Режимы резания при точении не берутся из готовой таблицы «материал — скорость»: такой таблицы не существует, потому что допустимая скорость зависит одновременно от марки инструментального материала, глубины, подачи, заданной стойкости, состояния заготовки и геометрии резца. Ниже приведены расчётные коэффициенты для стали, чугуна, медных и алюминиевых сплавов, таблицы подач для чернового и чистового точения, поправки на инструментальный материал и геометрию, формула оборотов шпинделя и сквозной пример расчёта с проверкой по мощности.
Таблицы в статье
- Таблица 1. Коэффициент Cv и показатели степени для скорости резания
- Таблица 2. Коэффициент Ktv по марке инструментального материала
- Таблица 3. Коэффициент Ksv по состоянию поверхности заготовки
- Таблица 4. Поправки на геометрию резца
- Таблица 5. Подача при черновом наружном точении
- Таблица 6. Подача при чистовом точении
- Таблица 7. Скорость резания при точении закалённой стали
- Таблица 8. Коэффициент Cp для составляющих силы резания
| Обрабатываемый материал | Материал резца | Диапазон подачи, мм/об | Cv | x | y | m |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Конструкционная углеродистая сталь, σв = 750 МПа | Т15К6 | s ≤ 0,3 | 420 | 0,15 | 0,20 | 0,20 |
| Т15К6 | 0,3 < s ≤ 0,7 | 350 | 0,15 | 0,35 | 0,20 | |
| Т15К6 | s > 0,7 | 340 | 0,15 | 0,45 | 0,20 | |
| Серый чугун, НВ 190 | ВК6 | s ≤ 0,40 | 292 | 0,15 | 0,20 | 0,20 |
| ВК6 | s > 0,40 | 243 | 0,15 | 0,40 | 0,20 | |
| Ковкий чугун, НВ 150 | ВК8 | s ≤ 0,40 | 317 | 0,15 | 0,20 | 0,20 |
| ВК8 | s > 0,40 | 215 | 0,15 | 0,45 | 0,20 | |
| Медные гетерогенные сплавы, НВ 100–140 | Р18 | s ≤ 0,20 | 270 | 0,12 | 0,25 | 0,23 |
| Р18 | s > 0,20 | 182 | 0,12 | 0,30 | 0,23 | |
| Силумин и литейные алюминиевые сплавы; дюралюминий | Р18 | s ≤ 0,20 | 485 | 0,12 | 0,25 | 0,28 |
| Р18 | s > 0,20 | 328 | 0,12 | 0,50 | 0,28 |
Данные для наружного продольного точения проходными резцами. Все строки таблицы относятся к работе без охлаждения — и для твердосплавного, и для быстрорежущего инструмента; с охлаждением в первоисточнике даны другие виды обработки, например отрезание и фасонное точение. Показатели подставляются в формулу v = Cv / (Tm · tx · sy) с последующим умножением на поправочный коэффициент Kv. Обратите внимание на структуру: показатель при глубине резания x во всех строках меньше показателя при подаче y, а оба они меньше единицы. Отсюда практический вывод, к которому и сводится вся методика назначения режима: увеличение глубины снижает допустимую скорость слабее, чем увеличение подачи, а подача — слабее, чем прямое увеличение скорости. При внутренней обработке к результату вводят коэффициент 0,9.
