Расчет режимов резания на точение аналитическим методом
Исходные данные:
На токарно-винторезном станке 16К20 производится
обточка напроход шейки вала D = 66 мм до d = 60hll мм на длине 
= 300 мм.
Параметр шероховатости обработанной поверхности 
= 6,3 мкм.
Заготовка — поковка, материал — сталь 40X, 
= 720 МПа (
72 кгс/мм2).
Способ крепления заготовки — в центрах и поводковом патроне.
Система станок - приспособление - инструмент - заготовка недостаточно жесткая.
Эскиз обработки приведен на рис.
Необходимо:
- выбрать режущий инструмент;
- назначить режим резания (допускаемую резцом скорость главного движения резания 
и мощность 
, затрачиваемую на резание, подсчитать по формулам);
- определить основное время.
Решение (цо справочнику.[СТМ_2]).
Рис. Эскиз обработки
Решение:
I. Выбираем резец и устанавливаем его геометрические элементы.
Тип резца — токарный проходной прямой правый.
Материал рабочей части — пластины — твердый сплав Т15К6 (табл. 6, с. 149);
материал корпуса резца — сталь 45.
Выбираем размеры поперечного сечения корпуса резца.
У станка 16К20 расстояние от опорной плоскости резца в резцедержателе до линии центров 25 мм. Поэтому для установки резца на станке вершиной по центру принимается высота корпуса Н = 25 мм. Этому размеру Н соответствует по стандарту ширина корпуса В = 16 мм. Таким образом, принимаем В x H = 16 x 25; длина резца 150 мм.
Геометрические элементы резца:
форма передней поверхности — радиусная с упрочняющей фаской (тип IIIб),
ширина радиусной лунки В = 2 мм,
радиус лунки R = 4 мм (табл. 29, с. 187);
передний угол 
= 15°;
передний угол на упрочняющей фаске 
= —5°;
главный задний угол 
= 12°;
угол наклона главной режущей кромки 
= 0° (табл. 30, с. 188);
главный угол в плане 
=60°;
вспомогательный угол в плане 
= 15° (табл. 31, с. 190);
радиус вершины 
= 1 мм (табл. 32, с. 190 и табл. 4, примеч. 3, с. 420).
II. Назначаем режим резания.
I. Определяем глубину резания. Припуск на обработку снимаем за один проход, т. е. принимаем i == 1. Тогда
(1)
2. Назначаем подачу (по табл. 4. с. 420).Для параметра шероховатости поверхности 
= 6,3 мкм (в таблице приведено старое обозначение 
), обработки стали резцом с радиусом при вершине = 1 мм 
= 0,45... 0,60 мм/об.
Учитываем поправочный коэффициент на подачу, равный 1,25 (там же, примеч. 1):
= (0,45 
0,60) 1,25 = 0,56... 0,75 мм/об.
Принимаем среднее значение 
= 0,65 мм/об.
Корректируем подачу по паспортным данным станка 16К20 (см. прил. 1 к данному сборнику): 
= 0,6 мм/об.
3. Назначаем период стойкости резца 
= 60 мин (с. 415).
4. Определяем скорость (м/мин) главного движения резания, допускаемую режущими, свойствами резца (с. 415):
(2)
По табл. 8 (с. 422) находим значения коэффициента 
и показателей степеней 
формулы.
Для наружного точения, твердого сплава Т15К6 и 
= 0,6 мм/об
= 350; 
=0,15; 
=0,35; 
= 0,2.
Учитываем поправочные коэффициенты на скорость резания
— общий поправочный коэффициент, равный произведению поправочных коэффициентов, учитывающих измененные условия обработки.
Определяем значения этих коэффициентов:
— поправочный коэффициент, учитывающий изменение механических свойств обрабатываемого материала (табл. 9, с. 424):
(3)
По условию 
=720 МПа; 
= 1,04;
— поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки (табл. 14, с. 426), 
== 0,8, так как заготовка — поковка с необработанной поверхностью;
— поправочный коэффициент, учитывающий изменение материала рабочей части инструмента (табл. 15, с. 426),
= 1, так как принят твердый сплав Т15К6;
— поправочный коэффициент, учитывающий изменение главного угла в плане 
(табл. 16, с.427) 
= 0,9, так как 
= 60°;
— поправочный коэффициент, учитывающий вид обработки (табл. 17, с.427)
= 1, так как осуществляется наружное продольное точение.
Определяем общий поправочный коэффициент на скорость главного движения резания
1,04 0,8 1 0,9 1 =0,749. (4)
Подставив все найденные величины в формулу, получим
В единицах СИ 
Определяем частоту вращения шпинделя, соответствующую найденной скорости:
= 
=564 мин-1. (5)
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка мод. 16К20 и устанавливаем действительное значение частоты вращения: 
500 мин-1
Определяем действительную скорость главного движения резания
= 
= 103,7 м/мин. (6)
В единицах СИ 
= 1,73 м/с.
7. Определяем главную составляющую силы резания (кгс)
(с. 427) (7)
табл. 20 (с. 429) находим значения коэффициента 
и показателей степеней формулы 
,' 
, 
Для наружного продольного точения твердосплавным резцом конструкционной стали 
= 750 МПа: 
300, = 1; 
, 
- 0,15
Учитываем поправочные коэффициенты на силу резания.
— общий поправочный коэффициент, равный произведению отдельных поправочных коэффициентов, учитывающих измененные условия обработки. Определяем значения этих коэффициентов:
— поправочный коэффициент, учитывающий изменение механических свойств обрабатываемого материала (табл. 21, с. 430);
(8)
Показатель степени пР определяем по табл. 22, с. 430. Для обработки конструкционной стали твердосплавным резцом 
0,75.
По условию 
720 МПа. Тогда
— поправочный коэффициент, учитывающий изменение главного угла в плане 
(табл. 24, с. 431).
Для 
и твердосплавного резца 
0,94;
—поправочный коэффициент, учитывающий изменение переднего угла 
(табл. 24, с. 431),
= 1, так как 
(принято по графе «
»);
— поправочный коэффициент, учитывающий изменениеугла наклона главной режущей кромки 
(табл. 24, с. 431), 
= 1, так как 
В приведенной формуле силы резания 
величина 
— действительная скорость резания, 
103,7 м/мин = = 1,73 м/с.
Определяем общий поправочный коэффициент на силу резания
(9)
Подставляем все найденные величины в формулу t
кгс.
В единицах СИ 
8. Определяем мощность, затрачиваемую на резание:
(с. 431),
где 
— в кгс, а 
— в м/мин;
= 4,81 кВт.
В единицах СИ
(10)
где 
—в Н, а 
—в м/с;
= 4,81 кВт.
9. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка.
Необходимо проверить выполнение условия
(11)
Мощность (кВт) на шпинделе станка по приводу
(12):
В паспортных данных станка 16К20 находим
10·0,75 = 7,5 кВт.
Следовательно, 4,81 < 7,5, т.е. обработка возможна.
В случае перегрузки станка по мощности необходимо определить коэффициент перегрузки 
(13)
Далее определяется новое - меньшее значение частоты вращения шпинделя станка 
(мин-1), при котором будет выполняться условие 
При этом исходят из того, что мощность, затрачиваемая на резание, прямо пропорциональна скорости главного движения резанияи частоте вращения шпинделя 
:
(14)
где 
— действительное значение частоты вращения шпинделя, принятое выше в п. 5 решения. Нужно учитывать также, что электродвигатели металлорежущих станков допускают кратковременную (длительность до 1 мин) перегрузку на 25 % их номинальной мощности.
