Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту

..pdf
Скачиваний:
55
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
18.91 Mб
Скачать

в ар и ­ анта

1

2

3

4

5

G

7

8

9

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Геометриче­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х

g

к*

 

 

ски е эле ­

 

 

 

 

 

 

и

 

 

В* •

о ч

 

Ф орма

ne-

менты

резца *

 

 

 

 

 

 

S0,

г,

И и в

 

 

 

 

 

 

М атериал заготовки

Заготовка

мин

« «> О ш

"gee

редней

по­

ф

 

 

 

 

мм

мм/об

И 2 X о.

| <Pi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б.>»л £

£ * Sf

верхности

 

Г,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

айЧ н

9, о,я

 

 

 

О

 

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S S g s

U CCD.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<D Qj <D

 

 

 

 

 

 

Сталь

жаропрочная

Поковка, предва­

1,5

0,34

60

RK8

16X25

Радиусная

45

 

10

2

12Х18Н9Т, 141НВ

рительно обрабо­

 

 

 

 

 

 

e фаской

 

 

 

 

Серый

чугун,

160 НВ

танная

 

4

0,84

45

ВК8

20X30

Плоская

60

 

10

1

Отливка с коркой

 

Сталь 20, ав =

500 МПа

Прокат,

предва­

3

0,52

90

Т15К6 16X25

Радиусная

90

 

10

1,5

50 кге/мм2)

 

рительно обрабо­

 

 

 

 

 

 

с фаской

 

 

 

 

Серый

чугун,

180 НВ

танный

 

1,5

0,28

60

ВК6

12X20

Плоская

45

 

10

1

Отливка без корки

 

Бронза

Бр.АЖ 9-4,

Отливка

с кор­

3,5

0,61

60

Р18

16X 25

»

 

60

 

15

1

120 НВ

 

 

кой

 

3

0,57

45

Т5КЮ 25X 25

Радиусная

90

 

10

1

Сталь 40Х, ав =

Поковка

 

 

='700 МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с фаской

 

 

 

 

70 кгс/мм2)

200 НВ

Отливка с коркой

5

0,75

90

ВК8

20X30

Плоская

60

 

10

1

Серый

чугун,

 

Сталь 45ХН, ав =

Штампованная,

0,75

0,17

60

Т30К4 16X25

Радиусная

, 45

10

2

=

750 МПа

 

предварительно

 

 

 

 

 

 

с фаской

 

 

 

 

75 кгс/мм2)

 

обработанная

1

0,25

90

Р18

12X20

Плоская

45

 

15

1

Латунь ЛМцОС 58-2-2-2

Отливка без кор­

 

90 НВ

чугун,

220 НВ

ки

 

1

0,23

60

вкз

16X25

 

 

60

 

10

2

Серый

То же

 

 

 

 

* Для определения допускаемой резцом скорости резания по используемым нормативам другие геометри­ ческие элементы резца не требуются.

 

 

 

 

 

 

 

 

D

t

 

 

i

2

S 5

 

Геометриче-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ские эле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

So.

г.

S 1

О 5

 

Форма пе­

менты

1резца

 

Материал заготовки

Заготовка

 

 

 

=

с- га

5 ®га

 

 

 

вари-

 

 

 

 

мм/об

мин

га « о я

редней по­

Ф

Фх

л,

анта

 

 

 

 

 

 

 

 

мм

 

 

о Д

З «

£ * К

верхности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CQО*Ч

О) О) S

 

 

О

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s в

е з

О к а

 

 

 

 

1

Сталь Ст5, <7В =

Поковка

 

 

55

3,5

0,26

60

Т14К8 20X20

Радиусная

90

30

1

 

=

600 МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с фаской

 

 

 

 

60 кгс/мм?)

170 НВ

Отливка без кор-

120

1,5

0,28

45

ВК6

30X30

Плоская

45

20

1,5

2

Серый

чугун,

3

Сталь 35,яв =

600 МПа

ки

 

 

80

0,75

0,21

60

Т15К6 25X25

Радиусная

60

15

2

Предварительно

 

60 кгс/мм?)

