Что это такое
Под режимом резания чаще всего подразумевают характеристики, которые находят расчетным путем. Это глубина, скорость и подача. Данные величины являются очень важными. Без них качественно выточить любую деталь просто невозможно.
При расчете режимов работы учитывают и другие характеристики производимых рабочих манипуляций:
- допустимые припуски,
- вес заготовок,
- частота вращения шпинделя станка.
При необходимости учитываются много других характеристик тех элементов, которые влияют на процесс обработки деталей.
Способы выбора действия
Имея на руках марку стали обрабатываемой детали и необходимую степень точности, можно получить предварительные цифры и осуществить расчет режимов для токарных операций.
Приняв первичное решение, нужно произвести пробную точку в рекомендуемых границах. По характеру стружки принимается решение снизить или увеличить вышеназванные основные параметры. В массовых производствах используются инструменты с фиксированной установкой.
После пробного прогона и принятия решения данные заносятся в технологическую карту. Существуют процессы, когда резец испытывает разные нагрузки на одном проходе. Если обрабатывать торцевую поверхность или конус, то порядок обтачивания будет отличаться в зависимости от расстояния до центра. Достаточно сильная разница может быть между черновой и чистовой точкой. Поэтому и приемы тоже различны. В карте обязательно отображаются такие особенности.
Характеристика режимов работы
Расчет операции резания выполняется с использованием специальных справочных и нормативных документов, которых на данный момент существует немало. Необходимо тщательно изучить представленные таблицы и выбрать в них подходящие значения. Правильно выполненный расчет гарантирует высокую эффективность применяемого режима обработки детали и обеспечивает достижение лучшего результата.
Основные виды токарных работ по металлу
Но такой метод расчета является не всегда удачным, особенно в условиях производства, когда нецелесообразно тратить много времени на изучение таблиц с огромным числом значений. Установлено, что все величины режимов резания взаимосвязаны между собой. Если изменить одно значение, закономерно, что все остальные характеристики обработки станут иными.
Поэтому очень часто специалисты предпочитают применять расчетную или аналитическую методику определения режимов резания. Используются специальные эмпирические формулы, при помощи которых определяются все необходимые нормы. Чтобы расчеты по данной методике были абсолютно точными, необходимо знать следующие параметры токарного станка:
- частота вращения шпинделя,
- величины подач,
- мощность.
На современных производствах для выполнения подобных расчетов используют специальное программное обеспечение. Специалисту достаточно ввести известные данные, после чего компьютер выдаст вычисляемые величины. Применение программ для расчетов существенно облегчает работу специалистов и делает производство более эффективным.
Устройство токарного станка
Нормирование технологических процессов
- Главная /
- Основные понятия /
- Нормирование технологических процессов
Под нормированием технологических процессов понимают назначение технически обоснованных норм времени на продолжительность выполнения операций.
Технически обоснованной нормой времени называют время выполнения технологической операции в определённых организационно — технических условиях, наиболее благоприятных для данного типа производства.
На основе технически обоснованных норм времени устанавливают расценки, определяют производительность труда, осуществляют планирование производства и т. п.
Различают следующие нормы времени:
To — основное (машинное) технологическое время, мин, — время затраченное резание
, (39)
где:
L — длина обработки, мм , S — подача, мм/об , n — частота вращения шпинделя, мин-1, i — число рабочих ходов (проходов).
L=l0+l1+l2, мм (40)
Где:
l0 — длина обрабатываемой поверхности в направлении обработки, мм , l1 — длина врезания, мм , l2 — перебег режущего инструмента, мм .
При точении и обработке осевым режущим инструментом длина врезания определяется по формуле, мм
, (41)
где:
t — глубина резания, мм , j — главный угол в плане.
При фрезеровании цилиндрическими, дисковыми и фасонными фрезами длина врезания, мм
(42)
Для торцовых фрез при симметричном резании длина врезания, мм
(43)
Перебег инструмента при обработке глухих отверстий равен нулю, в остальных случаях перебег, мм
(44)
Твсп — вспомогательное время, затраченное на управление станком, установку, закрепление и снятие детали, подвод и отвод режущего инструмента, измерение детали, мин.
Торм — время на организацию рабочего места, затраченное на смазывание станка, удаление стружки, уборку рабочего места, установку и снятие режущего инструмента, мин.
Тотд — время на отдых, мин.
Тшт — штучное время — продолжительность выполнения технологической операции, не учитывающее время на подготовку исполнителя (рабочего) к выполнению данной операции.
