10Разработка перехода

Решаемые задачи (основные)

1. Выбор инструмента

2. Определение режимов

3. Определение нормы времени

Инструмент

Основные свойства (определяемые в рамках САПР):

1. Вид

2. Материал (марка)

3. Геометрия

Вид инструмента: резец, фреза, сверло, зенкер, развертка, протяжка, абразивный инструмент (шлифовальные круги) и др.

Вид инструмента определяется видом обработки – для токарной – резец, для фрезерной – фреза и т.д.

Вид обработки определяется (в основном) ключевым словом, характеризующим действие, выполняемое в рамках перехода. Таким образом, определение вида инструмента может быть реализовано при помощи таблицы соответствия «действие перехода -> вид инструмента».

В ряде случаем вид инструмента нуждается в уточнении. Например, резец - проходной, отрезной, расточной и т.д., фреза – цилиндрическая, торцевая и т.д.

В общем случае ключевое слово и наименование объекта позволяет определить вид инструмента и даже разновидность. Например, для того, чтобы «подрезать торец» необходим инструмент «резец», разновидность – подрезной.

В некоторых случаях необходимо уточнение объекта. Например, «фрезеровать паз» - необходимо уточнить каков паз. В зависимости от этого его можно сделать фрезой концевая или дисковой.

Иногда один и тот же КТЭ может быть обработан различными инструментами. например, плоскость можно фрезеровать торцовой фрезой, цилиндрической, протяжкой или строганием. В таких многозначных случаях вид инструмента определяется совместно с другими свойствами переходов и операции в целом. Подобная многозначность эффективно преодолевается многовариантностью.

Марка материала:

быстрорежущая сталь ‑ У7, У8, У10, У12, Р6М5К5, Р6М5Ф2К8, Р9, Р9М4К8, Р18.

твердый сплав

вольфрамосодержащие ‑ ВК2, ВК3,ВК3М, ВК4В, ВК6М, ВК6 …

титановольфрамосодержащие ‑ Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12В.

титанотанталовольфрамовые — ТТ7К12, ТТ10К8Б

Вид обработки	Обрабатываемый материалл
	Углеродистая, легированная	Закаленная	Титан и сплавы	Чугун	Цветные металлы и сплавы
Черновая, корка	Т5К10, Т5К12, ВК4, ВК8	-	ВК4, ВК8	ВК4, ВК6, ВК8	ВК4, ВК6, ВК8
Чистовая, получистовая	Т15К6, Т5К10, Т30К4, ВК3, ВК6, ВК8	Т15К6, Т5К10, Т30К4, ВК4, ВК6, ВК8	ВК4	ВК3, ВК4, ВК6	ВК3, ВК4
Отрезание, точение канавок	Т15К6, Т5К10, Р18	ВК4	ВК4, ВК8	ВК4, ВК6, ВК8	ВК3, ВК4
фрезерование	Р6М5, Т15К6, Т14К8	Т30К4, Т15К6, ВК6, ВК8	ВК4, ВК6, ВК8	Р6М5, ВК6, 9ХС, Р18	Р6М5, Р18, ВК6, ВК4
Сверление	Т5К12, ВК8, Т15К6		ВК8	Р6М5, ВК6, 9ХС	Р6М5, ВК4, ВК6
Зенкерование	Т5К10, ВК8, Р6М5	ВК4, ВК6, ВК8	ВК3, ВК4, ВК6	ВК3, ВК4, ВК6	ВК3, ВК4,

То есть, марка материала инструмента = F (условия/вид обработки, обрабатываемый материал). Функция F задается перечислением.

Геометрия ‑ геометрические параметры инструмента:

передний угол, главный задний угол, угол заострения, главный угол в плане, вспомогательный угол в плане, задний вспомогательный угол в плане.

Рисунок 10.9

Таким образом, выход процедуры «выбор инструмента» - код вида инструмента, марка материала, углы режущей части

Режимы резания: глубина t, подача S, скорость, V.

Глубина резания определяется припуском, который был определен еще на этапе принципиальной схемы.

Подача. Основной фактор – шероховатость. При этом учитываются некоторые геометрические параметры инструмента, но тоже влияющие в конечном итоге на шероховатость

Параметр шероховатости поверхности	Радиус при вершине резца, мм
Ra	0,4	0,8	1,2	1,6	2,0	2,4
0,63	0,07	0,10	0,12	0,14	0,15	0,17
1,25	0,10	0,13	0,165	0,19	0,21	0,23
2,5	0,144	0,20	0,246	0,29	0,32	0,35

Кроме того, учитываются диаметр резания, D, глубина резания, t, а также ряд поправочных коэффициентов, учитывающих вид обработки, обрабатываемый материал, обрабатывающий инструмент (и материал, и геометрию), способ закрепления заготовки.

S = S (Ra, r, D, t, вид обработки, обрабатываемый мат., способ закрепления)

Подачи даны для обработки материалов с S=700 - 900 МПа; для материалов с Sв=500-700 МПа значения подач умножать на коэффициент Ks=0,45; для материалов с Sв=900 - 1100 МПа - на Ks=1,25.

Выбранное значение подачи необходимо скорректировать с учетом прочности инструмента:

Толщина пластины, мм	Глубина резания, мм, не более
	4	7	13	22
4	1.3	1.1	0.9	0.8
6	2.6	2.2	1.8	1.5
8	4.2	3.6	3.6	2.5
10	6.1	5.1	4.2	3.6

Скорость резания, V

Скорость резания, допускаемую режущими свойствами инструмента, рассчитываем по эмпирической формуле:

где ‑ коэффициент, учитывающий условия обработки, m, x, y - показатели степени. Определяются как функция от (этап обработки, обрабатываемый материал, диапазон подач);

Т - период стойкости инструмента;

t - глубина резания;

S - подача;

K_V - коэффициент, учитывающий измененные условия обработки.

Коэффициент K_V является произведение коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки Км, состояние поверхности Кп, материала инструмента Ки, углов в плане резцов К_φ, К_φ1 и радиуса при вершине резца К_r.

Скорость резания (главного движения), V. Определяется как функция от скорости подачи, S, стойкости инструмента, Т, глубины резания, t, а также ряда поправочных коэффициентов, учитывающих свойства обрабатываемого материала, материал и геометрию инструмента.

Стойкость инструмента – время его работы, чистое. Это экономический параметр, который задается, а не определяется. Инструмент время от времени надо менять. Замена – это остановка оборудования. Желательно, чтобы этих остановок было поменьше. Кроме того, следует стремиться к тому, чтобы эти остановки совпадали на большинстве переходов и даже операций.

Скорость обеспечивается вращением шпинделя, которое, в свою очередь, регулируется частотой вращения n. Эта частота должна быть такова, чтобы получающаяся скорость была не выше расчетной

Приравнивая два выражения, получаем условие, которому должны удовлетворять частота вращения и скорость:

Выбранные режимы должны быть скорректированы по жесткости и прочности инструмента, механизмов станка, заготовки, мощность резания не должна превышать мощности выбранного станка и т.д.

Мощность резания:

Мощность резания должна быть меньше мощности привода главного движения станка с учетом КПД:

Используя формулы для определения предела прочности, максимальной нагрузки по жесткости резца, заготовки, прочности механизмов подач, шероховатости, можно получить остальные выражения технического ограничения в виде:

Кроме того, частота вращения шпинделя должна быть в некотором диапазоне:

Оценочная функция f₀ = max(n×s).

Определение режимов резания можно свести к задаче линейного программирования.

Линеаризация