Режимы резания. Обшин сведения

##### Министерство науки и высшего образования Российской Федерации.

##### Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

##### "Кемеровский государственный университет" (КемГУ)

#####

Режимы резания

## ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Приведенные ниже краткие данные по назначению режимов резания разработаны с использованием официальных изданий по режимам резания инструментами из быстрорежущей стали и из твердого сплава. Они рассчитаны на применение инструментов с оптимальными значениями геометрических параметров режущей части, с режущими элементами из твердого сплава, заточенными алмазными кругами , а из быстрорежущей стали -кругами из эльбора.
При назначении элементов режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.
Элементы режима резания обычно устанавливают в порядке, указанном ниже.
Глубина резания t : при черновой (предварительной) обработке назначают по возможности максимальную t, равную всему припуску на обработку или большей части его; при чистовой (окончательной) обработке -в зависимости от требований точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.
Подача S : при черновой обработке выдирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости и прочности системы СПИД, мощности привода станка, прочности твердосплавной пластинки и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке - в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности.
Скорость резания V рассчитывают по эмпирическим формулам, установленным для каждого вида обработки, которые имеют общий вид

Значения коэффициента Cn и показателей степени, содержащихся в этих формулах, так же как и периода стойкости Т инструмента, применяемого для данного вида обработки, приведены в таблицах для каждого вида обработки. Вычисленная с использованием табличных данных скорость резания Vтб учитывает конкретные значения глубиной резания t, подачи S и стойкости Т и действительна при определенных табличных значениях ряда других факторов. Поэтому для получения действительного значения скорости резания V с учетом конкретных значений упомянутых факторов вводится поправочный коэффициент Kn..

Тогда действительная скорость резания V = Vтб * Kn, где Kn - произведение ряда коэффициентов. Важнейшими из них, общими для различных видов обработки, являются :

- Kмn - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала (таблицы. 1, 2, 3, 4);

- Kпn - коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки (таблица 5);

- Киn - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента (таблица 6).

Поправочный коэффициент Кмn, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания | Таблица 1

Обрабатываемый материал | Расчетная формула
Сталь |
Серый чугун |
Ковкий чугун |

Примечания :

1. sв и НВ - фактические параметры, характеризующие обрабатываемый материал, для которого рассчитывается скорость резания.

2. Коэффициент Кг , характеризующий группу стали по обрабатываемости, и показатель степени nn, см. в табл.2

Заначения коэффициента Кг, и показатели и показатели степени nn в формуле для расчёта коэффициента обрабатываемости стали Кмn, приведённые в табл. 1 | Таблица 2

Обрабатываемый материал | Коэффициент Кг для материала инструмента | Показатели степени nn при обработке
резцами | свёрлами, зенкерами, развёртками | фрезами
из быстро- режущей стали | из твер- дого сплава | из быстроре- жущей стали | из твердого сплава | из быстроре- жущей стали | из твердого сплава | из быстроре- жущей стали | из твердого сплава
Сталь: углеродистая (С≤0,6%),sв, МПа: < 450 | 1,0 | 1,0 | -1,0 | 1,0 | -0,9 | 1,0 | -0,9 | 1,0
450-550 | 1,0 | 1,0 | 1,75 | 1,0 | -0,9 | 1,0 | -0,9 | 1,0
>550 | 1,0 | 1,0 | 1,75 | 1,0 | 0,9 | 1,0 | 0,9 | 1,0
повышенной и высокой обрабатываемости резанием | 1,2 | 1,1 | 1,75 | 1,0 | 1,05 | 1,0 | - | 1,0
хромистая | 0,85 | 0,95 | 1,75 | 1,0 | 0,9 | 1,0 | 1,45 | 1,0
углеродистая (С>0,6%), хромоникелевая, хромомолибденованадиевая | 0,8 | 0,9 | 1,5 | 1,0 | 0,9 | 1,0 | 1,35 | 1,0
хромомарганцовистая, хромокремнистая, хромокремнемарганцовистая, хромоникельмолибденовая, хромомолибденоалюминиевая | 0,7 | 0,8 | 1,25 | 1,0 | 0,9 | 1,0 | 1,0 | 1,0
хромованадиевая | 0,85 | 0,8 | 1,25 | 1,0 | 0,9 | 1,0 | 1,0 | 1,0
марганцовистая | 0,75 | 0,9 | 1,5 | 1,0 | 0,9 | 1,0 | 1,0 | 1,0
хромоникельвольфрамовая, хромомолибденовая | 0,8 | 0,85 | 1,25 | 1,0 | 0,9 | 1,0 | 1,0 | 1,0
хромоалюминиевая | 0,75 | 0,8 | 1,25 | 1,0 | 0,9 | 1,0 | 1,0 | 1,0
хромоникельванадиевая | 0,75 | 0,85 | 1,25 | 1,0 | 0,9 | 1,0 | 1,0 | 1,0
быстрорежущие | 0,6 | 0,7 | 1,25 | 1,0 | 0,9 | 1,0 | 1,0 | 1,0
Чугун: серый | - | - | 1,7 | 1,25 | 1,3 | 1,3 | 0,95 | 1,25
ковкий | - | - | 1,7 | 1,25 | 1,3 | 1,3 | 0,85 | 1,25

