8.2 Оптимизация поперечного точения.

При поперечном точении (операция 015) оптимизацию частот вращения шпинделя станка при фактической скорости резания Vф, стремящейся к наилучшей Vн, сводят к установлению тех диаметров торцевой поверхности 2, в которых управляющая программа корректирует частоты вращения заготовки.

Эти коррективы по диаметрам и интервалам переключаемых частот вращения связаны со знаменателем  геометрической прогрессии частот вращения следующей зависимостью:

∆V = Vн( – 1)/,

где ∆V – наибольшее отклонение действительной (фактической) скорости резания от наилучшей, принятой в технологическом переходе.

Из формулы следует, что чем меньше значение , тем меньше отклонение действительной (фактической) скорости резания от наилучшей при изменении диаметра обрабатываемой поверхности.

Графическое решение (рис ) равенства построено для принятой в операционной технологической карте значений скорости резания и  = 1.25 для токарного станка с ЧПУ 1К20Ф3С5. Оно наглядно показывает, что при наибольшей допустимой частоте вращения шпинделя по паспорту станка n=12.5 - 2500 об/мин управляющая программа дает 24 команды на изменение частоты вращения заготовки.

Расчетные значения диаметров, соответствующие переключаемым частотам вращения шпинделя, при: V =146 м/мин имеют следующие значения (табл.№3 ):

Диаметр переключения, мм	150	116,2	93,2	73,8	58,1	46,5	37,2	29,1	21,5	18,6
Частота вращения шпинделя, об/мин	315	400	500	630	800	1000	1250	1600	2000	2500
Диаметр переключения, мм	1500	1162	932	738	581	465	372	291	215	186
Частота вращения шпинделя, об/мин	31,5	40	50	63	80	100	125	160	200	250

Эти расчетные соотношения диаметров и частот вращения заготовок при постоянной скорости резания V =146 м/мин устанавливали по известным зависимостям:

d_i·n_i 1000V 1000V

V = ──── или d_i = ─── и n = ──── (*)

1000 n d

В формуле (*) значения частот вращения принимали по паспортным данным станка.

Методика построения номограммы сводится к следующему:

1) в соответствии с заданным знаменателем ряда геометрической прогрессии частот вращения шпинделя для выбранного станка записывают стандартные значения этого ряда в интервале от наименьшей до наибольшей частоты вращения;

2) вычерчивают в масштабе торцовую поверхность заготовки, обрабатываемую поперечным точением;

3) определяют расчетом по формуле (*) для наибольшего диаметра торцовой поверхности минимальное значение частоты вращения шпинделя n_min и округляют его до меньшего ближайшего значения из ряда частот вращения шпинделя станка;

4) вычисляют по формуле (*) наименьшее значения диаметра торцовой поверхности, соответствующее максимальной частоте вращения шпинделя n_max по паспортным данным станка;

5) рассчитывают по формуле (*) действительные размеры диаметров d_i торцовой поверхности, в которых программа будет выдавать команды на переключение частот вращения шпинделя в интервале от n_min до n_max;

6) отмечают полученные в п.п.4 и 5 значения диаметров на диаметра торцовой поверхности, соответствующие этим значениям, проводят линии, параллельные оси вращения заготовки;

7) наносят в осях координат d-V ординату Vн = const и через полученные точки пересечения линий n = const и V =const строят графический алгоритм, по которому последовательно переключаются частоты вращения шпиндля;

8) фиксируют на соответствующих линиях d_i и n_i численные значения этих величин.

рис.5 Номограмма оптимизации частот вращения заготовки при поперечном точении

(d_max = 290 мм; V = 146 м/мин;  = 1.25; n_max = 2500 об/мин)

Определим диаметры переключения: d=V_ст*1000/*n_ст

d₁ = 146*1000/3.14*160 = 290 мм d₈ = 146*1000/3.14*800 = 58 мм

d₂ = 146*1000/3.14*200 = 232.3 мм d₉ = 146*1000/3.14*1000 = 46.4 мм

d₃ = 146*1000/3.14*250 = 185.9 мм d₁₀ = 146*1000/3.14*1250 = 37.1 мм

d₄ = 146*1000/3.14*315 = 147.5 мм d₁₁ = 146*1000/3.14*1600 = 29 мм

d₅ = 146*1000/3.14*400 = 116.2 мм d₁₂ = 146*1000/3.14*2000 = 23.2 мм

d₆ = 146*1000/3.14*500 = 93 мм d₁₃ = 146*1000/3.14*2500 = 18.59 мм

d₇ = 146*1000/3.14*630 = 73.7 мм