Алгоритм розроблення програмного файлу до завдання

1. Завдання початкових даних – діаметральних і лінійних розмірів заготовки і обробленої деталі.

2. Визначення глибини різання при обробленні зовнішньої поверхні:

 

                                            ,                                     (1)

де h – припуск на оброблення;

D_з – діаметр заготовки, мм;

D_д – діаметр деталі, мм.

 

При поперечному точінні:

 

                                          ,                                   (2)

де L_з –довжина заготовки, мм;

L_д –довжина деталі, мм.

 

При відрізанні:

 

                                                                                               (3)

де b – ширина ріжучої кромки відрізного різця, мм.

 

При напівчистовому обробленні (  мкм, але  мкм) і припуску мм оброблення здійснюють за два проходи. Для першого проходу приймають , для другого .

При  мм напівчистове оброблення здійснюють за один прохід.

При чистовому обробленні  мкм оброблення здійснюють за два, а іноді і за три проходи (  мкм). Розподілення припуску здійснюють, як і при напівчистовому обробленні, при будь-якому значенні h. Подальший розрахунок і дослідження режиму різання необхідно робити для чорнового проходу. Для чистового проходу елементи режиму різання призначити за таблицями нормативів [1].

3. Завдання подачі різання. Величину подачі S для чорнового оброблення визначають за таблицею чорнових подач залежно від глибини різання і діаметру заготовки [1, табл. 11-12, с. 364-365].

3.1. Перевірка подачі виходячи з міцності різця.

Необхідно забезпечити справедливість нерівності:

 

                                                                               (4)

де Pz – тангенціальна складова сили різання, Н;

Pz_р – сила різання, допустима міцністю різця, Н.

 

Силу різання Pz визначаємоза формулою:

 

                         ,                  (4)

де С_Pz – коефіцієнт, що враховуєумови оброблення;

t – глибина різання, мм;

S – подача, мм/об;

V –швидкість різання, м/хв;

X_Pz, Y_Pz, n_Pz – показники ступеню, відповідно при глибині, подачі и швидкості різання;

k_Pz –загальнийпоправочний коефіцієнт.

 

Значення параметрів С_Pz, X_Pz, Y_Pz, n_Pz знаходять у довідковій літературі [1, табл. 22 с. 372-373]. Для попередніх розрахунків швидкість різання приймають  м/хв.

Поправочний коефіцієнт  вибирають у довідковій літературі [1, табл.9-10, 23, с.362-363, 374].

Припустиму силу за міцністю різця розраховують по формулі:

 

                                     ,                                       (5)

де [ s _i ] –припустиме напруження при згинання матеріалу державки різця – МПа для сирої сталі марок 45 и 40Х; МПа – для загартованої сталі;

W – момент опіруперерізу державки різця, мм³:

– для державки прямокутного перерізу;

 – для державки квадратного перерізу;

 – для державки круглого перерізу;

l – винос різця, мм:

Н – при зовнішньомуточінні;

 мм – при розточуванні;

 мм – при відрізанні.

 

3.2. Перевірка подачі виходячи з жорсткості різця.

Необхідно забезпечити таку умову:

 

                                                ,                                         (6)

де Pz_ж – сила різання, що допускається жорсткістю різця:

                                              ,                                       (7)

де Е – модуль пружності матеріалу державки різця,  Н/мм² – для сталі;

I – момент інерціїперерізу державки різця, мм⁴:

 – для державки прямокутного перерізу;

 – для державки квадратного перерізу;

 – для державки круглого перерізу;

[ f ] –допустима величина прогину вершини різця, мм:

 мм – при чорновому точінні;

 мм – при чистовому точінні;

l – винос різця, мм.

 

3.3. Перевірка подачі виходячи з жорсткості деталі.

Необхідно забезпечити справедливість нерівності:

 

                                                ,                                         (8)

де P_Y – радіальна складова сили різання, .

P_Yж – радіальна сила, що допускаєтьсяжорсткістю деталі:

- при встановленні деталі в центрах: ;                         (9)

- при встановленні в патроні і підтисканні центром: ; (10)

- при встановленні деталі в патроні: ,                          (11)

де [ f ] – допустима стріла прогину деталі, мм:

, де Δ – поле допуску на дану операцію;

Е – модуль пружності матеріалу:

-  Н/мм² – для сталі;

-  Н/мм² – для чавуну;

I – момент інерції поперечного перерізу деталі, мм⁴;

L – довжина деталі (заготовки), мм.

 

3.4. Перевірка подачі виходячи з міцності пластини твердого стопу.

