Механическая обработка

При назначении режимов выполнения операций на металлорежущих станках необходимо пользоваться учебной и справочной литературой по обработке материалов резанием.

Токарная обработка (точение). Разрабатывая технологический процесс обработки детали, необходимо установить режимы, от которых в значительной мере зависят производительность и стоимость обработки. Установить режим – это значит определить глубину резания (t), подачу (S), скорость резания (V) и частоту вращения (n).

Глубина резания, мм:

(3.58)

где t₁ – припуск на диаметр, мм.

Подача, мм/об, для чернового точения выбирается по таблице 3.25.

Таблица 3.25 – Подача при обтачивании и растачивании деталей

из стали

Подача при обтачивании
Глубина резания t, мм	Диаметр детали, мм
Подача S, мм/об
До 5	до 0,25	0,2…0,5	0,4…0,8	1,0…1,4
Подача при растачивании
Глубина резания t, мм	Диаметр круглого сечения державки резца, мм
Вылет резца, мм
Подача S, мм/об
Сталь t = 2 t = 3	0,05…0,08 –	0,08…0,20 0,08…0,12	0,15…0,40 0,10…0,25	0,25…0,70 0,15…0,40

Требуемая шероховатость обработанной поверхности является основным фактором, определяющим величину подачи при чистовом точении (табл. 3.26).

Таблица 3.26 – Подача в зависимости от заданной шероховатости

поверхности для токарного резца со значениями главного и

вспомогательного углов в плане j = j₁ = 45°

Диапазон скорости резания, м/мин	Параметр шероховатости Rа, мкм	Радиус при вершине резца, мм
0,5	1,0	1,5
Подача S, мм/об
Весь диапазон	12,5 6,3 3,2	– – 0,46 0,20…0,35 0,13	– – 0,58…0,89 0,25…0,44 0,12…0,17	– – 0,67…1,05 0,29…0,51 0,14…0,20

Скорость резания, м/мин:

(3.59)

где t – глубина резания, мм;

S – подача, мм/об;

Т – стойкость инструмента, мин (принимается по таблице 3.27).

Значение С выбирается по таблице 3.28.

Значение m выбирается согласно таблице 3.29.

Значение x при обработке стали – 0,18, при обработке чугуна – 0,15.

Значение у при обработке стали – 0,27, при обработке чугуна – 0,30.

Таблица 3.27 – Стойкость резцов в зависимости от их материала и

поперечного сечения державки

Материал резца	Сечение резца, мм
16´25	20´30	25´40	40´60	60´90
Стойкость резцаТ, мин
Быстрорежущая сталь Металлокерамический твердый сплав

Таблица 3.28 – Значения коэффициента С в зависимости от

обрабатываемого материала

Обрабатываемый материал	С
Сталь, стальное литье Серый чугун и медные сплавы	41,7 24,0

Таблица 3.29 – Значения коэффициента m в зависимости от условий обработки

Обрабатываемый материал	Типы резцов	Условия обработки	m
Быстрорежущая сталь	Сплав ТК	Сплав ВК
Сталь, стальное литье, ковкий чугун	проходные подрезные расточные проходные отрезные	с охлаждением без охлаждения с охлаждением без охлаждения	0,125 0,100 0,250 0,200	0,125 0,125 – –	0,15 0,15 0,15 0,15

Зная скорость резания и диаметр заготовки при токарной обработке или диаметр сверла и фрезы, соответственно, при сверлении и фрезеровании, определяют частоту вращения, мин^-1:

(3.60)

где d – диаметр заготовки, мм.

Сверяя полученное значение n с паспортными данными станка, устанавливают фактическую частоту вращения шпинделя n_Ф, максимально приближенную к расчетной. По n_Ф пересчитывают фактическую скорость резания, мм/мин:

(3.61)

Сверление. Глубина резания, мм, при сверлении в сплошном материале определяется по формуле:

t = D / 2. (3.62)

Глубина резания, мм, при рассверливании отверстия с диаметра d до диаметра D является припуском на обработку и определяется как:

t = (D – d) / 2, (3.63)

где D – диаметр сверла, мм;

d – диаметр предварительно подготовленного отверстия, мм (принимается по данным ремонтного чертежа).

Подача, мм/об:

S = 0,035 · D^0,6. (3.64)

Скорость резания, м/мин:

при сверлении

(3.65)

при рассверливании

(3.66)

где D – диаметр сверла, мм;

S – подача, мм/об;

Т – стойкость сверла, мин (принимается по таблице 3.30).

Значения величин С₁, m, y, q, x выбираются по таблице 3.31.

Таблица 3.30 – Стойкость сверл в зависимости от их диаметра и

обрабатываемого материала

Диаметр сверла, мм
Стойкость сверла Т, мин	При обработке сталей

Таблица 3.31 – Значения коэффициентов в формуле скорости резания при сверлении и рассверливании в зависимости от условий обработки

Обрабатываемый материал	Подача S, об/мин	Сверление	Рассверливание
C1	m	y	q	C1	m	y	q	x
Сталь	до 0,2 свыше 0,2	7,0 9,8	0,2 0,2	0,7 0,5	0,4 0,4	11,6 11,6	0,2 0,2	0,2 0,2	0,5 0,5	0,4 0,4

Частота вращения, мин^-1, определяется по той же формуле, что и для токарной обработки.

