А. Н. Блазнов Расчет заготовок и режимов обработки при изготовлении изделий литьем, обработкой давлением, сваркой и резанием (стр. 11 из 15)

Таблица 4.3 – Значения коэффициента Сυ и показателей степени в формуле для определения скорости резания при наружном продольном точении

Обрабатываемый материал	Материал режущей части резца	Значение подачи s, мм/об	Коэффициент и показатели степени
				x		m
Конструкционная сталь	Т15К6	до 0,3	420	0,15	0,20	0,2
		св. 0,3 до 0,7	350		0,35
		св. 0,7	340		0,45
Серый чугун	ВК6	до 0,4	292	0,15	0,20	0,20
		св. 0,4	243		0,40

По найденной скорости резания определяют расчетное число оборотов шпинделя n (об/мин) по формуле:

, (4.2)

где D – диаметр обрабатываемой детали, мм .

Затем выбирают ближайшее меньшее или равное число оборотов станка n по паспорту станка. Число оборотов станка зависит от количества скоростей: для токарно-винторезного станка модели 1К62 определяется по рисунку 4.1.

Рисунок 4.1 – График оборотов токарно-винторезного станка

модели 1К62

Определяем фактическую скорость резания

, (4.3)

где

– фактическая скорость резания, м/мин.

В дальнейших расчетах используют фактическую скорость резания и число оборотов по паспорту станка.

Силу резания P (Н) принято раскладывать на составляющие силы, направленные по осям координат станка (тангенциальную Р_z, радиальную Р_y и осевую Р_x).

Составляющие силы резания рассчитывают по формуле:

, (4.4)

где

– коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал и материал режущего инструмента;

– глубина резания, мм;

– подача, мм/об;

– фактическая скорость резания, м/мин;

х,

, n – показатели степени.

На практике расчет проводят для тангенциальной составляющей силы резания, имеющей наибольшую величину. Значения коэффициента С_р и показателей степени х,

, n для тангенциальной составляющей силы резания Р_Z приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 – Значения коэффициента

и показателей степени

в формуле для определения тангенциальной силы резания Р_Z при

наружном продольном точении

Обрабатываемый материал	Материал режущей части резца	Коэффициент и показатели степени
			x	y	n
Конструкционная сталь	Твердый сплав	300	1,0	0,75	-0,15
Серый чугун	Твердый сплав	92	1,0	0,75	0

Мощность резания N (кВт) рассчитывают по формуле:

. (4.5)

Определяют потребную мощность электродвигателя станка

, (4.6)

где

– мощность электродвигателя станка, кВт;

– коэффициент полезного действия привода станка, который находится в пределах от 0,8 до 0,9.

Если окажется, что потребная мощность на точение превысит мощность электродвигателя станка (для станка 1К62 мощность электродвигателя 10 кВт), следует уменьшить значение силы резания за счет увеличения подачи и уменьшения глубины резания, и провести расчет с новыми параметрами.

Определяют крутящий момент, потребный для осуществления процесса резания

. (4.7)

Определяют крутящий момент на шпинделе

. (4.8)

Сравнивают значения крутящего момента, обеспечиваемого станком, с крутящим моментом, потребным на резание. Если значение М_к.ст. < М_к..р., то необходимо уменьшить силу резания. Целесообразно уменьшать силу резания за счет увеличения подачи и уменьшения глубины резания, соблюдая условие

Определяют основное (технологическое) время

(мин) по формуле

, мин, (4.9)

где

– расчетная длина обрабатываемой поверхности, мм;

– число проходов.

5 ПОНЯТИЕ О ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ

ИЗДЕЛИЯ

Технологичность конструкции изделия – сложная комплексная характеристика, которая оценивается технико-экономическими показателями того или иного способа изготовления данной детали. Важнейшими показателями являются материалоемкость, трудоемкость и себестоимость изготовления [9, 13]. Обычно сравнивают два или несколько вариантов изготовления детали, учитывая при этом конкретные производственные условия: тип производства – единичное или серийное, наличие производственной базы – литьевого, сварочного участков, участков механической обработки и т.д.

В качестве заготовок используют стальные и чугунные отливки, штамповки и различные профили проката. Для единичного производства рекомендуется изготавливать заготовки и изделия методом литья в разовых формах или сваркой заготовок из проката. Для массового и серийного производства наиболее эффективно использовать обработку давлением, при этом повышается воспроизводимость размеров однотипных деталей и увеличивается производительность.

Для оценки материалоемкости изготовления используют коэффициент использования материала, который показывает, какое количество материала заготовки использовано в детали, и рассчитывается по формуле:

, (5.1)

где m_дет – масса детали по чертежу, кг;

m_заг – масса заготовки, кг.

Значение этого коэффициента находится в диапазоне от 0 до 1. Чем ближе его значение к 1, тем эффективнее использован материал в изделии (иными словами, меньше материала пошло в стружку). Наиболее высокое значение коэффициента использования материала (около 1) обеспечивают методы обработки давлением без последующей обработки резанием, когда объем заготовки равен объему готовой детали. При использовании сортового проката для изготовления различных деталей на металлорежущих станках отходы на механическую обработку составляют от 10 до 40 %, при этом коэффициент использования материала имеет значение от 0,6 до 0,9, что говорит о рациональным использовании материала. При изготовлении отливок с последующей обработкой резанием значение К_исп, как правило, ниже, чем при использовании заготовок из проката и, кроме того, материал расходуется на литниковую систему, что можно не учитывать, поскольку литники возвращаются на переплавку и следующую заливку. Изготовление изделий с помощью сварки обеспечивает высокий коэффициент использования материла.