К списку таблиц| Обрабатываемый материал | Значение Ktv по маркам |
|---|---|
| Сталь конструкционная | Т5К12В — 0,35; Т5К10 — 0,65; Т14К8 — 0,80; Т15К6 — 1,00; Т15К6ОМ — 1,15; Т30К4 — 1,40; ВК8 — 0,40 |
| Коррозионно-стойкие и жаропрочные стали | ВК8 — 1,00; Т5К10 — 1,40; Т15К6 — 1,90; Р18 — 0,30 |
| Сталь закалённая HRC 35–50 | Т15К6 — 1,00; Т30К4 — 1,25; ВК6 — 0,85; ВК8 — 0,83 |
| Сталь закалённая HRC 51–62 | ВК4 — 1,00; ВК6 — 0,92; ВК8 — 0,74 |
| Серый и ковкий чугун | ВК8 — 0,83; ВК6 — 1,00; ВК4 — 1,10; ВК3 — 1,15 |
| Сталь, чугун, медные и алюминиевые сплавы | Р6М5 — 1,00; ВК4 — 2,50; ВК6 — 2,70; 9ХС — 0,60; ХВГ — 0,60; У12А — 0,50 |
Коэффициент показывает, во сколько раз меняется допустимая скорость при переходе на другую марку инструментального материала относительно той, для которой рассчитана таблица 1. Разброс огромен и объясняет, почему таблицы скоростей без указания марки бессмысленны: по конструкционной стали переход с Т5К12В на Т30К4 меняет скорость вчетверо. Отдельно видна принципиальная разница групп: по стали ВК8 даёт 0,40, а по коррозионно-стойким и жаропрочным сталям — 1,00 при 0,30 у быстрорежущей Р18. Одна и та же марка в разных условиях оказывается и худшим, и лучшим выбором.
К списку таблиц| Состояние поверхности | Ksv |
|---|---|
| Без корки | 1,0 |
| Прокат | 0,9 |
| Поковка | 0,8 |
| Стальные и чугунные отливки, корка нормальная | 0,8–0,85 |
| Стальные и чугунные отливки, корка сильно загрязнённая | 0,5–0,6 |
| Медные и алюминиевые сплавы | 0,9 |
Корка на заготовке содержит окалину и формовочные включения, работающие как абразив, поэтому первый проход по необработанной поверхности ведут на пониженной скорости. Разница между чистой заготовкой и литьём с загрязнённой коркой — вдвое. Это одна из причин, по которой черновой проход по литью нельзя вести на режиме, рассчитанном для чистовой обработки того же материала.
К списку таблиц| Главный угол в плане φ, град | Kφv | Вспомогательный угол φ1, град | Kφ1v | Радиус при вершине r, мм | Krv |
|---|---|---|---|---|---|
| 20 | 1,4 | 10 | 1,0 | 1 | 0,94 |
| 30 | 1,2 | 15 | 0,97 | 2 | 1,0 |
| 45 | 1,0 | 20 | 0,94 | 3 | 1,03 |
| 60 | 0,9 | 30 | 0,91 | — | — |
| 75 | 0,8 | 45 | 0,87 | 5 | 1,13 |
| 90 | 0,7 | — | — | — | — |
Радиус при вершине учитывают только для резцов из быстрорежущей стали. Влияние главного угла в плане двукратное: переход с 20 на 90 градусов снижает допустимую скорость вдвое, поскольку при малом угле тот же срезаемый слой распределяется на большую длину режущей кромки и тепловая нагрузка на единицу длины падает. Обратная сторона — рост радиальной составляющей силы резания, которая отжимает деталь; на нежёстких валах угол в плане приходится увеличивать, теряя в скорости.
