Расчеты режимов резания.

Режимы резания определяются глубиной резания t, подачей S и скоростью резания v. Значения t, S, vвлияют на точность и качество получаемой поверхности, производительность и себестоимость обработки.

В порядке возрастания влияния на стойкость инструментов вставляющие режимов резания располагаются следующим образом: t→ S → v . Поэтому для одноинструментальной схемы обработки вначале устанавливают глубину резания, а затем подачу и скорость резания.

При обработке поверхности на предварительно настроенном станке глубина резания равна припуску на заданный размер этой поверхности по выполняемому технологическому переходу.

Подача должна быть установлена максимально допустимой. При черновой обработке она ограничивается прочностью и жесткостью элементов технологической системы станка, а при чистовой и отделочной - точностью размеров и шероховатостью обрабатываемой поверхности. Определенная расчетом или по нормативам подача должна соответствовать паспортным данным станка.

Скорость резания зависит от выбранной глубины резания, подачи, качества и марки обрабатываемого материала, геометрических параметров режущей части инструмента и ряда других факторов.

Скорость резания рассчитывают по соответствующим формулам теории резания или устанавливают по нормативным данным. Скорость резания в общем виде определяют так:

где А — постоянная, характеризующая условия обработки, материал заготовки, глубину резания и подачу;

Т_и — стойкость режущего инструмента; т — показатель стойкости.

Обычно при расчете скорости резания используют минимально допустимую стойкость режущего инструмента Т_тiп. Зная стойкость инструмента по таблицам находят значение v, по которому определяют расчетное значение частоты вращения шпинделя. Далее по паспорту станка подбирают ближайшее меньшее значение п.

Рассмотренная методика справедлива для одноинструментальной схемы обработки.

При обработке на станках с многоинструментальными наладками методика установления режимов резания изменяется.

На практике встречается пять вариантов многоинструментальной схемы обработки:

1.Обработку заготовок ведут последовательно рядом инструментов, которые работают независимо один от другого; при смене инструмента изменяют и режимы резания.

2.Обработку производят параллельно действующими комплексами инструментов, каждый из которых работает независимо от других с различными режимами резания (многошпиндельные сверлильные агрегатные головки).

3.Обработку заготовок осуществляют комплексом инструментов, закрепленных в одном или нескольких блоках (например, державках или оправках). Инструменты блока имеют единую подачу, но разные скорости резания в зависимости от размера обрабатываемой поверхности; длительность работы каждого инструмента различна. Это характерно для многорезцовых токарных полуавтоматов, токарно-револьверных станков.

4.Комплекс инструментов в блоке имеет единую минимальную подачу, но работает с разными скоростями резания. Случай характерен для многошпиндельных сверлильных, расточных и продольно-фрезерных станков.

5.Комплекс инструментов работает с одинаковой скоростью резания, но с разной подачей (продольно-строгальные станки).

В первых двух случаях режимы резания устанавливают по приведенной выше методике. Если подача и скорость резания для первого случая оказываются близкими, то для экономии времени на останов и пуск станка можно использовать средние значения этих составляющих режимов резания.

В третьем случае глубину резания и подачу устанавливают для каждого инструмента по методике для одноинструментальной схемы обработки. По каждому блоку находят наименьшую лимитирующую технологически допустимую подачу. Далее выбирают лимитирующий по скорости резания инструмент, чаще всего тот, который обрабатывает участки заготовки с наибольшим диаметром и наибольшей длиной. Для этого инструмента рассчитывают условную стойкость , путь подачи лимитирующего инструмента; l_бл — путь подачи инструментального блока.

Значение Т_тin выбирают по нормативам в зависимости от количества и типа режущих инструментов, материала обрабатываемой заготовки.

По стойкости Ту находят соответствующую скорость резания по формуле или по нормативам и рассчитывают частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка. По найденным режимам определяют суммарный момент и мощность резания, которые сравнивают с паспортными данными. При необходимости режимы резания корректируют, изменяя подачу и скорость резания.

В четвертом случае для каждого инструмента наладки назначают глубину резания и подачу S₀ на один оборот шпинделя (по нормативам). Аналогично третьему случаю определяют лимитирующие по скорости резания инструменты и рассчитывают условную экономическую стойкость. По значению Т_у вычисляют или находят по нормативам значения скорости резания V_и и частоты вращения п_и для каждого инструмента. Минутную подачу инструмента определяют по формуле S = S₀n_и. Минутную подачу всей многошпиндельной головки принимают по наименьшей S. Корректируют значения V_ш и п_ш для различных шпинделей по формуле п_ш= (S/S_ш)п_и. По найденным режимам резания шпинделей рассчитывают суммарный момент и мощность резания, сравнивают их с паспортными данными и при необходимости корректируют режимы резания.

Режимы резания для пятого случая устанавливают в аналогичной последовательности. Для каждого инструментального блока (суппорта) выбирают минимальную подачу и по наибольшему пути резания лимитирующие инструменты. Для всех блоков по лимитирующим инструментам рассчитывают скорость резания. Режимы резания согласовывают с паспортными данными станка.

Таким образом, общая схема расчетов режимов резания следующая :

1. Определяют глубину резания t мм.

t = (D - d ) / 2

при обработке внутренних цилиндрических поверхностей (растачивание, рассверливание);

D, d - диаметры до и после обработки.

t = D/2- при сверлении;

t = H - h - при плоском шлифовании, фрезеровании.

H, h - размер до и после обработки.

2. Определяют подачу S (исходя из условий обработки)

Sмин = So× n- минутная [мм/мин]

Sz = Sмин / (n× z) - подача на зуб (для многолезвийной), [мм /зуб]

3. Скорость резания Vp (расчетную) :

Vp = Vo×K1×K2×K3

K1 – коэффициент качества поверхности; K2 - коэффициент состояния заготовки; K3 – коэффициент качества инструмента.