Рис. 1. Глубина резания при различніх видах обработки. а-наружное точение(обтачивание), б-растачивание, в-подрезание торца, г-отрезание
Процесс резания характеризуется определенным режимом. К элементам режима резания относятся глубина резания, подача и скорость резания.
Глубина резания t - величина срезаемого слоя за один проход резца, измеряемая в направлении, перпендикулярном к обработанной поверхности. При наружном продольном точении глубина резания определяется как полуразность между диаметром заготовки (обрабатываемой поверхности) D и диаметром обработанной поверхности d (рис. 1 а).
Поэтому конечные пользователи имеют дилемму: обращаясь с постоянной скоростью или постоянным числом оборотов в минуту. Среди многочисленных категорий калькулятор токарных операций обеспечивает множество расчетов, включая время резания для облицовки. Он вычисляет время для облицовки в зависимости от постоянных оборотов, диаметра заготовки и подачи на оборот. Представление этого калькулятора и пример вычисления времени для обработки при выбранных параметрах резания показано на рисунке.
Такая точная «астрономическая» точность необоснованна. Для десятизначных чисел более чем достаточно для практической точности. При использовании в сочетании с подачей на оборот завершение будет согласовано независимо от обрабатываемых диаметров. Автор этой статьи разработал формулу и разработал калькулятор для требуемого времени резания при постоянной скорости резания. В таблице 1 показан ее рабочий лист до того, как будут введены требуемые значения для вычисления времени резания.
При растачивании (рис. 1, б) глубина резания представляет собой полуразность между диаметром отверстия после обработки и диаметром отверстия до обработки (рис. 1. в). При подрезании глубиной резания являемся величина срезаемого слоя, измеренная перпендикулярно к обработанному торцу (рис. 1), и при отрезании и прорезании глубина резания равна ширине канавки, образуемой резцом (рис. 1 г).
В таблице 2 показан калькулятор после ввода значений параметров процесса и расчета времени резания. Требуемое время резания для облицовки - калькулятор Символ. Расчетные данные обработки Символ Значение Единица. Вычисленные данные появятся после ввода всех необходимых значений.
Требуемое время резания для облицовки - калькулятор. Введите свои значения в темные затененные ячейки. Значение Значение Единица. Скорость резания. Скорость подачи. Максимальная скорость шпинделя станка. Скорость шпинделя в начале облицовки. Радиус заготовки в начале облицовки.
Подача (скорость подачи) - величина перемещения режущей кромки в направлении движения подачи за один оборот заготовки (х мм/об) (рис. 2). При точении различают продольную подачу, направленную вдоль оси заготовки; поперечную подачу, направленную перпендикулярно оси заготовки; наклонную подачу под углом к оси заготовки (при обработке конической поверхности).
Радиус заготовки, при котором шпиндель станка работает на максимальной скорости. Обычное облицовочное покрытие покрывает алюминиевые диски из алюминиевого сплава. Автор также разработал аналогичный калькулятор на основе постоянных оборотов. Примерный расчет с использованием того же диаметра обрабатываемой детали, скорости подачи и оборотов в минуту вместо скорости резания показан в таблице.
Требуемое время резания для облицовки - калькулятор Введите ваши значения в более темные затененные ячейки Символ Значение Единица. Требуется специальная заготовка. На основе этой информации автор рассчитал необходимое время для просмотра с помощью своего калькулятора.
Скорость резания V - путь, пройденный наиболее отдаленной от оси вращения точкой поверхности резания относительно режущей кромки резца за единицу времени (м мин). Скорость резания зависит от частоты вращения и диаметра обрабатываемой заготовки. Чем больше диаметр D заготовки, тем больше скорость резания при одной и той же частоте вращения, так как за один оборот заготовки (или за одну минуту) путь, пройденный точкой 4 на поверхности резания (рис. 3), будет больше пути, пройденного точкой Б (πD>πd) .
Диаметр колеса из алюминиевого сплава. Если облицовка одних и тех же колес выполнялась с постоянной скоростью вращения и одинаковой скоростью подачи, время резания было бы значительно дольше - примерно в два раза больше. Скорость вращения шпинделя. Скорость резания в начале облицовки.
Об авторе: Эдмунд Исаков, автор книг «Механические свойства рабочих материалов», «Инженерные формулы для металлообработки», «Режущие данные для превращения стали» и программное обеспечение «Передовые металлообрабатывающие калькуляторы». Скорость резания - это скорость, с которой режущая кромка инструмента направляется в направлении резания через обрабатываемую деталь или материал для обработки, тем самым уменьшая чип. Однако есть исключения для измельчения и некоторых других видов деревообработки.
