4.11 Определение режимов резания

Приступая к расчету режимов резания, надо определить расчетные размеры обрабатываемых поверхностей деталей, необходимые для расчета скорости резания, и время на обработку.

Режим резания материала включает в себя следующие основные элементы: глубина резания t, мм; подача S, мм на оборот; скорость резания V, м/мин или частота вращения шпинделя. Исходными данными для выбора режима резания являются:

• данные об обрабатываемой детали (рабочий чертеж и технические условия): род материала и его характеристика (марка, состояние, механические свойства); форма, размеры и допуски на обработку; допускаемые отклонения от геометрической формы (овальность, конусность, огранка); допускаемые погрешности взаимной координации отдельных поверхностей и т.д.); требуемая шероховатость поверхности; требования к состоянию поверхностного слоя;

• сведения о заготовке (чертеж и технические условия): род заготовки; величина и характер распределения припусков; состояние поверхностного слоя;

• паспорта станков.

От принятых режимов резания в значительной мере зависит производительность и себестоимость обработки, т.к. непосредственные затраты времени на обработку, расходы на инструмент определяются элементами режимов резания. В то же время определение режимов резания нельзя рассматривать вне связи с такими факторами, как режущий инструмент: его материал, конструкция и геометрия.

Зависимость времени, потребного для машинной обработки какой-либо поверхности от режимов резания, можно выразить в следующем виде:

( 4.12 )

где L – расчетная длина обработки, т.е. длина прохода инструмента в направлении подачи, мм;

S_м – минутная подача инструмента или детали, мм/мин;

i – количество проходов;

h – припуск на обработку, мм;

n – число оборотов шпинделя, об/мин;

S – подача инструмента или детали на оборот, мм;

t – глубина резания, мм.

Заменим в формуле n выражением из зависимости, т.е.

тогда получим, что

( 4.13 )

Рассматривая эту зависимость, видим, что при определенных заданных значениях D, L, h наименьшее время на обработку, а соответственно и наибольшая производительность при прочих равных условиях, будет при максимальном значении произведения

П = V· t ·S,

представляющего собой объем материала, снятого в i минуту.

Таким образом, производительность при обработке деталей растет с увеличением скорости резания, глубины резания и подачи. Выбор величин элементов режимов резания осуществляется в следующем порядке:

1. Выбирается глубина резания в зависимости от припусков на обработку и числа проходов. В этом случае необходимо стремиться к уменьшению числа проходов. Для черновой обработки обычно берется 1-2 прохода, для чистовой – в зависимости от точности обработки класса шероховатости и состояния поверхностного слоя детали.

2. Определяется подача в зависимости от:

• вида детали и характеристики ее обрабатываемых поверхностей (жесткости, прочности и виброустойчивости, состояния поверхностного слоя, микрогеометрии поверхности);

• режущего инструмента (прочности, жесткости, износостойкости);

• характеристики станка (прочности механизмов подач, скоростей, жесткости, виброустойчивости, кинематики).

Принимают наибольшую подачу, допускаемую вышеуказанными ограничивающими факторами, и выбирают ближайшую к расчетной по паспорту станка.

3. Определяется скорость резания и число оборотов шпинделя в зависимости от ранее выбранных факторов по форме

( 4.14 )

где V_т – скорость резания при выбранном периоде стойкости

режущего инструмента, об/мин;

t – глубина резания, мм;

S – подача, мм/об;

x_v, y_v – показатели степени при глубине и подаче.

После определения расчетной скорости резания определяют число оборотов

( 4.15 )

Определив расчетное число оборотов, принимают действительное число оборотов по паспорту станка, ближайшее к расчетному. При отсутствии паспортных данных станка числа оборотов определяются по известным формулам через знаменатель прогрессии коробки скоростей станка.