2.3. Значения показателя степени у и удельной силы резания рv

при C_Fv_l^Ki-1 = 1

Параметр	Толщина а срезаемого слоя, мм
	0,001 ... 0,01	Св. 0,01 ... 0,05	Св. 0,05 ... 0,1	Св. 0,1 ... 0,5
Показатель у pv= ay-1,Н/мм3	0,3 ... 0,35 125 ... 20	0,4 ... 0,55 16 ... 4	0,56 ... 0,7 4 ... 2	0,75 ... 0,8 1,8 ... 1,15

Показатель степени k_i скорости резания устанавливают эксперимен­тально: при точении заготовок из стали 45 и стали 60 со скоростью v = 2,2 ... 4,0 м/с, k_i = -0,42; при круглом шлифовании v = 25 ... 35 м/с, k_i = -(0,2 ... 0,3) (по Е.И. Маслову); при высокоскоростном круглом шлифовании 60 < v < 120 м/с, k_i = -0,8 (по Л.Н. Филимонову).

Удельная разрешающая сила резания пригодна для сравнения лез­вийной, иглолезвийной и абразивной обработки. Сравним круглое шли­фование со скоростью 30 м/с и точение со скоростью v₁ = 2,5 м/с. При шлифовании р_Vш =(10^-5)^(0,3-1) х 30^(-0,25-1) = 45 Н/мм³, при точении р_VТ = (5 • 10^-4)^(0,8-1) х 2,5^(-0,4-1) = 1,27 Н/мм³. В отличие от расчетов по разре­шающей способности оценка по удельной разрешающей силе является реальной и показывает, что энергозатраты на шлифование в 35 раз боль­ше, чем на точение.

Сравним точение с v₁ = 2,5 м/с и v₂ = 5,8 м/с, соответствующей ми­нимальной силе резания в прилегающем интервале скоростей. Удельная разрешающая сила при точении со скоростью 5,8 м/с

р_VТ = (5 • 10^-4)^-0,2 x 5,8^-1,4 =0,37 Н/мм³ в 3,4 раза меньше, чем при точении со скоростью 2,5 м/с, и в 120 раз меньше, чем при шлифовании.

При выборе оптимальной скорости может оказаться, что значитель­ное увеличение скорости в интервале минимальной динамической силы резания приведет к незначительному снижению стойкости по сравнению со стойкостью в предыдущем интервале скоростей. Например, при точе­нии заготовки из стали 60 резцом из твердого сплава ТТ20К9 наибольшая линейная стойкость находится при скорости v = 225 м/мин, которой соответствует минимальный износ по задней грани резца h₃ = 0,04 мм на пути резания длиной 20 м. При увеличении скорости до 350 м/мин, соответствующей износу h₃ = 0,05 мм, стойкость уменьшается только на 25%, а по зависимости при показателе μ = 4 - в 6 раз.

Встает вопрос: на каких режимах выгоднее работать? С высокой скоростью, при которой время резания в 2-3 раза меньше, а минутная стойкость T инструмента на 15 ... 30 % ниже, или с низкой скоростью, но с более высокой минутной стойкостью инструмента? В таких случаях сравнивают время резания в общем балансе штучного времени и приве­денные затраты.

Порядок выбора оптимальной скорости следующий.

1. Определение интервала скоростей для конкретной пары материа­лов заготовка-инструмент. При обработке инструментом из твердого сплава рекомендуются следующие интервалы: 100 ... 300 м/мин для ста­ли 45; 90 ... 250 м/мин для стали 60; 80 ... 250 м/мин для стали ШХ15.

2. Аттестация выбранного интервала скоростей по силам резания для заданных глубин резания и нормативных подач. Силу резания изме­ряют непрерывно с бесступенчатым (непрерывном) увеличением скорости в заданном интервале. Строят зависи­мость F = f(v) и выявляют экстремальные зоны.

3. Определение скорости резания в исследуемом интервале, соответствующей минимальной силе резания. Выбранную скорость сравнивают с более вы­сокой скоростью, соответствующей второму минимуму силы на графике F = f(v) Сравнение осуществляют с помощью экспресс-испытаний по линейной стойкости одинаковых инструментов при прочих равных усло­виях. Если линейная стойкость уменьшается не более чем на 10 %, то рекомендуется более высокая скорость резания.

4. Более высокую подачу назначают по результатам комплексных исследований переменной толщины среза при точении с тангенциальной подачей и последующей проверки в диапазоне рекомендуе­мых скоростей на виброустойчивость. Оптимальную скорость выбирают после сравнения линейных стойкостей.