Формула расчета скорости резания при точении

Формула расчета скорости резания при точенииНа обработку точением на станках токарной группы приходится большинство технологических операций при обработке тел вращения. Для получения качественного результата при минимальных затратах рассчитываются и назначаются режимы резания.

Оптимальные режимы резания влияют на целостность и продолжительность работы режущего инструмента, а также на кинематические, динамические характеристики станков.

Характеристика режимов резания

Необходимые технологические параметры, используемые при токарной обработке металлов, берут свое начало в теории резания. Основные ее положения применяются конструкторами при проектировании режущих инструментов, металлорежущих станков и приспособлений.

Требуемые режимы обработки точением можно получить двумя способами. В первом случае режимы назначаются, для чего используются табличные данные. Данные регистрировались на протяжении длительного времени на разных этапах обработки различным инструментом.

Во втором случае режимы резания рассчитываются по эмпирическим формулам. Этот способ называется аналитическим методом. Считается, что аналитический метод дает более точные результаты в отличие от назначенных параметров.

На сегодняшний день разработчики программного обеспечения предлагают множество программ для расчета режимов обработки. Достаточно ввести в поля известные данные и программа самостоятельно выполнит расчеты и выдаст результат. Это значительно упрощает работу и снижает ее продолжительность.

Для изготовления детали с заданными размерами и необходимой чистотой поверхности необходим чертеж. На его основе разрабатывается технологический процесс обработки с подбором необходимого оборудования и инструмента.

Инструмент для точения: классификация

От качества и надежности токарных резцов в значительной степени зависит точность получаемых размеров и производительность обработки. Они должны обеспечивать:

  • Формула расчета скорости резания при точенииполучение требуемой формы;
  • размеры;
  • качество поверхности;
  • наибольшую производительность при минимальных силовых, а следовательно, энергетических затратах;
  • технологичность в изготовлении;
  • возможность восстановления режущих свойств;
  • минимальный расход дорогостоящих инструментальных материалов.

Классифицировать токарные резцы можно по способу обработки:

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

По материалу режущей части выделяют:

  • инструментальные;
  • быстрорежущие;
  • твердосплавные:
  • однокарбидные (вольфрамовые);
  • двухкарбидные (титановольфрамовые);
  • трехкарбидные (титанотанталовольфрамовые);
  • минералокерамические;
  • алмазы.
  • По конструктивному исполнению токарные резцы бывают:

    Читать также:  Прокатный стан для листового металла

    Выбор типа токарного резца зависит от типа обрабатываемой поверхности (наружная, внутренняя), твердости материала заготовки, типа обработки (черновая, получистовая, чистовая), геометрических параметров и материала режущей части, державки.

    Схема расчета режимов

    Формула расчета скорости резания при точенииРасчет режимов резания при точении наружной цилиндрической поверхности по обыкновению ведут с определения удаляемого слоя. Глубина резания – это срезаемый слой металла за один рабочий проход. Определяется по формуле:

    где D 1 – исходный размер, D 2 – получаемый размер.

    Расчет глубины резания начинается после определения типа обработки. Черновым точением удаляется 60% припуска, свыше 2 мм. Получистовым точением удаляется 30% 1- 1,5 мм. А оставшиеся 10% 0,4- 0,8 мм остаются на чистовую обработку.

    Подача – это расстояние, которое проходит инструмент за один оборот обрабатываемой заготовки. Для увеличения производительности подачи подбираются максимальными исходя из:

    • твердости пластины;
    • мощности привода;
    • жесткости системы СПИД.

    На машиностроительных предприятиях подачи назначаются из таблиц. Так, для чернового точения твердых материалов подача не превышает 1,5 мм/об, а для мягких материалов не более 2,4 мм/об. Для получистового точения подача не превышает 1,0 мм/об.

    От чистового точения во многом зависит шероховатость поверхности, поэтому максимальным значением будет S max = 0.25 мм/об. При обработке изделий с ударными нагрузками назначенное значение подачи умножается на понижающий коэффициент 0,85.

    Скорость резания при токарной обработке вычисляется по формуле:

    где Сv — коэффициент, применяемый к обрабатываемому материалу заготовки и инструменту, 1 (x), 2 (y), 3 (m) – показатели степеней, Т — стойкость инструмента, Kv — поправочный коэффициент резания.

    Kv зависит от:

    • качества обрабатываемого материала;
    • материала режущей пластины инструмента;
    • поверхностного слоя заготовки.

