Учебное пособие

Металлорежущие станки

2.18. Режимы резания осевыми инструментами

В разд. «Режимы резания на сверлильных станках» справочника [24] содержатся данные по режимам резания осевыми инструментами: сверлами, зенкерами, развертками, цековками и зенковками на одно- и многошпиндельных сверлильных станках.

Последовательность определения режимов резания и методика расчета даны в карте С-1 «Сверлильные станки» указанного раздела.

В картах С-2; С-3; С-4 содержатся данные по наиболее применяемым на сверлильных станках инструментам; карта С-5 посвящена сверлам, оснащенным сменными многогранными пластинами; карта С-6 — сверлению и растачиванию твердосплавными инструментами, направляемыми по обработанному отверстию; карта С-7 — сверлению спиральными сверлами малого диаметра (1,5...3 мм).

Методика расчета режимов резания дана для станков с одной многошпиндельной головкой. Она может быть применена и при одноинструментальной обработке с очевидными сокращениями времени обработки из-за отсутствия необходимости снижать режимы резания для нелимитирующих инструментов.

1. Определение длины рабочего хода головки L_р.х, мм, с учетом значений L, рассчитанных для отдельных инструментов:

L = L_p + L_п + L_д,

где L_p — длина резания; L_п — длина подвода, врезания и перебега инструмента; L_д — дополнительная длина хода, вызываемая в ряде случаев особенностями наладки и конфигурации деталей.

2. Определение стойкости Тр инструмента, мин (табл. 2.16, фрагмент карты С-2) при одноинструментальной обработке (или группы лимитирующих инструментов при многоинструментальной обработке) с учетом диаметра обработки D, коэффициента времени резания λ и количества инструментов в наладке по формуле

Тр = Тмλ .

Таблица 2.16 Стойкость Т_м инструмента в минутах основного времени

3. Назначение подачи S_о, мм/об (или для каждого инструмента многошпиндельной головки), с учетом обрабатываемого материала, вида инструмента, точности обработанной поверхности. (Для примера в табл. 2.17—2.19 приведены фрагменты карты С-3 назначения подачи Sо.)

Таблица 2.17 Группы подачи при сверлении в зависимости от условий обработки

Таблица 2.18 Выбор подачи при сверлении стальных деталей

Таблица 2.19 Выбор группы подачи для обеспечения стойкости сверл

4. Расчет скорости резания v, м/мин, частоты вращения инструментальных шпинделей и ведущего вала n_ш, об/мин, а также минутной подачи инструмента (или головки), мм/мин, производится в несколько этапов в зависимости от обрабатываемого материала, вида обработки, диаметра обработки D, подачи S_o, стойкости инструмента Т_р, а также от точности обработки и шероховатости обработанной поверхности (при развертывании).

4.1. Рекомендуемые значения v определяют по карте С-4.

При сверлении, зенкеровании, цековании, зенковании и центровании стальных деталей скорость резания определяется по формуле

v = v_таблК₁К₂К₃,

где v_табл — скорость резания, м/мин (табл. 2.20); К₁ — коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала; К₂ — коэффициент, зависящий от отношения принятой подачи к подаче, указанной в карте С-3; К3 — коэффициент, зависящий от стойкости инструмента.

Таблица 2.20 Скорость резания v_табл для обработки стальных заготовок

¹ Группы подачи см. в табл. 2.17.

4.2. Расчет частоты вращения n инструмента, соответствующей значению скорости резания, установленной на этапе 4.1:

n = 1000 v/(πD).

4.3. Определение значения S_м исходя из установленных значений S_o и n:

S_м = S_оn,

где S_м — линейная подача сверла, мм/мин.

4.4. Определение значения n_ш и уточнение его по паспорту станка:

n_ш = Sn/S_о.ш

где S — подача сверла, мм/об; S_o.ш — подача на оборот шпинделя, мм/об.

4.5. Уточнение значения S_м по принятому в паспорте станка n_ш:

S_м = S_о.шn_ш

5. Расчет основного времени обработки, мин:

Т_о = L_р.х/S_м.

При одноинструментальной обработке длина рабочего хода L_р.х = L.

6. Корректирование режимов резания по Приложению 7 [24] при многоинструментальной обработке исходя из требуемой производительности обработки.

7. Проведение проверочных расчетов.

7.1. По осевой силе резания (по карте С-8).

При сверлении, зенкеровании и цековании осевая сила резания

Р_о = P_o.таблК_р,

где Р_о.табл — осевая сила резания по таблице, кН; К_р — коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.

7.2. По мощности резания (по карте С-8 и Приложению 6 [24]). При сверлении мощность резания определяется по формуле

N_p = N_p.таблK_Nn_ш/l000;

при зенкеровании и цековании —

N_р = N_p.таблK_Nn_ш/l00,

где N_p.табл — мощность резания по таблице, кВт; K_N — коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала; n_ш — частота вращения шпинделя, об/мин.

Для определения режимов обработки внутренней резьбы метчиками на сверлильных станках воспользуемся разд. 4 «Режимы обработки резьб» справочника [24], который включает в себя характеристики различных способов нарезания наружных и внутренних резьб. Для каждого из способов обработки приведены рекомендации по режимам резания и необходимый набор данных об уровне режимов резьбообработки. Например, при нарезании резьб метчиками приводятся рекомендуемые скорости резания, сведения об уровне стойкости метчика и крутящем моменте. Данные о подаче для этого вида обработки не сообщаются, так как она определяется шагом нарезаемой резьбы. Расчет режимов резьбообработки завершается определением основного времени.

В карте Р-1 в зависимости от способа обработки резьбы и ее параметров, а также от твердости заготовки дана наибольшая производительность (шт./мин) при этом способе образования резьбы. Скорость резания v, стойкость инструмента Т_р, вращающий момент М_вр, основное время Т_o приведены в карте РМ-1 при резьбообработке метчиками. В той же карте даны необходимые формулы для расчетов и рекомендации по условиям обработки резьб.

Контрольные вопросы

1. В зависимости от каких параметров выбирают скорость резания при сверлении? Как производят расчет?
2. Какие проверочные расчеты режимов резания делают при сверлении на станках?
3. Какие параметры режима резания выбирают при нарезании резьбы метчиками?