Расчет режимов резания для координатно-расточной операции

Технологическая операция 020 – координатно-расточная.

Переход – сверлить отверстие Æ2,5 мм, глубиной 12 мм (под двукратное развёртывание до Æ3H7).

Режущий инструмент: сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 10902-77 «Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком. Средняя серия. Основные размеры» (с Изменениями N 1, 2).

Расчёт режимов резания выполняем по методике и данным справочника технолога-машиностроителя под редакцией А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова [19]. Отдельные формулы выбираем из учебных пособий [20] и [21].

Назначаем глубину резания, равную половине диаметра сверления: t = 1,25 мм.

По таблице 25 на стр. 277, том 2 [19] назначаем подачу:

S = 0,06 мм/об.

Записываем формулу для расчёта скорости резания:

, (2.34)

где u – скорость резания, м/мин;

T – период стойкости инструмента, мин (T = 15 мин, таблица 30 [19]);

D – диаметр сверления, мм;

s – подача, мм/об;

C_u, m, q, y, K_u – поправочные коэффициенты.

Выбираем поправочные коэффициенты из таблицы 28 справочника [19]:

C_u = 7,0; m = 0,2; q = 0,4; y = 0,5.

Коэффициент K_u является произведением нескольких коэффициентов, определяемых по таблицам 1…6 справочника [19]:

, (2.35)

где K _М _u – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

K _И _u – коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента;

K_l_u – коэффициент, учитывающий глубину сверления.

Коэффициент K _М _u определяется по формуле (таблица 1 [19]):

, (2.36)

где K _Г – коэффициент, учитывающий группу стали по обрабатываемости;

n_u – показатель степени;

s _В – предел выносливости материала заготовки, МПа.

Для стали 45 в состоянии поставки (в отожжённом состоянии) предел выносливости s _В = 640 МПа. Определяем K _Г и n_u по таблице 2 [19]:

K _Г = 1; n_u = 1,75.

Вычисляем коэффициент K _М _u по формуле (2.36):

Определяем коэффициент K _И _u по таблице 6 [19]:

K _И _u = 1.

Определяем коэффициент K_l_u по таблице 31 [19]:

K_l_u = 0,75.

Подставляем найденные значения коэффициентов в формулу (2.35) и получаем коэффициент K_u:

По формуле (2.34) вычисляем скорость резания:

м/мин.

Определяем частоту вращения шпинделя станка, соответствующую найденной скорости резания:

, (2.37)

где n – частота вращения шпинделя станка, об/мин;

u – скорость резания, м/мин;

D – диаметр обрабатываемой заготовки, мм (D = 5,5 мм).

об/мин.

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка, до ближайшего меньшего значения. Так как в качестве оборудования выбран координатно-расточной станок 2А450, определяем фактическую частоту вращения шпинделя по его паспортным данным (данный станок имеет бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя в диапазоне от 50 до 2000 об/мин):

n _ф = 2000 об/мин.

По формуле (2.37) пересчитываем фактическую скорость резания:

м/мин.

Записываем формулу для расчёта крутящего момента резания:

, (2.38)

где M _КР – крутящий момент резания, Н×м;

D – диаметр сверления, мм;

s – подача, мм/об;

C_M, q, y, K_p – поправочные коэффициенты.

Выбираем коэффициенты C_M, q и y из таблицы 32 справочника [19]:

C_M = 0,0345; q = 2,0; y = 0,8.

Коэффициент K_p учитывает фактические условия обработки и для сверления зависит только от качества материала заготовки [19]:

, (2.39)

где K _М _p – коэффициент, учитывающий влияние качества материала заготовки на силовые зависимости.

Коэффициент K _М _p определяется по формуле (таблица 9 [19]):

, (2.40)

где n – показатель степени;

s _В – предел выносливости материала заготовки, МПа.

Для стали 45 в состоянии поставки (в отожжённом состоянии) предел выносливости s _В = 640 МПа. Определяем показатель n по таблице 9 [19]:

n_u = 0,75.

Вычисляем коэффициент K _М _p по формуле (2.40):

Подставляем найденное значение коэффициента K _М _p в формулу (2.39) и получаем коэффициент K_p:

По формуле (2.38) вычисляем крутящий момент резания:

Н×м.

Записываем формулу для расчёта осевой силы резания:

, (2.41)

где P _O – осевая сила резания, Н;

D – диаметр сверления, мм;

s – подача, мм/об;

C_p, q, y, K_p – поправочные коэффициенты.

Выбираем коэффициенты C_p, q и y из таблицы 32 справочника [19]:

C_p = 68; q = 1,0; y = 0,7.

Значение коэффициента K_p найдено по формуле (2.39): K_p = 0,9.

По формуле (2.41) вычисляем осевую силу резания:

Н.

Записываем формулу для расчёта мощности резания [19]:

, (2.42)

где N – мощность резания, кВт.

M _кр – крутящий момент резания, Н×м;

n _Ф – фактическая частота вращения шпинделя станка, об/мин.

По формуле (2.42) вычисляем мощность резания:

кВт.

Проверяем соответствие расчётной мощности резания мощности станка. По паспортным данным координатно-расточного станка А450 мощность электрического привода главного движения составляет: N _С = 4,5 кВт.

N = 0,043 < 4,5.

Таким образом, мощность станка 2А450 достаточна для сверления отверстия Æ2,5 мм в соответствии с найденными режимами резания.

В учебном пособии [20] находим формулу для расчёта основного технологического времени на сверление отверстия:

, (2.43)