4.16. Определение режимов резания

[4, с. 113 – 116; 6, с. 578 – 580; 7, с. 96 – 110; 9; 10, с. 135 – 144; 11, с. 130, 131; 13, с. 626 – 683; 15, с. 271 – 276; 20, с. 261 – 303; 24, с. 142 – 149]

Режимы резания оказывают влияние на точность и качество обработанной поверхности, производительность и себестоимость обработки.

Режимы резания – совокупность параметров, определяющих характер протекания процесса механической обработки.

К режимам резания относятся: глубина резания (t), подача (S), скорость резания (V) или частота вращения шпинделя станка (n), сила резания (Р), мощность резания (N).

Глубина резания – толщина слоя материала, удаляемого за один рабочий ход.

Подача  – величина перемещения инструмента относительно заготовки или заготовки относительно инструмента в направлении подачи за один оборот, за один рабочий ход или в единицу времени (минуту).

Скорость резания – величина перемещения режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности заготовки в единицу времени.

Частота вращения –число оборотов твердого тела в единицу времени.

Сила резания – усилие, возникающее при резании материалов в контакте заготовка – режущий инструмент.

Мощность резания – это произведение силы резания на скорость резания.

Исходными данными при определении режимов резания являются:

1) материал заготовки и его характеристика (марка, состояние, механические свойства); точность размеров, точность формы, точность расположения поверхностей, требуемая шероховатость, технические условия; требования к состоянию поверхностного слоя (допускаемое упрочнение); вид заготовки, величина и характер припусков на обработку, наличие поверхностной корки;

2) режимы резания выбирают таким образом, чтобы была достигнута наибольшая производительность при наименьшей себестоимости операции. Это требование выполняется при работе инструментом рациональной конструкции (правильно подобранный материал, наивыгоднейшая геометрия, необходимая прочность, жёсткость и износоустойчивость);

3) тип и состояние металлорежущего оборудования (паспорта станков или каталоги);

4) метод обработки;

5) справочная литература.

Различают два метода назначения режимов резания – расчётный и табличный (нормативный). Различие методов только в определении скорости резания (V).

Расчёт режимов резания выполняют в определённой последовательности.

1. Устанавливают глубину резания (t) с учётом припуска и точности обработки.

2. Выбирают режущий инструмент, устанавливают его тип, размер, материал и геометрию заточки в зависимости от:

· вида обрабатываемых поверхностей;

· характера обработки;

· материала режущей части инструмента.

3. Выбирают рекомендуемую подачу (по справочнику) с учётом метода обработки, глубины резания, мощности станка, материала заготовки и режущей части инструмента, прочности инструмента, точности и шероховатости обрабатываемой поверхности. Рекомендуемую подачу необходимо уточнить по паспорту станка.

4. Выбирают период стойкости режущего инструмента в зависимости от типа и размера инструмента, характеристики заготовки и условий работы.

1. Рассчитывают по формулам скорость резания, как функциональную зависимость от ряда факторов:

V = F(Cv, T, t, S, D, B, Z, Kv),

где Cv – коэффициент на скорость резания, учитывающий материал заготовки и режущей части инструмента; T – период стойкости инструмента, t – глубина резания; S – подача; D – диаметр инструмента; B – ширина фрезерования; Z – число зубьев фрезы; Kv – поправочный коэффициент на скорость.

При другом методе скорость резания выбирают по таблицам:

V = Vрек ∙Кv.

2. Определяют частоту вращения либо заготовки, либо инструмента и сравнивают с имеющейся на станке:

n = 1000V/πd.

3. Определив расчётную частоту вращения, принимают действительную частоту вращения по паспорту станка, ближайшее к расчётному:

nст ≈ n.

4.


Рассчитывают фактическую скорость резания, соответствующую частоте вращения шпинделя станка:

Vф = π d n ст /1000.

5. Определяют составляющие силы резания, как функциональную зависимость от ряда факторов:

Рzyx = F(Cp, t, S, V, Kp).

6. Определяют крутящий момент, как функциональную зависимость от ряда факторов:

Мкр = F(Cм, t, S, V, Kм).

7. Определяют мощность процесса резания (в киловаттах):

N = Pz ∙ V/1020 ∙60;

N = Мкр ∙ n/9750.

8. Сравнивают рассчитанную мощность процесса резания с мощностью станка. Если мощность станка меньше (недостаточна), то либо изменяют режимы резания, либо выбирают станок большей мощности.

Результаты по определению режимов резания заносят в таблицу (табл. 4.20).

Таблица 4.20

Определение режимов резания

Номер

перехода

Содержание технологического перехода

i

t

S

V

n

t0

А

1

···