Выбор параметров режимов резания при токарной обработке

Общая последовательность выбора параметров режима резания при токарной обработке: 1)глубина резания; 2)подача; 3)скорость резания.

Глубина резания. В каждом случае выбирают максимальную глубину резания, которая ограничена припусками на обработку и возможностями станка. Если для обработки, какой – либо поверхности предусмотрено два или три прохода (например, черновой, получистовой и чистовой), то общий припуск делят соответственно на две или три части, каждую из которых стремятся снять за один рабочий проход. От глубины резания зависят ширина среза, и длина рабочей части режущей кромки.

Чистовой припуск зависит от ряда факторов, основными из которых являются требуемая точность и шероховатость детали, необходимость в последующей обработке, характер предыдущей обработки и т.д.

Глубину резания при черновом проходе в первом приближении задают в зависимости от жесткости инструмента, прочности и размеров пластины твердого сплава. Максимально допустимую глубину резания при черновых проходах и среднюю рекомендуемую обычно указывают в картах соответствующего инструмента и нормативах. При оптимизации параметров резания первоначально назначенную глубину резания обычно корректируют в соответствии с назначаемой подачей и скоростью резания.

Подача. Подачу назначают максимально допустимой по условиям технических ограничений.

Такими ограничениями для подачи при черновой обработке являются: жесткость обрабатываемой детали, жесткость резца, прочность державки резца, прочность режущих пластин резца, прочность механизма подач станка, наибольший крутящий момент, мощности главного привода и привода подач, предельные минутные подачи на станке. Подачи при черновом точении обычно приводятся в соответствующих таблицах и корректируются различными коэффициентами в зависимости от условий обработки. На станках с ЧПУ подачу при первом черновом проходе заготовок, имеющих биение по торцу, наружному диаметру или отверстию, на участке входа резца обычно снижают на 20 – 30 %, чтобы предотвратить сколы режущих кромок.

Подачу s_i при однопроходном чистовом точении назначают с учетом требований к шероховатости и точности соответствующих поверхностей в зависимости т требуемой точности детали и погрешности заготовки:

 

S_i = (2.5/C_p)^4/3(∆_дет/∆_заг)^4/3J^4/3

 

где ∆_дет – допустимая погрешность детали, мм; ∆_заг – погрешность заготовки, мм; J – жесткость системы СПИД, Н/м; C_p – коэффициент, зависящий от рода обрабатываемого материала.

Подачу S_Rz (мм/об), обеспечивающую требуемую шероховатость, находят по формуле:

S_Rz = C_нR_z^α_maxr^uk_μ υⁿ/t^xφ^zφ₁^z

 

где C_н – постоянный коэффициент; R_{z max} – наибольшая высота микронеровностей поверхности, мкм; r – радиус при вершине резца, мм; k_μ – поправочный коэффициент; φ, φ₁ – главный и вспомогательный углы резца в плане; υ – скорость резания, м/мин; α, u, x, z, n – показатели степени.

Рассчитанные по приведенным формулам подачи не должны быть меньше S_{мин min} (наименьшей минутной подачи на станке) и S_{рез min} (наименьшей подачи, обеспечивающей нормальное резане).

Скорость резания. При выбранных глубине резания и подаче задают такую скорость резания, которая обеспечивала бы оптимальную стойкость инструмента.

Напомним, что при резани различают изнашивание по задней и передней граням. Наиболее часто за критерий изнашивания принимают ширину ленточки изнашивания h_з по задней грани. В каждом случае можно установить допустимый износ (величину h_з), при достижении которого инструмент подлежит переточке. Стойкостью инструмента называется период времени его работы между переточками.

Ориентировочный допустимый износ h_з: при черновом точении 1,8 мм для неперетачиваемых пластин и 1 – 1,4 мм для резцов с напаянными пластинами твердого сплава; при чистовом точении 0,4 – 0,6 мм для твердых резцов.

В практике работ на станках с ЧПУ значения допустимого износа могут отличаться от указанных. Это зависит от требований предъявляемых к заданной точности обработки, циклам принудительной замены инструмента, циклам подналадки инструмента и т.п.

Особое влияние на выбор параметром режима резания на станках с ЧПУ оказывает возможность быстро заменять изношенный инструмент новым с автоматической его подналадкой.