§ 185. Стойкость инструментов. Скорость и мощность резания

Стойкостью инструмента называется время его непрерывной работы при заданном режиме резания до момента затупления. Стойкость зависит от многих факторов — скорости резания, материала обрабатываемой детали и инструмента, глубины резания, подачи и др. Наибольшее влияние на стойкость оказывает скорость резания.

Это влияние может быть выражено зависимостью

V=C/T^m

где Т — стойкость резца в мин.

С — коэффициент, зависящий от материала инструмента и обрабаты­ваемой детали, подачи, глубины резания и других факторов; m — показатель относительной стойкости.

В зависимости от обрабатываемого материала, материала резца и других факторов показатель относительной стойкости для резцов колеблется в пределах от 0,1 до 0,3.

Ввиду того что показатель относительной стойкости мал, незначитель­ное изменение скорости резания вызывает резкое увеличение или умень­шение стойкости инструмента, поэтому на практике не следует отклоняться от расчетных величин скорости резания.

Скорость резания

При настройке токарных станков приходится определять необходимое число оборотов детали по формуле:

n=1000*v/z*D (об/мин)

где v — скорость резания в м/мин;

D — диаметр обрабатываемой детали в мм.

Скорость резания v входит так же как основной сомножитель в уравнение эффективной мощности, развиваемой резцом во время резания:

N_e=P*v/60*102 (кВт)

где Р — усилие резания в кг.

Для решения этих уравнений скорость резания для заданных условий обработки может быть вычислена по эмпирической формуле:

V₆₀=C_v/t^xv*s^yv

где C_v — коэффициент, характеризующий заданные условия работы (обра­батываемый материал, применение охлаждения и др.); x_v, y_v — показатели степени при глубине резания и подаче. Значения C_v, x_v, y_v выбирают по справочникам.

Вычисленная по этой формуле скорость резания будет соответствовать стойкости резца Т — 60 мин.

При изменении скорости резания изменится также и стойкость резца. Новое значение стойкости Т₁ может быть определено по формуле:

V*T^m=V₁*T₁=const

или

T₁=T(V/V₁)^1/m

где Т₁ — стойкость резца для измененной скорости резания;

v — скорость резания при нормативной стойкости резца Г; Од — измененная скорость резания;

m — показатель относительной стойкости, равный 0,125 для стали, стального литья и ковкого чугуна и 0,1 для серого чугуна (при работе токарным проходным резцом из быстрорежущей стали с определенной геометрией).

Мощность, затрачиваемая на резание

Зная скорость резания и и силу резания Р_г, эффективную мощность резания N_e можно определить по уравнению:

N_e=P*v/60*102 (кВт)

а мощность электродвигателя станка N_de — по формуле:

N_db=N_e/η_ct*η_db (кВт)

где η_cm - к. п. д. станка;

η_dg - к. п. д. электродвигателя.