Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Uchebnoe_posobie_TPM.doc
Скачиваний:
486
Добавлен:
14.02.2015
Размер:
18.97 Mб
Скачать

6.2.7. Выбор режимов резания и пути повышения производительности

Скорость резания оказывает наибольшее влияние на стойкость инструмента. Поэтому при назначении режима резания ее выбирают последней и такой, чтобы стойкость инструмента была близка к оптимальной.

Выбор режима резания производят в следующей последовательности.

После того как определены оптимальная геометрия инструмента и его материал, выбирают режим резания. Величины V, sиtназначают такими, чтобы наиболее полно использовать режущие свойства инструмента и возможности металлорежущего станка.

Вначале задаются глубиной резания, так как она меньше всего влияет на стойкость инструмента. При выборе глубины резания стремятся снять припуск на обработку за один проход, оставляя лишь небольшую часть его для последующей чистовой обработки.

Далее выбирают подачу, также стремясь принять ее возможно большей с учетом технологических ограничений: чистоты обработанной поверхности, прочности и жесткости заготовки и инструмента.

Далее при принятых глубине резания и подаче, заданной стойкости и прочих условиях резания определяют скорость резания по расчетным эмпирическим формулам. По полученному значению скорости резания определяют необходимое число оборотов шпинделя станка.

В практике машиностроения определены оптимальные (экономически целесообразные) стойкости инструмента, исходя из которых рассчитывают (находят по таблицам) оптимальную скорость резания

м/мин,

где CV, XV, YV, RV— соответствующие коэффициенты, учитывающие обрабатываемый материал, материал инструмента и другие факторы; Т - показатель относительной стойкости. Значения этих коэффициентов приводятся в справочных таблицах.

Оптимальная стойкость токарных резцов 30 … 90 мин (в зависимости от вида работ и материала резца), мелких сверл 10 … 30 мин, фрез – 300 … 420 мин.

Производительность труда при работе на металлорежущих станках тем выше, чем меньше штучное время обработки одной детали Тшт

,

где Tо= Тм- основное, или машинное время, в течение которого происходит изменение формы или физического состояния детали;Тв- вспомогательное, или ручное время на установку и снятие детали, подвод и отвод инструмента, управление станком и другие манипуляции;Тобсл время обслуживания - время на смену инструмента, подготовку и уборку станка и т. п., отнесенное к одной детали;Тотдвремя на отдых и естественные надобности. ВеличинуТм можно найти по формуле

,

где L-длина прохода инструмента, равная сумме пути врезания пути обработки и длины перебега;i -число проходов;n– число оборотов шпинделя;s – подача.

Из приведенной формулы вытекают четыре основных направления увеличения производительности труда: 1) разделение пути L между несколькими инструментами, т. е. применение многоинструментальной наладки или многорезцовых станков, 2) уменьшение числа проходов, т. е. применение заготовок с минимальными припусками на обработку; 3) увеличение числа оборотов, т. е. скорости резания. Этот путь возможен при применении более совершенных марок инструментального материала, в некоторых случаях также при улучшении геометрии резца; 4) увеличение подачи также за счет рационализации геометрии.

Производительность процесса резания зависит прежде всего от режима резания, т. е. скорости, подачи и глубины резания. Увеличение глубины резания ограничено припуском на обработку, который по мере совершенствования заготовительных операций непрерывно уменьшается.

Увеличение подачи ограничено требованиями к точности формы и размеров изделия, чистоты обработанной поверхности. С увеличением скорости резания точность формы и чистота обработанной поверхности улучшаются, но резко снижается стойкость инструмента. Чтобы стойкость инструмента оставалась неизменной при увеличении скорости резания, используют прежде всего современные, износостойкие материалы, применяют режущий инструмент с рациональной геометрией, а также эффективные смазывающее-охлаждающие жидкости.

Использование твердосплавных, минералокерамических и алмазных инструментов позволяет значительно увеличивать скорости резания, а тем самым и производительность процесса обработки.

Форма режущей части инструмента не только обеспечивает его механическую прочность, теплостойкость, но и влияет на условия процесса резания: степень пластической деформации срезаемого слоя, количества образующейся теплоты, условия ее отвода, силы резания. Указанные факторы часто оказывают противоречивое действие на процесс резания. Так, уменьшение переднего угла делает режущую часть резца более массивной, но при этом одновременно увеличиваются силы резания, так как затрудняется процесс образования стружки, вы­деляется большое количество теплоты, интенсивность износа резца возрастает, стойкость снижается. Увеличение переднего угла облегчает процесс резания, но ухудшает условия отвода тепла, уменьшает прочность его режущей части; при этом стойкость резца также уменьшается.

Несколько иначе влияет на стойкость режущего инструмента главный угол в плане φс его увеличением стойкость значительно снижается. Так, если у резца увеличить главный угол в плане от 30 до 60°, стойкость его уменьшается приблизительно в пять раз (для твердосплавных инструментов). Однако работа с малыми углями в плане возможна только при достаточно жесткой системе станок — инструмент — деталь, так как с уменьшением этого угла возрастают силыРZиPУизгибающие резец и заготовку, повышается вероятность возникновения вибраций.

Рекомендации по выбору оптимальной марки материала инструмента и геометрии инструмента можно найти в справочниках.

Повышение чистотыобработанной поверхности. Причиной образования шероховатостей на обработанной поверхности является прежде всего сложное относительное движение инструмента и заготовки, а также наличие углов в планеурежущего инструмента. В результате на обработанной поверхности остаются неровности, величина и форма которых зависят от условий резания.

Для того чтобы с ростом подачи высота шероховатостей не увеличивалась, необходимо либо увеличивать радиус закругления вершины резца, либо уменьшать углы резца в плане. В практике применяют резцы с большими радиусами закругления или углами в плане, равными нулю. При сравнительно жесткой системе станок – инструмент - приспособление - деталь использование таких резцов позволяет увеличивать подачу в несколько раз без существенного увеличения высоты шеро­ховатостей. Применение широких резцов с φ = 0° при окончательной обработке позволило увеличить подачу в 10 … 20 раз.

Улучшение обрабатываемости сталей и сплавов. Уве­личение рабочих параметров машин (давлений, температур, скоростей) привело к появлению новых конструкционных материалов, нержавеющих, жаропрочных сталей и сплавов и др. Обработка резанием многих из этих материалов весьма затруднительна.

Для облегчения процесса резания, прежде всего, применяют термическую обработку - отжиг или отпуск. Однако этот метод улучшения обрабатываемости не всегда удобен.

Более радикальным средством является выбор оптимальной марки материала инструмента. Так, при обработке жаропрочных сталей большой эффект был достигнут за счет использования кобальтовых быстрорежущих сталей и тантало-титановых твердых сплавов.

Значительное влияние на улучшение обрабатываемости оказывает выбор оптимального сочетания элементов геометрии инструмента, параметров режима резания, применение более современных смазывающе-охлаждающих жидкостей, способов их подвода в зону резания. Для улучшения обрабатываемости широко используют микролегирование. В обрабатываемый материал добавляют десятые доли процента таких элементов, как свинец селен, теллур, сера.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]