Тп.з. — подготовительно-заключительное время, необходимое на ознакомление исполнителя с чертежом, получение консультаций у мастера, настройку станка и приспособлений. Это время распределяется не на одну деталь, а на всю партию деталей (n), подлежащих изготовлению.
Тш. к. — штучно-калькуляционное время, это и есть технически обоснованная норма времени на выполнение операции.
Все эти нормы времени приводятся в нормативно — справочной литературе.
Все нормы времени связаны между собой следующими приблизительными соотношениями:
Сокращение времени на обработку детали — Тшт. повышает производительность труда. Это сокращение возможно только за счёт уменьшения To (уменьшение припусков на обработку, применение многоинструментной обработки, применение режущего инструмента повышенной стойкости и соответствующей интенсификацией режимов обработки) и Твсп. (применение станочных быстродействующих приспособлений, фасонного и комбинированного режущего инструмента, и т. п.).
Справочник
Подготовительно-заключительное время (Тп.з.) на токарные станки
Подготовительно-заключительное время (Тп.з.) на сверлильные станки
Подготовительно-заключительное время (Тп.з.) на фрезерные станки
Время на установку и снятие деталей (Тв.у.) в самоцентрирующем патроне
Время на установку и снятие деталей (Тв.у.) прутка на токарном станке
Время на установку и снятие деталей (Тв.у.) на оправке
Время на установку и снятие деталей (Тв.у.) на сверлильных станках
Время на установку и снятие деталей (Тв.у.) на фрезерных станках
- Инструментальные материалы
- Проектирование технологических процессов
Схема расчетов
Перед выполнением расчетов операции резания необходимо определить, какой тип режущего инструмента будет использоваться в данном случае. При токарной или абразивной обработке хрупких материалов выбирают оснащение с минимальными показателями. Следует не забывать, что во время работы деталь обычно довольно сильно нагревается. Если скорость обработки будет очень высокая, она может деформироваться, что приведет к ее непригодности.
Процесс резания металла
Обязательно учитывается, какая обработка будет осуществляться – чистовая или черновая. В первом случае подбирают рабочие параметры, которые обеспечат максимальную точность. Специалисты обращают внимание и на толщину срезаемого слоя. В зависимости от данной характеристики выбирается количество проходок для выполнения обрезки на специальном оборудовании.
Глубина
Глубина является одним из важнейших параметров для обеспечения качества изготовленных заготовок. Она определяет толщину срезаемого слоя за одну проходку. При выполнении подрезки торца за глубину принимают диаметр детали.
Учитывается количество проходов, что определяется припусками на обработку:
Изменение обрабатываемого диаметра
- 60% на черновую,
- 20–30% на получистовую,
- 10–20% на чистовую.
Для определения глубины обрезки цилиндрических заготовок используется следующая формула:
k=(D-d)/2, где к – глубина обрезки, D – первоначальный диаметр, d – получаемый диаметр.
При определении режимов резания при работе с плоскими деталями вместо диаметров используют длину. Принято считать, что при черновой обработке глубина должна составлять больше 2 мм, получистовой – 1–2 мм, чистовой – меньше 1 мм. Данный параметр зависит от требований к качеству деталей. Чем меньше класс точности, тем больше проходов необходимо выполнить для достижения необходимых свойств изделий.
Схема черновой обработки металла
Подача
Пример построения траектории движения резца
Под подачей подразумевают величину перемещения резца за один оборот заготовки. При выполнении черновой обработки данный параметр может иметь максимально возможные значения. На завершительном этапе работ значение подачи определяется с учетом квалитета шероховатости. Данная характеристика зависит от глубины обрезки и габаритов заготовки. Чем меньше размеры, тем она ниже. При большой толщине срезаемого слоя выбираются минимальные параметры подачи.
Чтобы облегчить работу специалистам, разработаны специальные таблицы. Там указаны значения подачи при разных условиях режима резанья. Для выполнения точных расчетов иногда необходимо знать размер державки резца.
Если резанье выполняется с существенными ударными нагрузками, значения с таблицы необходимо умножать на коэффициент 0,85. При работе с жаропрочной конструкционной сталью подача не должна быть больше 1 мм/об.
Подачи при черновом наружном точении
Скорость
Скорость резания – это один из важнейших показателей, который определяется на этапе расчетов перед выполнением основных работ. Ее значения зависят от проводимых операций. Обычно отрезание торцов происходит при максимально возможной скорости. Сверление или точение имеют совсем иные требования к данному рабочему параметру. Поэтому для качественного выполнения поставленных задач необходимо знать следующее:
Таблица для расчета режимов резания
- тип выполняемой слесарной операции,
- вид применяемого токарного инструмента,
- материал, из которого изготовлена заготовка.