К списку таблиц| Диаметр детали, мм | Сечение державки, мм | Сталь конструкционная и жаропрочная, при t, мм | Чугун и медные сплавы, при t, мм | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| до 3 | 3–5 | 5–8 | 8–12 | до 3 | 3–5 | 5–8 | 8–12 | ||
| До 20 | 16×25 … 25×25 | 0,3–0,4 | — | — | — | — | — | — | — |
| 20–40 | 16×25 … 25×25 | 0,4–0,5 | 0,3–0,4 | — | — | 0,4–0,5 | — | — | — |
| 40–60 | 16×25 … 25×40 | 0,5–0,9 | 0,4–0,8 | 0,3–0,7 | — | 0,6–0,9 | 0,5–0,8 | 0,4–0,7 | — |
| 60–100 | 16×25 … 25×40 | 0,6–1,2 | 0,5–1,1 | 0,5–0,9 | 0,4–0,8 | 0,8–1,4 | 0,7–1,2 | 0,6–1,0 | 0,5–0,9 |
| 100–400 | 16×25 … 25×40 | 0,8–1,3 | 0,7–1,2 | 0,6–1,0 | 0,5–0,9 | 1,0–1,5 | 0,8–1,9 | 0,8–1,1 | 0,6–0,9 |
Нижние значения подач соответствуют меньшим размерам державки и более прочным материалам, верхние — большим державкам и менее прочным материалам. При обработке жаропрочных сталей и сплавов подачи свыше 1 мм/об не применяют. При прерывистых поверхностях и работе с ударами табличные значения умножают на 0,75–0,85, при обработке закалённых сталей — на 0,8 для HRC 44–56 и на 0,5 для HRC 57–62. Подсвечена ячейка, выпадающая из закономерности: верхняя граница подачи там выше, чем при меньшей глубине резания, тогда как по всей остальной таблице подача с ростом глубины убывает. Это похоже на опечатку первоисточника, и опираться на верхнюю границу этого диапазона не стоит.
К списку таблиц| Ra, мкм | Rz, мкм | r = 0,4 мм | 0,8 | 1,2 | 1,6 | 2,0 | 2,4 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,63 | — | 0,07 | 0,10 | 0,12 | 0,14 | 0,15 | 0,17 |
| 1,25 | — | 0,10 | 0,13 | 0,165 | 0,19 | 0,21 | 0,23 |
| 2,50 | — | 0,144 | 0,20 | 0,246 | 0,29 | 0,32 | 0,35 |
| — | Rz 20 | 0,25 | 0,33 | 0,42 | 0,49 | 0,55 | 0,60 |
| — | Rz 40 | 0,35 | 0,51 | 0,63 | 0,72 | 0,80 | 0,87 |
| — | Rz 80 | 0,47 | 0,66 | 0,81 | 0,94 | 1,04 | 1,14 |
Подачи даны для сталей с пределом прочности 700–900 МПа и чугунов. Для сталей 500–700 МПа табличное значение умножают на 0,45, для 900–1100 МПа — на 1,25. Таблица показывает главный рычаг управления шероховатостью при чистовом точении: увеличение радиуса при вершине с 0,4 до 2,4 мм позволяет поднять подачу вдвое при той же шероховатости. Это прямой выигрыш в производительности, ограниченный только жёсткостью системы и ростом радиальной силы.
К списку таблиц| Подача, мм/об | HRC 35 | 39 | 43 | 46 | 49 | 51 | 53 | 56 | 59 | 62 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,2 | 157 | 135 | 116 | 107 | 83 | 76 | 66 | 48 | 32 | 26 |
| 0,3 | 140 | 118 | 100 | 92 | 70 | 66 | 54 | 39 | 25 | 20 |
| 0,4 | 125 | 104 | 88 | 78 | 60 | 66 | 45 | 33 | — | — |
| 0,5 | 116 | 95 | 79 | 71 | 53 | — | — | — | — | — |
| 0,6 | 108 | 88 | 73 | 64 | 48 | — | — | — | — | — |
Данные для наружного продольного точения. В отличие от таблиц 1–4 здесь приведены готовые скорости, а не коэффициенты формулы: для закалённых сталей эмпирическая зависимость не применяется. Поправки: по глубине резания 1,15 при t = 0,4–0,9 мм, 1,0 при t = 1–2 мм и 0,91 при t = 2–3 мм; по марке сплава при HRC 35–49 — Т30К4 1,25, Т15К6 1,00, ВК6 0,85, ВК8 0,83, при HRC 50–62 — ВК4 1,00, ВК6 0,92, ВК8 0,74; при работе без охлаждения 0,9. Видно, насколько круто падает скорость с ростом твёрдости: при подаче 0,2 мм/об она снижается со 157 до 26 м/мин, то есть в шесть раз. Подсвечено единственное значение, выпадающее из общей закономерности: при подаче 0,4 мм/об скорость для HRC 51 оказывается выше, чем для HRC 49, тогда как по всем остальным строкам и столбцам таблица строго убывает. Это признак опечатки в первоисточнике; при попадании в этот режим значение стоит принять по соседней строке.
