18.1.9. Влияние различных факторов на скорость резания.

На скорость резания, допускаемую режущим инструментом, влияют следующие основные факторы:

• период стойкости режущего инструмента, т.е. время его работы от заточки до за­ точки;

• физико-механические свойства обрабатываемого материала;

• материал режущего инструмента;

• величина подачи и глубина резания;

• геометрические параметры режущей части инструмента;

• охлаждение.

Период стойкости режущих инструментов должен выбираться таким, чтобы стоимость выполняемой операции была минимальной.

С повышением содержания в стали углерода, марганца, хрома, вольфрама увеличивается ее прочность и твердость, снижается теплопроводность. Это увеличи­вает температуру в зоне резания и ускоряет износ режущего инструмента. Поэтому более твердые и прочные материалы обрабатываются с; меньшими скоростями резания.

С увеличением глубины резания и подачи скорость резания уменьшается, при этом влияние глубины на скорость резания меньше, чем влияние подачи.

С увеличением переднего угла уменьшаются силы резания, количество выде­ляемого тепла, снижается температура в зоне резания, но при этом уменьшается од­новременно прочность режущей части и ухудшаются условия теплоотвода. Поэтому для каждого обрабатываемого материала и материала режущего инструмента суще­ствует оптимальное значение этого угла, при котором стойкость режущих инстру­ментов будет наибольшей. Чем мягче обрабатываемый материал, тем больше может быть принят передний угол. С увеличением заднего угла уменьшается работа сил трения и количество выделяемого тепла, а следовательно, и износ режущего инстру­мента. Одновременно с этим уменьшается прочность режущей части инструментов. Величину заднего угла выбирают в зависимости, главным образом, от толщины сни­маемой стружки. Чем больше толщина снимаемой стружки, тем меньше должен быть задний угол. С уменьшением главного угла в плане увеличивается ширина среза и уменьшается его толщина, что улучшает условия теплоотвода и уменьшает нагрузку на единицу длины рабочей части лезвия. В результате этого скорость резания, допус­каемая режущим инструментом, возрастает.

Смазочно-охлаждающие жидкости понижают температуру в зоне резания, смазывают трущиеся поверхности режущего инструмента и обрабатываемого изде­лия, уменьшают возможность слипания инструмента со стружкой. Вследствие этого увеличивается допустимая скорость резания и улучшается чистота обработанной по­верхности. СОЖ разделяются на две основные группы: а) охлаждающие, б) смазывающие. К первой группе относятся: растворы соды в воде, мыльные растворы, эмульсии (смеси масляных продуктов с водой). Ко второй группе относятся: мине­ральные, растительные и осерненные масла (сульфофезолы), а также керосин. При черновой обработке, применяют больше жидкости, обладающие в основном охлаждающими свойствами, при чистовой жидкости с высокими смазывающими свойства­ми.

18.1.10. Производительность процесса резания и пути ее повышений.

Производительность металлорежущих станков. Производительность станка определяется затратой времени на обработку од­ной детали. Штучное время на обработку детали определяется по формуле

Т_шт=Т_о+Т_в+Т_обс+Т_г (18-16)

Где Т_{о –} основное (технологическое) время, непосредственно затраченное на процесс резания;

Т_в - вспомогательное время, необходимое для установки и снятия детали, замеров ее при обработке, управления станком и т.п.;

Т_обс - время обслуживания станка и рабочего места;

Т_г - время перерывов, расходуемое на отдых.

Основным составляющим штучного времени является основное и вспомога­тельное время.

Основное время для различных видов обработки резанием на станках с глав­ным вращательным движением определяют по формуле:

(18-17)

где L -расчётная длина обработки, мм;

n - число оборотов заготовки или инструмента в минуту;

s - подача за один оборот, мм;

I - число проходов, определяемое как

Повышение производительности металлорежущих станков. Уменьшения Т_о, а следовательно, и повышения производительности можно достигнуть за счет умень­шения припусков на обработку, увеличения скорости резания, увеличения подачи.

Уменьшение припусков на обработку достигается получением точных загото­вок такими методами, как литье в металлические формы, точное литье, штамповка и др.

Применение высоких скоростей резания за счет повышения свойств инстру­ментальных материалов, выбора оптимальных геометрических параметров инстру­ментов, применения смазочно-охлаждающих жидкостей позволяет значительно уменьшить основное время.

Скоростное резание стало возможным благодаря появлению твердых сплавов и применению оснащенных ими режущих инструментов. С увеличением скорости ре­зания повышается чистота обработанной поверхности, что позволяет в ряде случаев отказаться от последующего шлифования.

При черновой обработке, когда срезается значительный объем металла, а к чистоте обработанной поверхности и точности деталей не предъявляется высоких требований, повышение производительности достигают чаше всего за счет увеличе­ния подачи и глубины резания.

При получистовом точении значительного повышения производительности достигают, работая резцами, имеющими режущую кромку, расположенную парал­лельно оси обрабатываемой заготовки. Подача резца при этом может быть увеличена - в 5-10 раз по сравнению с обычной без увеличения шероховатости обработанной поверхности.

Уменьшение основного времени существенно сказывается на повышении производительности только в том случае, если одновременно уменьшатся и вспомогательное время Т_в. Это может быть достигнуто за счет автоматизации станка, применения быстродействующих установочных и зажимных приспособлений, механизации холостых ходов станка, автоматизации измерений и др. мероприятий.