    Формула расчета скорости резания при точенииПосле получения расчетного значения скорости резания определяется число оборотов шпинделя станка по формуле: n = (1000· V)/(π· D)

    Полученное значение количества оборотов необходимо подобрать из стандартного ряда для станка, на котором производится обработка. Оно не должно отличаться от станочной сетки больше, чем на 5%. После чего производится уточнение скорости резания.

    Далее, определяется эффективная мощность резания по формуле:

    Читать также:  Горелка для вольфрамового электрода

    N э = (Pz · V)/(1020 · 60)

    где Pz – тангенциальная сила резания, максимальная нагрузка при точении.

    После определения необходимой мощности рассчитывается потребная мощность станка:

    где µ — КПД станка, закладывается заводом-изготовителем.

    Итоговое значение мощности должно быть меньше мощности электродвигателя главного движения. Это означает, что принятые и рассчитанные значения верны. В противном случае подачу и глубину резания необходимо уменьшить или подбирать станок необходимой мощности.

    Как известно, существует множество способов расчета режимов резания: таблицы, формулы пересчета с усилий резания, графики стойкости резца, метод оптимального сечения стружки. Однако хотелось бы предложить новую методику расчета режимов резания, которая основана на пересчете максимально возможной мощности затраченной на резание — исходя из мощности станка. Данный метод разработан не так давно, и лично автором опробован на производстве с различным оборудованием, как на ветхих 16К20, так и на модифицированных российских станках с ЧПУ. В обоих случаях были показаны весьма неплохие показатели по времени обработки и по качеству поверхности, однако при некоторых типах точения (например растачивание и отрезная) приходилось корректировать понижающие коэффициенты — что в принципе можно считать плюсом методики, так как есть возможность регулирования.

    Как уже говорилось принцип метода — пересчет из затрачиваемой мощности, и жесткая зависимость площади сечения стружки и скорости резания. Самым главным моментом является удержание пропорциональности величин подачи, глубины резания, и частоты вращения при определенном диаметре заготовки, поэтому удобнее всего эту методику применить при расчете в программе (например ТехноПро). Скачать отдельный макрос автоматического расчета режимов резания можно в теме режимов на форуме во вложении.

    С учетом особенностей отечественной промышленности и взяв во внимание тот факт, что каждый токарь стремится производить обработку так как сам считает нужным (практика), то данная методика несет рекомендательный характер (хотя в 80% случаев токари применяли аналогичные режимы), однако для оформления технологической документации наиболее удобна ввиду своей возможной автоматизации.

    Читать также:  Фишка для интернет кабеля

    Методика расчета режимов резания при токарных работах

    Наружное продольное точение

    Подачи при черновой и чистовой обработке выбирать по таб.1; большие назначать при обработки малых диаметров, меньшие – при обработке больших диаметров. Подачи заведомо снижены, учитывая недостаточную жесткость системы и высокую вероятность возникновения вибраций при резании. При чистовой обработке радиус при вершине резца выбирать не меньше 2 мм, вылет резца минимальный.

    s =0.30 мм/об ( Ra =6.3)

    s =0.23 мм/об ( Ra =3.2)

    s =0.11 мм/об ( Ra =1.6)

    При прерывистом точении снижать подачу на 25%. Подачу корректировать коэффициентом Kls в зависимости от вылета резца l (таблица 2) и коэффициентом K φ s в зависимости от главного угла в плане (таблица 3).

    Скорость резания. Каждая точка обрабатываемой по­верхности детали, например точка А, проходит в единицу времени, например в одну минуту, некоторый путь. Длина этого пути может быть больше или меньше, в зависимости от числа оборотов в минуту детали и от ее диаметра, и определяет собой скорость резания.

    Скоростью резания называется длина пути, который проходит в одну минуту точка обрабатываемой поверх­ности детали.

    Скорость резания измеряется в метрах в минуту и обо­значается буквой v. Для краткости вместо слов «метров в минуту» принято писать м/мин.

    Скорость резания при точении находится по формуле скорости резания:

    Формула расчета скорости резания при точении

    где v — искомая скорость резания в м/мин;

    п — отношение длины окружности к ее диаметру, равное 3,14;

    D — диаметр обрабатываемой поверхности детали в мм;

    n — число оборотов детали в минуту.

    Произведение пDn в формуле должно быть разделено на 1000, чтобы найденная скорость резания по формуле была выражена в метрах.
    Формула скорости резания читается так: скорость резания равна произведению длины окружности обрабатываемой детали на число оборотов ее в минуту, разделенному на 1000.

    Оставить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *