Материал: Проектирование электропривода промышленных механизмов. Фролов Ю.М
|
|
|
|
|
|
Показатель степени n |
Обрабатывае- |
Расчетная |
|
при определении |
|||
мый материал |
формула |
|
составляющей Pz силы |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
резания при обработке |
|
|
|
|
|
|
резцами |
Конструктивная |
|
|
|
|
|
|
углеродистая и |
|
|
|
|
n |
|
легированная |
|
|
B |
|
|
|
сталь В, Мпа: |
mр |
750 |
|
|
||
|
|
|
||||
600 |
|
|
|
|
|
0,75/0,35 |
600 |
|
|
|
|
|
0,75/0,75 |
Серый |
|
|
HB |
n |
|
|
чугун |
|
|
|
0,4/0,55 |
||
mр |
|
|
|
|
||
190 |
|
|
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Ковкий |
|
|
HB |
n |
|
|
чугун |
|
|
|
0,4/0,55 |
||
mр |
|
|
|
|
||
150 |
|
|
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Например, поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на
составляющие силы резания: |
|
- |
Кφр = 1; |
- |
Кγр = 1.1; |
- при угл |
Кλр = 1. |
|
Таблица 1.7 |
Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания при обработке стали и чугуна
Параметры |
Материал |
Поправочные коэффициенты |
|
||||
|
|
режущей |
|
|
|
|
|
Наимен |
Велич |
части |
Обоз |
Величина коэффициента |
|||
ование |
ина |
инстру- |
на- |
для составляющих |
|
||
|
|
мента |
че- |
|
|
|
Осе- |
|
|
|
ние |
Танген- |
Радиа- |
|
|
|
|
|
|
вой |
|||
|
|
|
|
циальной |
льной |
|
|
|
|
|
|
|
Px |
||
|
|
|
|
Pz |
Py |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Глав- |
30 |
Твердый |
|
|
1,08 |
|
1,30 |
0,78 |
ный |
45 |
сплав |
|
|
1,0 |
|
1,0 |
1,0 |
угол в |
60 |
|
К |
|
0,94 |
|
0,77 |
1,11 |
плане |
90 |
|
|
0,89 |
|
0,50 |
1,17 |
|
|
|
|
|
|||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
Быстроре |
|
|
1,08 |
|
1,63 |
0,70 |
|
45 |
жущая |
|
|
1,08 |
|
1,0 |
1,00 |
|
60 |
сталь |
|
|
1,0 |
|
0,71 |
1,27 |
|
90 |
|
|
|
0,98 |
|
0,44 |
1,82 |
Перед- |
-15 |
Твердый |
|
|
1,25 |
|
2,0 |
2,0 |
ний |
0 |
сплав |
|
|
1,1 |
|
1,4 |
1,4 |
угол 0 |
10 |
|
К |
|
1,0 |
|
1,0 |
1,0 |
|
12-15 |
Быстроре |
|
1,15 |
|
1,6 |
1,7 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
жущая |
|
|
|
|
|
|
|
20-25 |
сталь |
|
|
1,0 |
|
1,0 |
1,0 |
Угол |
-5 |
Твердый |
К |
р |
1,0 |
|
0,75 |
1,07 |
наклон |
0 |
сплав |
|
|
1,0 |
1,0 |
||
|
|
|
|
|||||
а |
5 |
|
|
|
|
|
1,25 |
0,85 |
главно- |
15 |
|
|
|
|
|
1,7 |
0,65 |
го лез- |
|
|
|
|
|
|
|
|
вия 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 1.7 |
||
Радиус |
0,5 |
Быстроре |
Кrp |
0,87 |
|
0,66 |
1,0 |
|
при |
1,0 |
жущая |
0,93 |
|
0,82 |
|
||
|
|
|
|
|||||
верши- |
2,0 |
сталь |
|
|
1,0 |
|
1,0 |
|
не r, мм |
3,0 |
|
|
|
1,04 |
|
1,14 |
|
|
4,0 |
|
|
|
1,10 |
|
1,33 |
|
Расчет осевой силы резания
При наружном точении эмпирическая формула для определения тангенциальной силы резания Fx (Н) имеет вид
Fx = 10·Cp·tx·sy·νn·Kp, |
(1.41) |
где Cp, Kp –– коэффициенты; t –– глубина резания, мм; s –– подача, мм/об; x, y, n –– показатели степени.
Величину глубины резания и подачи берут, как и при расчете тангенциальной силы резания. Постоянная Ср и показатели степени x, y, n для конкретных условий обработки для каждой из составляющих силы резания приведены в табл. 20 /5/. Коэффициенты, входящие в состав поправочного коэффициента Kp, выбираем из табл. 1.6, 1.7 для осевой силы резания.
