Как рассчитать режимы резания при точении детали?

Методика расчёта режимов резания представленная в данной статье позволяет довольно легко вычислить режимы резания при токарной обработке деталей. Стоит отметить, что вычисление режимов резания выполняется с использованием табличных данных учитывающих характер обработки, а также геометрию и материалы обрабатываемой детали и режущего инструмента. Для большего понимания методики вычисления произведём расчёт режимов резания на конкретном примере.

Пример. Обрабатываемая заготовка имеет первоначальный диаметр Ø60мм и изготовлена из легированной стали 38ХА (σ_в=930МПа, твердость 207НВ). Необходимо рассчитать режимы резания при наружной проточке детали. Диаметр поверхности детали после обработки d=56h8(_-0.046), а шероховатость Ra1.6. Заготовка будет обрабатываться с помощью проходного резца, на котором установлена твердосплавная пластина марки Т5К10 (радиус при вершине r=1,2, державка резца сечением 25х25) (см. рис.1). Обработка выполняется в два прохода: черновой и чистовой. Глубина резания при черновой обработке t=1,9мм, а диаметр обрабатываемой поверхности после обработки равен d=56,2±0,1. Глубина резания при чистовой обработке равна t=0,1мм, и соответственно диаметр после чистовой равен d=56h8(_-0.046).

В начале расчёта определим подачи при черновой и чистовой обработке. Величина подачи при черновом точении должна быть максимально допустимой по мощности и напрямую зависит от жесткости станка и прочности режущего инструмента. Подача при чистовом точении определяется в зависимости от требуемых параметров чистоты обработки. Подачи определяем с помощью справочных таблиц. Для нашего примера подача при черновой обработке будет равна s=0,5 мм/об. При чистовом проходе с учетом поправочного коэффициента K_s=1,25 (σ_в=930МПа) подача равна: s=0,165 × 1,25=0,206 мм/об.

Определив величины рабочих подач, произведем расчёт скорости резания, которая при наружном продольном и поперечном точении и растачивании вычисляется по следующей формуле:

где С_v,m,x,y – поправочные коэффициенты значения, которых выбираются из справочных таблиц; t – глубина резания (мм); s – величина подачи (мм/об); T – стойкость инструмента, варьируется в пределах 45-60мин (для нашего примера выбираем стойкость T=60мин); K_v – коэффициент который является произведением коэффициентов учитывающих различные дополнительные факторы. Определим величины коэффициента К_v для нашего примера:

где К_пv – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки (если заготовка прокат К_пv=0.9, если поверхность заготовки без корки К_пv=1); К_иv=0,65 – коэффициент, который учитывает влияние инструментального материала на скорость резания; К_мv – коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала. Коэффициент К_мv для стали 38ХА определяется следующим образом:

где коэффициент К_г=1 и показатель степени n_v=1 определяются по таблицам; σ_в=930МПа – временное сопротивление материала (предел прочности). Величины всех вышеперечисленных коэффициентов выбираются из справочных таблиц.
Стоит отметить, что при отрезании, прорезании и фасонном точении формула расчёта скорости резания имеет следующий вид:

Находим скорость резания при черновой обработке:

При чистовой обработке скорость резания будет равна:

Определяем число оборотов заготовки при черновой обработке: