14. Режими обробки.

Основними величинами, які характеризують режими механічної обробки є:

- глибина різання t, мм.;

- подача ріжучого інструменту S, мм/об;

- швидкість різання V, м/хв;

- частота обертання деталі n, хв^-1 .

Глибина різання залежить від геометричних параметрів деталі, припуску на обробку, виду обробки (чистова, чорнова).

Припуск на обробку залежить від величини спрацювання поверхні, висоти різьбової нарізки, шліців, товщини наплавленого шару металу. При виконанні підготовчих операцій глибина різання, як правило, дорівнює припуску на обробку

При проточуванні шліцьових поверхонь, поверхонь після наплавлення, бажано точити поверхню за 2 і більше проходів. При обробці таких поверхонь інструмент сприймає нерівномірні, часом ударні навантаження. Тому величина глибини різання може коливатись у значних межах (від 1,0 до 3,0 мм.).

Якщо до оброблюваної поверхні встановлені високі вимоги щодо точності і ступеня шорсткості, то точіння виконують за два проходи: за першим проходом знімають основну масу металу; другий, чистовий прохід виконують з невеликою глибиною різання (0,2…0,5 мм.).

Для токарних і свердлильних робіт режими різання визначають у такій послідовності:

Глибина різання t, мм. (точіння, розточування, розсвердлювання, розгортування тощо)

t = (D-d) / 2 ; [18]

де D – діаметр поверхні до обробки, мм.;

d – діаметр поверхні після обробки, мм..

Глибина різання t, мм. (свердління)

t = 0,5хD_св ; [18]

де D_св – діаметр свердла, мм..

При відрізуванні деталі та прорізанні канавок, які виконуються відрізним різцем на токарному верстаті, глибина різання t дорівнює ширині різця.

Залежно від знайденої глибини різання, діаметра оброблюваної поверхні, шорсткості обробки, з нормативних матеріалів вибирають рекомендовані значення подач S_Т, мм/об.

Для того, щоб реалізувати теоретичні значення режимів різання на конкретно вибраному верстаті (пункт 1.10.1.), потрібно рекомендовані значення подач узгодити з верстатними. Для подальшого розрахунку приймають найближче до S_Т верстатне значення подачі S_в, мм/об. Більші значення подач вибирають для чорнової обробки, менші – для чистової.

В залежності від розрахованої величини глибини різання t та прийнятого верстатного значення подачі S_в, розраховують або приймають за нормативами теоретичне значення швидкості різання V _т, м/хв.

Нормативне значення швидкості різання V _т не враховує конкретних умов обробки (властивостей металу деталі, матеріалу ріжучого інструменту, характеру поверхні деталі, використання охолодження тощо), тому потребує коректування з допомогою відповідних коефіцієнтів.

Зкоректована швидкість різання V_к, м/хв

V_к= V _т х К_м х К_х х К_мр х К_ох ; [18]

де V_т - табличне значення швидкості різання, м/хв.;

К_м - коефіцієнт, який враховує механічні властивості матеріалу деталі;

К_х - коефіцієнт, якій враховує характер поверхні деталі;

К_мр - коефіцієнт, який враховує матеріал ріжучої частини інструменту;

К_ох - коефіцієнт, який враховує застосування охолодження.

Теоретична частота обертання шпинделя n_т, хв^-1

n = 1000 x V_k / х D; [18]

Визначене значення частоти обертання узгоджують з даними паспорта верстата і вибирають найближче верстатне значення n_в, хв^-1.

Після цього за верстатним значенням частоти обертання визначають фактичну швидкість різання V_ф, м/хв.

V =  х D х n_в/ 1000 ; [18]

Зусилля різання Р_z, кГ

Р_z = К х t х S_в ; [18]

де К - коефіцієнт, який враховує механічні властивості матеріалу деталі.

Якщо розрахункове зусилля різання більше за зусилля, яке наведене у паспорті верстата, то режим повинен бути зміненим з врахуванням допустимого (за рахунок зменшення глибини різання t або подачі S_в).

Потужність, потрібна для обробки деталі N_р, кВт

N_р = Р_z х V_ф / 6120; [18]

Ефективна потужність верстата (потужність на шпинделі) N_е, кВт.

N_e = N_д х η _в ; [18]

де N_д – потужність електродвигуна верстата, кВт.;

η - коефіцієнт корисної дії.

Якщо N_e ≥ N _p – обробка з даними режимами можлива.

У випадку, коли потужність різання перевищує ефективну, потрібно так змінити величини, які впливають на потужність (глибина різання, подача, частота обертання), щоб обробка стала можливою.

За подібною методикою визначають режими різання для свердлильних робіт.

Головний рух на верстатах фрезерувальної групи – обертання фрези, допоміжними рухами є поздовжня, поперечна та вертикальна подачі.

Загальна методика розрахунку та послідовність визначення режимів різання та норм часу залишаються типовими.

Відмінності у визначенні режимів різання такі:

довжина робочого ходу стола L_р, мм

L_р = l+l₁+l₂+L_дод ;

Де l – довжина різання, яка дорівнює довжині обробки, яка вимірюється у напрямку різання, мм;

l₁ + l₂ – довжина врізання та перебігу інструменту, призначається за нормативами, мм;

L_дод – додаткова довжина ходу, залежна від особливостей налагоджування та конфігурації виробу, мм.

Глибина фрезерування t визначають як величину, яку необхідно зняти за один прохід інструменту.

Середня ширина фрезерування В, мм

В = F / l ;

Де F – площа поверхні, яка фрезерується, мм² (при одночасній обробці кількох деталей їх площу визначають як для однієї); як правило, ширину фрезерування вимірюють у напрямку, паралельному осі обертання фрези, а глибину фрезерування – у перпендикулярному до неї; при фрезеруванні торцевими фрезами – навпаки.

Подача на зуб S_z, мм/зуб – призначається за нормативами; її величина залежить від матеріалу, що обробляється, та його твердості, типу фрези та її матеріалу, для окремих фрез – від глибини різання, ширини фрезерування та діаметра фрези.

Хвилинна подача S_хв, мм/хв.

S_хв = S_z * z * n_ф ;

Де z – кількість зубців фрези.

Специфіка визначення режимів різання для інших видів механічної обробки викладена у ( ).

За узгодженням з викладачем, режими різання можна визначати за методикою ( ), ( ).

Режими зварювання, наплавлення, гальванічних покрить вибирають в залежності від конкретних потреб по відновленню поверхонь деталей.

Режими обробки (різання) визначають у курсовому проекті для чотирьох операцій маршрутного плану за узгодженням з викладачем.