3. Выбор подачи

Для достижения наибольшей производительности должна быть выбрана наибольшая возможная подача. Величина подачи ограничивается рядом факторов: шероховатостью обработанной поверхности, прочностью и жесткостью державки резца, прочностью механизма подачи и другими. Следовательно, чтобы установить величину подачи, обеспечивающую наибольшую производительность, необходимо рассчитать предельные величины подач, допускаемых каждым из этих факторов, и выбрать из них наименьшую.

Подача, обеспечивающая наибольшую производительность при выполнении всех технологических требований, называется наибольшей технологически допустимой. Рассмотрим вопросы выбора подачи более подробно.

2.3.1 Расчет подачи по прочности механизма подачи станка

Механизмы подачи металлорежущих станков имеют детали с различной прочностью. Во избежание поломки деталей с наименьшей прочностью в механизмах подач станков предусматриваются предохранительные устройства. Величина предельно допустимой силы Q_мп, на которую рассчитано предохранительное устройство, указывается в паспорте станка (приложение 1 настоящего пособия).

Суммарная сила сопротивления перемещению суппорта Qне должна превышать Q_мп :

Q<Q_мп (2.1)

и может быть определенаследующим образом:

–для продольной обточки и расточки по соотношению:

Q=

–для торцовой обточки, отрезки и прорезки канавок:

Q= ,

где P_v, Р_у,Р_х–составляющие силы резания (касательная,

радиальная и осевая, соответственно);

µ– коэффициент трения опорных поверхностей суппорта о направляющие;

G–вес суппорта (включая фартук);

G′– вес частей суппорта, перемещающихся в поперечном направлении.

Коэффициент трения µв зависимости от типоразмера станка и условий нагружения изменяется незначительно, а величина составляющих Р_хи Р_уможет быть выражена через Р_z(как часть от неё). Поэтому с достаточной для практических расчётов степенью точности можно принять:

Q=k₁P_z (2.2)

где к₁– коэффициент, отражающий характер нагрузки.

В зависимости от геометрии резца для станков с высотой центров 150÷300мм, к₁=0,33÷0,45 при продольной обточке и расточке; k₁=0,5÷0,6 при торцевой обточке и отрезке.

Большие значения k₁ следует брать при γ≤10⁰меньшие – при γ>10⁰.

Сила резания Р_zопределяется следующим соотношением:

, (2.3)

где x_pz, y_pz, z_pz– показатели степени, характеризующие интенсивность влияния соответственно t, s, иv на величину P_z,

C_pz– коэффициент, отражающий влияние условий обработки на силу резания (обрабатываемого материала, материала и геометрии инструмента и других факторов).

КоэффициентC_pzопределяется произведением:

= , (2.4)

где C'_pz– коэффициент для условий, принятых при разработке нормативных материалов;

К_φpz, К_уpz, К_λpz, K_rpz, К_мpz, K_hpz. – коэффициенты, учитывающие изменение реальных условий обработки по сравнению с теми, при которых определялся коэффициент C'_pz(т.е. реальную геометрию резца –φ,γ,λ,r, величину его износа h₃ и механические свойства обрабатываемого материала).

Величина показателей степени и коэффициентаC'_pzв зависимости от группы, в которую входит марка обрабатываемого материала, выбирается по таблицам (приложения3, 4, 5, 6и 7 настоящего пособия). Если в нормативных материалах не указан показатель степени , он принимается равнымнулю. Это означает, что вданном случае считается, что скорость резания не влияет на силу резания.

Величины поправочных коэффициентов (К_φpz, К_уpzи др.) выбираются по таблицам, приведенным в приложениях3, 4, 5, 6,и 7 настоящего пособия.

Следует иметь в виду, что в настоящее время наиболее полно исследована обрабатываемость конструкционных и легированных сталей и чугуна, поэтому для этих групп материалов в нормативах указанонаибольшее количество поправочных коэффициентовК_φpz, К_уpz, К_λpz, K_rpz, К_мpz, K_hpz. Если какой-либо поправочный коэффициент в нормативах отсутствует, его следует принимать равнымединице. Например, для углеродистых сталейK_hpz=1. Подставив соотношения (2.2) и (2.3) в выражение (2.1) и решив полученное уравнение относительно подачи, получим:

. (2.5)

При решении (2.5) следует учитывать, что на этой стадии расчёта скорость резания еще неизвестна, поэтому при обработке твердосплавным инструментом углеродистых, легированных,нержавеющих и жаропрочных сталей σ_в=500÷1000МПа пред­варительно её можно принята равной 60÷100 м/мин; при обработке жаропрочных и титановых сплавов ~ 30÷50 м/мин; при обработке алюминиевых и медных сплавов – 300÷400 м/мин. При обработке тех же материалов быстрорежущими резцами скорость резания следует уменьшить в 2÷3 раза.