Что называется скоростью резания

Скорость резания

Расчёт скорости резания при точении и растачивании

Скорость резания рассчитывают по эмпирическим формулам, установленным для каждого вида обработки. Величина скорости резания определяется из условия сохранения периода стойкости режущего инструмента.

При продольном и поперечном точении, при растачивании скорость резания, м/мин, рассчитывают по формуле

, (1)

Под «стандартными» условиями понимают:

обработка стали 45, с s _в = 750 МПа, без корки, режущим инструментом из твёрдого сплава Т15К6 и т.д.

— период стойкости режущего инструмента, мин;

— глубина резания, мм;

Реальные условия обработки зачастую существенно отличаются от «стандартных«. Поэтому, для получения значения скорости резания в реальных условиях, вводится поправочный коэффициент k_v, учитывающий их отличие от «стандартных«.

(2)

— коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала (табл.7- 10);

— коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки (табл.11);

— коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала (табл. 12).

Скорость резания при отрезании, прорезании пазов и фасонном точении определяется по формуле

(3)

Определённая по формулам (1) и (3) скорость резания является расчетной и носит рекомендательный характер.

, (4)

— диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

(5)

Во всех дальнейших расчётах участвуют значения фактической скорости резания (V_ф) и паспортное значение частоты вращения шпинделя станка(n_ст) _.

Источник

Элементы режима резания

Режимом резания называется совокупность элементов, определяющих условия протекания процесса резания.

К элементам режима резания относятся – глубина резания, подача, период стойкости режущего инструмента, скорость резания, частота вращения шпинделя, сила и мощность резания.

Аналитический (расчетный) метод определения режима резания менее трудоёмок и более предпочтителен при учебном проектировании технологических процессов механической обработки резанием. Он сводится к определению, по эмпирическим формулам, скорости, сил и мощности резания по выбранным значениям глубины резания и подачи.

Выбор режущего инструмента

Его следует начинать с анализа шероховатости поверхностей детали, которая задана на чертеже. В зависимости от параметра шероховатости выбирается метод обработки данной поверхности, которому соответствует свой специфический режущий инструмент. В табл. 1 приведена зависимость шероховатости поверхности от различных методов обработки.

Немаловажное значение для расчета режимов резания имеет выбор материала инструмента. При его выборе следует руководствоваться рекомендациями табл. 2. Для тонких (отделочных) методов обработки материалов с высокими скоростями резания (свыше 500 м/мин) рекомендуется применение сверхтвердых инструментальных материалов.

Наиболее распространенными среди них являются материалы, полученные на основе кубического нитрида бора.

Выбор и назначение глубины резания

Рис. 1.Схема к определению глубины резания при точении

Глубиной резания называется расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по нормали к последней.

При черновых методах обработки назначают по возможности максимальную глубину резанияt, равную всему припуску или большей части его. При чистовом резании припуск срезается за два прохода и более. На каждом следующем проходе следует назначать меньшую глубину резания, чем на предшествующем. Глубину последнего прохода назначают в зависимости от требований точности и шероховатости обработанной поверхности.

В данной работе рекомендуются следующие глубины резания t, мм:

черновая обработка t >2;

При сверлении глубина резания t=0,5·D, при рассверливании, зенкеровании и развертывании t=0,5·(D-d) мм, где

Рис. 2.Схемы для определения глубины резания при сверлении (а) и рассверливании (б) отверстий.

При отрезании, точении канавок и фасонном точении глубина резания приравнивается длине лезвия резца (см. рис. 3).

Рис. 3. Схема к определению глубины резания при отрезании

Выбор величины подачи

Подачей называется путь, пройденный какой-либо точкой режущей кромки инструмента, относительно заготовки, за один оборот заготовки (режущего инструмента), либо за один двойной ход режущего инструмента.

Различают подачу на один зуб S_z, подачу на один оборот S и подачу минутную S_м, мм/мин, которые находятся в следующей зависимости:

(1)

При черновом точении выполняется вариантный расчёт режимов резания для нескольких значений подач в диапазоне, ограниченном чистовой (табл. 3) и максимальной подачей, допустимой прочностью режущей пластины (табл. 4).

При обработке отверстий осевым режущим инструментом выбирают рекомендуемую подачу, допустимую по прочности инструмента (табл.5).

В учебных целях рекомендуется значения подач выбирать из наиболее распространённого диапазона: 0,05- 0,5 мм/об.

Выбор значения периода стойкости

Периодом стойкости (стойкостью) режущего инструмента называется время его непрерывной работы между двумя смежными переточками.

Выбор значения периода стойкости режущего инструмента рекомендуется сделать из следующего ряда:

Меньшие значения периода стойкости следует назначать для мелких инструментов.

