12.1. Параметры режима резания

Параметры режима резания определяют количество срезаемого материала в единицу времени, стойкость резца, чистоту и качество поверхности. Ими являются: глубина резания t, подача S, скорость резания V.

Различают черновую и чистовую обработки.

Цель черновой обработки – снять основную часть припуска с максимально возможной производительностью. Установлено, что наибольшее влияние на износ резца оказывает скорость резания V, поэтому черновую обработку ведут с большими подачами S и глубиной резания t, но с относительно небольшими скоростями. Припуск на черновую обработку желательно снимать за один проход, если позволяет мощность станка и жесткость системы, если нет – применяют два-три прохода.

Цель чистовой обработки – получение требуемой точности размеров и шероховатости поверхностей, которые и определяют режимы резания. Установлено, что наибольшее влияние на шероховатость оказывает величина подачи S. Чем подача больше, тем шероховатость выше. На точность обработки большое влияние оказывает величина усилия резания, т. к. оно приводит к деформации резца и детали, а следовательно к отклонениям размеров от заданных. Поэтому чистовую обработку ведут с малыми подачами и малой глубиной резания, но с относительно большими скоростями. Причем скорость резания выбирают так, чтобы обеспечить оптимальную стойкость режущего инструмента. Оптимальная (выгодная) стойкость определяется затратами на обработку. Чем дороже инструмент, чем сложнее он в заточке, тем больше оптимальная стойкость инструмента. Обычно при расчёте скорости её выбирают из справочников. Например, для резцов она составляет 45…60 мин, для свёрл, в зависимости от диаметра, от 8 до 210 мин, для фрез от 20 до 400 мин.

Режимы резания назначаются по технологическим таблицам в зависимости от параметров обрабатываемой заготовки, инструмента и оборудования. При невозможности снять припуск за один проход, его следует распределить следующим образом: черновая обработка, t = 3 ... 12 мм в зависимости от жёсткости детали и станка; получистовая, t = 0,5 ... 2 мм; чистовая, t = 0,1 ... 0,4 мм, тонкая обработка, t = 0,05 ... 0,3 мм. Подача S: для чернового точения – 0,3 ... 1,5 мм/об; для чистового – 0,1 ...0,4 мм/об. Скорость резания при заданной частоте вращения можно определить по формуле V = Dn/1000, м/мин., где D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм; n – число оборотов заготовки (шпинделя станка), 1/мин.

12.2. Обрабатываемость конструкционных материалов

К основным параметрам, характеризующим обрабатываемость сплавов, относят сопротивление резанию (мощность, силы резания), скорость резания при соответствующей стойкости инструмента, шероховатость обработанной поверхности. Обрабатываемость сплавов зависит от химического состава, механических свойств, структуры и физических свойств ( теплоёмкости, теплопроводности).

При черновой обработке главным критерием обрабатываемости является стойкость инструмента. При чистовой – шероховатость и точность обработки.

С увеличением содержания углерода прочность стали возрастает и увеличивается сопротивление резанию, однако среднеуглеродистые стали обеспечивают получение лучшей шероховатости, чем малоуглеродистые. При увеличении содержания легирующих элементов в стали её прочность увеличивается, снижается теплопроводность, что резко ухудшает обрабатываемость. Интересно отметить, что крупнозернистая структура обрабатывается лучше, чем мелкозернистая. Наилучшая обрабатываемость для пластинчатого перлита, наихудшая – для зернистого перлита. Хорошо обрабатываются улучшенные стали, имеющие структуру сорбита.

Заметим, что для неответственных деталей используются автоматные стали (А12, А20 и т. д.), которые имеют повышенное содержание серы (до 0, 15 %). При присутствии свинца в стали существенно улучшается обрабатываемость, т. к. он оказывает смазывающее действие и снижает коэффициент трения.

Если обрабатываемость материалов сравнивать со сталью 45 и принять для неё коэффициент обрабатываемости К = 1, то:

К  1 для латуни, бронзы, дуралюминов, чугунов с НВ = 140 ... 160;

К = 1 для силуминов, чугунов с НВ = 160 ... 180;

К  1 для высоколегированных сталей, чугунов с НВ = 180 ... 200;

К  1 для высоколегированных специальных сталей (жаростойких, кислотостойких), тугоплавких сплавов, композиционных материалов. Некоторые материалы, например твердые сплавы, керметы, вообще не могут подвергаться лезвийной обработке. Их обрабатывают абразивными, электрофизическими и электрохимическими методами.