К списку таблиц| Обрабатываемый материал | Материал резца | Тангенциальная Pz | Радиальная Py | Осевая Px | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Cp | x | y | n | Cp | x | y | n | Cp | x | y | n | ||
| Конструкционная сталь и стальные отливки, σв = 750 МПа | твёрдый сплав | 300 | 1,0 | 0,75 | −0,15 | 243 | 0,9 | 0,6 | −0,3 | 339 | 1,0 | 0,5 | −0,4 |
| быстрорежущая сталь | 200 | 1,0 | 0,75 | 0 | 125 | 0,9 | 0,75 | 0 | 67 | 1,2 | 0,65 | 0 | |
| Жаропрочная сталь 12Х18Н9Т, НВ 141 | твёрдый сплав | 204 | 1,0 | 0,75 | 0 | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Серый чугун, НВ 190 | твёрдый сплав | 92 | 1,0 | 0,75 | 0 | 54 | 0,9 | 0,75 | 0 | 46 | 1,0 | 0,4 | 0 |
| Ковкий чугун, НВ 150 | твёрдый сплав | 81 | 1,0 | 0,75 | 0 | 43 | 0,9 | 0,75 | 0 | 38 | 1,0 | 0,4 | 0 |
| Медные гетерогенные сплавы, НВ 120 | быстрорежущая сталь | 55 | 1,0 | 0,66 | 0 | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Алюминий и силумин | быстрорежущая сталь | 40 | 1,0 | 0,75 | 0 | — | — | — | — | — | — | — | — |
Данные для наружного продольного и поперечного точения и растачивания. Подставляются в формулу P = 10 · Cp · tx · sy · vn · Kp. Показатель при глубине резания равен единице, а при подаче — 0,75: сила растёт пропорционально глубине и медленнее, чем подача. Это вторая половина того же вывода, что и по таблице 1, и вместе они объясняют классический порядок назначения режима. Отрицательный показатель при скорости у твердосплавного инструмента означает, что с ростом скорости сила слегка падает за счёт разупрочнения материала в зоне резания.
К списку таблицСодержание статьи
Режимы резания при точении не берутся из готовой таблицы «материал — скорость»: такой таблицы не существует, потому что допустимая скорость зависит одновременно от марки инструментального материала, глубины, подачи, заданной стойкости, состояния заготовки и геометрии резца. Ниже приведены расчётные коэффициенты для стали, чугуна, медных и алюминиевых сплавов, таблицы подач для чернового и чистового точения, поправки на инструментальный материал и геометрию, формула оборотов шпинделя и сквозной пример расчёта с проверкой по мощности.
ТерминологияЧто такое режим резания
Термин определён нормативно: режим резания — это совокупность значений скорости резания, подачи или скорости движения подачи и глубины резания. Определение дано в межгосударственном стандарте на термины обработки резанием, и там же оговорено, что установленные термины обязательны для применения в документации всех видов, а также в научно-технической, учебной и справочной литературе.
Стандарт задаёт и обозначения, которые дальше используются в формулах: v — скорость главного движения резания, S — подача, So — подача на оборот, Pz — главная составляющая силы резания, Py — радиальная, Px — осевая.
Два термина стандарт помечает как недопустимые. Нельзя говорить «подача», имея в виду движение подачи: подача — это величина, движение подачи — это движение. И нельзя называть главную составляющую силы резания тангенциальной, хотя в справочной литературе это встречается постоянно; правильное наименование при вращательном главном движении — касательная составляющая.
