8.10.Контрольные вопросы

1. Понятие обрабатываемости.

2. Зависимость стойкость-скорость.

3. Ускоренные методы определения обрабатываемости.

4. Влияние структуры и химического состава на обрабатываемость сталей и чугунов.

5. Обрабатываемость цветных металлов и сплавов.

9.Математическая модель процесса резания

Оптимальным режимом резания называют такой, при котором изделие с заданными технологическими требованиями (чистота, точность, наклеп, остаточные напряжения) обрабатываются при минимальном машинном времени. При продольном точении:

где – длина обработки, - число проходов, - число оборотов в минуту, - подача.

Базой для расчета режима резания являются выбранный период резания, который должен быть экономичным и основные законы наивыгоднейшего резания, изложенные раньше.

1. Т – стойкость резца дана или ею задаемся.

2. Вначале задаемся наибольшей возможной глубиной резания t и рассчитываем наибольшую возможную технологически допустимую подачу. При продольном точении: , где и -диаметры до и после обработки.

3. Определение наибольшей технологически допустимой подачи.

• По прочности державки резца - и прочность пластины из твердых сплавов . На резец действуют силы – вертикальная составляющая и – радиальная составляющая. Они изгибают резец.

Рис. 9.93. Влияние сил резания

.

• Расчет подачи по прочности твердых сплавов пластинки

где С – толщина пластинки,

Изгибающий момент от сил резания: , где вылет резца .

Уравнение прочности: , где - допускаемое напряжение на изгиб материала державки. Для стали .

Силу выразим через обобщенную формулу:

где - берется из справочника по расчетам режима резания.

.

• По прочности технологической системы резания в связи с точностью обработки - . Основное влияние на точность оказывает радиальная деформация, связанная с силой . Если рассматривать только деформацию изделия, то наибольший прогиб определяется по формуле: , где – длина изделия в мм., – модуль упругости в МПа, – момент инерции поперечного сечения изделия в мм² , - коэффициент, зависящий от жесткости закрепленного детали.

1. Закрепление в патрон. Деталь получает форму раструба.

Рис. 9.94. Погрешность при закреплении в патрон

2. Закрепление в центрах. Деталь рассматривают как балку, свободно лежащую на двух опорах. Деталь принимает бочкообразную форму.

Рис. 9.95. Погрешность при закреплении в центрах

3. Деталь закреплена в патроне и опирается на центр задней бабки. Балка защемлена одним концом и свободно опирается другим.

Рис. 9.96. Погрешность при закреплении в патроне с поджатием задним центром

Проверку подачи по жесткости изделия имеет смысл проводить, когда.

• По прочности механизма подачи станка. Расчет должен вестись по слабому звену механизма подачи. Таким звеном является шестерня или рейка: В – рейка, которая привинчена к станине станка., А – шестерня в суппортной.

Обычно более слабым звеном является шестерня, и расчет ведется по соотношению:

при , при .

• По шероховатости: , где - допускаемая средне – максимальная высота неровностей, берется в зависимости от заданной шероховатости; - коэффициенты и показатели, зависящие от обрабатываемого материала, - радиус округления вершины резца, - главный и вспомогательный углы в плане градусах.

Для чугуна и бронзы: . Из найденных величин берут наименьшую, согласованными с паспортными данными. Это подача и будет наибольшей технологически допустимой подачей .

• Приняв за основу решаем уравнение использования режущих свойств инструмента.

где - диаметр изделия до обработки, - заданный период резания, - наибольшая глубина резания, - наибольшая технически – допустимая подача.

,

где - постоянная величина для условий, принятых при составлении нормативов, - поправочный коэффициент на изменение условия резания.

Найдем число оборотов . Если на станке есть такое число оборотов, то проверяют . Если найденное число оборотов находится между и , т.е. , то определяют минутные подачи:

.

Подачу брать больше, чем не можем. Поэтому в подставляем , а для ступени . Величину определяют из уравнения для :

.

Значение нужно согласовывать с паспортными данными станка.

Затем подсчитываем минутные подачи для ступеней и . Выгодна ступень для которой минутная подача больше, т.к. в этом случае машинное время будет меньше.

Если , то оптимальный режим резания будет: .

• Проверить найденный режим резания по моменту или мощности станка. Решаем уравнение использования станка:

Подставляем в неравенство и проверяем, удовлетворяет ли оно условию. Если удовлетворяет, задача решена.

• Если , то это значит, что режим резания, найденный по стойкости инструмента не может быть осуществлен на стенке. Тогда находят такую скоростную ступень, на которой принятые и соответствуют полному использованию станка по моменту. Этот вариант с точки зрения производительности хуже, чем вариант полного использования инструмента, но в данных условиях является оптимальным.

Рассчитав , по паспортным данным станка ищем ступень, которой соответствует такой момент: . Оптимальную ступень определяем сравнением минутных подач: , .

Величину сопоставляем с паспортными данными и берем ближайшую величину. Наибольшая будет выгоднее. Если больше , то наивыгоднейшим режимом резания будет .