От выбора режима резания (глубины резания, подачи и скорости резания) зависит производительность труда, качество и стоимость изготовления обрабатываемых деталей.
Токарь должен уметь правильно выбирать режимы резания, исходя из наилучшего использования режущих свойств резца и мощности станка при обеспечении заданных точности и чистоты обработки.
Как рассчитать скорость резания?
Здесь используется единица измерения в секунду. Примечание. Выбор скорости резания в основном зависит от следующих факторов.
Следующий калькулятор основан на приведенной выше формуле
Для расчета скорости резания при шлифовании применяется следующая формула. Таблицу выше. Знаете ли вы? В промышленности вы постоянно пытаетесь щекотать оптимальный. Скорость резания и скорость подачи во много раз превышают приведенные выше значения.Поэтому для определения точной скорости резания для машины не очень сложно. Чтобы уменьшить риск травмирования и обеспечить оптимальную обработку, необходимо отрегулировать точную скорость резания и скорость подачи. Это касается как сверления, распиловки, так и фрезерования материалов и материалов из дерева.
1. Глубина резания
Припуск на обработку можно снять в один или несколько проходов; выгоднее работать с возможно меньшим количеством проходов. Следует весь припуск снимать за один проход, если мощность и прочность станка, а также прочность резца и жесткость обрабатываемой детали допускают это. Если же припуск на обработку велик, а обработанная поверхность должна быть точной и чистой, следует припуск распределить на два прохода, оставляя на чистовую обработку 0,5-1 мм на сторону или 1-2 мм по диаметру.
В случае всех формул нельзя забывать одно: здоровое человеческое понимание. Если вы хотите просверлить отверстие в отверстии или вам нужно просверлить отверстие в дубовом дереве: здесь вы должны автоматически рассмотреть и выбрать другую скорость резания. Однако такие машины, как фрезерные станки, имеют смысл.
Вычислите максимальные значения глубины и скорости подачи. Если требуется выполнить полное пересечение куска диаметром 300 мм с глубиной 10 мм, каково минимальное время обработки? Схематично представляет режим швартовки заготовки на токарном станке, чтобы обеспечить максимальную жесткость при изгибе заготовки во время обработки. Определите на контуре элементы, которые используются для швартовки. Принимая во внимание характеристики машины и материала детали, рассчитайте скорость подачи, которая минимизирует время обработки.
2. Подача
Для получения наибольшей производительности следует работать с возможно большими подачами.
Величина подачи при черновой обработке - ограничивается жесткостью детали, прочностью резца и слабых звеньев механизма подачи станка.
Величина подачи при получистовой и чистовой обработке определяется требованиями чистоты обработанной поверхности и точности детали. Примерные подачи для получистового точения указаны в табл. 4. При работе резцами В. Колесова (см. рис. 62) при получистовой, а в ряде случаев и чистовой обработке сталей подача может быть очень большой - порядка 1,5-3 мм/об. Рекомендуемые значения подач при обработке металлов по методу В. Колесова приведены в табл. 5.
Для осуществления операции пластина вставки была выбрана вместе со вставкой, показанной на чертеже. В таблице 1 показаны скорости резания, которые должны использоваться для данной вставки в соответствии с глубиной подачи эксплуатации и продвижения. Начальный диаметр круга составляет 210 мм, а результат операции должен уменьшать этот диаметр до 190 мм. Это будет считаться значением расстояния подхода 5 мм. С учетом данных вычислите время операции обработки, которая будет получена путем выполнения минимального количества проходов и минимизации времени на проход.
Таблица 4
Средние подачи при получистовом точении стали
Таблица 5
Рекомендуемые подачи при обработке металлов
по методу В. А. Колесова (по данным Уралмашзавода)
Примечание
. Меньшие значения подач приведены для более прочных материалов, большие - для менее прочных.
Выберите, аргументируя ответ, тип токарного станка, в котором будет выполняться операция. Получите ширину чипа и толщину стружки, используемую для определенной операции. Укажите параметр, используемый для его измерения, а также нарисуйте эволюцию со временем этого износа. Он начинается с стержня начального диаметра 25 мм, который требуется прокатывать до конечного диаметра 15 мм. Представьте геометрию инструмента, с которым будет выполняться операция, ограничивая угол положения основной режущей кромки и радиус наконечника инструмента.
