Расчет режимов резания при растачивании (стр. 3 из 5)
Экспериментальный способ самый достоверный, но и самый трудоемкий. Поэтому его применение оправдано только в условиях массового и серийного производства.
Теоретический способ применяется для новых материалов, для которых еще нет нормативов и когда по тем или иным соображениям нецелесообразно проводить эксперименты. Способ целесообразен для разработки технического обоснования на производство продукции из новых обрабатываемых материалов.
Расчетный способ определения оптимальной скорости рассматривается ниже.
4.2. Ограничивающие факторы при назначении режима резания.
Ограничение системы при назначении режима резания записываются в виде:
1) Nэф(V,S,t)
[Nдв*η 
] (18)Где: Nэф - эффективная мощность резания.
Nдв - мощность двигателя главного движения.
η
- К.П.Д. станка.2) Мкр(V,S,t) ≤ [МкР] (19)
где: Мкр - крутящий момент при резании.
3) Рz (V,S,t) ≤ [Рz] (20)
4) РX (V,S,t) ≤ [РX] (21)
5) Рy (V,S,t) ≤ [Рy] (22)
6) Rz(a) (V,S,t) ≤ [Rz(a)] (23)
7) δ(V,S,t) ≤ [δ] (24)
где: δ - погрешность обработки
8) Hn(V,S,t) ≤ [Hn] (25)
где: Hn - твердость поверхностного слоя
9) σвн(V,S,t) ≤ [σвн ] (26)
где: σвн - внутренние напряжения в поверхностном слое.
10) tшт(V,S,t) = tл (27)
4.3. Последовательность назначения элементов режима резания. Режим резания назначается в следующей последовательности: первой назначается глубина резания, второй - подача, третьей - скорость резания. Такая последовательность является рациональной с точки зрения главной цели - назначения оптимального режима резания.
4.4. Назначение глубины резания.
При назначении глубины резания необходимо учить зависимостей Rz(a)=f(t);
=f(t); Pz=f(t); T=f(t), приведенных на рис. 5Как следует из графиков при малой глубине резания (0,01-0,03мм) возможна потеря устойчивости процесса (резание-скольжение), что вызывает рост Rz(a);
; Pz и уменьшение Т. В этом случае резание недопустимо. При t>(0.01-0.03)мм сила Pz увеличивается, как правило, пропорционально, величина увеличивается, но незначительно, еще менее значимо растет Rz(a). При этом Т уменьшается, но незначительно. При больших глубинах резания - больше tтах возможны вибрации, существенно увеличивающие Rz(a), 
и уменьшающие стойкость инструмента. Поэтому резание при вибрациях недопустимо. Таким образом, назначаемая глубина резания должна находится в пределах от tmin до tтах.4.5. Назначение подачи.
При назначении подачи необходимо учитывать ее влияние на Rz(a);
; Pz; Т. Обобщенный, наиболее вероятный характерКак видно из графиков при малых подачах (0,01-0,03лш/об) наблюдается неустойчивое резание, резко ухудшающее все показатели Rz(a);
; Pz; Т. Поэтому назначаемая подача должна быть больше Smin. Подача назначается максимально возможной, но обеспечивающей заданную шероховатость обрабатываемой поверхности. Поэтому для назначения подачи необходимы опытные данные о величине шероховатости при различных условиях. Такие рекомендации для многих случаев содержатся в справочниках [11,13,14]. При отсутствии рекомендаций можно воспользоваться формулой [12] 
(28)где: r - радиус закругления вершины резца.
- разница между предельным значением угла 
, при котором прямолинейная часть вспомогательной режущей кромки участвует в образовании микронеровностей и фактической величиной угпа (при этом 
= arcsin S/2r ; при = 0 следует принимать = 1 ; Формула (28) применима для обработки сталей со скоростью резания10
V (193 - 
м/мин)При скоростях больше (193-
м/мин) величина:Rz = R -
мкм (29)При обработке с подачами, меньшими ОД лш/об, в формулы (28,29) нужно
подставлять S=0,1мм/об.
4.6. Расчет оптимальной скорости резания.
Для решения задачи расчета оптимальной скорости необходимо дать анализ формулами для критериев оптимизации:
Qc =
Co = t
S
Необходимо учесть, что Fд,
, 
, tв, См, S 
при изменении скорости процесса для одной и той же операции не изменяются, т.е. постоянные величины. Переменными величинами являются tм, Т, S 
. Последняя (S ) также является функцией tм, Т. Таким образом, все критерии оптимизации являются функцией tм, Т:Q
= f(t 
,Т) (30)Со = f(t
,Т) (31)Su = f(t
,Т) (32)Необходимо учесть, что Т непосредственно связанно со скоростью согласно зависимости (1). Величина tм также зависит от скорости резания. В связи с этим представляется возможным функции (1 1,13,17) преобразовать в функции типа Q
= f(Т), Со = f(Т), Su = f(Т).Для этого раскроем содержание tм. На рис. 7 приведена схема операции (точение).
Для этого случая величина tм определяется по формуле:
(33)где: l- длина обрабатываемой детали.
у
- величина врезанияу
- величина перебегап - число оборотов заготовки
n =
(34)Если припуск снимается за несколько одинаковых проходов, формула (33) преобразуется в (35):
t
(35)где: П - величина припуска на операцию.
Подставляя последовательно в формулу (33) значение п из (34) получим:
t
(36)Заметим из (36), что все элементы режима резания (V,S,t) одинаково влияют на t
.Скорость резания рассчитывается по формуле:
(37)где: С
- константа, зависящая от физико-механических свойств обрабатываемого и инструментального материалов и условий обработки.УT, ХT - показатели степеней (константы), учитывающие влияние соответственно подачи и глубины резания;
KV – поправочный коэффициент.
KV = KЖ(V)Ки(V)КМ(V)КП(V)KC(V)Ky(V)K
(V)K 
(V)… …Ka(V). (38)KЖ(V)…… Ka(V) -
5. Последовательность операции
а) вид станка для заданной операции
Модель токарного станка выбираем в зависимости от габаритов заготовки по паспортным данным токарных станков. Мы выбираем токарно-винторезный станок 1К62.
Высота центров 200 мм. Расстояние между центрами до 1400 мм. Мощность двигателя NД = 10 кВт; КПД станка η = 0,75. Частота вращения шпинделя, об/мин: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000. Продольные подачи, мм/об: 0,070; 0,074; 0,084;0,097; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,15; 0,17 ; 0,195; 0,21; 0,23; 0,26; 0,28; 0,30; 0,34; 0,39; 0,43; ; 0,47; 0,52; 0,57; 0,61 ; 0,70; 0,78; 0,87; 0,95; 1,04; 1,14; 1,21; 1,4; 1,56; 1,74; 1,9; 2,08; 2,28; 2,42; 2,8; 3,12; 3,48; 3,8; 4,16