1.4Коэффициенты использования режущих свойств инструмента и загрузки станка по мощности

Как отмечалось в п.п.1.1, время, в течение которого необходимо производить рабочие движения на станке – главное движение резания и движение подачи для осуществления обработки поверхности с размером lв направлении движения подачи, – называется основным технологическим (или машинным) временем и определяется по соотношению (1.1):

.

Из изложенного выше следует, что использовать полностью режущие свойства инструмента удаётся только на станках с бесступенчатым регулированием главного движения подач при достаточной мощности привода главного движения. В большинстве же случаев на металлорежущих станках регулирование рабочих движений является ступенчатым, в связи с чем происходит недоиспользование режущих свойств инструмента.

Коэффициент использования режущих свойств инструмента определяетсяследующим образом:

, (1.22)

где n и s– частота вращения шпинделя и величина подачи,

принятые в качестве наивыгоднейших;

s₀– величина наибольшей технологически допустимой

подачи, которая использовалась в соотношении (1.8);

n_p – расчётнаячастота вращения шпинделя, соответствующая

оптимальной стойкостиТ и подаче s₀(величина,

полученная по соотношению (1.8).

Станок, на котором осуществляется обработка детали с наивыгоднейшим режимом резания, должен иметь мощность на шпинделе, которая равна или больше эффективной мощности резания (1.12), а поэтому, как правило, реальный станок всегда недогружен.

Коэффициент загрузки станка по мощности, характеризующий степень загрузки станка,равен:

, (1.23)

где N_рез– эффективная мощность резания по соотношениям

(1.14) или (1.16) при принятых в качестве

наивыгоднейшихпараметрахрежима резания (t,sиn);

М_ср– момент сопротивления резанию по выражениям (1.13)

или (1.15) при принятых в качестве наивыгоднейшихпараметрах режима резания (t,sиn); (tиs);

N_шпиМ_шп – соответственно, мощность и крутящий момент на

шпинделе станка на принятой в качестве

наивыгоднейшей скоростной ступени n.

2. Методика расчета режима резания при точении

Основные положения методики расчета наивыгоднейшего режима резания, изложенной выше, относятся ко всем видам лезвийной обработки. Однако в связи с особенностями конструкции режущего инструмента и применяемых станков имеются особенности в расчёте режимов резания материалов.

Ниже рассматривается методика расчета режимов резания применительно к процессу точения.

2.1 Выбор конструкции и геометрии инструмента

Операция точения осуществляется токарными резцами, которые отличаются от других (строгальных, долбежных и т.д.) резцов большим разнообразием конструкций и геометрии.

Токарные резцы делятся на 4 группы: резцы, предназначенные для обтачивания наружных поверхностей (обточные), резцы для обработки торцевых поверхностей (торцевые), резцы для растачивания отверстий (расточные) и резцы для отрезки (отрезные).

В каждой из первых трех групп имеются резцы общего назначения (проходные – с главным углом в плане φ<90⁰, упорные – с φ=90⁰ и подрезные с φ>90⁰) и резцы специального назначения.

К резцам специального назначения относятся резцы, профиль режущих кромок которых или размеры их элементов связаны с соответствующими параметрами обрабатываемых поверхностей, например, резьбовые, канавочные, галтельныеи фасонные резцы. Последние отличаются большим разнообразием в зависимости от профиля обрабатываемой поверхности.

Резцы общего и резцы специального назначения могут быть предназначены для черновой (предварительной) и чистовой (окончательной) обработки. Обычно эти резцы, одинаковые по форме и конструкции головки, отличаются величиной передних и задних углов, радиусом закругления вершины и тщательностью заточки (доводки) передних и задних поверхностей (фасок и ленточек). У специальных резцов иногда меняются размеры элементов режущих кромок.

По конструкции резцы (рисунок 2) делятся настержневые(а), призматические (б) и круглые (в). Для работы на токарных универсальных станках используются в основном стержневые резцы.

а) стрежневой б) призматический в) круглый (дисковый)

Рисунок 2– Конструкции резцов

По форме головки различают резцы прямые (рисунок 3а ив);отогнутые (рисунок 3б, г и д), ось которых изогнута в горизонтальной плоскости;изогнутые, ось которых изогнута в вертикальной плоскости, и оттянутые (рисунок 6) влево (а, иб), вправо (в) или симметрично(г).Резцы изогнутые для токарных работ применяются чаще всего какотрезные резцы[9,10].

Остановимся подробнее на некоторых вопросах, касающихся выбора стержневых резцов в зависимости от характера выполняемой операции.