При традиционной токарной обработке скорость определяется путем умножения диаметра заготовки на количество ее оборотов за минуту и на π. Полученное значение необходимо разделить на 1000. Также скорость резанья можно определить, используя стандартные таблицы для режимов резанья.
Проверка выбранных рабочих характеристик
Когда глубина, подача и скорость определены, их необходимо проверить. Полученные рабочие параметры не должны быть больше нормативных значений, которые указаны в паспорте эксплуатируемого токарного станка.
Обязательно необходимо определить мощность оборудования. Для этого силу обрезки умножают на ее скорость и делят на 1000. Полученное значение сравнивают с тем, что указано в паспорте станка. Если рассчитанные по формулам параметры больше, необходимо корректировать глубину, подачу и скорость, чтобы избежать повреждения оборудования и инструментов.
Выбор материала резца при токарной обработке
Выбор режимов резания при точении.
Назначение режимов резания основывается на определении глубины, подачи и скорости резания, при которых будет обеспечена наиболее экономичная и производительная обработка поверхности (при условии выполнения заданных технических требований) по точности и шероховатости обработанной поверхности.
Вначале выбирается глубина резания, затем максимально допустимая подача, а потом определяется скорость резания. Такой порядок выбора элементов режима резания определяется тем, что на количество выделяемого при резании тепла, а следовательно, на износ и стойкость резца глубина резания влияет в наименьшей, а подача и особенно скорость резания — в наибольшей степени.
Элементы режима резания должны выбираться так, чтобы режущие свойства инструмента и возможности металлорежущего станка (его мощность и другие динамические и кинематические характеристики) были использованы в достаточной степени. Поэтому для выбора оптимальных режимов резания необходимо знать не только материал обрабатываемой заготовки, но и материал и геометрические параметры резца, допустимую величину его износа, а также характеристики станка, намеченного для выполнения обработки.
Глубина резания в основном определяется припуском на обработку, который по возможности стремятся удалить за один проход.
Величина подачи определяется требуемым классом чистоты обработки. Величина подачи должна быть больше допустимой этим условием, а также жесткостью обрабатываемой заготовки, жесткостью и прочностью резца и прочностью механизмов станка. Определив силы резания, возникающие при выбранных глубинах резания и подачи, можно путем расчета проверить (на основе зависимостей, известных из сопротивления материалов) соответствие выбранного сечения стружки прочности и жесткости детали, резца и прочности механизма подачи станка.
Практически обычно такие расчеты производить приходится не часто, так как в соответствующих нормативах по выбору режимов резания даны значения подач в соответствии с размерами резцов и характеристик металлорежущих станков.
Скорость резания выбирается в соответствии с определенными значениями глубины резания, подачи и стойкости режущего инструмента, геометрических параметров режущей части. Скорость резания назначается по соответствующим нормативам режимов резания или подсчитывается по эмпирическим формулам.
После выбора всех трех элементов режима резания проверяется их соответствие мощности станка по формуле
N ст = (Pz * v)/(60*102*η) квт,
где Рz — сила резания в н (кГ),
v— скорость резания в м/мин,
η — коэффициент полезного действия станка.
Обычно в нормативах по режимам резания имеются готовые таблицы для определения мощности резания (без учета к. п. д. станка) при определенных значениях выбранного режима резания.
Перейти вверх к навигации
Какой режущий инструмент использовать
Изготовление деталей на подобных станках осуществляется при помощи специальных токарных резцов. Они должны обеспечивать следующее:
Виды и назначения токарных резцов
- качественную обработку деталей с получением нужной формы и размеров,
- достижение высокого качества обрабатываемой поверхности,
- высокую производительность при минимальных энергетических затратах,
- технологичность в изготовлении,
- ремонтоспособность,
- минимальный расход дорогих материалов для их изготовления.
Токарные резцы классифицируют по разным параметрам. По виду производимых работ они могут быть отрезными, проходными, фасонными, подрезными и т. д. Резцы изготовляются из различных материалов – алмазов, вольфрама, титан-вольфрама и других. В зависимости от конструктивного исполнения данные инструменты бывают цельными, сборными и комбинированными.
Выбор конкретного типа инструмента осуществляется с учетом режимов проводимых рабочих операций, твердости заготовки, геометрических параметров режущей части и других характеристик.
