Как рассчитать мощность резания

Значение подачи, рассчитанное по формуле (2.19),

Коэффициент К_V является произведением коэффициентов, учитывающих влияние состояния поверхности К_ПV, материала инструмента К_ИV, материала заготовки К_MV Значения коэффициентов определяются из ([2], табл.1-6, с.261- 263)

Коэффициент, учитывающий материал заготовки, рассчитывается по формуле

где К_Г = 1 – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, выбирается по ([2], табл.2, с.262);

n_V =1 – показатель степени, выбирается из ([2], табл.2, с.262).

МПа – временное сопротивление на разрыв обрабатываемого материала.

Значение коэффициента, учитывающего материал заготовки, рассчитанное по формуле (2.20),

Значение скорости резания, рассчитанное по формуле (2.18),

Расчет сил резания

Силу резания принято раскладывать на составляющие силы, направленные по осям координат станка (тангенциальную P_z, радиальную P_y и осевую P_х). Эти составляющие рассчитываются по формуле

где t = 4 мм – глубина резания;

s = 0,12 мм/об – подача;

V = 135 м/мин – скорость резания.

В формуле (2.21) постоянная С_р и показатели степени x, y, n для расчетных условий обработки для каждой из составляющих силы резания выбираются из ([2], табл.22, с.273).

Для тангенциальной составляющей силы резания P_z значения постоянной и показателей степени

Для радиальной составляющей силы резания P_у значения постоянной и показателей степени

Для осевой составляющей силы резания P_х значения постоянной и показателей степени

В формуле (2.21) поправочный коэффициент К_р представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания

В формуле (2.22) численные значения коэффициентов выбираются из ([2], табл.9,10 и 23, с.264, 265, 275).

Коэффициент К_мр определяется по формуле

где МПа – временное сопротивление разрыв обрабатываемого материала;

n = 0,75 – показатель степени при обработке резцами.

Значение коэффициента К_мр, рассчитанное по формуле (2.23),

Для тангенциальной составляющей силы резания P_z значения поправочных коэффициентов

Значение поправочного коэффициента для тангенциальной составляющей силы резания, рассчитанное по формуле (2.22),

Для радиальной составляющей силы резания P_у значения поправочных коэффициентов

Значение поправочного коэффициента для радиальной составляющей силы резания, рассчитанное по формуле (2.22),

Для осевой составляющей силы резания P_х значения поправочных коэффициентов

Значение поправочного коэффициента для осевой составляющей силы резания, рассчитанное по формуле (2.22),

Значения тангенциальной, радиальной, осевой составляющих силы резания, рассчитанные по формуле (2.21),

Расчет мощности резания

Мощность резания рассчитывается по формуле

где P_z = 961 Н – тангенциальная составляющая силы резания;

V = 135 м/мин – скорость резания.

Значение мощности резания, рассчитанное по формуле (2.24),

Сила резания R – результирующая сил сопротивления перемещению, действующих на инструмент.

Силу резания R принято раскладывать на составляющие силы – тангенциальную P_z , радиальную P_y и осевую P_x.
При точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов и фасонном точении тангенциальную составляющую, H, рассчитывают по формуле

Сp; xp; yp; np – эмпирические коэффициент и показатели степени, приведённые в табл.15;

t – глубина резания (при отрезании, прорезании и фасонном точении – длина лезвия резца), мм;

Kp = KMp·K j p·K g p·K l p·Krp – поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов приведены в табл. 13 и 16.

Для определения сил P_y и P_x существуют аналогичные эмпирические формулы. Однако для упрощения и ускорения расчётов величины радиальной P_y и тангенциальной P_x сил резания рекомендуется [3] принимать по следующим соотношениям

Мощность резания, кВт, рассчитывают по формуле

(10)

С учётом потерь, мощность привода, кВт, определится

(11)

где h – к.п.д. станка, (принимается равным 0,85).

Проверка режима резания по мощности резания

Расчитаный режим резания необходимо проверить на достаточность мощности привода станка. Найденное значение N_пр сравнивается с паспортным значением N_пр пасп станка, проверяется условие

(12)

В случае несоблюдения этого условия следует уменьшить силу резания соответствующим изменением периода стойкости инструмента, подачи или глубины резания.

Проверка резца на изгиб

После проведения проверки по мощности резания производится проверка прочности державки резца на изгиб от действия тангенциальной составляющей силы резания (см. рис. 4).

Рис. 4. Схема к определению длины вылета резца.

При этом должно соблюдаться условие:

(13)

B – ширина поперечного сечения державки резца, мм ;

Н – высота поперечного сечения державки резца, мм ;

l_р – вылет резца из резцедержателя, мм:

При несоблюдении данного условия следует уменьшить вылет резца, увеличить размеры поперечного сечения державки, или уменьшить P_z соответствующим изменением режима резания.

Проверка на точность обработки

Радиальная составляющая силы резания P_y может вызвать продольный изгиб заготовки. Поэтому необходима проверка жёсткости обрабатываемой детали, которая проводится исходя из условий точности обработки.

Максимальная нагрузка, Н, допускаемая жёсткостью заготовок, определяется по формуле:

(14)

f – стрела прогиба детали, мм.

Можно рекомендовать:
• при черновом точении f = 0,1 – 0,2 мм,
• при получистовом – f=0,1 мм,
• при точных работах 20 – 25 % от величины поля допуска на размер обрабатываемой поверхности;

k – коэффициент продольной упругости, зависящий от способа установки детали:

• k = 3 – деталь закреплена в патроне;
• k = 70 – деталь закреплена в центрах;
• k = 130 – деталь закреплена в патроне с поджатием задним центром;

E – модуль продольной упругости, МПа, табл. 17;

– момент инерции поперечного сечения детали (круга), мм;

Если условие не выполняется, необходимо изменить схему закрепления детали; уменьшить глубину резания, величину подачи, геометрические параметры режущего инструмента.

“>

Автор: g84jsm9tB4S