Расчет режимов резания при растачивании (стр. 2 из 5)

2.2. Зависимость стойкости от подачи, глубины резания.

Влияние элементов режима резания на стойкость выражается формулой:

(3)

где: S - подача.

T - глубина резания.

- показатель степени, определяющий величину влияния подачи на Т.

- показатель степени, определяющий величину влияния глубины на Т.

- поправочный коэффициент, численно равный произведению ряда

коэффициентов, учитывающих конкретные условия процесса резания в отличии от тех, которые учтены коэффициентом Ст.

KТ = КжКиКмКпКсК

… …К

Где Кж......Ка - коэффициенты, учитывающие соответственно влияние жесткости системы, инструментального материала, состояние поверхностного слоя, обрабатываемого материала, СОТС, главного переднего угла, угла в плане, угла наклона главной режущей кромки, главного заднего угла. Необходимо учитывать, что

Т>УТ>ХТ. Последнее соотношение свидетельствует, что наибольшее влияние на стойкость оказывает скорость резания, наименьшее - подача. Это можно объяснить влиянием режима резания на температуру .

2.3. Влияние стойкости на производительность и себестоимость.

Экспериментально установлено, что производительность станка - Qс, себестоимость операции - Со, себестоимость расходов по режущему инструменту -Sи существенно и неоднозначно зависят от стойкости. Эта зависимость выражается графиками

ТQ=тах, стойкость, при которой производительность станка - максимальная.

Тс=min, стойкость инструмента, при которой себестоимость операции - минимальная.

TS=min, стойкость инструмента, при которой себестоимость расходов по режущему инструменту - минимальная.

ТQ=тах, Тс=min, TS=min - оптимальные величины.

Таким образом, задача оптимизации сводится к тому, чтобы для заданных и выбранных условий назначить режим резания, при котором действительная стойкость инструмента была бы равна либо ТQ=тах (критерий оптимизации -производительность), либо Тс=min (критерий оптимизации - себестоимость операции), либо , TS=min (критерий оптимизации - себестоимость расходов по режущему инструменту).

3. Критерии оптимизации.

3.1. производительность металлорежущего станка.

Производительность металлорежущего станка Q рассчитывается по формуле

QC =

(5)

где: Fд - действительный фонд времени работы станка.

tц - цикловое (повторяющееся) время при выполнении операции.

tц = tм + tин + tв (6)

где: tм - машинное время операции (время, когда инструмент для

выполнения данной операции перемещается с рабочей подачей).

tин - время простоя станка из-за замены затупившегося инструмента, отнесенное к одной операции.

tв - вспомогательное время операции.

(7)

где:

- общее время простоя станка, связанное с заменой затупившегося инструмента.

- количество операций, выполняемых за период стойкости - Т.

(8)

где: tр- время резания.

(9)

где:

- коэффициент времени резания.

(10)

Подставляя в формулу (5) значения tц (6) с учетом tин (7), Z

(8), tр (9), получим:

(11)

Формула (11) применима для одноинструментальной обработки. Если операция выполняется на многоинструментальном станке с участием К инструментов, то

(12)

3.2.Себестоимость операции.

При известной величине себестоимости станкоминуты работы станка - Е себестоимость операции - Со определяется по формулам: для одноинструментальной обработки:

(13)

для многоинструментальной обработки:

(14)

где: Sи - себестоимость расходов по режущему инструменту на одну операцию.

Sм - затраты на материал заготовки.

3.3. Себестоимость затрат по режущему инструменту.

Для расчета Sи необходимо знать величину расходов по режущему инструменту за период стойкости ST.

(15)

где: A

- первоначальная стоимость инструмента.

- стоимость отходов инструмента.

p - количество переточек до полного износа.

Ез - себестоимость станкоминуты заточного станка.

. - штучное время на переточку инструмента.

- тарифная ставка наладчика.

tн - время наладчика на замену инструмента.

Формула (15) применима для перетачиваемого инструмента. При использовании неперетачиваемого инструмента для расчета 8т рекомендуется формула:

(16)

где: Кк - количество кромок режущей пластины.

Величина Sи рассчитывается по формуле:

(17)

3.4. Выбор критерия оптимизации.

На рис.3 изображены зависимости (Qс, Со, Sи, от скорости резания, которые являются зеркально отображенными зависимостям (см.рис.З). Это естественно, поскольку между скоростью и стойкостью взаимосвязь выражается согласно (2,1), Как видно из графиков скорость резания, при которой производительность максимальная VQ = тах, не равна скорости резания, при которой себестоимость минимальная – Vc =min.

Если фактическая скорость окажется меньше VC=min, то как и в предыдущем случае будут потери и по производительности, и по себестоимости операции.

Если фактическая скорость резания -Vф окажется между VQ=тах и VC=min, то тогда при критерии оптимизации по Qс уменьшается производительность, но при этом уменьшается себестоимость операции (своего рода компенсация за потери производительности). При критерии оптимизации Со, если V между VQ=тах и VC=min - себестоимость увеличивается, но при этом производительность растет (аналогичная компенсация за потери в себестоимости). Такой характер зависимости Qс, Со от V позволяет сформулировать следующий подход к выбору критерия оптимизации и установлению фактической скорости резания.

Если критерий оптимизации задан - Qс, то V должна быть несколько меньше VQ=тах (с учетом погрешности установки числа оборотов, дискретности чисел оборотов). Если критерий оптимизации - Со, то V должна быть несколько больше VC=min.

Если выбор критерия Qс или Со затруднен за расчетную оптимальную скорость следует принять среднюю между VQ=тах и VC=min.

4.Назначение и расчет режима резания.

4.1. Способы назначения режима резания.

С учетом вида производства (индивидуальное, серийное, массовое), его состояния и целей используются следующие способы назначения элементов режима резания:

1. Интуитивный

2. По усредненным таблицам

3. По нормативам (справочникам)

4. Опытный

5. Теоретический

6. С помощью информационных центров по режимам резания

7. Расчетный для оптимальной скорости резания

Режимы резания при обработке твердым сплавом.

Таблица 1.

№	Группа металлов	Средний уровень скоростей резания	Коэффициент относительной обрабатываемости
1	2	3	4
1	Магниевые сплавы	1000м/мш	10
2	Медные и алюминиевые сплавы (бронзы и дюралюмины)	500м/мин	5
3	Чугуны серые и ковкие, стали конструкционные	100м/мин	1
4	Жаропрочные и коррозионно-устойчивые аустенитные хромоникелевые стали	50м/мин	0,5
5	Жаростойкие и жаропрочные хромоникелевые сплавы	10м/мин	0,1
6	Антимагнитные и маломагнитные высокопрочные марганцовистые и хромомаргонцовистые стали	50м/мин	0,5
7	Высокопрочные закаленные стали (а=300-400кг/лш2). Термически обработанные чугуны.	20м/мин	0,2
8	Высокопрочные и коррозионно-устойчивые титановые сплавы.	25м/мин	0,25
9	Молибденовые сплавы (при пониженной стойкости инструмента (Т<20мин)).	50м/мин	0,5
10	Вольфрамовые сплавы (при пониженной стойкости инструмента (Т<7мин)).	2м/мин	0,02

Назначение режима резания по нормативам (справочникам) - основной способ для серийного и массового производства.