой , следовательно,

(1.4)

Из уравнения (1.4) критическая глубина резания без учета пара­метров рабочих органов и физико-механических свойств почвы будет иметь вид

 

(1.5)

Исходя из условий деформации почвы, преобразуем выражение (1.5) с учетом влияния угла крошения α (угла наклона лапы к дну борозды) и физико-механических свойств обрабатываемой почвы. В поперечном сечении пласта (рис. 1.10, б).

(1.6)

где А — ширина полосы деформации почвы на поверхности; b — ширина захвата лапы.

Подставив в формулу (1.6) значение (1.5), получим

(1.7)

С другой стороны ширина полосы деформации почвы на поверхности перед лапой на расстоянии l от носка имеет следующую зависимость (см. рис. 1.10, б)

(1.8)

где ω – угол, характеризующий область деформации почвы в плоскости скалыва­ния mn; α – угол крошения; φ – угол трения почвы по стали, среднее значение которого принимают равным 25°.

Выражения (1.7) и (1.8) адекватны, тогда после преобразований получим

 

(1.9)

 

(1.10)

Подставляя значения (1.10) в формулу (1.9), после преобразований получим

 

(1.11)

где φ – угол наклона плоскости скалывания (см. рис. 1.10, a).

При движении рабочего органа угол φ по формуле академика В. П. Горячкина [3] выражается зависимостью:

 

(1.12)

где ρ – угол внутреннего трения почвы по почве, среднее значение которого при­нимают равным 40°.

Подставив выражение (1.12) в формулу (1.11), получим

 

(1.13)

После преобразования формула (1.13) примет вид

 

(1.14)

Выражая угол крошения через угол резания, получим

 

(1.15)

где – угол резания, равный а + φ; i – угол заострения лезвия лапы;

– предельное значение скалывания почвы с боковых сторон лапы, равное 36 см при обработке почвы на глубину см; – безразмерный коэффициент, равный 0,95.

Пользуясь выражением (1.14), можно определить глубину блоки­рованного резания без отделения почвенной стружки с боковых сторон лапы (см. рис. 1.9, а) при а ≥ 40 см:

 

(1.16)

где а – глубина обработки почвы.

Тогда критическую глубину резания можно определить по формуле

 

(1.17)

Формула (1.14) выражает зависимость критической глубины реза­ния рыхлительной лапой чизельного орудия от величины скалывания почвы с боковых сторон лапы, угла наклона лапы к дну борозды и физико-механических свойств почвы (трение почвы по металлу и внут­реннее трение). На основании выражения (1.14) следует ожидать, что с уменьшением углов крошения и трения почвы по стали и увеличением угла внутреннего трения критическая глубина резания при прочих рав­ных условиях должна возрастать. Кроме того, с уменьшением угла α угол резания лапы снижается и устраняется сгруживание почвы впереди рабочего органа.

Критическая глубина резания , как видно из графика (рис. 1.11), возрастает с уменьшением угла крошения лап.

Предельное значение скалывания почвы с боковых сторон лап при различных углах крошения на глубине обработки 40-45 см, как пока­зали проведенные опыты, составило = 36 см, среднее значение коэф­фициента =0,95.

При работе рыхлительных лап шириной захвата 70 мм и углами крошения 15, 20, 25, 30, 35° критическая глубина резания составила соответственно 38, 36,1, 34, 32,8, 28,7 см.

По расчетным данным построен график зависимости критической глубины резания от угла крошения лап. Критическая глубина резания , как видно из графика (см. рис. 1.11), с уменьшением угла крошения лап от 35 до 15° возросла приблизительно на 8,4 см, что близко к опыт­ным данным.

При глубокой обработке почвы в нижнем слое, начиная с критической глубины резания, образуется прорезь (см. рис. 1.10, б), ширина которой соответствует ширине захвата лапы. Глубина прорези возрастает с увеличением глубины обработки почвы и угла крошения лап, при этом возрастает высота неразрушенных греб­ней в борозде.

Представляют интерес изменения соотношения размеров прорези от глубины обработки почвы при различной ширине захвата лап. При изу­чении процесса резания грунтов рабочими органами землеройных машин Ю. А. Ветров [1] отметил закономерность: боковые расширения прорези при одинаковой глубине работы ножей до некоторого предела ширины среза одинаковы, однако при дальнейшем уменьшении ширины ножей линейные размеры боковых расширений прорези пропорционально уменьшаются; при работе ножей одинаковой ширины среза линейные размеры боковых расширений прорези до некоторого предела глубины резания пропорционально возрастают. Но при дальнейшем увеличении глубины резания рост боковых расширений прорези прекращается. Однако автор не приводит материалов исследований в этом направлении.

Рис. 1.11. Зависимость критической глубины резания от угла крошения.

Подобный закономерный процесс наблюдается и при работе рабочих органов чизельных орудий на глубокой обработке почвы.

 

Рис. 1.12. Изменение соотношения размеров прорези при глубине обра­ботки почвы более критической глу­бины резания

При работе лап одинаковой ширины захвата линейные размеры боковых расширений прорези до некоторого предела глубины обработки почвы (критической глубины резания) пропорционально возрастают, как показано на рисунке 1.12, б. Но при дальнейшем увеличении глубины обработки почвы (а > ) рост боковых расширений прорези прекра­щается (рис. 1.13). Причем боковые расширения прорези остаются одина­ковыми при любой ширине захвата лапы от 50 до 100 мм.

Численные значения боковых расширений прорези при работе лап разной ширины захвата от 50 до 100 мм для соответствующей глубины обработки почвы (менее критической глубины резания) одинаковы, а при работе лап захватом 25 мм боковые расширения прорези остаются постоянными на любой глубине обработки почвы [7].

 

Рис 1.13 – Зависимость боковых расши­рений прорези от глубины обработки почвы при различной ширине захвата рыхлительных лап:

1 – ширина захвата лап 25 мм; 2 и 3 – ширина захвата лап 50-100 мм.

При обработке почвы на глубину от 20,4 до 50,4 см критическая глубина резания для лап за­хватом 50, 70 и 100 мм остается приблизительно одинаковой, и составила около 35 см, то есть крити­ческая глубина резания не зависит от ширины захвата лап в данном диа­пазоне.

Для узкорыхлительных лап захватом 25 мм критическая глубина резания была постоянной при любой глубине обработки почвы от 17 до 50,4 см и составила лишь 12,5, что может отрицательно влиять на силовые зависимости процесса и качество работы чизельных орудий. В связи с этим для глубокой обработки почвы ширину захвата рыхлительных лап следует принимать не менее 50 мм.

При обработке почвы стрельчатыми лапами захватом 270 мм на глубину 40,1-50,2 см критическая глубина резания была одинаковая и составила около 38 см [7].

Если критическую глубину резания представить в зависимости от ширины захвата рабочих органов, как обычно выражают эту зависи­мость при резании грунтов землеройными машинами, то формула кри­тической глубины резания будет иметь вид:

, (1.18)

где – коэффициент, выражающий отношение критической глубины резания к ширине захвата лапы.

Коэффициент – величина переменная, то есть для каждой ши­рины захвата лапы имеет определенное значение [7].

Основным недостатком формулы (1.18) является то, что в ней не учтены другие факторы, значительно влияющие на изменение крити­ческой глубины резания (угол крошения или угол резания лап, глубину обработки, трение почвы).

Характерно отметить, что при обработке старопахотных тяжелых и средних почв на глубину более критической глубины резания в ниж­ней части рабочей поверхности рыхлительных лап независимо от шири­ны их захвата постоянно образуется почвенный нарост обтекаемой формы, толщина которого
l ≈ b⁄4, а длина его вдоль рабочей поверхности лапы приблизительно равна 3/4 длины наральника.

Почвенный нарост образовывался и при работе стрельчатых лап по всей ширине их захвата, но главным образом в области груди лап.

При обработке почвы на глубину 40-45 см толщина почвенного нароста в области груди лап составила 1,5-2 см и была приблизительно в 2 раза больше, чем на крыльях.

Элементы резания при обработке на токарных станках

Обработка металлов резанием сопровождается удалением с поверхности заготовки слоя металла (припуска на обработку) с целью получения из нее детали необходимой формы и размеров с соответствующим качеством обработанных поверхностей.

Для осуществления процесса резания необходимо, чтобы заготовка и режущий инструмент перемещались друг относительно друга.

