1.5. Определение мощности станка

Мощность, потребляемая при токарной обработке, зависит от материала заготовки и его механических характеристик, материала и геометрических параметров резца, режимов обработки.

Мощность привода станка для обеспечения его нормальной работы должна удовлетворять условию:

, кВт, (3)

где  — КПД станка,  = 0,7…0,8.

1.6. Определение усилия подачи

Для осуществления процесса резания механизм подач станка должен развивать усилие P_x, зависящее от режима резания, геометрии и материала режущей части инструмента, обрабатываемого материала. Наибольшее усилие, допускаемое прочностью механизма подач станка Q, должно удовлетворять условию

Q  P_x, Н. (4)

1.7. Выбор оборудования

Для обработки детали выбирается станок с технологическими характеристиками, обеспечивающими установленные выше режимы резания. Исходными данными для выбора модели станка являются: диаметр и длина детали, требуемые частота вращения шпинделя станка и величина подачи, мощность, усилие подачи, а также размеры резцедержателя. При выборе модели станка предпочтение отдаётся той, мощность привода главного движения которой используется наиболее полно. При отсутствии оборудования, удовлетворяющего всем предъявляемым требованиям, выбирают модель станка с наиболее близкими к расчётным характеристиками.

Поскольку определённые выше частота вращения шпинделя и подача могут не соответствовать значениям этих параметров принятой модели станка, величины их корректируются по станку. При этом допускается увеличение частоты вращения шпинделя до 5%, а подачи — до 10% по сравнению с выбранными выше.

1.8. Определение основного технологического времени

Основное или технологическое время одного прохода

Т_м = (L + l_в + l_п)/ nS, мин, (5)

где L — длина обрабатываемой поверхности детали, мм;

l_в — путь, проходимый резцом при врезании, l_в = t/ tg, мм;

l_п — перебег резца, l_п = 1…5 мм.

Величина перебега зависит от глубины резания и главного угла в плане.

Найденные параметры режущего инструмента, оборудования, режимов резания и времени обработки заносятся в табл. 1…3 (см. пример расчёта на с. 14).

2. Аналитический метод расчёта режима резания

Аналитический метод расчёта заключается в определении параметров режима резания по эмпирическим зависимостям.

Аналитический метод позволяет наиболее точно определить параметры режима обработки, но большой объём выполняемых при этом вычислений делает его довольно трудоёмким. Использование ПК позволяет значительно сократить время вычислений и оптимизировать режимы резания.

Расчёт режима обработки при аналитическом методе производят в три этапа:

1. определяют параметры режущего инструмента, оборудования и глубину резания;

2. вычисляют величины максимально допустимых подач и основное технологическое время;

3. определяют наивыгоднейший режим резания.

2.1. Выбор параметров инструмента

Параметры режущего инструмента выбираются по таблицам, приведённым в справочной и нормативной литературе. Последовательность выбора параметров рассмотрена ранее (см. п. 1.1).

2.2. Выбор глубины резания

Глубина резания при аналитическом методе расчёта выбирается также, как и при табличном (см. п. 1.2).

2.3. Выбор оборудования

Если оборудование, на котором будет производиться обработка детали, не задано, то модель станка выбирают, исходя из габаритов обрабатываемой детали, параметров инструмента, предполагаемой частоты вращения шпинделя, величины подачи и мощности, затрачиваемой на процесс резания [5], из перечисленных в прилож. 18.

2.4. Определение величины подачи

Увеличение подачи позволяет сократить время на обработку детали, то есть увеличить производительность процесса, но имеется ряд ограничений, определяющих её максимальную допустимую величину.

При токарной обработке величина подачи, как правило, ограничивается:

1. мощностью станка;

2. прочностью державки резца;

3. шероховатостью обработанной поверхности;

4. точностью обработки;

5. стойкостью резца.

Ограничение подачи по мощности станка

(6)

где — коэффициент резания (прилож. 14);

— показатели степени при глубине резания и подаче (см. прилож. 14);

N_z — мощность, затрачиваемая на резания, кВт;

t — глубина резания, мм;

— поправочный коэффициент

К_Pz = К_Мр  К_р  К_р  К_rp  K_np  К_гр ,

K_Mp — коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала;

K_p — коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане;

K_p — коэффициент, учитывающий влияние переднего угла;

K_rp — коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине резца;

K_np — коэффициент, учитывающий влияние износа резца;

K_гр — коэффициент, учитывающий влияние группы обрабатываемости.

Значения всех коэффициентов даны в прилож. 14.