Методические указания для выполнения курсового проекта по дисциплине «Металлорежущие станки», страница 3

3.1  Назначение  предельных  режимов  резания

Все  разрабатываемые  при  курсовом  проектировании  станки  (за  исключением  агрегатных станков)  относятся  к  категории  универсальных.  Такие  станки  должны  обеспечить  обработку  разных  материалов  различными  режущими  инструментами  с  соответствующей  глубиной  резания  и  подачей.  Поэтому  правильный  выбор  скоростных  характеристик  таких  станков  является  одним  из  наиболее  ответственных  этапов  их  проектирования.  Для  выявления  граничных  условий  работы  станка  необходим  тщательный  анализ  выполняемых  на  этом  станке  операций.  Так,  например,  на  токарно-винторезных  станках  могут  быть  выполнены  следующие  операции:

·  наружное  продольное  точение;

·  растачивание;

·  подрезка  торцев;

·  точение  канавок  и  отрезка;

·  фасонное  точение;

·  нарезание  резьб  резцами,  резьбонарезными  головками;

·  сверление   и  рассверливание;

·  зенкерования;

·  развертывание.

Логический  анализ  перечисленных  операций  позволяет  однозначно  установить,  что  наибольшая  скорость  резания  будет  иметь  место  при  чистовом  (тонком)  точении  торца,  минимальная – при  развертывании.  Однако  при  проектировании  универсальных  токарно-винторезных  станков  такие  операций  как  нарезание  резьбы  и  развертывание  не  учитываются,  а  возможность  их  выполнения  обеспечивается  расширением  расчетного  диапазона  регулирования.  Поэтому  лимитирующими  операциями  при  определении  минимальной  скорости  резания  могут  быть  черновое  наружное  продольное  точение  или  точение  канавок.  Так  как  однозначно  установить  лимитирующую  операцию  в  этом  случае  не  удалось,  необходимо  скорость  резания  определить  для  обеих  операций,  и  в  дальнейших  расчетах  использовать  меньшее  значение.

Лимитирующими  операциями  при  выборе  значения  подач  являются  тонкое  точение  и  развертывание.

Если  лимитирующие  операции  априорно  установить  невозможно,  то  скорости  резания  и  подачи  устанавливаются  для  всех  выполняемых  на  станке  операций  и  из  полученных  значений  выбираются  соответственно  максимальные  и  минимальные  значения.  Все  расчеты  должны  быть  выполнены  в  двух  вариантах:  для  черновой  и  чистовой  обработки.

При  черновой  обработке  должны  быть  выполнены  наиболее  «жесткие»  (предельные)  условия:  наличие  корки  на  заготовке,  большая  глубина  резания  и  подачи  и  т.д.,  при  чистовой  обработке – наоборот  наиболее  благоприятные  (предельные)  условия.

При  черновой  обработке  в  качестве  обрабатываемого  материала  принимают  Сталь  45  (s_в = 70÷75  кг/мм²).  Для  станков  токарной  группы  рекомендуемые  величины  глубины  резания и  подачи  в  зависимости  от  максимального диаметра обрабатываемой заготовки приведены в  таблице  2.

Таблица  2 – Рекомендуемая глубина  резания  и подача  при  черновой токарной  обработке

D, мм	200	250	320	400	500
t,  мм	5,0	6,3	8,0	10,0	12,5
S,  мм/об	0,40	0,45	0,50	0,56	0,63

При  чистовой  обработке  в  качестве  обрабатываемого  материала  принимают  Сталь  10  (s_в = 30÷40  кг/мм²).  Независимо  от  диаметра  обрабатываемой  заготовки  глубину  резания  принимают  до  1  мм,  подачу – 0,03…0,05  мм/об.

При  назначении   предельных  режимов  резания и инструмента студенты  должны  использовать  специальную  справочную  литературу.  Эта  же  справочная  литература  используется  для  определения  сил  резания  и  эффективной  мощности  резания.

По полученным  значениям  максимальной  и  минимальной  скорости  резания  для  станков  с  главным  вращательным  движением  определяют  максимальные  и  минимальные  обороты  шпинделя,  а  также  диапазон  регулирования  привода  главного  движения.  Для  этого  используют  следующие  зависимости:

                               (1)

                                (2)

                                           (3)

где nmax и  nmin –	наибольшая  и  наименьшая  частоты  вращения шпинделя,  об/мин;
Vmax и  Vmin –	наибольшая  и  наименьшая  скорости  резания, м/мин;
Dmax и Dmin –	наибольший  и  наименьший  диаметр                            обрабатываемой заготовки  или  вращающего  инструмента,  мм;
Dv –	диапазон  регулирования  привода  главного  движения.

Величину  D_min определяют  из  соотношения:

                      D_min = (0,125…0,25)D_max                   (4)                                          

Для  станков  с  главным  возвратно-поступательным  движением  определяют  максимальное  и  минимальное  значение  чисел  двойных  ходов:

                      (5)

                        (6)

                                   (7)

где Lmax и  Lmin –	наибольшая  и  наименьшая  длина хода рабочего органа станка, мм;
Vo и Vp –	средние значение скорости обратного и прямого хода, м/мин.

Диапазон  регулирования  определяют  согласно  выражению  (3).  Величина  L_min  выбирают  в  тех  же  пределах,  что  D_min.

Диапазон  регулирования  привода  подач  D_s  находят  непосредственно  из  соотношения:

                                               (8)

где Smax  и  Smin –

наибольшая  и  наименьшая  величина  подачи  в  мм/об,  мм/дв.х  или  мм/мин.

При  расположении  чисел  оборотов  и  подач  по  геометрическому  ряду  диапазон  регулирования  можно  выразить  через  знаменатель  этого  рядя  φ  и  общее  количество  ступеней  привода  Z.

                                                         (9)

где  φ – знаменатель  геометрического  ряда;

       Z – общее  количество  ступеней  привода.