 

обработанная по-

 

 

 

 

 

 

 

с фаской

 

 

 

4

Серый

чугун,

190 НВ

;ковка

с

кор­

100

4

0,35

90

ВК8

30X30

Плоская

75

30

1

Отливка

5

Латунь ЛК 80-3,

кой

 

 

75

1

0,23

60

Р18

25X25

 

45

15

1

Отливка без кор­

 

 

110 НВ

 

 

ки

 

 

60

0,5

0,15

60

Т30К4 20X20

Радиусная

45 . 15

 

6

Сталь 38ХА, а в =

Поедварительно

2

 

=

680 МПа

 

обработанная

 

 

 

 

 

 

 

с фаской

 

 

 

7

( «

68 кгс/мм?)

210 НВ

штамповка

кор­

95

3,5

0,34

45

ВК8

25X25

Плоская

75

30

1

Серый

чугун,

Отливка

с

8

Сталь 40ХН, сгв =

кой

 

 

45

3

0,3

90

Т5КЮ 16X16

Радиусная

60

30

1

Поковка

 

 

 

=

700 МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с фаской

 

 

 

9

( «

70 кгс/мм?)

 

Отливка

с

кор­

150 4

0,4

60

Р18

30X30

Плоская

75

30

1

Бронза Бр.АЖН 11-6-6,

10

180 НВ

чугун,

215 НВ

кой

 

 

65

1

0,23

90

вкзм

25Х 25

 

45

15

1,5

Серый

Отливка без кор­

 

 

 

 

 

 

ки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D d .

t

 

 

 

 

Геометри­

 

 

 

 

 

 

ческие эле­

 

 

 

 

О Q

 

 

Форма

менты резца

 

 

So,

•е О (j

Тип и

сечение

передней

 

Материал заготовки

Заготовка

*53

Ф Ф1

вари­

мм/об =

державки рез­

поверх­

анта

 

ЫН

2

g-Ё 8

ца,

мм

ности

г,

 

 

 

 

 

мм

 

 

 

ьГ

.2 « «в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Сталь

нержавеющая

Прокат

60

0

1

0,26

60

ВК6М

 

40X13, 200 НВ

 

 

 

 

 

 

 

2

Серый

чугун, 175 НВ

Отливка

95

70

4

0,7

45

ВК8

 

 

 

с коркой

 

 

 

 

 

 

3

Сталь 40Х, ов =

Поковка

80

0

3

0,52

90

Т14К8

=700 МПа

70 кгс/мм2)

4» Серый чугун, 200 НВ Отливка 170 110 1,5 0,3 60 ВК6 без корки

Проходной

Радиус­

45

10

2

прямой ле­

ная с

 

 

 

вый, 16X25

фаской

 

 

 

Подрезной

Плоская

75

20

1,5

торцовый,

 

 

 

 

20X30

 

 

 

 

Проходной,

Радиус­

45

45

1,5

отогнутый,

ная с

 

 

 

25X25 '

фаской

 

 

 

Подрезной

Плоская

75

20

1

торцовый,

 

 

 

 

16Х 25

 

 

 

 

5

Сталь ЗОЛ, ств =

Отливка 110| 40 4

0,47 4Еj Т5К1С) Подрезной

Радиус­ 90| 20| 1,5

 

=

500 МПа

с коркой

торцовый,

ная с

 

( «

50 кгс/мм2)

 

25Х 25

фаской

 

 

D

d

t

 

Заготовка

 

•So,

вари­

Материал заготовки

 

 

мм/об

анта

 

 

мм

 

 

 

 

 

6

Бронза

Бр.ОЦ 4-3,

 

70 НВ

 

 

7

Серый

 

чугун, 220 НВ

Э

Сталь 45ХН, а в =

 

=

750

МПа

 