В металлорежущих станках различают два вида основных движений: главное движение, определяющее скорость отделения стружки, и движения подачи, обеспечивающее непрерывное врезание режущей кромки инструмента в новые слои металла.

При обработке на токарном станке главное движение (вращательное) совершает заготовка (рис. 12), а движение подачи (поступательное) – резец. В результате этих движений резец снимает с обрабатываемой детали припуск на обработку и придает ей необходимую форму и размеры, а также требующуюся чистоту обработанной поверхности.

 

Обрабатываемой поверхностью называется поверхность детали, с которой снимается стружка.

Обработанной поверхностью называется поверхность, которая получается после обработки, т. е. после снятия стружки.

Поверхностью резания называется поверхность, образуемая на обрабатываемой детали непосредственно главной режущей кромкой резца.

Элементы режима резания. Элементами, характеризующими процесс резания являются: скорость резания, подача и глубина резания.

Скоростью резания при токарной обработке называется величина перемещения в главном движении режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности в единицу времени.

Скорость резания обозначается буквой u и измеряется в метрах в минуту (сокращенно м/мин).

при точении (рис. 13) скорость резания определяеться по формуле

u = π*D*n/1000 м/мин,

где D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

n – число оборотов детали в минуту.

Подачей называется величина перемещения режущей кромки резца за один оборот обрабатываемой детали (рис. 13). Подача обозначается буквой s и измеряется в миллиметрах за один оборот детали; для краткости принято писать мм/об.

 

В зависимости от направления, по которому перемещается резец при точении относительно оси центров станка, различают:

продольную подачу – вдоль оси центров;

поперечную подачу – перпендикулярно к оси центров;

наклонную подачу – под углом к оси центров (при обтачивании конической поверхности).

Глубиной резания называют слой металла, снимаемый за один проход резца. Измеряется глубина резания в миллиметрах и обозначается буквой t (см. рис. 13).

При токарной обработке глубина резания определяется как полуразность между диаметром заготовки и диаметром обработанной поверхности, полученной после одного прохода резца, т. е.

t = D-d/2

где D – диаметр заготовки, мм, до прохода резца;

d – диаметр детали, мм после прохода резца.

Кроме глубины резания и подачи, различают еще ширину и толщину среза.

Шириной среза называют расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностью, измеренное по поверхности резания (см. рис. 13). Ширина среза измеряется в меллиметрах и обозначается буквой b.

Зависимость между шириной среза и глубиной резания выражается формулой

b = 1/sin φ

где – φ главный угол в плане главной ружущей кромки.

Толщиной среза называют расстояние между двумя последовательными положениями режущей кромки на один оборот детали, измеряемое перпендикулярно к ширине среза (см. рис. 13).Толщина среза измеряется в миллиметрах и обозначается буквой a. Зависимость толщины среза от величины подачи s и угла в плане φ выражается форумулой

a = s*sin φ

Площадью поперечного сечения среза называют произведение глубины резания t на подачу s или ширины среза b на толщину a.

Площадь поперечного сечения среза обозначается буквой f

и измеряется в квадратных миллиметрах, т. е.

f = t*s = a*b мм².

 

На рис.14 показано, что нужно принимать за глубину резания и подачу при различных токарных работах – продольном точении, поперечном точении (протачивании канавки или отрезании), подрезания, продольном растачивании.

 

При продольном точении в зависимости от соотношения глубины резания и подачи могут быть получены различные сечения реза (рис. 15). Принято считать, что если t>s, то получаются равномерные стружки (рис. 15,а), если t=s, то получаются равнобокие стружки (рис. 15,б), и если s>t, – обратные стружки (рис.15,в)

 

t, Sм, V, n, Tо»

Практическая работа №1

«Определение элементов режимов резания: t, S_м, V, n, T_о»

Цель работы: научиться решать задачи по теме «Элементы режимов резания при точении».

Место проведения практического занятия: аудитория №6

Средства обучения: [1]

Виды самостоятельной работы студентов: [3]

Литература: [1], [2]

Краткая теоретическая справка

Глубина резания t (мм) – величина срезаемого слоя за один проход, измеренная в направлении, перпендикулярном обработанной поверхности. Глубина резания всегда перпендикулярна направлению движения инструмента. При наружном точении она представляет собой полуразность между диаметром заготовки и диаметром обработанной поверхности.

,

где D – диаметр заготовки в мм

где d – диаметр обработанной поверхности в мм

Скорость резания V (м/мин) – величина перемещения точки режущей кромки относительно поверхности резания в единицу времени в процессе осуществления движения резания.

где D – наибольший диаметр поверхности резания в мм.

Частота вращения шпинделя n (мин^-1):

Минутная подача S_м (мм/ об) – величина перемещения режущей кромки в направлении движения резца за 1 минуту. При токарной обработки может быть продольная подача, когда резец перемещается в направлении, параллельном оси заготовки и поперечная, когда резец перемещается в направлении, перпендикулярном оси заготовки. 9

S_м = S_o n

где S_o – подача за один оборот заготовки в мм/ об.

Основное время обработки детали T_о (мин) – время, в течение которого происходит процесс снятия стружки без непосредственного участия рабочего

где L – длина рабочего хода инструмента в мм

Задание для аудиторной работы

Задача №1

Определить глубину резания t при обтачивании заготовки диаметром D на токарном станке в два перехода. При переходе предварительной обработки заготовка обтачивается до D₁, а при окончательной обработке — до D_2.

Пример решения:

Дано: D = 150 мм; D₁ = 142мм; D₂ = 140мм

При предварительном точении глубина резания:

При окончательном точении:

Данные к задаче № 1

№ варианта	D мм	D1 мм	D2 мм	№ варианта	D мм	D1 мм	D2 мм
1	188	182	180	6	87	81,5	80
2	67	61,5	60	7	216	208	206
3	56	51	50	8	50	43,5	42
4	120	114	112	9	140	132	130
5	95	88,5	87	10	73	66,5	65

Задача №2

Определить скорость движения подачи S_м при обтачивании заготовки на токарном станке с частотой вращения шпинделя n, подача резца за один оборот шпинделя S_o. 10

Пример решения:

Дано: n = 1000 мин^-1; S_o = 0,26 мм/об

Скорость движения подачи резца определяется по формуле:

S_м = S_on

S_м = 0,26 1000 = 260 мм/мин

Данные к задаче № 2

№ варианта	n мин -1	S мм/об	№ варианта	n мин -1	S мм/об
1	400	0,61	6	1600	0,17
2	630	0,43	7	860	0,3
3	200	0,87	8	160	0,95
4	315	0,7	9	1250	0,23
5	250	0,78	10	500	0,52

Задача №3

Определить скорость главного движения резания при обработке заготовки диаметром D (мм) на токарном станке с частотой вращения шпинделя n (мин ^-1).

Пример решения:

Дано: D = 120 мм; n = 500 мин ^-1

Скорость главного движения резания при точении определяется по формуле:

м/мин

м/мин

Данные к задаче № 3

№ варианта	D мм	n мин -1	№ варианта	D мм	n мин -1
1	80	860	6	180	315
2	150	315	7	30	2000
3	45	1600	8	95	630
4	70	1250	9	110	400
5	220	250	10	60	1000

11

Задача №4

Определить частоту вращения шпинделя станка n (мин ^-1) при обтачивании заготовки диаметром D (мм) на токарном станке со скоростью главного, движения резания V (м/мин).

Пример решения:

Дано: D = 80 мм; V= 215м/мин

Частота вращения шпинделя токарного станка:

=860 мин^–1

Данные к задаче № 4

№ варианта	D мм	V м/мин	№ варианта	D мм	V м/мин
1	140	88	6	64	200
2	37	233	7	160	80
3	90	177	8	54	170
4	120	119	9	43	216
5	72	280	10	210	133

Задача № 5

Определить основное время при отрезании кольца от заготовки, имеющей форму трубы, на токарном станке резцом с пластиной из твердого сплава. Наружный диаметр заготовки D, внутренний диаметр d. Частотой вращения шпинделя n, подача резца за один оборот шпинделя S_o.