Обратите внимание, что глубина резания t упомянута в определении режима, но собственного определения в этом стандарте не имеет — она нормируется через размеры срезаемого слоя и вид обработки. Для точения глубина равна половине разности диаметров до и после прохода.
Наверх, к оглавлению Логика методаПочему порядок именно такой: сначала t, потом s, потом v
Классический порядок назначения элементов режима — глубина, затем подача, затем скорость — выглядит как традиция, но у него есть точное количественное обоснование, которое читается прямо из показателей степени в таблицах 1 и 8.
Скорость, допустимая при заданной стойкости: v = Cv / (Tm · tx · sy) · Kv
Сила резания: Pz = 10 · Cp · tx · sy · vn · Kp
Для конструкционной стали и резца Т15К6 показатели в первой формуле: x = 0,15, y = 0,35; во второй: x = 1,0, y = 0,75.
Сопоставление даёт ответ. При подаче в диапазоне от 0,3 до 0,7 мм/об удвоение глубины резания снижает допустимую скорость примерно на 10 процентов, а удвоение подачи — на 22 процента; при этом объём снятого металла в обоих случаях растёт вдвое. Значит, наращивать сечение среза выгоднее глубиной, а не подачей, и тем более не скоростью — скорость входит в формулу стойкости напрямую.
Соотношение показателей зависит от диапазона подач. При подаче до 0,3 мм/об показатели по стали составляют 0,15 и 0,20, то есть разрыв невелик; при подаче свыше 0,7 мм/об — 0,15 и 0,45, и преимущество глубины становится трёхкратным. Проверять соотношение нужно по той строке таблицы 1, в которую попадает выбранная подача.
Глубина резания — самый дешёвый способ повысить производительность, подача — второй по цене, скорость — самый дорогой с точки зрения стойкости инструмента.
Обратная сторона видна во второй формуле: сила резания растёт пропорционально глубине в первой степени и подаче в степени 0,75. То есть глубина, выгодная по стойкости, сильнее нагружает станок и систему. Поэтому порядок и построен от ограничений: сначала берут максимум по припуску и жёсткости, затем максимум по шероховатости и прочности пластины, и только оставшуюся свободу отдают скорости.
Наверх, к оглавлению Первый элементГлубина резания
При черновом точении и отсутствии ограничений по мощности оборудования и жёсткости технологической системы глубину принимают равной всему припуску на обработку. При чистовом точении припуск срезают за два прохода и более, причём на каждом последующем проходе назначают меньшую глубину, чем на предыдущем.
Для чистовых проходов глубина привязана к требуемой шероховатости: при параметре Ra до 3,2 мкм включительно берут от 0,5 до 2,0 мм, при шероховатости от 0,8 до 3,2 мкм — от 0,1 до 0,4 мм.
Ограничение на увеличение глубины идёт не от инструмента, а от точности. С ростом глубины растёт сила резания, в том числе её радиальная составляющая, которая отжимает заготовку от резца. Упругая деформация системы станок — приспособление — инструмент — деталь превращается в погрешность формы, и на нежёстких валах именно это, а не мощность привода, ограничивает глубину.
Наверх, к оглавлению Второй элементПодача
При черновом точении подачу принимают максимально допустимой, и ограничителей здесь сразу несколько: мощность привода, жёсткость и прочность технологической системы, прочность твердосплавной пластины, прочность державки. Рекомендуемые значения по условию жёсткости приведены в таблице 5 — они привязаны к диаметру детали, сечению державки и глубине резания одновременно.
При чистовом точении подача определяется требуемой шероховатостью и радиусом при вершине резца (таблица 6). Здесь работает геометрия: след, оставляемый вершиной резца, тем мельче, чем больше радиус скругления и меньше подача.
Требуется Ra 1,25 мкм по стали с пределом прочности 800 МПа.