( «

75 кгс/ммЗ)

9

Латунь

 

ЛКС 80-3-3,

 

90 НВ

 

 

10

Серый

 

чугун, 160 НВ

Отливка

135 105

1

0,21

без корки

 

 

 

 

Отливка

140

65

3,5

0,6

е коркой

 

 

 

 

Штампо­

160

70

0,75

0,17

ванная,

 

 

 

 

предвари­

 

 

 

 

тельно

 

 

 

 

обрабо­

 

 

 

 

танная

 

 

 

 

Отливка

120

90

3

0,57

с коркой

 

 

 

 

Отливка

70

40

1

0,23

без корки

 

 

 

 

>>

о £-

цОя

X * ч

из а

а Ч к

К

S о.н а>

ь-Г i n

60 Р18

90 ВК8

60 Т30К4

60 Р18

90 вкз

Тип и сечение державки рез­ ца, мм

Проходной прямой ле­ вый, 12X20

Проходной

отогнутый,

25X25

Проходной прямой ле­ вый, 16X25

Подрезной

торцовый,

20X30

Проходной прямой ле­ вый, 16X25

 

Геометри­

 

ческие эле­

Форма

менты резца

передней

 

поверх­

*Ф <Pt

ности

г,

 

мм

Плоская 45 10 1

45 45 1

Радиус­ 45 10 2

ная с фаской

Плоская 75 20 1

45 10 2

растачивании отверстия диаметром D для заданных усло­ вий обработки (табл. 23).

Задача 15. Определить скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами резца, при подрезке торца диаметром D до диаметра d для заданных условий обработки. Направление подачи — от периферии к центру (табл. 24).

При решении задач 13—15 кроме справочника 1161 и нормативов [71 можно пользоваться источниками 12, 10, 12 , 181.

§ 6. РЕЖИМ РЕЗАНИЯ

Пример 17. На токарно-винторезном станке

16К20 производится

черновое обтачивание напроход шей­

ки вала D = 68 мм до d =

62/il2(_o.30) мм. Длина обрабаты­

ваемой поверхности I = 280 мм; длина вала

= 430

мм.

Заготовка — поковка

из

стали

40Х с а„ =

700

МПа

(«70 кгс/мм2). Способ крепления

заготовки — в центрах

и поводковом патроне. Система станок—приспособление— инструмент—заготовка недостаточно жесткая. Параметр шероховатости поверхности Rz — 80 мкм. Эскиз обра­ ботки приведен на рис. 19, а.

Необходимо: выбрать режущий инструмент; назна­ чить режим резания (с использованием таблиц нормати­ вов); определить основное время.

Ре ш е н и е (по нормативам [71). I. Выбираем резец

иустанавливаем его геометрические элементы. Принимаем токарный проходной резец прямой правый. Материал ра­ бочей части — пластины — твердый сплав Т5КЮ (прил. 1,

с. 352); материал корпуса резца — сталь 45. Выбираем размеры поперечного сечения корпуса резца. У станка

Рис. 19. Эскизы обработки к примеру 17 (а) и установки резца (6)

16К20 расстояние от опорной плоскости резца в резце­

держателе до линии центров 25 мм (см. рис. 19, б).

По­

этому для установки резца на станке вершиной по центру

принимается высота его корпуса Н = 25 мм. Размеру Н

соответствует по стандарту размер ширины корпуса В =

=

16 мм, т. е. принимаем В х

Н =

16x25.

Длину

про­

ходного резца выбирают 100—250 мм, она зависит в ос­

новном от размеров резцедержателя станка и типа резца!

принимаем

150 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

Геометрические элементы резца выбираем по прил. 2

(с. 355—356); ср =

60°; у/ = — 5°; f = 0,6 мм; R = 6 мм;

В — 2,5

мм. Форма передней

поверхности — радиусная

о

фаской.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из-за отсутствия в нормативах

[7] рекомендаций по

выбору остальных геометрических элементов принимаем

их по справочнику

[18]: у =

15°; а =

12°; X =

0 (табл. 30,

с.