Источник

Что называется скоростью резания

Парфеньева И.Е. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ. М.: Учебное пособие, 2009

3. Классификация и характеристика движения резания. Режимы резания. Качество обработанной поверхности Параметры процесса резания. Общая характеристика способа точения.

3.1. Классификация и характеристика движения резания

Чтобы с заготовки срезать слой металла, необходимо режущему инструменту и заготовке сообщить относительные движения. Эти относительные движения обеспечиваются рабочими органами станков, в которых заготовка и инструмент устанавливаются и закрепляются.

Движения рабочих органов станков делят на рабочие или движения резания, установочные и вспомогательные.

Рабочие или движения резания – это движения, которые обеспечивают срезание с заготовки слоя металла. К ним относят главное движение резания и движение подачи.

Установочные движения – движения, обеспечивающие взаимное расположение инструмента и заготовки для срезания с нее определенного слоя материала.

Вспомогательные движения – движения рабочих органов станков, не имеющие прямого отношения в процессу резания. Примерами служат: быстрые перемещения рабочих органов, переключение скоростей резания и подач и др.

Для любого процесса резания можно составить схему обработки. На схеме условно обозначают обрабатываемую заготовку, ее установку и закрепление на станке, закрепление и положение инструмента относительно заготовки, а также движения резания. Инструмент показывают в положении, соответствующем окончанию обработки поверхности заготовки. Обработанную поверхность на схеме выделяют утолщенными линиями. Показывают характер движений резания.

На заготовке различают: обрабатываемую поверхность 1, с которой срезается слой металла; обработанную поверхность 3, с которой металл уже срезан; поверхность резания 2, образуемую в процессе обработки главной режущей кромкой инструмента.

Рис.1. Схемы обработки заготовки точением и сверлением

3.2. Режимы резания

Рис.2. Элементы режима резания и геометрия срезаемого слоя

Скорость резания V – это расстояние, пройденное точкой режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении главного движения в единицу времени. Скорость резания имеет размерность м/мин или м/сек.

При точении скорость резания равна:

м / мин

где D заг – наибольший диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм; n – частота вращения заготовки в минуту.

Подачей S называют путь точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за один оборот или один ход заготовки или инструмента.

Подача в зависимости от технологического метода обработки имеет размерность:

мм/об – для точения и сверления;

мм/об, мм/мин, мм/зуб – для фрезерования;

мм/дв.ход – для шлифования и строгания.

Глубиной резания t называют расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями заготовки, измеренное перпендикулярно последней. Глубину резания относят к одному рабочему ходу инструмента относительно обрабатываемой поверхности. Глубина резания имеет размерность мм. При точении цилиндрической поверхности глубина резания определяется по формуле :

где d –диаметр обработанной цилиндрической поверхности заготовки, мм.

Глубина резания всегда перпендикулярна направлению движения подачи. При подрезании торца глубиной резания является величина срезаемого слоя измеренная перпендикулярно к обработанному торцу. При прорезании и отрезании глубина резания равна ширине канавки, образуемой резцом.

Глубина резания и подача являются технологическими величинами, которыми оперируют в производственных условиях (при нормировании). Для теоретических исследований имеют значение геометрические величины срезаемого слоя: ширина, толщина и площадь срезаемого слоя.

Шириной срезаемого слоя « b » называется расстояние в мм между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по поверхности резания.

,

где — главный угол в плане.

Толщиной срезаемого слоя « a » называется расстояние в мм между двумя последовательными положениями поверхности резания за один оборот обрабатываемой детали, измеренное перпендикулярно к ширине срезаемого слоя

.

Площадь срезаемого слоя « f » равна

Эта площадь сечения срезаемого слоя называется номинальной. Действительная площадь срезаемого слоя будет меньше номинальной за счет гребешков, оставляемых резцом на обработанной поверхности. Высота и форма остающихся гребешков влияет на шероховатость обработанной поверхности.

3.3. Качество обработанной поверхности

Качество обработанной поверхности определяется геометрическими и физическими характеристиками поверхностного слоя. Геометрические характеристики поверхности дают представление о погрешностях механической обработки. К этим погрешностям относятся:

· макрогеометрия поверхности, характеризуемая погрешностями формы, как, например, выпуклостью или вогнутостью плоских поверхностей и конусностью, бочкообразностью, седлообразностью, овальностью и огранкой цилиндрических поверхностей;

Шероховатость поверхности определяет продолжительность нормальной работы деталей и машин. От степени шероховатости поверхности зависят износостойкость поверхностей трущихся пар, антикоррозионная стойкость деталей машин, стабильность посадок.

