Оптимизация режима резания многоинструментальных наладок станков с чпу
При назначении режима работы режущего инструмента на станках с ЧПУ необходимо учитывать взаимоисключающие требования. Для исключения сокращения срока окупаемости станка с ЧПУ необходимо форсировать, а для повышения надежности и сокращения затрат на инструмент – снижать интенсивность режима. Обычно режим работы каждого инструмента в наладке для выполнения одной позиции назначают исходя из минимальных затрат на операцию, предусматривая, по возможности, наибольший период стойкости. В этом случае затупившийся инструмент приходится заменять независимо от состояния других инструментов наладки.
Общая формула
приведенных затрат
на операцию имеет вид
,
(19.35)
где
– себестоимость станко-минуты,
– число инструментов в наладке;
– стоимость изготовления и заменыi-го
инструмента;
– доля участияi-го
инструмента в операции;
– средняя стойкость наладки;
– постоянная, учитывающая габаритные
размеры обрабатываемой поверхности
(d,
)
i-м
инструментом;
– скорость резания
i-го
инструмента.
Стойкость наладки
представляет собой время резания до
отказа любого из инструментов в результате
разрушения или затупления режущей
части. Эта величина зависит от качества
инструментального материала, качества
изготовления и условий эксплуатации.
При обработке деталей общего назначения и типовых конструкций на токарных станках с ЧПУ средних размеров величина стойкости резцов со сменными многогранными пластинами подчиняется законам экспоненциального и логонормального распределения.
Экспоненциальное распределение стойкости связано с пиковыми нагрузками, превышающими прочность пластины или ее режущих кромок, логонормальное распределение – с конструктивной формой режущей части инструмента: наличием на передней поверхности фаски или лунки различных размеров. Средняя стойкость i-го инструмента
,
где
–
интенсивность отказов, мин-1;
t
– время резания;
–
нор-мированная функция Лапласа;
и
– среднее значение и среднее квадратичное
отклонение логарифмических значений
стойкостиi-го
инструмента.
При эксплуатации инструментов, работающих в составе наладки, рассеивание стойкости последней подчиняется экспоненциальному закону, если в ней больше четырех инструментов.
С учетом рассеивания стойкость инструментов следует определять так:
,
(19.36)
где
– время резанияi-м
инструментом с учетом доли его участия
в операции.
Оптимальную
скорость резания определяют минимизацией
выражения (19.35) с учетом зависимости
(19.36). Минимизация
выполняется итерационным методом по
формуле
,
(19.37)
где
– нормативное значение скорости резания,
определяемое аналитически по формулам
или таблицам;
– коэффициент, учитывающий условия
эксплуатации и конструкцию резца.
Приближенные
значения
можно определить по табл. 19.3 или следующим
формулам (19.38) и (19.39).
Расчеты
можно выполнить по формулам:
– резец из твердого сплава:
;
(19.38)
– сверло из стали Р6М5:
.
(19.39)
Таблица 19.3