Изучение основ выбора режима резания при точении, страница 2

При оптимизации режима резания необходимо учесть все технологические и организационно–технические ограничения, накладываемые на параметры режима, и выразить эти ограничения аналитически или графически. Число таких ограничений достаточно велико. Важнейшими из них являются ограничения, накладываемые требованиями по качеству обработки (шероховатость поверхности, качество поверхностного слоя детали, точность размера и формы обрабатываемой поверхности), ограничения по производительности обработки, ограничения, накладываемые характеристиками станка (мощность приводов, допустимые силы и момент сил, дискретные ряды частот вращения шпинделя n_ст и подач S_о, ограничения, накладываемые инструментом: допускаемые нагрузки, глубина резания и т. д.).

Поэтому в общем случае исходными данными для расчёта режима резания являются [5, 10]:

– вид обработки;

– технологический эскиз операции с указанием выполняемых размеров, точности изготовления, требуемой шероховатости, способа установки и закрепления заготовки на станке;

– материал заготовки;

– исходное состояние обрабатываемой поверхности;

– размер припуска на обработку;

– модель станка, мощность его двигателя, допустимые крутящий момент М_кр на шпинделе и осевое усилие движения подачи Р_x;

– размеры инструмента.

Последовательность назначения режима резания                                     при точении

В теории резания металлов существуют различные методы оптимизации режимов резания. В данной работе поставленная задача реализуется методом последовательного определения элементов режима резания.

Сущность этого наиболее простого и распространенного из методов оптимизации состоит в следующем. Основным ограничением экономического характера при реализации метода точения является стойкость резца Т, мин. Определяется она по известной формуле [10]

 ,                                   (2.1)

В соответствии с этой формулой различия во влиянии элементов режима резания на стойкость инструмента определяются сопоставительными величинами показателей степеней при J, S_о, t. Их количественное соотношение, установленное значительным числом экспериментов, имеет следующий вид:

n_T > y_T > x_T.

Конкретные значения показателей определяются ограничениями на качество обработки, устанавливаемыми чаще всего по параметру шероховатости обрабатываемой поверхности Ra или Rz. Необходимая для их определения информация содержится в справочниках, например [10].

Соотношения показателей степени при элементах режима резания определяют последовательность их назначения, т. к. из теории оптимизации известно, что выбор в первую очередь должен осуществляться с назначения параметра, влияние которого на искомую функцию наименьшее, в данном случае – с глубины резания t[5]. Вторым элементом режима резания назначают подачу S_о с учетом уже выбранной глубины резания. И только вслед за этим приступают к определению скорости резания J.

Для назначения Jпо двум назначенным элементам режима резания t и S_оустанавливают на основе справочных таблиц значение стойкости резца T. Затем, используя зависимость (2.1), производят расчет допустимой скорости резания Jпо выведенной из нее формуле (2.2).

 , м/мин                         (2.2)

где С_J – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, вида работы и толщины среза; m, x_J, y_J – показатели степени при значениях стойкости инструмента Т, глубины резания t и подачи S_o, определяемые эмпирическим методом либо по справочникам.

Поправочный коэффициент на скорость резания k_J рассчитывают по формуле (2.3) как произведение частных поправочных коэффициентов, каждый из которых отражает отличие фактического значения одного из конкретных условий резания от использованного при экспериментальном определении значения коэффициента С_J. В формулу (2.3) включены важнейшие из них. Определяют поправочные коэффициенты по таблицам справочников, например справочника [10].

k_J  = k_mJ× k_nJ× k_иJ × k_jJ× k_TJ ,                               (2.3)

где k_mJ – поправочный коэффициент на обрабатываемый материал ([10], табл. 1); k_mJ – поправочный коэффициент на состояние обрабатываемой поверхности, определяемое способом получения заготовки и наличием на ее поверхности корки или загрязнений ([10], табл. 5); k_иJ – поправочный коэффициент на инструментальный материал ([10], табл. 6); k_jJ – поправочный коэффициент на величину главного угла в плане резца j ([10], табл. 18); k_TJ. – поправочный коэффициент на значение принятой стойкости режущего инструмента Т.