Чем грубее обработана деталь, тем меньше ее износостойкость. Наличие микронеровностей вызывает концентрацию напряжений во впадинах гребешков, что приводит к появлению трещин и снижает прочность деталей (особенно работающих при знакопеременных нагрузках).

Шероховатость на деталях после обработки оказывает значительное влияние на коррозионную стойкость. Очаги коррозии образуются в первую очередь во впадинах. Чем чище обработана поверхность, тем выше ее коррозионная стойкость.

Шероховатость оказывает влияние на стабильность подвижных и неподвижных посадок. Значительная шероховатость изменяет расчетную величину зазора или натяга.

Высота неровностей на обработанной поверхности зависит от величины подачи, геометрии резца (радиуса резца при вершине, главного и вспомогательного углов в плане и ). Кроме того, высота неровностей зависит от обрабатываемого материала, скорости резания, нароста, износа резца, вибраций и т.д.

Общая высота неровностей складывается из расчетной (теоретической) части шероховатостей и шероховатостей, возникающих от технологических факторов.

При обработке резцом, для которого радиус при вершине =0, теоретическая высота неровностей равна

где S – подача, мм/об; , — главный и вспомогательный углы в плане, град.

При :

.

Зависимость приближенная, так как не учитывает влияние технологических факторов. Высота неровностей возрастает с увеличением подачи, а также углов и и уменьшается с увеличением радиуса .

Влияние технологических факторов на шероховатость поверхности:

1.Скорость резания. В диапазоне скоростей резания, где нарост имеет максимальное значение, получается наибольшая шероховатость. Так, для стали средней твердости наибольшая шероховатость поверхности получается в диапазоне 15-30 м/мин.

2.Глубина резания непосредственно не влияет на высоту микронеровностей.

3.Чем выше вязкость обрабатываемого материала, тем больше высота шероховатостей.

4.Применение СОЖ уменьшает размеры неровностей.

На шероховатость обработанной поверхности влияет шероховатость на режущей кромке инструмента. Она копируется и непосредственно переносится на обработанную поверхность.

3.4. Параметры процесса резания

Основное технологическое время обработки Т о –это время, затрачиваемое непосредственно на процесс изменения формы, размеров и шероховатости обрабатываемой поверхности заготовки.

Для токарной обработки

,

где -путь режущего инструмента относительно заготовки в направлении подачи; l –длина обработанной поверхности, мм; –величина врезания () и перебега резца (1–2), мм;

i – число рабочих ходов резца, необходимое для снятия материала, оставленного на обработку;

n – частота вращения заготовки, об/мин;

Производительность обработки Q –количество деталей, обрабатываемых за определенное время Т (смена, час)

,

где Тк время обработки детали.

Если норма выработки или производительность определяются за час, то

, шт / час.

Время обработки детали

,

t п.з. – подготовительно-заключительное время, отнесенное к одной детали.

,

,

где t o –основное (технологическое) время, затрачиваемое на резание;

Отдельные составляющие штучного времени определяются по нормативно-справочным данным.

Элементы режима резания назначают следующим образом:

1. сначала выбирают глубину резания. При этом стремятся весь припуск на обработку снять на один проход режущего инструмента. Если по технологическим причинам необходимо сделать два прохода, то при этом на первом проходе снимают 80% припуска, при втором 20%;

2. выбирают величину подачи. Рекомендуют назначать наибольшую допустимую величину подачи, учитывая требования точности и шероховатости обработанной поверхности, а также режущие свойства материала инструмента, мощности станка и другие факторы;

3. определяют скорость резания по эмпирическим формулам. Например, для точения

Т – стойкость резца в минутах;

4. по найденной скорости определяется число оборотов шпинделя станка и по паспорту станка выбирается ближайшее меньшее

, об / мин..

Источник

Скорость резания и подача

ТОЧЕНИЕ. ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

Краткие методические указания

Цель занятия

Целью занятия является закрепление теоретического материала по теме «Общие сведения о резании материалов» и получение практических навыков в определении элементов резания.

Формульные зависимости, используемые для определения элементов резания по-школьному просты, поэтому основная задача занятия: не столько получить навыки решения, сколько «почувствовать» размерность и порядок величин, которыми придется оперировать. Четкие представления о размерности и примерных значениях глубины резания, подачи, скорости резания помогут в дальнейшем осуществлять самоконтроль при назначении режимов резания.

Порядок подготовки к занятию и работы на нем

А) Подготовка к занятию:

1. Изучить теорию вопроса, ознакомиться с данной методической разработкой.

2. Ответить на вопросы для самопроверки.

Б) Работа на занятии:

1. Контроль готовности к занятию.

2. Разбор примеров решения задач.

3. Решение вариантов.

4. Обсуждение полученных результатов.