188);

Фх

=

15° (табл. 31,

с.

190);

г = 1 мм (табл.

32,

с.

190 и табл. 4, примеч. 3, с.

420).

 

 

 

 

II. Назначаем

режим

резания

|по нормативам

[71].

 

1.

Устанавливаем

глубину

резания. Припуск

на об­

работку удаляем за один рабочий ход (в данном случае

это возможно,

так

как припуск относительно

невелик).

Глубина

резания

(равная

припуску

на сторону)

 

 

 

 

 

 

D - d

 

С>8—

62

 

 

 

 

22 = 3 мм.

2.Назначаем подачу (по карте 1, с. 36). Для обработки заготовки диаметром до 100 мм из конструкционной стали резцом сечением 16x25 мм, при глубине резания до 3 мм

рекомендуется подача S 0 = 0,6 ... 0,9 мм/об. Проверяем эту подачу по лимитирующим факторам.

Находим максимальное значение подачи, допускае­ мой заданным параметром шероховатости поверхности (по карте 3, с. 39). В этой карте приведены подачи лишь для бывших 4—6-го классов шероховатости поверхности, a Rz = 80 мкм соответствует бывшему 3-му классу шеро­ ховатости. По нормативным данным, для получения Rz —

= 80 мкм при обработке стали и чугуна, угле фх =

15°

и радиусе г до 1,5 мм рекомендуется S 0 = 0,7 ... 0,9 мм/об.

Находим максимальную

подачу,

допускаемую

проч­

ностью

державки резца (по

прил. 9,

с. 385): для

стали

с а„ =

60 ... 92 кгс/мма; t до 3,5 мм и сечения резца

16х

х25 мм 50доп = 2 мм/об. Принимаем, что резец установ­ лен в резцедержателе с нормативные вылетом [ = 1,5Я

(И. — высота державки резца). В этом случае поправочный

коэффициент на подачу К$ == 1 (там же).

,

Находим максимальную подачу, допускаемую проч­

ностью пластины из твердого сплава (прил. 10,

с. 387).

Эта подача зависит от ряда факторов, в том

числе.от

толщины пластины из твердого сплава. Для резца сече­

нием 16x25 мм применяют пластины толщиной с = ,4....

5

мм, принимаем с = 4

мм.

Для

стали с

ов = 65

87

кгс/мм2, угла (р = 60°,

t до

4 мм

и с — 4

мм

=1,1 мм/об.

Находим максимальную подачу, допускаемую жест­ костью заготовки (по прил. 12, с. 392). Для стали с ов = = 69 ... 82 кгс/мм2, поля допуска по Л12 (бывшего 5-го

класса "точности обработки),

t до 3,8 мм и диаметра заго­

товки D = 60 мм * 5 0доп =

2,6 мм/об. Учитываем по­

правочные коэффициенты.

При отношении длины заготовки к диаметру обработан­ ной поверхности

 

430

7;

KLm= 4,9.

D

62

 

 

При ф == 60°

K<t3 = 1,41.

Остальные поправочные

коэффициенты на подачу для заданных условий обработки равны единице, так как обрабатывается поверхность с допуском по Л12 (старое обозначение С5) и установка

заготовки — в

центрах.

 

17,9 мм/об.

Тогда 5 0доп = 2,6KLSKVS = 2,6-4,9* 1,41 =

Таким образом, для заданных условий работы подача

лимитируется

параметром

шероховатости обработанной

поверхности Rz = 80 мкм, так как S 0 = 0,7

0,9 мм/об

оказалась наименьшей из

всех допустимых

подач.

Полученную подачу окончательно проверяем по осе­ вой составляющей силы резания, допускаемой прочностью

механизма подачи станка Рх

. У станка 16К20 Рх =

= 600 кгс.

При заданных

условиях работы

и

подаче

S0 =

0,7 ... 0,9

мм/об (прил.