Поправочный коэффициент Kmn , учитывающий влияние физико-механических свойств жаропрочных и коррозионно-стойких сталей и сплавов на скорость резания | Таблица 3

Марка стали или сплава | sв, МПа | Усредненное значение коэффициента Кmn | Марка стали или сплава | sв, МПа | Усредненное значение коэффициента Кmn
12Х18Н9Т | 550 | 1,0 | ХН60ВТ | 750 | 0,48
13Х11Н2В2МФ | 1100-1460 | 0,8-0,3 | ХН77ТЮ | 850-1000 | 0,40
14Х17Н2 | 800-1300 | 1,0-0,75 | ХН77ТЮР | 850-1000 | 0,26
13Х14Н3В2ФР | 700-1200 | 0,5-0,4 | ХН35ВТ | 950 | 0,50
37Х12Н8Г8МФБ | - | 0,95-0,72 | ХН70ВМТЮ | 1000-1250 | 0,25
45Х14Н14В2М | 700 | 1,06 | ХН55ВМТКЮ | 1000-1250 | 0,25
10Х11Н20Т3Р | 720-800 | 0,85 | ХН65ВМТЮ | 900-1000 | 0,20
12Х21Н5Т | 820-10000 | 0,65 | ХН35ВТЮ | 900-950 | 0,22
20Х23Н18 | 600-620 | 0,80 | ВТ3-1; ВТ3 | 950-1200 | 0,40
31Х19Н9МВБТ | 600-620 | 0,40 | ВТ5; ВТ4 | 750-950 | 0,70
15Х18Н12С4ТЮ | 730 | 0,50 | ВТ6; ВТ8 | 900-1200 | 0,35
ХН78Т | 780 | 0,75 | ВТ14 | 900-1400 | 0,53-0,43
ХН75МБТЮ | - | 0,53 | 12Х13 | 600-1100 | 1,5-1,2
| 30Х13; 40Х13 | 850-1100 | 1,3-0,9

Поправочный коэффициент Kmn , учитывающий влияние физико-механических свойств медных и алюминиевых сплавов на скорость резания | Таблица 4

Медные сплавы | Kmn | Алюминиевые сплавы | Kmn
Гетерогенные: НВ>140 | 0,7 | Силумин и литейные сплавы (закалённые), sв=200ч300 МПа, НВ >60 | 0,8
НВ 100-140 | 1,0 | Дюралюминий (закалённый), sв=400ч500 МПа, НВ >100 | 0,8
Свинцовистые при основной гетерогенной структуре | 1,7 | Силумин и литейные сплавы, sв=100ч200 МПа, НВ≤65 | 1,0
Гомогенные | 2,0
Сплавы с содержанием свинца <10% при основной гомогенной структуре | 4,0 | Дюралюминий, sв=300ч400 МПа, НВ≤100 | 1,0
Медь | 8 | Дюралюминий, sв=200ч300 МПа | 1,2
Сплавы с содержанием свинца >15% | 12,0

Поправочный коэффициент Кпn , учитывающий влиняние состояния поверхности заготовки на скорость резания | Таблица 5

Состояние поверхности заготовки
без корки | с коркой
Прокат | Поковка | Стальные и чугунные отливки при корке | Медные и алюминиевые сплавы
нормальной | сильно загрязнённой
1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,8-0,85 | 0,5-0,6 | 0,9

Поправочный коэффициент Киn , учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания | Таблица 6

Обрабатываемый материал | Значения коэффициента Киn в зависимости от марки инструментального материала
Сталь конструкционная | Т5К12В 0,35 | Т5К10 0,65 | Т14К8 0,8 | Т15К6 1,00 | Т15К6 1,15 | Т30К4 1,4 | ВК8 0,4
Коррозионно-стойкие и жаропрочные стали | ВК8 1,0 | Т5К10 1,4 | Т15К6 1,9 | Р18 0,3 | - | - | -
Сталь закаленная | HRC 35-50 | HRC 35-50 | HRC 35-50 | HRC 35-50 | HRC 51-62 | HRC 51-62 | HRC 51-62
Т15К6 1,0 | Т30К4 1,25 | ВК6 0,85 | ВК8 0,83 | ВК4 1,0 | ВК6 0,92 | ВК8 0,74
Серый и ковкий чугун | ВК8 0,83 | ВК6 1,0 | ВК4 1,1 | ВК3 1,15 | ВК3 1,25 | - | -
Сталь, чугун, медные и алюминиевые сплавы | Р6М5 1,0 | ВК4 2,5 | ВК6 2,7 | 9ХС 0,6 | ХВГ 0,6 | У12А 0,5 | -

