На токарно-винторезном станке модели 16К20 производится обтачивание цилиндрического валика

1. Для наружного продольного обтачивания в упор по справочнику [1, табл. 6, с. 120] выбираем токарный проходной упорный резец с углом в плане 90º с пластиной из твердого сплава по ГОСТ 18879-73 с сечением державки НхВ = 25х20 мм, согласно паспортным данным станка модели 16К20. Эскиз резца представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 – Эскиз резца по ГОСТ 18879-73
Для учистового точения проката без корки из чугуна твердостью 240 НВ принимаем материал режущей части – двухкарбидный титановольфрамовый твердый сплав марки Т15К6 [1, табл. 3, с. 118]. Химический состав сплава: TiC 15%, 79% WC, Co 6%.
По рекомендациям справочника [2, табл. 29, с. 187] для обработки стали с пределом прочности σВ = 800 Мпа при глубине резания 1 мм, жесткой системе СПИД принимаем форму IIIб радиусную с фаской. Геометрические параметры γф = -3º, γ = 15º, α = 12º, λ = 0.
2. Определяем глубину резания. Припуск на обработку определяется по формуле:
h=D-d2, мм,
где D – диаметр заготовки, мм;
d – диаметр вала, мм.
h=80-782=1 мм.
Поскольку шероховатость обработанной поверхности Rа = 2,0 мкм, обработка чистовая, то обработку следует производить в несколько проходов. Принимаем по рекомендациям глубину резания при чистовом точении:
tчист.=0,25∙h=0,25∙1=0,25 мм.
Число проходов определяется по формуле:
i=ht=10,25=4.
2. По справочнику [1]
По таблице 14 справочника [1, с. 268] принимаем подачу для обеспечения заданной шероховатости Ra = 2,0 мкм при радиусе при вершине резца R = 1,5 мм Sо=0,29 мм/об.
Согласно паспортным данным принятая величина подачи не может быть установлена на станке модели 16К20, поэтому принимаем ближайшую величину подачи, которая может быть установлена на станке Sо=0,3 мм/об.
4. Назначаем период стойкости резца T=60 мин [1, с. 268] и определяем скорость главного движения резания по эмпирической зависимости теории резания, приведенной в справочнике [1, с . 265]:
v= CvTm∙tx∙Sy∙Kv,
где Cv, m, x, y- постоянная и показатели степени, принимаем по табл.17 [1, с.269-270]
t- глубина резания, мм;
S- подача, мм/об;
T- период стойкости инструмента, мин;
Kv- поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания.
Поправочный коэффициент представляет собой произведение ряда коэффициентов [1, c.268]:
Kv= KMv∙KПv∙KИv∙Kφv∙Kφ1v∙Krv∙KОv,
где KMv- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств материала на скорость резания [1, табл.1, с.261];
KПv- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания [1, табл.5, с.263];
KИv- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания [1, табл.6, с.263];
Kφv- коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане на скорость резания [1, табл.18, с.271];
Kφ1v- коэффициент, учитывающий влияние вспомогательного угла в плане на скорость резания [1, табл.18, с.271];
Krv- коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине резца на скорость резания [1, табл.18, с.271];
Поскольку обработка на всех переходах ведется резцами, оснащенными пластинами из твердого сплава, то коэффициенты Kφ1v,Krv не вводятся.
Коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств материала на скорость резания при обработке стали определяется по формуле [1, табл.1, с.261]:
KMv=Kг750σвnv,
где Kг, nv- поправочный коэффициент и показатель степени принимаются [1, табл.2, с.262];
σв- предел прочности материла стали 40ХН.
KMv=0,87508001=0,75.
Принятые поправочные коэффициенты, постоянную Сv и показатели степени для удобства представим в таблице 2.
Таблица 2 – Выбор поправочных коэффициентов на скорость резания
Сv m x y KMv
KПv
KИv
Kφv
Kv= KMv∙KПv∙KИv∙Kφv
420 0,2 0,15 0,2 0,75 1,0 1,0 0,7 0,525
Таким образом, скорость резания:
v= 420600,20∙0,250,15∙0,30,2∙0,525=152,3 м/мин.
Определяем частоту вращения шпинделя по формуле:
n=1000∙vπ∙D,
где v- скорость резания, м/мин;
D- диаметр заготовки, мм.
n=1000∙vπ∙D=1000∙152,33,14∙80=606 об/мин.
Частоту вращения корректируем по паспортным данным станка модели 16К20