Необхідна умова, що повинна виконуватися:

 

                                                ,                                        (12)

де Pz_пл – сила різання, що допускається міцністю пластини твердого стопу:

                             ,                      (13)

де С – товщина пластини твердого стопу:

- мм – для різців зперерізом державки 20´20; 25´25 мм;

-  мм – для різців з перерізом державки 25´32; 32´32 мм;

-  мм – для різців з перерізом державки 40´40 мм.

 

3.1. Перевірка подачі виходячи з міцності механізму подачі верстата.

Повинна виконуватися наступна умова:

 

                                              ,                                      (14)

де P_Хвер –сила різання, що допускається міцністю механізму подачіверстату (паспортна величина).

Якщо результати перевірок незадовільні, необхідно зменшувати величину подачі робочого інструменту. Коригуємо подачу S по паспорту верстата, взявши найближчу меншу або рівну їй величину (допускається перевищення не більше 5%).

4. Розрахунок швидкості різання.

Швидкість різання визначається за формулою:

 

                                          ,                                   (15)

де T – період стійкості різця ( хв при одноінструментальному обробленні) [1, с. 361];

C_V, m, X_V, Y_V – значення постійного коефіцієнта й показниківступеню вибирають за довідковою літературою [1, табл. 17, с. 367-368] в залежності від умов оброблення;

k_V –поправочнийкоефіцієнт на швидкість різання, що враховує задані умови оброблення:

                           ,                    (16)

значення поправочних коефіцієнтів вибираютьза довідковою літературою [1 табл. 1-8, 18, с. 358-362, 369].

 

Визначаємо частоту обертання шпинделя (хв^{- 1}):

 

                                               .                                        (17)

 

Отримане значення n коригуємо за паспортом верстата, приймаючи найближче менше значення , після чого визначають дійсну швидкість різання:

 

                                               .                                       (18)

 

5. Розрахунок ефективної потужності різання.

Ефективну потужність різання визначаємо за формулою (кВт):

 

                                              .                                      (19)

 

6. Визначення коефіцієнта використання верстатуза потужністю.

Коефіцієнт використання верстатуза потужністю визначають за формулою:

 

                                                ,                                        (20)

де N _д – потужність двигуна головного руху, кВт;

η – ККД верстату, .

 

Якщо (перевантаження буде перевищувати 5%), проводять коригування режимів різання за рахунок зменшення швидкості різання. В цьому випадку:

 

                                                                                (21)

 

7. Розрахунок обертового моменту на шпинделі верстату.

Розрахунок обертового моменту на шпинделі верстату виконують з метою перевірки його за максимальним значенням, що допускається міцністю механізму головного руху.

Обертовий момент різання М_різ повинен бути менше обертового моменту, що допускається міцністю механізму головного руху:

 

                                             ,                                      (22)

 

Обертовий момент різання визначають за формулою:

 

                                             .                                     (23)

 

Обертовий момент, що допускається міцністю механізму головного руху:

 

                                                                            (24)

 

Якщо результати перевірки незадовільні, необхідно зменшити значення подачі.

8. Розрахунок основного технологічного (машинного) часу.

Основний технологічний час одного проходу розраховують за формулою (хв):

 

                                                ,                                        (25)

де L – довжина робочого ходу інструменту у напрямку подачі, мм:

                                        ,                                 (26)

де L _д – довжина поверхні, що оброблюється, мм;

l _вр – величина врізання інструменту, мм,

                                                             (27)

де φ – головний кут у плані, град;

l _пер – величина перебігу інструменту – приймається 1..2 мм.

 

9. Виконати дослідження режимів токарного оброблення від швидкості різання.Необхідно задати швидкість різання варіаційною, а подачу і глибину різання – постійними величинами. Виконати дослідження складових сили різання і потужності різання від швидкості різання. Побудувати відповідні графічні залежності.

10. Виконати дослідження режимів токарного оброблення від подачі. Необхідно задати подачу варіаційною, а швидкість різання і глибину різання – постійними величинами. Виконати дослідження складових сили різання і потужності від подачі. Побудувати відповідні графіки.

11. Виконати дослідження режимів токарного оброблення від глибини різання. Необхідно задати глибину різання варіаційною, а подачу і швидкість різання – постійними величинами. Виконати дослідження складових сили різання і потужності від глибини різання. Побудувати графіки.

12. Зробити висновки за результатами досліджень складових сили різання і потужності від режимів токарного оброблення.

 

Контрольніпитання

1. Який порядок виконання завдання розрахунку і моделювання режимів токарного оброблення?

2. У чому сенс перевірочних розрахунків в режимній частині?

3. За якими критеріями оцінюється ефективність оброблення?

4. Які контрольовані енергосилові параметри цікавлять дослідника при виконанні моделювання режимів різання?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3