При радиусе при вершине 0,8 мм подача составит 0,10 мм/об, при радиусе 1,6 мм — уже 0,19 мм/об, при радиусе 2,4 мм — 0,23 мм/об.
Переход на резец с большим радиусом при вершине увеличивает производительность чистового прохода более чем вдвое без ухудшения шероховатости.
Выигрыш от большого радиуса при вершине не бесплатен. Увеличение радиуса поднимает радиальную составляющую силы резания, а она отжимает деталь. На тонкостенных и длинных деталях приходится выбирать между производительностью и точностью, и выбор делается в пользу точности.
Наверх, к оглавлению Третий элементСкорость резания и стойкость
Скорость не назначают, а вычисляют — по эмпирической формуле, в которую входит заданный период стойкости инструмента. Средняя величина стойкости при одноинструментной обработке составляет от 30 до 60 минут.
Стойкость — период работы инструмента до затупления, то есть до допустимого износа. Она задаётся, а не получается: технолог решает, как часто готов менять пластину, и от этого решения зависит скорость. При многоинструментной обработке стойкость увеличивают, потому что растут простои станка на смену инструмента; при многостаночном обслуживании — тоже.
Полученное по таблице значение действительно только для условий, для которых таблица составлена. Приведение к фактическим условиям выполняется поправочным коэффициентом, который сам является произведением нескольких.
Kv = Kmv · Ksv · Ktv · Kφv · Kφ1v
Kmv — свойства обрабатываемого материала; для стали Kmv = Kg · (750 / σв)nv, для серого чугуна (190 / HB)nv, для ковкого (150 / HB)nv.
Ksv — состояние поверхности заготовки (таблица 3); Ktv — марка инструментального материала (таблица 2); остальные — геометрия резца (таблица 4).
Отдельные поправки задаются примечаниями к таблицам и легко теряются: при внутренней обработке к скорости вводят коэффициент 0,9; при работе без охлаждения быстрорежущим инструментом по конструкционным и жаропрочным сталям — 0,8; при точении термообработанных сталей быстрорежущим инструментом — 0,95 после нормализации, 0,9 после отжига, 0,8 после улучшения.
Наверх, к оглавлению Привязка к станкуОбороты шпинделя и привязка к станку
Рассчитанная скорость резания — величина на режущей кромке, а задать на станке нужно частоту вращения шпинделя. Связь между ними чисто геометрическая.
n = 1000 · v / (π · D)
n — частота вращения, об/мин; v — скорость резания, м/мин; D — диаметр обработки, мм. Множитель 1000 переводит метры в миллиметры.
Обратный пересчёт после выбора ступени: v = π · D · n / 1000
Обратный пересчёт обязателен. Станок с коробкой скоростей имеет дискретный ряд частот, и точное расчётное значение почти никогда в него не попадает. После округления до ближайшей ступени фактическая скорость отличается от расчётной, и если она оказалась выше — стойкость инструмента снизится сильнее, чем кажется, поскольку скорость входит в зависимость стойкости в высокой степени.
Диаметр D в формуле — это диаметр обрабатываемой поверхности, а не диаметр заготовки. При черновом проходе с глубиной 5 мм по прутку 60 мм резание идёт по диаметру 60 мм, а после прохода деталь имеет 50 мм. Если следующий проход считать по 60, скорость окажется завышенной на пятую часть.
Для торцовой обработки диаметр меняется непрерывно от наружного до нуля, и при постоянной частоте вращения скорость резания падает до нуля у центра. На станках с ЧПУ это решается режимом постоянной скорости резания, на универсальных — расчётом по среднему диаметру.
Наверх, к оглавлению ПроверкаПроверка по силе и мощности
Назначенный режим проверяют на выполнимость. Главная составляющая силы резания определяет крутящий момент и расходуемую мощность.
Pz = 10 · Cp · tx · sy · vn · Kp, Н
N = Pz · v / (1020 · 60), кВт
Kp = Kmp · Kφp · Kγp · Kλp · Krp — произведение поправок на материал и геометрию.