Пример решения:

Дано: D = 100 мм; d = 84 мм; n = 250 мин^-1; S_o = 0,14 мм/об

Основное время:

Длина рабочего хода резца при отрезании кольца

Второе слагаемое учитывает врезание и перебег резца; принимаем его равным 2мм. Тогда

12

Данные к задаче № 5

№ варианта	D мм	d мм	n мин -1	S мм/об	№ варианта	D мм	d мм	n мин -1	S мм/об
1	90	60	315	0,15	6	80	65	400	0,14
2	120	100	200	0,17	7	65	50	500	0,12
3	75	50	400	0,13	8	50	40	630	0,10
4	60	50	500	0,12	9	70	50	400	0,13
5	150	120	160	0,18	10	85	70	315	0,14

Контрольные вопросы

1. Глубина резания t

2. Скорость резания V

3. Частота вращения шпинделя n

4. Минутная подача S_м

5. Основное время обработки детали T_о.

Требования к содержанию отчета

Отчет должен содержать:

– порядковый номер и наименование практической работы;

– цель работы;

– содержательная составляющая:

– вывод.

13

Практическая работа по МДК 04.01 Технология обработки на металлорежущих станках

Практическая работа

ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ, ИНСТРУМЕНТОВ И РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ.

Цель работы — научиться рассчитывать скорость резания v при точении, частоту вращения шпинделя n, глубину резания t и основное (машинное) время Тм.

1. 1. 1. Теоретическая часть

Основные понятия и элементы режима резания

Для осуществления процесса резания рабочим органам токарного станка необходимо сообщить два движения: главное движение резания и движение подачи.

Главное движение резания Dr — это прямолинейное поступательное или вращательное движение заготовки или режущего инструмента, происходящее с наибольшей скоростью в процессе резания.

Скорость главного движения резания — это скорость рассматриваемой точки режущей кромки инструмента или заготовки относительно поверхности резания в единицу времени.

Скорость резания, м/с, определяется по формуле:

v=πDn/1000

где D — наибольший диаметр обрабатываемой заготовки (инструмента), мм; n— частота вращения заготовки (инструмента), об/мин.

При абразивной обработке (шлифовании) скорость резания, м/с, и определяется по формуле

v=πDш.к. n/1000*60̕

где Dш.k— диаметр шлифовального круга, мм; n — частота вращения круга, об/мин.

Движение подачи Ds — это прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего инструмента или заготовки, скорость которого меньше скорости главного движения резания и которое предназначено для того. чтобы распространить отделение слоя материала на всю обрабатываемую поверхность

Скорость подачи, м/мин, при абразивной обработке (круглом шлифовании) определяется по формуле

v=πDзаг. n/1000

где Dзаг — диаметр заготовки, мм; n — частота вращения заготовки, об/мин.

В случае если известна скорость резания v, можно определить частоту вращения заготовки:

n=1000v/πD

При токарной обработке заготовки (рис. ПР6.1, а) скорость резания в точках А и В режущей кромки будет величиной переменной. При продольном точении заготовки скорость резания постоянная (если диаметр заготовки вдоль всей ее длины одинаковый). Максимальная скорость резания в точке В. При подрезке торца заготовки, когда резец перемещается от периферии к центру заготовки, скорость резания при постоянной частоте вращения переменная и имеет наибольшее значение у периферии, а в центре она равна нулю (рис. ПЗ. 6.1, б). Скорость резания переменная и при отрезке заготовки. В расчетах учитывается максимальная скорость резания.

Рис ПР6.1. Элементы резания при токарной обработке (а) и эпюра изменения скорости резания при поперечном точении (б).

D и d — диаметры заготовки соответственно до и после обработки; а — толщина срезаемого слоя: b — ширина срезаемого слоя; Dr — главное движение резания; f — площадь поперечного сечения срезаемого слоя; t — глубина резаная; So— подача на оборот заготовки; φ —главный угол в плане; φ’— вспомогательный угол в плане; Ds — направление движения подачи; vmin и vmax— минимальная и максимальная скорости резания

Скорость движения подачи — это скорость рассматриваемой точки режущей кромки в движении подачи.

Подача S — это отношение расстояния, пройденного рассматриваемой точкой режущей кромки или заготовки вдоль траектории этой точки в движении подачи, к соответствующему числу циклов или определенных долей цикла другого движения во время резания.

Под циклом движенияпонимают полный оборот, ход или двойной ход режущего инструмента (или заготовки), а доля цикла представляет собой часть оборота, соответствующую угловому шагу зубьев режущего инструмента.

При токарной обработке различают продольную подачуS_пр, при которой резец перемещается параллельно заготовки; поперечную подачуS_поп, при которой резец перемещается в направлении, перпендикулярном оси заготовки, и наклонную подачу S_н, при которой резец перемещается под углом к оси заготовки (при точении конической поверхности).

Подача S_o, мм/об, — это перемещение резца относительно обработанной поверхности за время одного оборота заготовки. При этом режущая кромка инструмента перемещается из положения 1 в положение П (см. рис. ПРЗ.1, а).

Минутная подача мм/мин, — это относительное перемещение инструмента (или заготовки) за одну минуту.

Между подачами S_o и .SM существует следующая зависимость:

Sm=So*n

Совокупность значений скорости резания, подачи или скорости движения подачи и глубины резания представляет собой режим резания (ГОСТ 25762—83).

Глубина резания t, мм, — это размер срезаемого слоя с поверхности заготовки за один проход инструмента, измеренный в направлении, перпендикулярном обработанной поверхности (см. рис. ПРЗ.1, а).

При наружном продольном точении

t=D-d/2

где D — диаметр обрабатываемой поверхности, мм; d — диаметр обработанной поверхности, мм.

Параметрами поперечного сечения срезаемого слоя являются его толщина а и ширина b.

Толщина срезаемого слоя а, мм, — это расстояние между двумя последовательными положениями поверхности резания, измеренное в направлении, перпендикулярном главной режущей кромке, за время одного оборота заготовки.

Толщина срезаемого слоя при γ = 0 определяется из прямоугольного треугольника AСD по формуле

а = Sosinφ,

где So — подача на оборот, мм/об; φ — главный угол в плане.

Ширина срезаемого слоя b, мм, соответствует длине контакта режущей кромки с поверхностью резания.

При λ = 0 ширина срезаемого слоя определяется из прямоугольного треугольника АЕВ по формуле:

b= t/sin φ

где t – глубина резания, мм.

При постоянных значениях подачи So и глубины резания t с увеличением главного угла в плане φ толщина срезаемого слоя а увеличивается, а ширина срезаемого слоя b уменьшается.

Подача поперечного сечения f, мм², срезаемого слоя при свободном резании определяется по формуле

f= ab = Sot,

где а — толщина срезаемого слоя, мм;b — ширина срезаемого слоя, мм; So — подача на оборот, мм/об; t — глубина резания, мм.

При несвободном резании на обработанной поверхности остаются гребешки, размеры которых зависят от подачи, радиуса закругления при вершине резца, главного и вспомогательного углов в плане.

Площадь действительного сечения fo, мм², срезаемого слоя определяют по формуле

1. 1. 1. 1. fo=

            ab=Sot,

где a — толщина срезаемого слоя; b – площадь остаточного гребешка, мм; So — подача на оборот, мм/об; t- глубина резания, мм.

1. 1. 1. 1. 1. Машинное время

Машинное (основное) время Тм — это период времени, в течение которого оборудование (машина, станок, агрегат, аппарат) без непосредственного участия рабочего осуществляет изменение размеров, формы или состояния обрабатываемого предмета труда (например, время точения валика на токарном станке при включенной механической подаче).

Машинное время зависит от видов применяемого оборудования и инструмента, характера технологического процесса, особенностей сырья, полуфабриката или заготовки, степени механизации и автоматизации труда и др. Расчет нормы машинного времени производится посредством определения оптимального режима работы оборудования, при котором обеспечиваются его наиболее высокая производительность, наименьшая себестоимость обработки изделий и требуемое качество. Например, при работе на металлорежущих станках норма машинного времени определяется обоснованными режимами резания (глубиной резания, подачей, скоростью резания, числом проходов). Сокращение машинного времени достигается введением скоростных методов обработки и использованием высокопроизводительного оборудования и инструмента.

Рис. ПР6.2. Элементы пути, проходимого резцом в направлении движения подачи при продольном точении (а) и схема врезания (б)

Рис. ПР6.З. Элементы пути. проходимого резцом в направлении движения подачи при поперечном точении (гюдрезке торца) валика (а) и трубы (б)

Машинное время, мин, при продольном точении за один проход определяется по формуле

T_м=L/nS_o

где L — перемещение инструмента в направлении подачи, мм; n — частота вращения заготовки, об/мин; S_o — подача на оборот, мм/об.