Элементы режимов резания

Поверхности на обрабатываемых заготовках

При обработке резанием с заготовки, слой за слоем, срезается припуск на обработку. За первый проход режущего инструмента с заготовки срезается исходная поверхность. При этом на заготовке образуется новая поверхность. За второй проход с заготовки срезается очередной слой металла, исчезает поверхность, полученная при первом проходе, и образуется новая. Процедура повторяется, пока не будет удален весь припуск.

Поверхности на заготовке, срезаемые за каждый очередной проход инструмента – обрабатываемые поверхности.

Поверхности на заготовке, вновь образуемые во время очередного прохода инструмента – обработанные поверхности.

Промежуточную поверхность, временно существующую в процессе резания между обрабатываемой и обработанной поверхностями, принято называть поверхностью резания (рисунок 1).

Рисунок 1 – Поверхности на обрабатываемых заготовках при точении (а) и строгании (б)

Глубина резания

Чтобы срезать слой металла, лезвия инструмента должны проникнуть в металл на определенную глубину. Величину проникновения лезвий в металл заготовки во время каждого прохода называют глубиной резания. Ее принято обозначать буквой и выражать в миллиметрах.

Как правило, глубина резания определяется расстоянием между обрабатываемой и обработанной поверхностями (рисунок 1). При точении и расточке глубина резания определяется по формуле

, (1)

где – диаметр обрабатываемой (при точении) или обработанной (при расточке) поверхности;

– диаметр обработанной (при точении) или обрабатываемой (при расточке) поверхности.

Если припуск, оставленный на обработку снимается за два прохода инструмента, то каждый проход будет характеризоваться своим значением глубины резания.

Кинематика резания

Для организации процесса резания должно быть обеспечено относительное взаимное перемещение заготовки и режущего инструмента. Взаимосогласованность движений обеспечивается механизмами металлорежущих станков, реализующими два простейших движения – вращательное и поступательное. Сочетания и количественные соотношения этих движений определяют все известные виды обработки металлов резанием. Так при точении заготовке сообщается вращательное, а режущему инструменту – поступательное движение.

Движение, происходящее с наибольшей скоростью по сравнению с движениями других органов – главное движение резания . Остальные движения являются вспомогательными и определяют движения подачи .

При точении вращательное движение заготовки – главное движение резания, поступательное движение режущего инструмента – движение подачи. Последнее необходимо для обеспечения врезания лезвий инструмента в материал заготовки и отделения срезаемого слоя в виде стружки на всей обрабатываемой поверхности.

Сочетания исходных движений регламентированы системой принципиальных кинематических схем резания. Классификационный реестр содержит несколько сот принципиальных кинематических схем резания. На рисунке 2 в качестве примера показаны три простейшие кинематические схемы, когда в процессе резания действуют:

1) одно прямолинейное главное движение (рисунок 2,а);

2) два прямолинейных движения – главное движение и движение подачи (рисунок 2,б);

3) одно вращательное главное движение и одно прямолинейное движение подачи (рисунок 2,в).

Рисунок 2 – Принципиальные кинематические схемы

Скорость резания и подача

Реализация главного и вспомогательного движений требует их количественной оценки. Главное движение имеет наибольшую скорость и, значит, определяет направление и скорость деформации срезаемого слоя металла, направление схода стружки и ее форму.

Поэтому скорость главного движения является скоростью резания. Скорость резания обозначается буквой и выражается в м/мин. Скорость резания может сообщаться как инструменту так и обрабатываемой заготовке.

При точении главное движение является вращательным, а, следовательно, скорость резания количественно равна линейной скорости точек заготовки или инструмента, находящихся во взаимодействии

, (2)

где – диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм;

– частота вращения заготовки, об/мин.

Количественной оценкой движения подачи является отношение расстояния, пройденного точкой лезвия режущего инструмента в направлении движения подачи к числу циклов главного движения , численно выражаемое подачей. Так при точении подача – это расстояние, пройденное режущим инструментом в направлении подачи за один оборот заготовки. В этом случае подача обозначается буквой (или ) и выражается в мм/об.

В другом случае в зависимости от единицы измерения циклов главного движения подача может выражаться:

— в миллиметрах на зуб (мм/зуб), если устанавливается перемещение за поворот инструмента на один угловой шаг режущих зубьев ;

— в миллиметрах на двойной ход (мм/дв.ход), если перемещение соответствует одному двойному ходу инструмента .

При выполнении отдельных операций удобно задавать подачу в миллиметрах в минуту (минутная подача, ).

В рассматриваемом случае точения подача связана с минутной подачей простейшей зависимостью

, (3)

где – частота вращения заготовки (шпинделя станка), мм/об.

Источник