Расчет режимов резания отверстия сквозного диаметром 4 мм; глубиной L = 7,5 мм, материал заготовки - сталь 38ХА

                             8.2 Расчет режимов резания

8.2.1  Расчет режимов резания на сверлильную

операцию

Рассчитываем режимы  резания на один переход аналитическим способом.

Исходными данными для расчета  являются:  отверстие сквозное диаметром 4 мм; глубина  L = 7,5 мм, материал заготовки - сталь  38ХА с пределом прочности  s_в = 960 МПа.

Применяется сверло 2300 -7545 по ГОСТ 28320-89. Сверло спиральное диаметром d=4 мм из быстрорежущей стали. Марка быстрорежущей стали Р6М5.  Длина сверла l_св. = 75 мм; длина рабочей части L = 43 мм. Форма заточки - двухплоскостная по ОСТ 2И20-1-80. 

Геометрические параметры сверла: 2j = 118^о ±3^о;  a = 16^o;Y = 55⁰

                  Рисунок  8.2  -  Схема сверления

Рассчитываем глубину резания

Назначаем период стойкости сверла. При  обработке легированной стали  спиральными сверлами диаметром  до  5 мм из быстрорежущей стали рекомендуется период  стойкости Т_э = 15 мин  [7,с. 279].

Определяем подачу на оборот шпинделя станка S_о,  мм/об.

При сверлении отверстий глубиной l< 30 c точностью Н14 в условиях  жесткой технологической системы 38ХА с s= 960 МПа и диаметре сверла 4 мм принимаем   подачу  S_о  = 0,08 мм/об.

Расcчитываем скорость резания V, м/мин.

где C_v = 7.  q_v =0.4;  у = 0,7; m = 0,2 [3, табл.28, c.278]

Учитывая поправочные коэффициенты на скорость резания:

K_v = K_mv × K_uv × K_nv × K_cv

Коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала [3, табл.3, с. 261]

где  K_г = 0.85;  n_v  = 0 ,9  [3.табл.2,  с.262]

                                  

Коэффициент, учитывающий свойства инструментального материала                

                   K_uv = 1,0  [3, табл. 6, с.263]

Коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки

                              K_nv = 1,0 [3.табл. 5, с.263]

Коэффициент, учитывающий глубину сверления

                              N_cv = 1  [3, табл. 31, с.280]

                              K_v = 0,68 × 1 × 1 × 1 = 0.68

  (м/мин)

Определяем частоту вращения шпинделя  

Так как в применяемом станке бесступенчатое регулирование, корректировку не производим.

Определяем крутящий момент и мощность, затрачиваемую на резание    

 M_кр =  10С_м   D^qm S^yn  K_r,

где С_м = 0,036; qm = 2; ym = 0.75 [3, табл. 32, с.281]

                K_r = 1,2  [3, табл. 9, с.264]

                M_кр = 10 × 0.036 × 4² × 0.08^0.75 × 1.2 = 1.03 (Н×м)

       Мощность резания

Проверяем мощность резания по мощности двигателя.  Обработка возможна, если  выполняется  условие    N_r  < N_mn  

Мощность на шпинделе станка  N_mn = h × N_эл

                      N_mn = 0,8 × 6,3 =5 (квт)

Условие N_r < N_mn выполняется (0,24 < 5) следовательно, обработка  возможна.

Режимы резания при сверлении:

S = 0,08мм/об;  V = 27,96 м/мин;  n = 2226 об/мин

Для второго перехода данной операции режимы резания выбираем табличным  методом.