7, с. 382—383)

для

стали

с ав =

68 ... 81

кгс/мм2, t до 3,4 мм, S0 до 1,8 мм/об, угла

Ф = 60° при

работе в диапазоне скоростей главногр. дви­

жения

резания

65—155 м/мин (т. е. в диапазоне,

приме-

* При других условиях обработки может оказаться, что в графе «Подача-, стоит прочерк (например, при точении стали с ов = ; 55...

68 кгс/мм2 по 5-му классу точности (h12), t до 5,4 мм, D до 80 мм). Это

означает, что жесткость заготовки практически не лимитирует подачу.

няемом для предварительного точения конструкционной стали резцами из сплава Т5К10) сила Рх = 205 ... 145 кгс. Для заданных условий обработки (у = +12°, Я = 0) поправочные коэффициенты на силу Рх равны единице (там же). Так как Рх < Рхаоп (205 < 600), то S 0 =

= 0,7 ... 0,9 мм/об не лимитируется прочностью меха­ низма подачи станка. Таким образом, принятая 5 0 =» = 0,7 ... 0,9 мм/об является для заданных условий об­ работки максимальной технологически допустимой. При­

нимаем среднее

значение

S 0 = 0,8

мм/об.

Корректируем, подачу

по паспортным данным станка!

S0 = 0,8 мм/об (см. прил.

1 к данному сборнику).

3. Назначаем

период

стойкости

резца Т = 60 мин

(см. таблицу на с. 31 нормативов, где для Т = 60 мин поправочный коэффициент на скорость резания равен

единице).

Допустимый

износ резца из твердого сплава

по задней поверхности (прил. 3 , с. 370) для

черновой

обработки

углеродистой

и легированной стали

h3 = 1

1,4 мм.

 

 

 

4. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую резцом (по карте 6 , с. 44—45). Для <тв =

= 63

70 кгс/мм2, / до 4 мм, S0 до 0,97 мм/об и <р = 60°

при

наружном продольном точении vTBe„ = 73 м/мин.

Приведенный в карте поправочный коэффициент Кп0 для

заданных условий обработки не учитываем,

так как он

не предусмотрен для поковки. Следовательно,

va = vTa6jt

=73 м/мин (»1,21 м/с).

5.Определяем частоту вращения шпинделя, соответ­ ствующую найденной скорости i>„:

1000ри 1000-73 = 342 мин-1.

лD 3,14-68

Корректируем частоту вращения шпинделя по пас­ портным данным станка и устанавливаем действительное

значение частоты 'вращения: пд = 315 мин-1

(см. прил. 1

к данному сборнику).

 

6 .

Определяем действительную скорость главного дви­

жения

резания

 

 

 

лДпл

3,14-68.315 = 67 м/мин ( «

1,12 м/с).

 

1000

1000

 

7.Определяем мощность, затрачиваемую на резание

(по карте,7, с. 48). Для а8 = 59 ... 97 кгс/мма, t до 3,4 мм, 5 0 до 0,96 мм/об и v & 67 м/мин ЛГтабл = 4,9 кВт. Для

заданных условий обработки приведенный в карте по­

правочный

коэффициент на

 

мощность

К у =

1* Следова­

тельно,

Мрез =

Мтабл =

4,9

кВт.

 

 

 

 

 

 

 

8.

 

Проверяем, достаточна ли мощность привода станка.

Необходимо, чтобы Nvea

Nmn. Мощность на шпинделе

станка

 

по

приводу Мшп =

Nar\.

У

станка

16К20 Мд =

= 10

кВт;

п =

0,75;

Nmn = 10*0,75 =

7,5

кВт.

Следо­

вательно,

N реа < Nmu

(4,9 < 7,5),

т.

е.

обработка

воз­

можна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III. Основное время

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где £ — число рабочих

ходов.