###

### Стойкость инструмента

Стойкость T - период работы инструмента до затупления, приводимый для различных видов обработки, соответствует условиям одно-инструментной обработки. При многоинструментной обработке период стойкости T следует увеличивать. Он зависит прежде всего от числа одновременно работающих инструментов, отношения времени резания к времени рабочего хода, материала инструмента, вида оборудования. При многостаночном обслуживании период стойкости T также необходимо увеличивать c возрастанием числа обслуживаемых станков.
B обычных случаях расчет точного значения периода стойкости громоздкий. Поэтому ориентировочно можно считать, что период стойкости при многоинструментной обработке Tми = T КТи, [3], а при многостаночном обслуживании Tмс = T КТс [3], где T - стойкость лимитирующего инструмента; КTи - коэффициент изменения периода стойкости при многоинструментной обработке (табл.7); KTc - коэффициент изменения периода стойкости при многостаночном обслуживании (табл.8).

Коэффициент изменения стойкости КТи в зависимости от числа одновременно работающих инструментов при средней пo равномерности их загрузке | Таблица 7

Число работающих инструментов | 1 | 3 | 5 | 8 | 10 | 15
KTи | 1 | 1,7 | 2 | 2,5 | 3 | 4

Примечания:

- При равномерной загрузке инструментов коэффициент КТи увеличивать в 2 раза.

- При загрузке инструментов c большой неравномерностью коэффициент КТи уменьшать на 25 - 30%.

Коэффициент изменения периода стойкости КТс в зависимости от числа одновременно обслуживаемых станков | Таблица 8

Число обслуживаемых станков | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 и более
КТс | 1,0 | 1,4 | 1,9 | 2,2 | 2,6 | 2,8 | 3,1

### Сила резания

Под силой резания обычно подразумевают ее главную составляющую Рz, определяющую расходуемую на резание мощность Ne и крутящий момент на шпинделе станка. Силовые зависимости рассчитывают по эмпирическим формулам, значения коэффициентов и показателей степени в которых для различных видов обработки приведены в соответствующих таблицах.
Рассчитанные c использованием табличных данных силовые зависимости учитывают конкретные технологические параметры (глубину резания, подачу, ширину фрезерования и др.) и действительны при определенных значениях ряда других факторов. Их значения, соответствующие фактическим условиям резания, получают умножением на коэффициент Kp - общий поправочный коэффициент, учитывающий измененные по сравнению c табличными условия резания, представляющий собой произведение из ряда коэффициентов. Важнейшим из них является коэффициент Kмр, учитывающий качество обрабатываемого материала, значения которого для стали и чугуна приведены в табл. 9, а для медных и алюминиевых сплавов - в табл. 10.

Поправочный коэффициент Кмр для стали и чугуна, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости | Таблица 9

Обрабатываемый материал | Расчетная формула | Показатель степени n при определении
составляющей Pz. силы резания при обработке резцами | крутящего момента M и осевой силы Р0 при сверлении, рассверливании и зенкеровании | окружной силы резания Pz при фрезеровании
Конструкционная углеродистая и легированная сталь sв , МПа : ≤600 |  | 0,75/0,35 | 0,75/0,75 | 0,3/0,3
> 600 |  | 0,75/0,75 | 0,75/0,75 | 0,3/0,3
Серый чугун |  | 0,4/0,55 | 0,6/0,6 | 1,0/0,55
Ковкий чугун |  | 0,4/0,55 | 0,6/0,6 | 1,0/0,55

Примечание. В числителе приведены значения показателя степени n для твёрдого сплава, в знаменателе - для быстрорежущей стали.

Поправочный коэффициент Кмр, учитывающий влияние качества медных и алюминиевых сплавов на силовые зависимости | Таблица 10

Медные сплавы | Кмр | Алюминиевые сплавы | Кмр
Гетерогенные: НВ 120 | 1,0 | Алюминий и силумин | 1,0
НВ>120 | 0,75
Свинцовистые при основной гетерогенной структуре и свинцовистые с содержанием свинца 10% при основной гомогенной структуре | 0,65-0,70 | Дюралюминий,sв, МПа: 250 | 1,5
Гомогенные | 1,8-2,2 | 350 | 2,0
Медь | 1,7-2,1
С содержанием свинца >15% | 0,25-0,45 | >350 | 2,75

Режимы резания

А.Л. Майтаков, Н.Т. Ветрова, Л.Н. Берязева | Методические указания для выполнения курсовой работы
| Copyright © 2020 КемГУ . All rights reserved.