            Таблица 8.1—    Режимы  резания при сверлении

№ перехода	D,  мм	S,  мм/об	V,  м/мин	n, об/мин
1	15	0,32	25,74	546

8.2.2. Расчет  режимов резания на токарнуюоперацию

      Расчет производим на один переход операции аналитическим методом.  Для остальных переходов режимы резания определяем  табличным методом.     Расчет режимов  резания аналитическим методом будем производить для тонкого точения поверхности Æ100h6.  Исходные данные для расчета  следующие:

Материал  заготовки - сталь 38ХА, s_в = 960 МПа. Технические характеристики принятого станка приведены в разделе  7.2. В качестве режущего инструмента  используется резец 2103-0713 ГОСТ 20872-80.   Форма заточки передней поверхности резца:

     -  главный угол в плане    j = 93^о;

 - вспомогательный угол в плане j = 33^о;

 - передний  угол g = 12^о;

 - задний угол на фаске a_n = 7^о;

 - угол наклона главной режущей кромки l  =  3⁰;

 - радиус при вершине   r = 0.4 мм.

    Уточненные параметры режущей и присоединительной частей инструмента:  Н=25 мм,  В = 25 мм:  L=150мм,  l = 60мм

Материал  державки  - сталь 40ХН после  закалки;  s_n = 490 МПа.

Толщина  пластины (определяется по ее обозначению)  а= 4,76 мм.

Припуск на механическую обработку ( на сторону)  z = 0.474 мм.

Принимаем,  что весь припуск будет сниматься за один проход,

т.е.  z = t = 0.474 мм.

Подачу выбираем, исходя из следующих ограничений:

      - заданная шероховатость обработки;

      - жесткость резца;

 - жесткость заготовки.

Подача, обеспечивающая заданную   шероховатость:

,

где  С₅ -  коэффициент, характеризующий условия обработки, С₅=53 [11, табл.8.2.1, с.315];   R_z - параметр шероховатости,  R_z = 3.2 мм; x, y, z, u -  показатели  степени, х  = 1,  у = 0,9;   z = 0,93;  u = 1,2   [11, c.315,  табл. 8.2.1];   r - радиус при вершине  r = 0.4 мм.

                  Рисунок 8.3.  - Схема обработки заготовки на токарной операции.

              j - главный угол в плане,     = 93^о;

              j₁ - вспомогательный угол в плане,     = 33^о;

               t   - глубина резания,  t = 0.474 мм.

(об/мин)

Подача, допускаемая жесткостью  резца:

где  f₂ - допускаемая величина прогиба резца, f₂=  0,05 мм (8, с. 7);

      Е₂  - модуль  упругости материала державки резца, Е₂  = 2,1*105Па [8,с.7,10];

      В- ширина державки резца, В == 25 мм;

      Н - высота державки, Н = 25 мм;

      l  -  величина  вылета резца ,  l = 60мм; y_pz, x_pz - показатели степеней, y_pz  = 0,75;          x_pz= 1 [3, с. 274, табл.22];

       C_pz - коэффициент, С_pz = 300 [3, с.274, табл.22];            

        К_pz - поправочный  коэффициент

K_pz =K_мpz × К_jpz× K_gpz × K_cpz × K_rpz,

где K_мpz - поправочный коэффициент на материал заготовки, K_мpz= 0,2 [3, с. 264, табл. 9];

      К_jpz,K_gpz ,K_cpz , K_rpz -  поправочные коэффициенты на геометрические параметры  резца, К_jpz= 0,89; K_gpz  = 1; K_cpz = 1; K_rpz = 0,87 [3, с.274, табл. 23];      

К_pz = 1,2 × 0,89 × 1 × 1 × 0,93.

Подача, допускаемая жесткостью заготовки

где       m - коэффициент, зависящий от способа закрепления, m = 100 [8,  с.10];   

            Е₁  -  модуль упругости материала  заготовки; Е₁  = 2,1 × 10⁵ Па [8,  с.10];

            L₁  -  длина  заготовки,   L₁ =  245  мм;

            D  -  диаметр обрабатываемой поверхности,  D = 100мм

            f₁ - допустимая величина прогиба заготовки; f₁ = d/5,

            где d - допуск на размер обрабатываемой поверхности, d = 0,022;

                                              f₁ = 0,022/5 = 0,044 (мм)

Принимаем подачу, соответствующую наименьшему значению из рассчитанных подач   -   S = 0,06 мм/об.

          Рассчитываем  скорость резания.

Скорость резания определяется  по формуле