Перемещение инструмента (рис. ПР6.2, а) определяется по формуле

L=l+y+ Δ

где 1 — размер обработанной поверхности в направлении движения подачи, мм; у — перемещение (врезание) инструмента в направлении подачи, мм; Δ — выход (перебег) режущего инструмента, Δ = 1…2 мм.

Врезание инструмента определяется из прямоугольного треугольника, показанного на рис. ПРЗ.2, б, по формуле

y= tctgφ.

При поперечном точении валика (рис. ПР6.З, а) перемещение инструмента

L=D/2+y+ Δ

где D — диаметр заготовки, мм.

При поперечном точении трубы (рис. ПР6.З, б)

1. 1. 1. 2. L=l+y+Δ = (D-d/2)+y+ Δ

где D — наружный диаметр трубы, мм; d — внутренний диаметр трубы, мм.

При разрезке валика отрезным резцом с режущей кромкой, параллельной оси (рис. ПР6.4, а):

L=D/2+(1…2)

При работе отрезным резцом с наклонной режущей кромкой (рис. ПРЗ.4,б)

L=D/2+y+ Δ=D/2+y+(2…3)

При разрезке трубы отрезным резцом (рис. ПРЗ.4, в) с режущей кромкой, параллельной оси:

L=(D-d/2)+(1…2)

а при отрезке ее резцом с наклонной режущей кромкой

L=(D-d/2)+y+(2…3)

Рис. ПР6.4- Элементы пути, проходимого отрезным резцом при точении валика (а, б) и трубы (в)

При обработке заготовки за несколько проходов (при условии, что все они совершаются при одной и той же частоте вращения и одинаковой подаче) машинное время

Т_м=L_i/nS

где i — число проходов.

Число проходов зависит от припуска на обработку и глубины резания t каждого прохода:

1. 1. 1. 1. 1. i=h/t,

где h— припуск на обработку на сторону, мм; t — глубина резания, мм.

Глубина резания t на последнем переходе должна уменьшаться. Важным фактором повышения производительности труда является уменьшение машинного времени. Машинное время Т_м можно сократить за счет уменьшения длины обработки (перемещения инструмента L) и припуска на обработку h или за счет увеличения параметров t, 5 п (И.

Перемещение инструмента зависит от мины обработанной поверхности 1, врезания у и выхода режущего инструмента Δ. При многоинструментной обработке с использованием одновременно двух резцов перемещение инструмента уменьшается в два раза.

Чем меньше припуск на обработку h, т.е. чем ближе форма и размеры заготовки к форме и размерам готовой детали, тем меньше будет затрачено времени на обработку, выше производительность процесса и меньше его себестоимость.

Практическая часть

Пример 1. Определение скорости главного движения резания при обтачивании заготовки диаметром D = 150 мм на токарном станке с частотой вращения шпинделя п = 630 об/мин.

Р е ш е н и е. Скорость главного движения резания при точении заготовки

v=πDn/1000=3,14*150*630/1000=296,73 м/мин

Задача 1. Определить скорость главного движения резания при обтачивании заготовки диаметром D на токарном станке с частотой вращения шпинделя п.

Варианты данных к задаче приведены в табл. ПР6. 1.

Пример 2. Определение частоты вращения шпинделя станка при точении заготовки диаметром D = 75 мм на токарном станке со скоростью главного движения резания шпинделя v = 205 м/мин.

Р е ш е н и е. Частота вращения шпинделя токарного станка при точении заготовки

n=1000v/πD=1000*205/3,14*75=870,5 об/мин

3aдача 2. Определить частоту вращения шпинделя станка при точении заготовки диаметром D на токарном станке со скоростью главного движения резания шпинделя v

Варианты данных к задаче приведены в табл. ПР6.2.

Пример 3. Определение глубины резания t при обтачивании заготовки диаметром D = 220 мм на токарном станке в два прохода, если при предварительной обработке заготовка обтачивается до диаметра Do = 212 мм, а при окончательной — до диаметра d = 210 мм.

Решение. При предварительном обтачивании

глубина резания

t=(D-Do)/2=(220-212)/2=4 мм

При окончательном обтачивании глубина резания

t=(Do-d)/2=(212-210)/2=1 мм.

Задача 3. Определить глубину резания t при обтачивании заготовки диаметром D на токарном станке в два прохода, если при предварительной обработке заготовка обтачивается до диаметра Do, а при окончательной — до диаметра d.

Варианты данных к задаче џриведены в табл. ПР7.1.

Пример 4. Определение машинного (основного) времени Т_м, при отрезке валика с наружным диаметром D = 35 мм, если известно, что отрезка выполняется отрезным резцом с режущей кромкой, параллельной оси, за один проход с подачей на оборот So = 0,3 мм/об и с частотой вращения шпинделя n = 250 об/мин.

Р е ш е н и е. Машинное время для отрезки валика

T_м=L/nS_o

Перемещение инструмента при отрезке валика отрезным резцом с режущей кромкой, параллельной оси:

L=(D/2)+y+Δ

Здесь врезание у = 0, так как используется отрезной резец с режущей кромкой, параллельной оси, а перебег инструмента Δ принимается равным 2 мм.

Тогда

L=D/2+y+Δ=35/2+0+2=19,5 мм

1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. Т_м=19,5/250*0,3=0,26

Задача 4. Определить Т_м при отрезке валика с наружным диаметром D, если известно, что отрезка выполняется отрезным резцом с режущей кромкой, параллельной оси, за один проход с подачей S_o и с частотой вращения шпинделя n.

Варианты данных к задаче приведены в табл. ПР7.2.

Пример 5. Определение машинного времени Т_м при отрезке трубы с наружным диаметром D = 65 мм на токарном станке, если известно, что отрезка выполняется отрезным резцом с режущей кромкой, параллельной оси, за один проход с подачей на оборот S_o = 0,12 мм/об и с частотой вращения шпинделя n=315 об/мин. Внутренний диаметр трубы d = 45 мм.

Р е ш е н и е. Машинное время при отрезке трубы

Т_м=L/nS_o

Перемещение инструмента при отрезке трубы отрезным резцом с режущей кромкой, параллельной оси:

L=(D-d)/2+y+Δ

Здесь врезание у = 0, так как используется отрезной резец с режущей кромкой, параллельной оси, а перебег инструмента Δ принимается равным 2 мм.

Тогда

L=(65-45)/2+0+2=12 мм;

Тм=12/(315*0,12)=0,32 мин.

Варианты данных к задаче приведены в табл. ПР7.3.

Пример ПР 6. Определение машинного времени Т_м при продольном обтачивании напроход шейки вала диаметром D = 80 мм и миной = 400 мм, если обработка выполняется с глубиной резания t = 4 мм, при подаче на оборот So = 0,35 мм/об и скорости резания У = 158 м/мин и если известно, что резец имеет главный угол в тане ф = 45′.

Р е ш е н и е. Машинное время при продольном точении

Т_м=L_i/nS_o

Перемещение инструмента при продольном точении

L=l+y+Δ

Здесь длина шейки вала l= 400 мм, врезание резца у = tctgφ = 4ctg45⁰ = 4 • 1 = 4, а перебег резца принимается равным 2 мм.

Тогда

L=400+4+2 = 406 мм.

Частота вращения шпинделя

n=1000v/πD=1000*158/3,14*80=630об/мин

При числе рабочих ходов i= 1 машинное время

Т_м=L_i/nS_o=406*1/630*0,35=1,84 мин.

Задача ПР7.6. Определить машинное время Т_м при продольном обтачивании напроход шейки вала диаметром D и длиной l, если обработка выполняется с глубиной резания t при подаче S_o и скорости резания v, если известно, что резец имеет главный угол в плане φ = 45⁰ .

Пример ПРЗ.7. Определение скорости движения подачи v_s при точении заготовки на токарном станке с частотой вращения шпинделя n = 1250 об/мин и подаче резца за один оборот шпинделя S_o = 0,25 мм/об.

Р е ш е н и е. Скорость движения подачи резца

v_s=S_on=0,25*1250=312,5 мм/мин.

Задача ПРЗ.7. Определить скорость движения подачи v_s при точении заготовки на токарном станке с частотой вращения шпинделя n и подаче резца за один оборот шпинделя S_o.