Рассчитайте время обработки на кусок. Вычислите, сколько частей инструмент нужно изменить. Максимальная мощность токарного станка составляет 50 кВт, с выходом 80%. Расстояние захода на посадку составляет 2 мм. Геометрия части, на которую нужно ссылаться. Список инструментов для перемещения. Инструмент и его вставка показаны на следующем рисунке. Радиус наконечника инструмента составляет 0, 4 мм. Полученная шероховатость поверхности должна быть меньше или равна 2 мкм. Толщина стружки не должна превышать 85% от радиуса наконечника.
3. Скорость резания
Скорость резания зависит главным образом от обрабатываемого материала, материала и стойкости резца, глубины резания, подачи и охлаждения.
На основании опыта токарей-скоростников передовых заводов и лабораторных исследований разработаны специальные таблицы, по которым можно выбрать необходимую скорость резания при обработке твердосплавными резцами.
Его номинальная мощность составляет 15 кВт, а производительность - 75%. Для этой операции запрограммировано расстояние от инструмента до 1 мм. По соображениям производительности важно минимизировать время обработки. Представить, с удобным рисунком в двух измерениях, промежуточный момент операции, ограничивая предыдущие величины. Сколько штук должен заменить инструмент? Поверхности канавки должны иметь однородную поверхность по всей длине. Возьмите значение 2 мм в качестве захода на посадку и выход.
Назовите тип используемого инструмента и выберите из таблицы, приведенной на рисунке 2, подходящий диаметр инструмента. Назовите углы, которые фигурируют на рисунке. На рисунке 3 выберите, оправдав ответ, условия резки, которые позволяют завершить операцию в кратчайшие сроки. Рассчитайте это минимальное время. Вычислите максимальное и минимальное значения толщины стружки для этой операции. Вычислите значения поперечной силы для трех разных угловых положений разрезаемого зуба, указывая каждое выбранное угловое положение.
В качестве примера в табл. 6 приводятся рекомендуемые скорости резания для различных глубин резания и подач при продольном точении конструкционных углеродистых и легированных сталей с пределом прочности при растяжении сигмаb = 75 кг/мм² твердосплавными резцами Т15К6.
Скорости резания, указанные в табл. 6, рассчитаны на определенные условия резания. Они предусматривают обработку точением сталей σ b = 75 кг/мм² твердосплавными резцами Т15К6 с главным углом в плане φ = 45° при стойкости резца Т = 90 мин.
Материал детали - серый чугун, твердость по Бринеллю. Необходимо соблюдать ограничения, налагаемые машиной и инструментом, и следовать рекомендациям производителя, приведенным на следующих рисунках и таблицах. Эта операция соответствует обработке шпоночного паза длиной 25 мм для параллельного ключа в области вала диаметром 36 мм. Геометрические характеристики шпоночного паза можно получить из таблицы. Инструмент, который будет использоваться вместе с некоторыми рекомендуемыми параметрами резания, показан в таблицах 1 и 2 соответственно.
При условиях, отличающихся от указанных в табл. 6, следует табличные данные по скорости резания помножить на соответствующие коэффициенты, приводимые ниже.
Коэффициенты, учитывающие прочность обрабатываемого материала:
Коэффициенты, учитывающие стойкость резца:
Коэффициенты, учитывающие марку твердого сплава:
Для расчета используйте расстояние захода на посадку и выход на расстояние 2 мм. Укажите инструмент для использования специфицирующего типа инструмента, материала, качества и диаметра. Выберите, оправдав ответ, условия резания, которые позволяют завершить операцию в кратчайшие сроки. Вычислите значение силы в положении, соответствующем максимальной толщине стружки. Укажите, оправдывая ответ, машину, которая будет использоваться для обработки средней серии этого типа деталей. Доступные карбидные марки приведены в таблице 2, где рекомендуемая скорость резания задается в зависимости от максимальной толщины куба.
Таблица 6
Режимы резания
при точении конструкционных и легированных сталей
спределом прочности при разрыве
σ b = 75 кг/мм²
резцами с пластинками Т15К6
4. Требования, предъявляемые к современным токарным станкам
К токарным станкам, предназначенным для высокопроизводительного точения, предъявляются более высокие требования, чем к обычным токарным станкам.
Рекомендуется, чтобы радиальная глубина пробега для всех инструментов не превышала 65% диаметра инструмента. Выберите инструмент, который будет использоваться в каждой операции, учитывая, что операции должны выполняться в кратчайшие сроки и с наименьшим количеством проходов. Вычислите параметры обработки, которые выполняют каждую из операций, выполняемых в кратчайшие сроки, с указанием качества вставки в каждом случае. Вычислите мощность, необходимую для выполнения запланированной операции. Этот тип геометрии можно получить с помощью различных производственных процессов.