 

I +

у +

А мм. Вре­

Длина

рабочего хода резца L =

зание

резца у = t ctg <р =

3ctg 60°

=

3*0,58 «

1,7

мм.

Перебег

резца

Д =

1

... 3

 

мм;

принимаем

Д =

2

мм.

Тогда

L =

280 + 1,7 +

2 =

283,7 мм;

£ = 1;

 

 

 

 

 

 

гр

283,7-1

.

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

315-0,8

^

МИН<

 

 

 

 

Пример 18. На токарно-винторезном станке 16К20 подрезается торец втулки диаметром D = 120 мм - до диаметра d = 80 мм. Припуск на обработку (на сторону) h = 2 мм. Параметр шероховатости обработанной по­ верхности Rz = 20 мкм. Материал заготовки — серый

чугун

СЧ 20

твердостью 210 НВ.

Обрабатываемая по­

верхность без

литейной

корки. Система

станок — при­

способление — инструмент — за­

 

 

готовка жесткая. Эскиз

обработки

 

 

показан на рис. 20. Необходимо:

 

 

выбрать режущий инструмент; на­

 

 

значить режим

резания

 

(допуска­

 

 

емую

резцом

скорость

 

главного

 

 

движения резания va и мощность

 

 

N рез,

затрачиваемую на

резание,

 

 

подсчитать по формулам); опреде­

 

 

лить основное время.

 

 

 

 

Решение (по справочнику [16]).

 

 

I. Выбираем резец и устанавли­

 

 

ваем его геометрические элементы.

 

 

Принимаем токарный

проходной

 

 

резец отогнутый правый. Материал

Рис. 20.

Эскиз обработки

рабочей части — пластины — твер­

к примеру 18

дый сплав ВК6 (табл. 3,

с. 116);

материал корпуса

резца — сталь 45; сечение

корпуса

резца 16 X 25:вдм;

длина резца 150 мм.

 

 

Из-за отсутствия рекомендаций по выбору геометри­ ческих элементов резца в используемом справочнике при­ нимаем их по справочнику [18]:-форма передней поверх­

ности — плоская о фаской,

типа Пб (табл. 29, с.

187);

у =

12е;. Уф =

—3°; а =

10°;

X = 0° (табл. 30, с.

188);

Ф =

45°; ф! =

45° (табл.

31,

с.

190;; г = 1 мм (табл.

32,

с.190 и табл. 4, примеч. 3, с. 420).

II. Назначаем режим резания (по справочнику [161).

1. Устанавливаем глубину резания. При снятии при­

пуска на

один проход t = h = 2 .мм.

2 . Назначаем подачу (по табл.

14, с. 268).

Для

параметра шероховатости

поверхности Rz =

= 20 мкм при обработке чугуна резцом с г — 1 мм реко­ мендуется S0 = 0,33 мм/об (для г = 0,8 мм) и S0= 0,42 мм/об (для г = 1,2 мм).

Принимаем для г — 1 мм среднее значение S0 = = 0,38 мм/об и, корректируя по паспорту станка, уста­ навливаем S 0 = 0,35. мм/об.*

3.Назначаем период стойкости резца. При одноинструментной обработке Т = 30 ... 60 мин (с. 268). При­ нимаем Т = 60 мин.

4.Определяем чскорость главного движения резания м/мин), допускаемую режущими свойствами резца (с. 265):

Из табл. 17 (с. 270) выписываем коэффициент и пока­ затели степеней формулы: для наружного продольного точения серого чугуна с НВ 190 при S0 0,4 резцом с пластиной из твердого сплава ВКб (с последующим учетом поправочных коэффициентов) Св = 292; хв =? 0,15; у„ = 0,2; m = 0,2 .

Учитываем поправочные коэффициенты на скорость:

Кщ = (табл. 1 , с. 261); щ, = 1,25 (табл. 2 , с. 26Й;

1,26

0,91'25 = 0,88;

'* Проверку подачи по лимитирующим факторам (см, стример 17) при окончательной обработке не выполняют, ;'*