Варианты данных к задаче приведены в табл. ПРЗ.6.

Варианты данных к задаче приведены в табл. ПРЗ.7

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

1 . В процессе точения детали площадь поперечного сечения срезаемого слоя составила 3 мм², а ширина срезаемого слоя — 6 мм. Обработка проводилась резцом с главным углом в плане φ = 45 ⁰ . Определите, чему равна подача S_о.

2. Определите. каким должен быть главный угол в плане φ, чтобы при точении детали с глубиной резания t = 3.5 мм ширина среза была равна 4 мм.

3. Наружное точение с глубиной резания t = 4 мм выполняется резцом с главным углом в плане φ= 60 ⁰ . Определите длину активной режущей кроши b.

4. Определите глубину резания t при точении детали, если диаметр заготовки составляет 80мм, диаметр изделия — 76 мм, а обработка производится за один проход

5. Определите основное время растачивания отверстия диаметром D = 50 мм и длиной = 10 мм, если известно, что растачивание выполняется резцом с главным углом а плане φ = 60 ^О за один проход с глубиной резания t = 2 мм при подаче S_o= 0,5мм/об и скорости резания v = 110 м/мин.

6. При растачивании сквозного отверстия диаметром D = 50 и длиной L= 65 мм проходным резцом с главным углом в плене φ= 60^О за один проход при подаче S_o = 0,3 мм/об и глубине резания t = 2 мм основное время составило 0,5 мин. Определите, с какой скоростью резания v проводилась обработка.

7. Определите. сколько времени требуется затратить для разрезания прутка диаметром D = 40 мм на токарном станке при скорости резания v= 62,8 м/мин и подаче S_o = 0,2 мм/об.

8. Втулка с наружным диаметром D = 60 мм и диаметром отверстия d = 40 мм при скорости резания v= 36м/мин была разрезана на токарном станке в течение 0,43 мин. Определите, с какой подачей проводилась эта операция.

9. Определите основное время при отрезке трубы с наружным диаметром D = 100 мм и внутренним диаметром d = 80 мм, если известно, что отрезка выполняется отрезным резцом с наклонной режущей кромкой и главным углом в плане φ= 45 ⁰ за один проход при подаче S_o = 0,4 мм/об и скорости резания 110 м/мин.

10. Определите частоту вращения шпинделя станка при обтачивании заготовки диаметром D = 85 мм на токарном станке со скоростью резания v = 60 м/мин.

11. Определите скорость движения подачи v_s при точении заготовки на токарном станке с частотой вращения шпинделя n = 1000 об/мин, если подача резца за один оборот шпинделя S_o= 0,5 мм/об.

формул резки | Коллекция формул обработки | Введение в обработку

На этой странице представлены формулы для расчета основных параметров, необходимых для машинной резки. Цифры, полученные в результате расчетов, приведены только для справки. Условия обработки зависят от используемого станка. Используйте оптимальные условия в соответствии с вашими фактическими условиями обработки.

• π (3,14): Круговая постоянная
• Дм (мм): Диаметр заготовки
• n (min ^-1 ): частота вращения шпинделя

памятка

Эта формула используется для расчета скорости резания на основе числа оборотов шпинделя и диаметра заготовки.
Пример:
Диаметр (Dm) = 60 мм
Скорость шпинделя (n) = 500 мин. ^-1
В этом случае скорость резания (vc) составляет приблизительно 94 м / мин.

• l (мм / мин): длина обработки в минуту
• n (min ^-1 ): частота вращения шпинделя

памятка

Эта формула используется для расчета скорости подачи на оборот на основе скорости шпинделя и длины отрезания в минуту.
Пример:
Обработанная длина в минуту (l) = 150 мм / мин.
Скорость шпинделя (n) = 600 мин. ^-1
В этом случае скорость подачи на оборот (f) составляет 0,25 мм / об.

• п.м (мм): длина заготовки
• л (мм / мин): длина обработки в минуту

памятка

Эта формула используется для расчета времени обработки по длине заготовки и скорости шпинделя.
Пример:
Подача (f) = 0,2 мм / об
Скорость шпинделя (n) = 1100 мин ^-1
Длина заготовки (пог.м) = 120 мм
Сначала вычисляется длина обработки в минуту, в данном случае от скорости вращения и количества подачи.
Обработанная длина в минуту (l) = n × f
= 0,2 × 1100 = 220 мм / мин
Подставьте это в формулу:
Tc = lm ÷ l
= 120 ÷ 220
= 0,55 (мин) × 60
= 33 (сек)
Время обработки (Tc) составляет приблизительно 33 секунды.

• f (мм / об): подача на оборот
• Re (мм): Угловой радиус пластины

памятка

Эта формула используется для расчета теоретической шероховатости готовой поверхности из углового радиуса лезвия пластины и подачи на оборот.
Пример:
Подача на оборот (f) = 0,1 мм / оборот
Радиус угла лезвия пластины (Re) = 0,5 мм
В этом случае теоретическая шероховатость обработанной поверхности (h) равна 2.5 мкм.

памятка

Эта формула используется для расчета полезной мощности на основе глубины резания, подачи на оборот, скорости резания, удельного усилия резания и КПД станка.
Пример:
Глубина резания (низкоуглеродистая сталь: ap) = 5 мм
Подача на оборот (f) = 0,1 мм / об
Скорость резания (vc) = 140 м / мин
КПД станка (η) = 80% (0,8 )
Дано:
Удельная сила резания (Kc) = 3610 МПа
В этом случае полезная мощность обработки (Pc) равна 5.26 кВт.

Материал заготовки	Прочность на разрыв (МПа) и жесткость	Удельная сила резания Kc (МПа) для каждой подачи
		0,1 (мм / об)	0,2 (мм / об)	0,3 (мм / об)	0,4 ​​(мм / об)	0,6 (мм / об)
Низкоуглеродистая сталь (SS400, S10C и т. Д.)	520	3610	3100	2720	2500	2280
Сталь средней прочности (S45C, S50C и т. Д.)	620	3080	2700	2570	2450	2300
Твердая сталь (S55C, S58C и т. Д.)	720	4050	3600	3250	2950	2640
Инструментальная сталь (углеродистая инструментальная сталь (SK) и др.)	670	3040	2800	2630	2500	2400
Инструментальная сталь (легированная инструментальная сталь (СКС) и др.)	770	3150	2850	2620	2450	2340
Сталь хромомарганцовистая (карбид марганца (MnC) и др.)	770	3830	3250	2900	2650	2400
Сталь хромомарганцовистая (карбид марганца (MnC) и др.)	630	4510	3900	3240	2900	2630
Сталь хромомолибденовая (марки СКМ и др.)	730	4500	3900	3400	3150	2850
Хромомолибденовая сталь (марки СКМ и др.)	600	3610	3200	2880	2700	2500
Никель-хром-молибденовая сталь (SNCM415 и др.)	900	3070	2650	2350	2200	1980
Никель-хром-молибденовая сталь (SNCM439 и др.)	352HB	3310	2900	2580	2400	2200
Чугун твердый	46HRC	3190	2800	2600	2450	2270
Meehanite чугун (FC350 и т. Д.)	360	2300	1930	1730	1600	1450
Серый чугун (FC250 и др.)	200HB	2110	1800	1600	1400	1330

Дом

формул резки | Коллекция формул обработки | Введение в обработку

На этой странице представлены формулы для расчета основных параметров, необходимых для машинной резки. Цифры, полученные в результате расчетов, приведены только для справки. Условия обработки зависят от используемого станка.Используйте оптимальные условия в соответствии с вашими фактическими условиями обработки.

• π (3,14): Круговая постоянная
• Дм (мм): Диаметр заготовки
• n (min ^-1 ): частота вращения шпинделя

памятка

Эта формула используется для расчета скорости резания на основе числа оборотов шпинделя и диаметра заготовки.
Пример:
Диаметр (Dm) = 60 мм
Скорость шпинделя (n) = 500 мин. ^-1
В этом случае скорость резания (vc) составляет приблизительно 94 м / мин.

• l (мм / мин): длина обработки в минуту
• n (min ^-1 ): частота вращения шпинделя

памятка

Эта формула используется для расчета скорости подачи на оборот на основе скорости шпинделя и длины отрезания в минуту.
Пример:
Обработанная длина в минуту (l) = 150 мм / мин.
Скорость шпинделя (n) = 600 мин. ^-1
В этом случае скорость подачи на оборот (f) равна 0.25 мм / об.