Полученную мощность сравнивают с мощностью привода главного движения с учётом коэффициента полезного действия станка. Если расчётная мощность превышает располагаемую, снижают в первую очередь подачу, а не глубину: подача входит в формулу силы в степени 0,75, глубина — в первой степени, поэтому по силе выгоднее уменьшать подачу.
Обратите внимание на знак показателя при скорости для твердосплавного инструмента: он отрицательный. Сила резания с ростом скорости слегка снижается за счёт разупрочнения материала в зоне резания. Для быстрорежущего инструмента этот показатель равен нулю — зависимости нет.
Наверх, к оглавлению ПрактикаПример расчёта
- Исходные данные. Заготовка — прокат из конструкционной углеродистой стали с пределом прочности 750 МПа, диаметр 60 мм. Резец проходной с пластиной Т15К6, главный угол в плане 45 градусов, вспомогательный 15 градусов. Черновое точение, стойкость 60 минут, охлаждение не применяется.
- Глубина резания. По припуску принимаем t = 3 мм.
- Подача. По таблице 5 для диаметра 60 мм и глубины 3 мм диапазон 0,5–0,9 мм/об. Принимаем s = 0,5 мм/об.
- Табличная скорость. По таблице 1 для диапазона подач от 0,3 до 0,7: Cv = 350, x = 0,15, y = 0,35, m = 0,20.
- Поправки. Kmv = 1,0 (предел прочности совпадает с табличным), Ksv = 0,9 (прокат), Ktv = 1,0 (Т15К6), Kφv = 1,0 (45 градусов), Kφ1v = 0,97 (15 градусов).
- Обороты и привязка к станку. Расчётное значение округляют до ближайшей ступени и пересчитывают фактическую скорость.
- Проверка по мощности. По таблице 8 и формуле мощности.
Табличная скорость: 350 / (600,20 · 30,15 · 0,50,35) = 166,8 м/мин
Поправка: Kv = 1,0 · 0,9 · 1,0 · 1,0 · 0,97 = 0,873
Скорость резания: 166,8 · 0,873 = 145,6 м/мин
Частота вращения: 1000 · 145,6 / (3,1416 · 60) = 773 об/мин
Ближайшая ступень станка — 800 об/мин. Фактическая скорость: 3,1416 · 60 · 800 / 1000 = 150,8 м/мин, то есть на 3,5 % выше расчётной.
Сила резания: 10 · 300 · 31,0 · 0,50,75 · 150,8−0,15 · 1,1 = 2774 Н
Мощность резания: 2774 · 150,8 / (1020 · 60) = 6,84 кВт. При КПД станка 0,75 потребная мощность привода — около 9,1 кВт.
Последняя цифра и есть проверка выполнимости: если у станка привод главного движения слабее, режим надо пересчитывать. Округление вверх до 800 об/мин здесь допустимо, но превышение на три с половиной процента уже слегка снижает стойкость; при большем разрыве разумнее взять нижнюю ступень.
Наверх, к оглавлению КонтрольОшибки при назначении режимов
Скорость по таблице «материал — скорость»
Такие таблицы всегда составлены для конкретных глубины, подачи, стойкости и марки пластины. Без этих условий число не имеет смысла: по таблице 2 переход с одной марки твёрдого сплава на другую меняет допустимую скорость до четырёх раз.
Расчёт оборотов по диаметру заготовки
В формулу подставляется диаметр обрабатываемой поверхности. При многопроходной обработке он меняется от прохода к проходу, и режим нужно пересчитывать.
Пропуск обратного пересчёта после округления
Расчётные обороты почти никогда не совпадают со ступенью коробки скоростей. Округление вверх поднимает фактическую скорость и снижает стойкость сильнее, чем ожидается.
Игнорирование состояния поверхности заготовки
Первый проход по литью с загрязнённой коркой требует скорости вдвое ниже, чем по чистой заготовке. Коэффициент 0,5–0,6 из таблицы 3 теряется чаще всего.
