Визначення граничних швидкостей різання та частот обертання шпинделя

Вихідним документом для створення коробки швидкостей є технічне завдання на станок, який ми проектуємо, в якому вказується область можливого використання верстата, перелік технологічних операцій, які виконуються на верстаті, а також перелік матеріалів для обробки деталей, припуски заготовок, можливий матеріал різального інструмента, потрібна продуктивність та тип виробництва, в якому буде використовуватись розроблюваний верстат. Виходячи з цього визначають: на якій операції і за якою обробкою яких матеріалів будуть мати місце граничні значення швидкостей різання та подач, а також величини зусиль різання з варіюванням виду використовуваного різального інструмента та його матеріалу. Крім цього, необхідно враховувати технічний прогрес в галузі удосконалення різальних інструментів та методів обробки, що потребує забезпечення резерву збільшення максимальних чисел на 20-25%.

Також треба враховувати місце верстата в типажі даної групи і можливість обробки деталей граничних розмірів з граничними швидкостями на суміжних верстатах даної групи.

Граничні значення швидкостей різання V_max і V_min визначають за формулою теорії різання або вибирають за довідниковими таблицями. Граничні значення чисел обертів n_max і n_min визначають за граничними розмірами оброблюваної деталі або за розмірами різальних інструментів:

; .

Відношення називається діапазоном регулювання чисел обертів, який можна виразити як:

де D_V – діапазон змін швидкостей різання;

D_D – діапазон змін діаметрів оброблюваних деталей або різальних інструментів.

Граничні значення діаметрів оброблюваних деталей або різальних інструментів деяких верстатів регламентовані ГОСТом.

Для економічного використання станків приймаємо .

Максимальний діаметр обробки вказується в завданні або визначається через інший параметр. Так для токарних верстатів: D_max =(1-1, 5)H, де Н – висота центрів. Для фрезерних верстатів D_max =(0, 2-0, 3)В, де В – ширина столу.

Для універсальних верстатів характерні такі діапазони регулювання [8]:

1. Токарні верстати 40...160;

2. Фрезерні 20...60;

3. Карусельні 25...40;

4. Радіально-свердлильні 20...100;

5. Стругальні 4...16.

Привод головного руху повинен забезпечувати можливість обробки деталей з різними діаметрами, забезпечуючи оптимальну швидкість різання.

Таким умовам може задовольняти привод з безступінчастим регулюванням чисел обертів шпинделя. Однак в теперішній час набули розповсюдження приводи головного руху з ступінчастим регулюванням, як простіші за конструкцією та експлуатацією, мають більш високий ККД та відносно низьку собівартість.