• п.м (мм): длина заготовки
• л (мм / мин): длина обработки в минуту

памятка

Эта формула используется для расчета времени обработки по длине заготовки и скорости шпинделя.
Пример:
Подача (f) = 0,2 мм / об
Скорость шпинделя (n) = 1100 мин ^-1
Длина заготовки (пог.м) = 120 мм
Сначала вычисляется длина обработки в минуту, в данном случае от скорости вращения и количества подачи.
Обработанная длина в минуту (l) = n × f
= 0,2 × 1100 = 220 мм / мин
Подставьте это в формулу:
Tc = lm ÷ l
= 120 ÷ 220
= 0,55 (мин) × 60
= 33 (сек)
Время обработки (Tc) составляет приблизительно 33 секунды.

• f (мм / об): подача на оборот
• Re (мм): Угловой радиус пластины

памятка

Эта формула используется для расчета теоретической шероховатости готовой поверхности из углового радиуса лезвия пластины и подачи на оборот.
Пример:
Подача на оборот (f) = 0,1 мм / об.
Радиус угла лезвия пластины (Re) = 0,5 мм.
В этом случае теоретическая шероховатость обработанной поверхности (h) составляет 2,5 мкм.

памятка

Эта формула используется для расчета полезной мощности на основе глубины резания, подачи на оборот, скорости резания, удельного усилия резания и КПД станка.
Пример:
Глубина резания (низкоуглеродистая сталь: ap) = 5 мм
Подача на оборот (f) = 0.1 мм / об
Скорость резания (vc) = 140 м / мин
КПД станка (η) = 80% (0,8)
Дано:
Удельная сила резания (Kc) = 3610 МПа
В этом случае полезная мощность для обработки (Pc) составляет 5,26 кВт.

Материал заготовки	Прочность на разрыв (МПа) и жесткость	Удельная сила резания Kc (МПа) для каждой подачи
		0,1 (мм / об)	0,2 (мм / об)	0.3 (мм / об)	0,4 ​​(мм / об)	0,6 (мм / об)
Низкоуглеродистая сталь (SS400, S10C и т. Д.)	520	3610	3100	2720	2500	2280
Средняя сталь (S45C, S50C и т. Д.)	620	3080	2700	2570	2450	2300
Твердая сталь (S55C, S58C и т. Д.)	720	4050	3600	3250	2950	2640
Инструментальная сталь (углеродистая инструментальная сталь (SK) и др.)	670	3040	2800	2630	2500	2400
Инструментальная сталь (легированная инструментальная сталь (СКС) и др.)	770	3150	2850	2620	2450	2340
Сталь хромомарганцовистая (карбид марганца (MnC) и др.)	770	3830	3250	2900	2650	2400
Сталь хромомарганцовистая (карбид марганца (MnC) и др.)	630	4510	3900	3240	2900	2630
Хромомолибденовая сталь (марки СКМ и др.)	730	4500	3900	3400	3150	2850
Сталь хромомолибденовая (марки СКМ и др.)	600	3610	3200	2880	2700	2500
Никель-хром-молибденовая сталь (SNCM415 и др.)	900	3070	2650	2350	2200	1980
Никель-хром-молибденовая сталь (SNCM439 и др.)	352HB	3310	2900	2580	2400	2200
Чугун твердый	46HRC	3190	2800	2600	2450	2270
Механитовый чугун (FC350 и др.)	360	2300	1930	1730	1600	1450
Серый чугун (FC250 и др.)	200HB	2110	1800	1600	1400	1330

Дом

формул резки | Коллекция формул обработки | Введение в обработку

На этой странице представлены формулы для расчета основных параметров, необходимых для машинной резки.Цифры, полученные в результате расчетов, приведены только для справки. Условия обработки зависят от используемого станка. Используйте оптимальные условия в соответствии с вашими фактическими условиями обработки.

• π (3,14): Круговая постоянная
• Дм (мм): Диаметр заготовки
• n (min ^-1 ): частота вращения шпинделя

памятка

Эта формула используется для расчета скорости резания на основе числа оборотов шпинделя и диаметра заготовки.
Пример:
Диаметр (Dm) = 60 мм
Скорость шпинделя (n) = 500 мин. ^-1
В этом случае скорость резания (vc) составляет приблизительно 94 м / мин.

• l (мм / мин): длина обработки в минуту
• n (min ^-1 ): частота вращения шпинделя

памятка

Эта формула используется для расчета скорости подачи на оборот на основе скорости шпинделя и длины отрезания в минуту.
Пример:
Обработанная длина в минуту (l) = 150 мм / мин.
Скорость шпинделя (n) = 600 мин. ^-1
В этом случае скорость подачи на оборот (f) составляет 0,25 мм / об.

• п.м (мм): длина заготовки
• л (мм / мин): длина обработки в минуту

памятка

Эта формула используется для расчета времени обработки по длине заготовки и скорости шпинделя.
Пример:
Подача (f) = 0,2 мм / об
Скорость шпинделя (n) = 1100 мин ^-1
Длина заготовки (пог.м) = 120 мм
Сначала вычисляется длина обработки в минуту, в данном случае от скорости вращения и количества подачи.
Обработанная длина в минуту (l) = n × f
= 0,2 × 1100 = 220 мм / мин
Подставьте это в формулу:
Tc = lm ÷ l
= 120 ÷ 220
= 0,55 (мин) × 60
= 33 (сек)
Время обработки (Tc) составляет приблизительно 33 секунды.

• f (мм / об): подача на оборот
• Re (мм): Угловой радиус пластины

памятка

Эта формула используется для расчета теоретической шероховатости готовой поверхности из углового радиуса лезвия пластины и подачи на оборот.
Пример:
Подача на оборот (f) = 0,1 мм / оборот
Радиус угла лезвия пластины (Re) = 0,5 мм
В этом случае теоретическая шероховатость обработанной поверхности (h) равна 2.5 мкм.

памятка

Эта формула используется для расчета полезной мощности на основе глубины резания, подачи на оборот, скорости резания, удельного усилия резания и КПД станка.
Пример:
Глубина резания (низкоуглеродистая сталь: ap) = 5 мм
Подача на оборот (f) = 0,1 мм / об
Скорость резания (vc) = 140 м / мин
КПД станка (η) = 80% (0,8 )
Дано:
Удельная сила резания (Kc) = 3610 МПа
В этом случае полезная мощность обработки (Pc) равна 5.26 кВт.

Материал заготовки	Прочность на разрыв (МПа) и жесткость	Удельная сила резания Kc (МПа) для каждой подачи
		0,1 (мм / об)	0,2 (мм / об)	0,3 (мм / об)	0,4 ​​(мм / об)	0,6 (мм / об)
Низкоуглеродистая сталь (SS400, S10C и т. Д.)	520	3610	3100	2720	2500	2280
Сталь средней прочности (S45C, S50C и т. Д.)	620	3080	2700	2570	2450	2300
Твердая сталь (S55C, S58C и т. Д.)	720	4050	3600	3250	2950	2640
Инструментальная сталь (углеродистая инструментальная сталь (SK) и др.)	670	3040	2800	2630	2500	2400
Инструментальная сталь (легированная инструментальная сталь (СКС) и др.)	770	3150	2850	2620	2450	2340
Сталь хромомарганцовистая (карбид марганца (MnC) и др.)	770	3830	3250	2900	2650	2400
Сталь хромомарганцовистая (карбид марганца (MnC) и др.)	630	4510	3900	3240	2900	2630
Сталь хромомолибденовая (марки СКМ и др.)	730	4500	3900	3400	3150	2850
Хромомолибденовая сталь (марки СКМ и др.)	600	3610	3200	2880	2700	2500
Никель-хром-молибденовая сталь (SNCM415 и др.)	900	3070	2650	2350	2200	1980
Никель-хром-молибденовая сталь (SNCM439 и др.)	352HB	3310	2900	2580	2400	2200
Чугун твердый	46HRC	3190	2800	2600	2450	2270
Meehanite чугун (FC350 и т. Д.)	360	2300	1930	1730	1600	1450
Серый чугун (FC250 и др.)	200HB	2110	1800	1600	1400	1330

Дом

формул резки | Коллекция формул обработки | Введение в обработку

На этой странице представлены формулы для расчета основных параметров, необходимых для машинной резки. Цифры, полученные в результате расчетов, приведены только для справки. Условия обработки зависят от используемого станка.Используйте оптимальные условия в соответствии с вашими фактическими условиями обработки.