Наращивание подачи вместо глубины
При одинаковом приросте объёма снятого металла подача снижает стойкость сильнее глубины. Показатели степени в формуле скорости: 0,35 при подаче против 0,15 при глубине.
Назначение режима без проверки по мощности
Расчёт скорости не гарантирует, что станок потянет. Проверка по силе и мощности — обязательный последний шаг, а не факультативный.
Перенос режима на закалённую сталь
Для закалённых сталей эмпирическая формула не применяется, используются отдельные таблицы готовых скоростей. При росте твёрдости с HRC 39 до 62 допустимая скорость падает в шесть раз.
Наверх, к оглавлениюВопросы и ответы
Как рассчитать обороты шпинделя при точении?
По формуле n = 1000·v/(π·D), где v — скорость резания в метрах в минуту, D — диаметр обрабатываемой поверхности в миллиметрах. Полученное значение округляют до ближайшей ступени станка и пересчитывают фактическую скорость обратной формулой v = π·D·n/1000.
В каком порядке назначают элементы режима резания?
Сначала глубина резания, затем подача, затем скорость. Порядок обоснован показателями степени: удвоение глубины снижает допустимую скорость на 10 процентов, удвоение подачи — на 22 процента при одинаковом приросте снимаемого объёма.
Какая скорость резания для стали 45 твердосплавным резцом?
Однозначного ответа нет — скорость вычисляется. Для проката с пределом прочности 750 МПа, резца Т15К6, глубины 3 мм, подачи 0,5 мм/об и стойкости 60 минут расчёт даёт около 146 м/мин. При смене марки пластины, состояния заготовки или подачи значение изменится.
Что такое период стойкости и как его выбрать?
Это время работы инструмента до допустимого износа. Средняя величина при одноинструментной обработке — от 30 до 60 минут. Стойкость задаёт технолог: чем она больше, тем ниже допустимая скорость.
Как влияет марка твёрдого сплава на скорость?
Очень сильно. По конструкционной стали относительно Т15К6 коэффициент составляет 0,35 для Т5К12В и 1,40 для Т30К4 — разница вчетверо. По коррозионно-стойким и жаропрочным сталям картина иная: там ВК8 даёт 1,00, а Т15К6 — 1,90.
Почему при чистовом точении важен радиус при вершине резца?
Он определяет допустимую подачу при заданной шероховатости. Для Ra 1,25 мкм при радиусе 0,8 мм подача 0,10 мм/об, при радиусе 2,4 мм — 0,23 мм/об. Обратная сторона — рост радиальной силы, отжимающей деталь.
Как проверить, потянет ли станок назначенный режим?
Рассчитать главную составляющую силы резания по формуле с коэффициентом Cp, затем мощность как произведение силы на скорость, делённое на 61 200. Полученное значение сравнить с мощностью привода с учётом КПД станка.
Можно ли считать режим для закалённой стали по общей формуле?
Нет. Для закалённых сталей применяются отдельные таблицы готовых скоростей с поправками по глубине, шероховатости, марке сплава и углу в плане. Диапазон скоростей там от 157 до 26 м/мин при твёрдости от HRC 39 до 62.
Источники
- ГОСТ 25762-83 — Обработка резанием. Термины, определения и обозначения общих понятий.
- Справочник технолога-машиностроителя. В 2 томах, том 2. Под редакцией А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. — М.: Машиностроение.
- Козлов В. Н. Расчёт режимов, сил и мощности резания. Методические указания к практическим работам по дисциплине «Резание материалов и режущий инструмент». — Томск: Издательство Томского политехнического университета.
- Кожевников Д. В., Схиртладзе А. Г., Кирсанов С. В. Резание материалов. — М.: Машиностроение.
- ГОСТ 3.1109-82 — Единая система технологической документации. Термины и определения основных понятий.