Расчет скорости резания
Скорость резания VU (м/мин) при наружном продольном и поперечном точении и растачивании рассчитывают по эмпирической формуле
Vu |
|
CV |
kV , |
(1.42) |
|
T m t x S y |
|||||
а при отрезании, прорезании и фасонном точении – |
|
||||
Vu |
|
CV |
|
kV , |
(1.43) |
|
T m S y |
||||
где Т –– стойкость –– период работы инструмента до затупления, приводимый для различных видов обработки, соответствует условиям одноинструментной обработки, мин;
t––глубина резания, мм; s––подача, мм/об;
Кν –– коэффициент является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки Кмν, (см. табл. 8, 9 /4/),
состояние поверхности Кпν (табл. |
12 /4/), материала инструмента Киν |
|||
(табл.13 /4/). |
|
|
|
|
Поправочный коэффициент kмv найдем по формуле (1.44) |
|
|||
|
750 |
nv |
|
|
kмv kг |
|
|
||
|
|
, |
(1.44) |
|
|
|
|||
в
где kг – коэффициент, характеризующий группу стали по
обрабатываемости;
nv – показатель степени.
Например, для стали марки 14Х17Н2 ( в =1300·106 Н/м2 )
коэффициент kг =0,8, показатель степени nv=1. Подставляя значения в формулу (1.44), получим
|
|
750 |
1 |
||
k мv |
0,8 |
|
|
0,46. |
|
1300 |
|||||
|
|
|
|||
Коэффициенты, учитывающие состояние поверхности заготовки и состояние инструментального материала kпv=0,90 и kиv=1,90.
kv 0,46
0,90
1,90 0,79.
Сν –– коэффициент; x, y, m –– показатели степени.
Значение коэффициента Сv, показателей степени x, y и m приведены в табл. 7 /4/.
Среднее значение стойкости Т при одноинструментной обработке
– 30-60 мин.
Расчет мощности электродвигателя главного движения токарного станка
Для проведения расчетов главного привода необходимо иметь
следующие данные: |
|
Диаметр детали |
(D), м; |
Глубина резания |
(t), мм; |
Стойкость резца |
(60..180), мин; |
Передаточное число редуктора |
(ip); |
КПД редуктора |
(hПр); |
Подача |
(S), (мм/об); |
Поправочный коэффициент |
(Кр): |
Коэффициент запаса |
Кз (1,1..1,3); |
Длина заготовки |
(L), м . |
Порядок расчета
1)Рассчитывается скорость резания VU ,м/мин.
2)Определяется усилие резания Fz, H.
3) Находится |
момент на шпинделе от усилия резания, H·м, |
|
|
М щ |
|
F Z |
D |
|
. |
|
|
|
|
|
(1.45) |
|||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
4) Определяется статический момент двигателя |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
М СТ |
|
|
|
|
|
Мщ |
|
|
, |
|
|
|
|
(1.46) |
||||
|
|
|
|
iр |
|
•Њр |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
ip, пр- соответственно передаточное отношение и коэффициент |
|||||||||||||||||||
полезного действия передач от двигателя к шпинделю. |
|
|
||||||||||||||||||
|
5) Рассчитывается мощности резания Pz (Вт) |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
Pz |
|
F Z |
|
VU |
. |
|
|
|
|
(1.47) |
||||||||
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
6) Находится мощность двигателя по формуле |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
Р ДВ = |
|
PZ |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1.48) |
|||
|
|
|
|
Пр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
7) Определяется угловая скорость двигателя wдв (с-1) |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VU ip |
|
|
|
. |
(1.49) |
||||
|
|
|
ДВ |
|
|
|
0,5 D 60 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
8) Скорость подачи определяется по формуле, м/мин |
|
||||||||||||||||||
|
|
V П• |
|
|
|
|
|
S V 10 |
3 |
|
|
|
(1.50) |
|||||||
|
|
2 3,14 0,5 |
D |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
9) Определим время подачи при черновой обработке, с |
|
||||||||||||||||||
|
|
Т1 |
L 60 |
. |
|
|
|
|
|
|
(1.51) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
V П |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
10) Вычислим время холостого хода при возврате стола |
|
||||||||||||||||||
|
Т 2 |
|
L 60 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1.52) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
V ОБР”Х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где |
Vобр.х – скорость быстрого продольного перемещения суппорта, с |
|||||||||||||||||||
.
Аналогичные вычисления выполняются для режима чистовой обработки.