• π (3,14): Круговая постоянная
• Дм (мм): Диаметр заготовки
• n (min ^-1 ): частота вращения шпинделя

памятка

Эта формула используется для расчета скорости резания на основе числа оборотов шпинделя и диаметра заготовки.
Пример:
Диаметр (Dm) = 60 мм
Скорость шпинделя (n) = 500 мин. ^-1
В этом случае скорость резания (vc) составляет приблизительно 94 м / мин.

• l (мм / мин): длина обработки в минуту
• n (min ^-1 ): частота вращения шпинделя

памятка

Эта формула используется для расчета скорости подачи на оборот на основе скорости шпинделя и длины отрезания в минуту.
Пример:
Обработанная длина в минуту (l) = 150 мм / мин.
Скорость шпинделя (n) = 600 мин. ^-1
В этом случае скорость подачи на оборот (f) равна 0.25 мм / об.

• п.м (мм): длина заготовки
• л (мм / мин): длина обработки в минуту

памятка

Эта формула используется для расчета времени обработки по длине заготовки и скорости шпинделя.
Пример:
Подача (f) = 0,2 мм / об
Скорость шпинделя (n) = 1100 мин ^-1
Длина заготовки (пог.м) = 120 мм
Сначала вычисляется длина обработки в минуту, в данном случае от скорости вращения и количества подачи.
Обработанная длина в минуту (l) = n × f
= 0,2 × 1100 = 220 мм / мин
Подставьте это в формулу:
Tc = lm ÷ l
= 120 ÷ 220
= 0,55 (мин) × 60
= 33 (сек)
Время обработки (Tc) составляет приблизительно 33 секунды.

• f (мм / об): подача на оборот
• Re (мм): Угловой радиус пластины

памятка

Эта формула используется для расчета теоретической шероховатости готовой поверхности из углового радиуса лезвия пластины и подачи на оборот.
Пример:
Подача на оборот (f) = 0,1 мм / об.
Радиус угла лезвия пластины (Re) = 0,5 мм.
В этом случае теоретическая шероховатость обработанной поверхности (h) составляет 2,5 мкм.

памятка

Эта формула используется для расчета полезной мощности на основе глубины резания, подачи на оборот, скорости резания, удельного усилия резания и КПД станка.
Пример:
Глубина резания (низкоуглеродистая сталь: ap) = 5 мм
Подача на оборот (f) = 0.1 мм / об
Скорость резания (vc) = 140 м / мин
КПД станка (η) = 80% (0,8)
Дано:
Удельная сила резания (Kc) = 3610 МПа
В этом случае полезная мощность для обработки (Pc) составляет 5,26 кВт.

Материал заготовки	Прочность на разрыв (МПа) и жесткость	Удельная сила резания Kc (МПа) для каждой подачи
		0,1 (мм / об)	0,2 (мм / об)	0.3 (мм / об)	0,4 ​​(мм / об)	0,6 (мм / об)
Низкоуглеродистая сталь (SS400, S10C и т. Д.)	520	3610	3100	2720	2500	2280
Средняя сталь (S45C, S50C и т. Д.)	620	3080	2700	2570	2450	2300
Твердая сталь (S55C, S58C и т. Д.)	720	4050	3600	3250	2950	2640
Инструментальная сталь (углеродистая инструментальная сталь (SK) и др.)	670	3040	2800	2630	2500	2400
Инструментальная сталь (легированная инструментальная сталь (СКС) и др.)	770	3150	2850	2620	2450	2340
Сталь хромомарганцовистая (карбид марганца (MnC) и др.)	770	3830	3250	2900	2650	2400
Сталь хромомарганцовистая (карбид марганца (MnC) и др.)	630	4510	3900	3240	2900	2630
Хромомолибденовая сталь (марки СКМ и др.)	730	4500	3900	3400	3150	2850
Сталь хромомолибденовая (марки СКМ и др.)	600	3610	3200	2880	2700	2500
Никель-хром-молибденовая сталь (SNCM415 и др.)	900	3070	2650	2350	2200	1980
Никель-хром-молибденовая сталь (SNCM439 и др.)	352HB	3310	2900	2580	2400	2200
Чугун твердый	46HRC	3190	2800	2600	2450	2270
Механитовый чугун (FC350 и др.)	360	2300	1930	1730	1600	1450
Серый чугун (FC250 и др.)	200HB	2110	1800	1600	1400	1330

Дом

Скорость резания, глубина резания и время обработки

Формула токарного станка для скорости резания, подачи и глубины резания

Токарный станок – это станок, который удерживает заготовку на патроне, а инструмент на стойке, токарный станок вращает заготовку вокруг оси для выполнения различных операций, таких как токарная обработка, торцевание, снятие фасок, нарезание резьбы, накатка, сверление и т. и многое другое с помощью инструментов, которые применяются к заготовке для создания объекта с симметрией относительно этой оси.

Ниже приводится формула токарного станка, обычно используемая для расчетов при токарных операциях:

1. Скорость резания
2. Подача
3. Глубина резания
4. Время обработки

1. Скорость резания

Скорость резания (v) инструмента – это скорость, с которой инструмент удаляет металл из заготовки. В токарном станке это окружная скорость работы после режущего инструмента, выраженная в метрах в минуту.

Где,

• d – диаметр работы в мм.
• n – об / мин работы.

В британской системе скорость резания выражается в футах в минуту, а диаметр заготовки – в дюймах.

Где,

• d – диаметр работы в дюймах, а
• n – скорость вращения работы.

Скорость резания, направление подачи и глубина резания, которую необходимо придать заготовке, показаны на рисунке ниже.

Пример 1)

Стальной вал диаметром 25 мм вращается со скоростью резки 50 метров в минуту. Найдите число оборотов в минуту. вала.

На практике, когда расчетная скорость недоступна в машине, выбирается следующее меньшее значение.

2. Корм ​​

Подачи режущего инструмента при токарной работе – это расстояние, на которое инструмент продвигается за каждый оборот работы. Подача выражается в миллиметрах на оборот.

В британской системе он выражается в дюймах на оборот.

Увеличенная подача сокращает время резки. Но увеличенная подача значительно снижает стойкость инструмента. Подача зависит от таких факторов, как размер, форма, прочность и способ удержания детали, форма инструмента и его настройки в отношении вылета, жесткости станка, глубины резания, доступной мощности и т. Д. Для черновой обработки применяются более грубые подачи. и более тонкая подача для чистовой резки.

3.Глубина резания

Глубина резания (t) – это перпендикулярное расстояние, измеренное от обработанной поверхности до необрезанной поверхности заготовки. На токарном станке глубина резания отображается следующим образом:

Где,

• d1 – диаметр поверхности детали до обработки.
• d2 – диаметр обрабатываемой поверхности.

Другой фактор остается неизменным: глубина резания изменяется обратно пропорционально скорости резания. Для общих целей отношение глубины резания к подаче варьируется от 10: 1

.

4.Машинное время

Время обработки на токарном станке можно рассчитать для конкретной операции, если известны скорость работы, подача и длина работы.

Если «s» – это подача задания на оборот, выраженная в мм на оборот, а «l» – длина задания в мм, то количество оборотов задания, необходимое для полного реза, будет: л / с .

Следовательно, время, принятое на полную резку, = л / с X n мин.

Если r.вечера. работы n, время, затраченное на вращение работы через л / с , количество оборотов для полного пропила составит:

Пример 2)

Найдите время, необходимое для полного пропила заготовки длиной 350 мм и диаметром 50 мм. Скорость резания составляет 35 метров в минуту, а подача – 0,5 мм за оборот.

Средняя скорость резания, выраженная в метрах в минуту для различных операций на токарном станке с использованием H.S.S. инструмент

Средняя скорость резания, подача и глубина резания для различных инструментальных материалов:

Подпись режущего инструмента

Подпись представляет собой последовательность чисел, в которой указаны различные углы в градусах и размер радиуса при вершине.Этот числовой метод идентификации стандартизирован Американской ассоциацией стандартов.

