Установление режимов резания аналитическим методом

Разработка технологического процесса механической обработки заготовки обычно завершается установлением технологических норм времени для каждой операции.

При выборе режимов обработки необходимо придерживаться определенного порядка, т.е. при назначении и расчете режима обработки учитывают тип и размеры режущего инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип оборудования и его состояние. Следует помнить, что элементы режимов обработки находятся во взаимной функциональной зависимости, устанавливаемой эмпирическими формулами. При расчете режимов резания сначала устанавливают глубину резания в миллиметрах. Глубину резания назначают по возможности наибольшую, в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обрабатываемой поверхности и технических требований на изготовление детали. После установления глубины резания устанавливается подача станка. Подачу назначают максимально возможную, с учетом погрешности и жесткости технологической системы, мощности привода станка, степени точности и качества обрабатываемой поверхности, по нормативным таблицам и согласовывают с паспортными данными станка. От правильно установленной подачи во многом зависит качество обработки и производительность труда. Для черновых технологических операций назначают максимально допустимую подачу.

После установления глубины резания и подачи определяют скорость резания по империческим формулам с учетом жесткости технологической системы.

Аналитический расчет режимов резания производится с учетом необходимых поправочных коэффициентов на какую-нибудь обрабатываемую поверхность, указанную руководителем проекта по справочной литературе [16].

Расчет режимов резания аналитическим методом должен производиться не более чем на одну-две операции. Для остальных операций технологического процесса механической обработки детали режимы резания определяются по табличным нормативам соответствующей учебной и справочной литературы.

При наружном продольном точении скорость резания определяется по формуле

 

v = K_v, (3.28.)

где C_v – постоянная величина для скорости резания; Т – среднее значение стойкости резца, мин;

m, x_v, y_v – показатели степени; К_v – общий поправочный коэффициент на скорость резания.

К_v определяется по формуле:

 

К_v=К_mv К_nx К_иv К_φv К_φ1v К_zv К_gv (3.29.)

где - К_mv – качество обрабатываемого материала;

К_{nx –} состояние поверхности заготовки;

К_иv – материал режущей части инструмента;

К_φv К_φ1v К_zv К_gv – параметры инструмента.

Значения указанных коэффициентов приведены в учебной и технической справочной литературе.

Частота вращения шпинделя станка определяется по формуле:

n_р= , (3.30.)

где v – скорость резания, м/мин; D – диаметр заготовки, мм.

В процессе определения режимов резания необходимо частоту вращения шпинделя станка, подачу или число двойных ходов скорректировать по паспорту станка. В справочной литературе и каталогах на металлорежущие станки обычно указывается минимальная n_min и максимальная n_max частота вращения шпинделя станка, двойных ходов (n_{min дв.ход}, n_{maxдв.ход}) и подача (S_max, S_min), поэтому необходимо производить расчет промежуточных указанных значений.

После установления частоты вращения шпинделя определяют действительную скорость резания

v _д= , (3.31.)

где n_п – паспортное значение частоты вращения шпинделя, мин^-1;

D – диаметр заготовки, мм.

Затем определяется мощность, затрачиваемая на процесс резания:

 

Nрез=P_z v _д 10^-3, (3.32.)

где P_z – тангенциальная составляющая силы резания.

Следует проверить достаточность мощности привода станка для выполнения процесса резания по формуле:

 

N_рез≤ N_шп, (3.33.)

где N_шп - мощность на шпинделе, кВт.

 

Мощность на шпинделе станка

N_шп = N_ст ŋ (3.34.)

где ŋ – к.п.д. станка.

 

В зависимости от методов обработки расчет параметров режимов резания может изменяться.

Методика расчетов режимов резания при многоинструментальной обработке на токарных многошпиндельных и многорезцовых автоматах и полуавтоматах, сверлильных, фрезерных и других металлорежущих станках имеет ряд отличий от расчетов одноинструментальной обработки, поэтому рекомендуется использовать специальную методику расчетов.