Фрезерование. Подача на зуб, мм/зуб:

для цилиндрических фрез – S_z = 0,01…0,10 мм/зуб;

для твердосплавных торцовых фрез – S_z = 0,2…1,0 мм/зуб.

Подача на один оборот фрезы, мм/об:

S_о = S_z · z, (3.67)

где z – число зубьев фрезы.

Диаметр и число зубьев фрезы выбираются по справочной литературе. Глубина фрезерования определяется припуском на обработку.

Скорость резания, м/мин:

(3.68)

где D – наружный диаметр фрезы, мм;

Т – стойкость фрезы, мин (принимается согласно таблицам 3.32 и 3.33);

В – ширина фрезерования, мм.

Значения величин С₂, q, m, x, y, z, n следует выбирать по таблице 3.34.

Таблица 3.32 – Стойкость фрез из твердых сплавов в зависимости

от их типа, диаметра и числа зубьев

Тип фрез	Число зубьев фрезы
Стойкость Т, мин
Торцовые с призматическими ножами Торцовые с круглыми ножами Дисковые Концевые: D до 30 мм D свыше 30 мм	–	–	–			–	– –

Таблица 3.33 – Стойкость фрез из быстрорежущей стали в зависимости

от их типа, диаметра и числа зубьев

Тип фрез	Диаметр фрезы, мм	Конструкция фрезы	Стойкость Т, мин
Цилиндрические	до 60 свыше 60	монолитная
Торцовые и дисковые	до 90 до 150 свыше 150	монолитная со вставными ножами
Фасонные	до 60 свыше 60	монолитная
Концевые		с цилиндрич. хвостовиком с коническим хвостовиком

Таблица 3.34 – Значения коэффициентов в формуле скорости резания

при фрезеровании

Материал режущей части фрезы	Обрабатываемый материал	С2	q	m	x	y	z	n
Быстрорежущая сталь Твердый сплав	Сталь Сталь		0,45 0,20	0,33 0,20	0,30 0,10	0,30 0,20	0,10 0,20	0,10 0,10

Частота вращения фрезы, мин^-1, определяется по той же формуле, что и для токарной обработки.

Минутная подача, м/мин:

S = S_о · n. (3.69)

Шлифование с продольной подачей. Глубина шлифования, мм:

при круглом чистовом шлифовании – h = (0,005…0,015) мм;

при черновом шлифовании – h = (0,010…0,025) мм.

Число проходов:

(3.70)

где t – припуск на шлифование (на сторону), мм.

Продольная подача, мм/об:

S = S_д · В_к, (3.71)

где S_д – продольная подача в долях ширины круга на один оборот детали;

В_к – ширина шлифовального круга, мм (В_к = 20…60 мм).

При круглом шлифовании величина S зависит от вида шлифования:

1) S = (0,3…0,5) · В_к – при черновом шлифовании деталей, изготовленных из любых материалов, диаметром меньше 20 мм;

2) S = (0,6…0,7) · В_к – при черновом шлифовании деталей, изготовленных из любых материалов, диаметром более 20 мм;

3) S = (0,75…0,85) · В_к – для деталей из чугуна;

4) S = (0,2…0,3) · В_к – при чистовом шлифовании независимо от материала и диаметра детали.

Окружная скорость детали, м/мин:

для чернового шлифования – V_д = 20…80 м/мин;

для чистового шлифования – V_д = 2…5 м/мин.

Скорость продольного перемещения стола, м/мин:

(3.72)

где n_д – частота вращения детали, мин^-1 (определяется по той же формуле, что и для токарной обработки).

Шлифование с поперечной подачей (методом врезания). Врезное шлифование является производительным методом обработки. Оно осуществляется с поперечной подачей до достижения необходимого размера поверхности (продольная подача отсутствует). Шлифовальный круг перекрывает всю ширину (длину) обрабатываемой поверхности детали. Основные параметры процесса (h, V_д) определяются так же, как и при продольном шлифовании.

Хонингование. Расчет режимов хонингования сводится к определению скоростей вращательного (V_ВР) и возвратно-поступательного (V_ВП) движения, числа оборотов хоны (n_х), длины хода хонинговальной головки (L_х) и числа ее двойных ходов (n_дв.х).

Окружная (V_ВР) и возвратно-поступательная (V_ВП) скорости при хонинговании выбираются в зависимости от материала и твердости обрабатываемой детали, материала хонинговальных брусков по справочной литературе.

По выбранной окружной скорости определяется количество оборотов хонинговальной головки:

(3.73)

Полученное количество оборотов уточняется с учетом паспортных данных станка 3Г833 (155, 260, 400 мин^-1), а по ним подсчитывается фактическая окружная скорость доводочной головки (V_ВР).

Длина хода доводочной головки, мм, рассчитывается по формуле:

(3.74)

где l ₁ – длина обрабатываемого цилиндра, мм;

l ₂ – перебег бруска, мм (l ₂ = 20…30 мм);

l _Б – длина бруска, мм (l _Б = 100 мм).

Число двойных ходов головки определяется по формуле:

(3.75)