При работе на высоких скоростях резания появляется опасность возникновения вибраций вследствие недостаточной жесткости станков, наличия излишних зазоров в подшипниках шпинделя и в подвижных соединениях суппорта, неуравновешенности отдельных быстро вращающихся частей станка, патрона или обрабатываемой детали.
Следовательно, для спокойной без вибраций работы станка его отдельные части (шпиндель, суппорт, задняя бабка) должны обладать достаточной жесткостью, а вращающиеся части должны быть тщательно уравновешены.
В этом случае, даже если это не оптимальное решение, этот профиль будет обрабатываться целиком, для чего будет использоваться вертикальный фрезерный станок. Выберите инструменты, которые вы будете использовать для 1-го фрезерования и 2-го фрезерования, учитывая, что оба они будут непокрытыми. Рассчитайте минимальное время обработки. Вычислите максимальную толщину стружки в первом фрезеровании. Рассчитайте максимальную силу на 1-м фрезеровании. Инструменты и условия резания, рекомендуемые для 1-го фрезерования.
Рекомендуемые условия резания для 2-го фрезерования. Для обработки детали доступны инструменты, показанные на обратной стороне листа. Есть также 3 различных качества вставок, все они предназначены для использования с минимальной режущей кромкой 0, 06 мм и максимум 0, 16 мм. Машина, на которой должна выполняться механическая обработка, ограничивает скорость вращения главного шпинделя при 500 об / мин. Перечислите последовательность выполняемых операций и выберите инструменты и качества, наиболее подходящие из доступных.
Мощность токарного станка для скоростного резания должна быть большей, так как, чем выше скорость резания, тем большая требуется мощность электродвигателя.
Этим требованиям удовлетворяют станки, выпускаемые отечественной станкостроительной промышленностью, например то-карно-винторезный станок 1А62, подробно нами рассмотренный, станок 1К62 и др.
Однако для высокопроизводительного резания можно в ряде случаев применять токарные станки старых моделей, имеющиеся на заводах, с некоторой переделкой их основных узлов.
Такая переделка станков называется модернизацией .
Переделка существующих станков под высокопроизводительное резание в одних случаях сводится главным образом к увеличению чисел оборотов шпинделя и замене имеющегося электродвигателя более мощным; в других же случаях требуется более сложная переделка, например, приходится изменять устройство фрикционной муфты, главного привода, добавлять устройства для принудительной смазки шпинделя, усиливать отдельные звенья станка и т. д.
Увеличение числа оборотов шпинделя является одним из широко применяемых мероприятий при переводе станков на скоростное резание и достигается изменением диаметров существующих шкивов. Одновременно заменяют также электродвигатель более мощным. Плоскоременную передачу от электродвигателя к станку заменяют клиноременной (см. рис. 2, б). Такая передача позволяет получить, не меняя ширины шкива, требуемую повышенную мощность и более высокое передаточное отношение.
Станки, переводимые на скоростную обработку, должны быть тщательно проверены, а в случае необходимости отремонтированы. При ремонте следует обращать внимание на подшипники передней бабки, фрикционную муфту, суппорт и др. Подшипники шпинделя должны быть тщательно отрегулированы, зазоры в подвижных частях суппорта устранены путем подтяжки клиньев. Фрикционная муфта должна быть проверена, а в случае необходимости соответственно усилена. Станок должен быть всегда хорошо смазан, особенно его коробка скоростей.
Прочная установка станка на фундаменте является необходимым условием для избежания вибраций, в особенности для станков с неуравновешенными вращающимися частями.
Контрольные вопросы
1. Расскажите о порядке выбора глубины резания и подачи.
2. Выберите скорость резания при точении конструкционной стали σ b = 75 кг/мм² при глубине резания t - 3 мм твердосплавным резцом Т15К6, пользуясь табл. 6, принимая подачу s = 0,2 мм/об.
3. Выберите скорость резания при точении σ b = 50-60 кг/мм² при глубине резания t = 2 мм твердосплавным резцом Т5К10 при подаче s = 0,25 мм/об.
4. Выберите скорость резания при точении легированной стали σ b = 100 кг/мм² при глубине резания t = 1 мм твердосплавным резцом Т30К4 при подаче s = 0,15 мм/об и при стойкости резца в 30 мин.
5. Каким основным требованиям должен удовлетворять токарный станок для скоростного резания?
6. Что называется модернизацией станка?
7. Перечислите основные пути, модернизации существующих станков для скоростного резания.
Загрузка...
