Экономические факторы обработки резания

Время необходимое для обработки одной заготовки называется штучным временем. Определяется по формуле

t_шт=t_о+ t_в+ t_об+ t_п , где

t_о – основное (технологическое или машинное) время, то есть время, затраченное на работу резания, в процессе которого идет изменение размеров, формы, свойств обрабатываемой заготовки. Основное технологическое время при резании определяется как частное от деления расчетного пути на скорость относительного перемещения инструмента и заготовки.

t_в – вспомогательное время необходимое для включения и выключения станка, подачи, установку и снятие заготовки.

t_об – время обслуживания рабочего места и поддержание оборудования, приспособлений, инструментов в рабочем состоянии.

t_п – время на отдых рабочего, то есть время регламентированных перерывов, отнесенное к одной заготовке.

Производительность Q работы за определенный промежуток времени обратно пропорциональна штучному времени

, где

Т – продолжительность определенного отрезка времени (смена и т.п.) в единицу штучного времени t_шт.

Сумма t_о+t_в=t_оп называется оперативным временем и составляет до 90% штучного времени. Снижение его оперделяет возможность повышения производительности.

Сумма t_об+t_п=t_пр называется дополнительным (прибавочным) временем и определяется по нормативам.

, где

L_p - длина расчетного пути инструмента

i – число рабочих ходов (проходов)

n – число оборотов шпинделя

S_o – подача на оборот.

Расчетный путь L_p помимо длины обрабатываемой части заготовки включает дополнительное перемещение на врезание и перебег инструмента.

, где

l₁ – путь врезания инструмента

l – длина обрабатываемой части заготовки

l₂ – перебег инструмента

Врезание зависит от конфигурации инструмента и глубины резания.

Величина перебега определяется габаритами инструмента и заготовки. Она нужна для гарантированного окончания обработки заданной поверхности.

z – глубина припуска

t – глубина резания

i – число рабочих ходов (проходов).

Основное (машинное) время уменьшается с ростом элементов режима резания, то есть с ростом скорости резания, увеличением подачи и глубины резания. В идеале число рабочих ходов i равно единице.

Физические основы резания

Схема процесса резания

Резание металлов является сложным процессом взаимодействия режущего инструмента и заготовки, сопровождающимся деформированием срезаемого слоя металла.

В начальный момент, когда резец вдавливается в металл, возникают упругие деформации, которые, постепенно увеличиваясь, переходят в пластические. В этом прирезцовом слое возникает сложное упруго-напряженное состояние. В плоскости, перпендикулярной направлению движения резца, возникают нормальные напряжения (σ), а в плоскости, совподающей с направлением движения – касательные (τ). То есть срезаемый слой находится под действием давления резца, касательных и нармальных напряжений.

Рост пластины деформации приводит к сдвиговой деформации – смещению кристаллов друг относительно друга в зоне АВС, проходящей под углом  к направлению движения подачи S – зона стружкообразования ( начинается с АВ, заканчивается на АС, завершается разрушение кристалла – образуется стружка)

ОО – плоскость сдвига (смещения металла), расположенная под углом 30^о к резцу (угол сдвига). В этой зоне меняются свойства и структура, характер этих изменений зависит от физико-механических свойств (геометрия резца, материал).

Различают три типа стружки:

Сливная стружка

Эта стружка получается при обработке вязких материалов при малой глубине резания, больших передних углах инструмента и больших скоростях резания. Представляет собой ленту с гладкой прирезцовой стороной.

Стружка скалывания

Получается при обработке материалов средней твердости и твердых материалов при больших толщинах срезаемого слоя, малых передних углах и малых скоростях резания. На стружке скалывания четко просматриваются отдельные элементы стружки, зазубрины.

Стружка надлома

Она образуется при обработке хрупких материалов, состоит из отдельных, не связанных между собой элементов (чугун, латунь).

В условиях производства важную роль играет тип стружки, так как он определяет безопасность работы, простоту удаления её из зоны обработки. При обработке пластичных (вязких) материалов надо принять меры для завивания и надлома стружки. Это обеспечивает внесение некоторых дополнительных изменений в конструкцию резца.

Оптимальной стружкой в массовом и серийном производстве считают цилиндрическую или коническую спираль в виде отрезков длиной 30-80 мм при диаметре до 15 мм.