Семь элементов, составляющих сигнатуру одноточечного режущего инструмента, всегда запускаются в следующем порядке:

• Угол задней стойки
• Боковой передний угол
• Концевой угол снятия защиты
• Концевой угол режущей кромки
• Боковой угол режущей кромки
• Радиус носа

Таким образом, инструмент имеет форму, указанную как 8-14-6-6-6 -15-4 имеет задний передний угол 8 °, боковую рейку 14 °, торцевой или боковой зазор 6 °, концевую режущую кромку 6 ° и углы боковой режущей кромки 15 °, а также радиус при вершине 4 мм.

Угол въезда в план

В терминологии режущего инструмента, используемой в СССР, существует еще один угол, называемый углом въезда в план, это дополнительный угол к углу боковой режущей кромки, используемый в терминологии режущего инструмента в Индии, Великобритании и США.

Это угол между выступом боковой режущей кромки на базовую плоскость и направлением подачи. Иногда его называют входным углом.

---

Загрузите PDF-файл этой статьи:

Вот и все.

Спасибо, что прочитали статью о формуле и расчете токарного станка. Если у вас есть какие-либо проблемы или вопросы по этой теме, сообщите нам в разделе комментариев ниже.

Подробнее о станке токарном:

Погружение в глубину резания – в лупе

Ниже приводится лишь одна из нескольких публикаций в блоге, относящихся к высокоэффективному фрезерованию. Чтобы получить полное представление об этом популярном методе обработки, просмотрите любую из дополнительных публикаций по HEM ниже!

Введение в высокоэффективное фрезерование I Высокоскоростная обработка vs.HEM I Как бороться с истончением стружки I Как избежать 4 основных типов износа инструмента I Введение в трохоидальное фрезерование

---

Каждая операция обработки предполагает стратегию радиальной и осевой глубины резания. Радиальная глубина резания (RDOC), расстояние, на которое инструмент входит в заготовку; и Осевая глубина резания (ADOC), расстояние, на котором инструмент входит в зацепление с заготовкой вдоль ее центральной линии, являются основой обработки. Обработка на нужную глубину – будь то фрезерование пазов или периферийное фрезерование (профилирование, черновая обработка и чистовая обработка) – жизненно важна для успеха обработки (рис. 1).

Ниже вы познакомитесь с традиционными методами периферийного фрезерования и обработки пазов. Кроме того, будут объяснены стратегии высокоэффективного фрезерования (HEM) и соответствующая глубина резания для этого метода.

Быстрые определения:

Радиальная глубина резания (RDOC): Расстояние, на которое инструмент входит в заготовку. Также называется шагом, шириной обрезки или XY.

Осевая глубина резания (ADOC): Расстояние, на котором инструмент входит в зацепление с заготовкой вдоль ее средней линии.Также называется Stepdown или Cut Depth.

Периферийное фрезерование: Приложение, в котором только процент диаметра фрезы инструмента входит в зацепление с деталью.

Прорезание пазов: Применение, в котором резец всего диаметра инструмента входит в зацепление с деталью.

Высокоэффективное фрезерование (HEM): Новая стратегия обработки, в которой легкий RDOC и тяжелый ADOC сочетаются с увеличенными скоростями подачи для достижения более высоких скоростей съема материала и снижения износа инструмента.

---

Стили периферийного фрезерования и соответствующие RDOC

Величина, в которой инструмент зацепляет заготовку радиально во время периферийного фрезерования, зависит от выполняемой операции (Рисунок 2). При чистовой обработке со стены удаляется меньшее количество материала, что составляет примерно 3-5% диаметра фрезы за один радиальный проход. При тяжелой черновой обработке 30-50% диаметра фрезы входит в зацепление с деталью. Хотя тяжелая черновая обработка требует более высокого RDOC, чем чистовая, ADOC чаще всего меньше, чем при чистовой обработке из-за нагрузки на инструмент.

---

Стили прорези и соответствующее взаимодействие с ADOC

Величина, в которой инструмент зацепляет деталь в осевом направлении во время операции прорезания пазов, должна соответствовать используемому инструменту (Рисунок 3). Использование неправильного подхода может привести к деформации и повреждению инструмента, а также к низкому качеству детали.

Концевые фрезы

поставляются с различными вариантами длины реза, а также множеством вариантов достигаемости. Выбор инструмента, который позволяет завершить проект с наименьшим прогибом и максимальной производительностью, имеет решающее значение.Поскольку ADOC, необходимый для прорези, может быть меньше, отрезок отрезка часто является самым надежным и наиболее подходящим инструментом. По мере увеличения глубины паза возникает необходимость в большей длине резания, но, где это возможно, следует использовать достигнутые инструменты.

---

Стратегия глубины резания для высокоэффективного фрезерования (HEM)

Сочетание легкого RDOC и тяжелого ADOC с высокопроизводительными траекториями инструмента – это стратегия обработки, известная как высокоэффективное фрезерование или HEM. С помощью этого стиля обработки можно увеличить скорость подачи и сохранить однородность резания для равномерного распределения напряжений по режущей части инструмента, что продлевает срок службы инструмента.

Традиционная стратегия

• Тяжелый RDOC
• Легкий ADOC
• Консервативная скорость подачи

Новая стратегия – высокоэффективное фрезерование (HEM)

• Легкий RDOC
• Тяжелый ADOC
• Повышенная скорость подачи

HEM предполагает использование 7-30% диаметра инструмента в радиальном направлении и до двух диаметров фрезы в осевом направлении, в сочетании с увеличенной скоростью подачи (Рисунок 4). С учетом утонения стружки такая комбинация параметров работы может привести к заметно более высокой скорости съема металла (MRR).Современное программное обеспечение CAM часто предлагает законченное высокопроизводительное решение со встроенными функциями для траекторий HEM. Эти принципы также могут быть применены к трохоидальным траекториям для обработки пазов.

Циркулярная пила

Формула глубины пропила | Блог Математических встреч

Поступайте с другими на 20% лучше, чем вы ожидаете, что они поступят с вами, чтобы исправить субъективную ошибку.

– Линус Полинг, лауреат Нобелевской премии по химии и миру.

---

Введение

Рисунок 1: Милуоки M18, 6.Диаметр 5 дюймов,
с батарейным питанием, циркулярная пила (источник).

Недавно я купил в Милуоки циркулярную пилу с батарейным питанием, диаметром 6,5 дюйма. Мне ДЕЙСТВИТЕЛЬНО нравится эта увиденная. Я использовал его в своей хижине в Северной Миннесоте, месте, где таскать электрические шнуры больно. Эта пила быстро стала одним из моих рабочих инструментов.

Первоначальное беспокойство, которое у меня возникло при использовании этой пилы, было связано с уменьшенной глубиной пропила, которую я получил бы с лезвием диаметром 6,5 дюйма по сравнению с 7.Лезвие диаметром 25 дюймов. Я решил рассчитать таблицу значений глубины пропила в зависимости от угла пильного полотна. Я сохраню это в своем телефоне, чтобы всегда знать глубину резания.

Оказалось, что для 6,5-дюймовых лезвий более ограниченная глубина резания вообще не проблема. В целом, это одна из лучших покупок инструментов, которые я когда-либо делал.

Фон

На рис. 2 показаны спецификации производителя для глубины пропила под 90 ° и 45 °.

Рисунок 2: Спецификация производителя для 6.Глубина резания 5 дюймов.

Для сравнения я включил данные о глубине пропила для 7,25-дюймовой версии этой пилы. Я предпочитаю 6,5-дюймовую пилу, потому что она значительно меньше и легче. Однако иногда вам нужно немного больше глубины резания, и требуется 7,25 дюйма.

Рис. 3. Глубина пропила для 7,5-дюймовой версии этой пилы.

Анализ

Графический вид

На рисунке 4 показано полотно пилы под тремя общими углами: 90 °, 60 ° и 45 °. На рисунках также показана глубина резания.Глубина резания для корпусов 90 ° и 45 ° соответствует спецификациям производителя, показанным на Рисунке 1 – корпус 60 ° не был указан производителем.

Рисунок 4 (a): Угол среза 90 °.	Рисунок 4 (b): Угол среза 60 °.	Рисунок 4 (c): Угол среза 45 °.

Анализ

Я использовал немного тригонометрии, чтобы получить формулу глубины резания. Я показываю эту формулу и мою таблицу глубины резания на рисунке 5.

Рисунок 5: Таблица значений глубины резания.

Заключение

Теперь я могу задать глубину пропила моей пилы для большого количества возможных углов резания. Я буду держать этот столик у себя в телефоне, чтобы он всегда был у меня под рукой.