Видео по теме: Токарная обработка металла
Полезные статьи
Рекомендации по резке металла при помощи газового резака
Какое озеро в мире самое крупное
Компании по обработке металла в Нижнем Тагиле
Ключевые моменты процесса
Для работы подойдут следующие материалы: металлы, пластики, дерево, минералы. Конечно, для каждого конкретного случая требуется особый инструмент и технологические приемы. Если труд с относительно мягкими из них (пластмасса, алюминий, бронза) обычно не вызывает сложностей, то высоколегированные стали требуют строгого контроля качества заточки. В противном случае происходит быстрый износ режущей кромки. Для увеличения эффективности обязательно использовать эмульсию, обеспечивающую снижение трения и охлаждение рабочей зоны.
Кратко опишем процесс:
- Деталь закрепляется в патроне или на двух центрах,
- В зависимости от необходимых манипуляций выбираются параметры режима резания при токарной обработке,
- Предмет устанавливается в правильное положение и проверяется надежность всех фиксаций,
- Находим первую точку касания,
- Начинаем снимать металл или другой материал,
- Контролируем габариты штангенциркулем и микро́метром,
Следует четко понимать, что приемы достаточно разнообразны, и невозможно коротко описать все нюансы. Заготовка может быть величиной от доли миллиметра до нескольких десятков метров. Характеристики изделия кардинально отличаются по твердости и вязкости. Уровень первичной отделки болванки может быть самым разным и иметь внешний слой с другими качествами. Часто нужно сделать сферическую поверхность на маленьком участке. Это накладывает определенные ограничения, так как часть приспособлений не рассчитана на циклические нагрузки.
Формулы точения / Turning formulas
Составляющие силы резания и необходимая мощность при точении на металлорежущих токарных станках Вычисление скорости резания Шероховатость теоретическая
Составляющие силы резания и необходимая мощность при точении на металлорежущих токарных станках Вычисление скорости резания Шероховатость теоретическая _ Основы точения I Вычисление необходимой мощности Рс: Мощность (кВт) Vc: Скорость резания (м/мин doc f Vc Кс f : Подача (мм/об) 60хюэх doc: Глубина резания (мм) D : КПД (0,7-0,85) W Н = Кс коэффициент силы 0,75 резания (Н/мм2) Н : Требуемая мощность (л.с.) приблизительное значение Сталь: 2.500 — 3.000 Н/мм2 Чугун: 1.500 Н/мм2 Алюминиевые сплавы : 800 Н/мм2 I Силы резания Fi: Тангенциальная составляющая F2: Осевая составляющая F3: Радиальная составляющая I Вычисление силы резания Р : Сила резания (Н) Ко: Коэффициент силы резания (Н/мм2) q : Поперечное сечение срезаемого слоя (мм2) F=Kc-q I Скорость резания и силы резания Передний угол: -10° Передний угол: 0° 80 160 240 Скорость резания (м/мин) I Передний угол и силы резания I Вычисление скорости резания Вычисление частоты вращения 1000 Vc п- % D Vc D 71 = Частота вращения (об/мин) Скорость резания (м/мин) Диаметр заготовки (мм) 3,14 (Eg.) vc=150m/mhh, D 1000×150 =100мм 478 об/мин сти резания П 3,14×100 Вычисление скорс я D Vc = 1.000 см. табл. Выше : Частота вращения (об/мин) vc : Скорость резания (м/мин) f : Подача (мм/об) doc: Глубина резания (мм) D : Диаметр заготовки (мм) I Подача и сила резания (для угл. сталей) О 2.000 V- Коэффициент 800 N/mm2 о- — eOON/mm2 400 N/mm2 0 0,1 0,2 0,04 0,4 Подача (мм/об) При уменьшении подачи удельное сопротивление возрастает I Теоретическая шероховатость f2 Rz = 8Г Rz: Шероховатость (мм) f : Подача (мм/об) : Радиус при вершине (мм) / Rz Действительная шероховатость Сталь: Выше теоретической в 1,5-3 раза Чугун : Выше теоретической в 3-5 раз Методы снижения шероховатости Использовать пластину с большим радиусом при вершине Оптимизировать скорость резания и подачу для избегания появления нароста Изменить сплав пластины Использовать геометрию Wiper I Радиус при вершине и сила резания 3500 О 500 Тангенциальная составляющая Осевая составляющая РадкЙпьная составляющая 0,4 0,8 1,2 1,6 Радиус при вершине (мм) Большой радиус при вершине увеличивает радиальную составляющую Обрабатываемый материал: 42CrMo4 (Hs38) Пластина: TNGA220400 Державка: PTGNR2525-43 Режимы резания: vc =1 ООм/мин doc=4MM f =0,45мм/об N2 Техническое Руководство Техническое руководство