2. Методика определения режимов резания и технических норм времени

Различают два метода определения режимов резания: опытно-статистический (табличный) и расчетно-аналитический 13.

Последовательность определения параметров режимов резания и в том и в другом методах практически одна и та же. Основное отличие состоит в том, что во втором методе скорость резания V, а также силовые параметры: сила резания P, крутящий момент M_кр и мощность резания Р_е вычисляются с помощью полуэмпирических зависимостей, в которых аргументы, а также их показатели степеней принимаются с учетом конкретных условий обработки, что делает эти формулы универсальными для практически всего диапазона изменения факторов, влияющих на определяемые функции (параметры режима обработки). При этом вид полуэмпирических зависимостей зависит от метода обработки (например: точение, фрезерование, сверление, шлифование и т.д.). Уточнение расчетных значений параметров для измененных условий обработки в обоих методах осуществляется с помощью результирующих (общих) поправочных коэффициентов, представляющих собой, как правило, произведение некоторого количества частных поправочных коэффициентов, значения которых принимаются по измененным условиям обработки.

В КП предлагается определить (назначить) режимы резания расчетно-аналитическим методом для любых (по выбору студента или согласованию с преподавателем) двух разнородных операций (переходов), например: токарной и фрезерной; токарной и сверлильной; фрезерной и шлифовальной и т.д.

Последовательность выполнения этапов при назначении режимов резания осуществляется в следующем порядке.

1. Устанавливаются исходные данные: вид и марка материала заготовки; номер и наименование операции (перехода); вид обработки (черновая, чистовая, отделочная и т.д.); тип и модель оборудования (станка), а также его техническая характеристика: предельные значения частоты вращения шпинделя n (или двойных ходов рабочего органа главного движения резания) и подач S; число ступеней регулирования и ; мощность приводов главного движения резания и подач.

2. Выбирается вид режущего инструмента и параметры его режущей части: вид и марка материала, основные геометрические параметры и размеры оправки.

3. Назначают глубину резания t, мм.

При черновой обработке t назначают по возможности максимальную, равную всему припуску или большей его части, исходя из допустимой прочности инструмента в соответствии с рекомендациями справочника, а также допустимых ограничений на оборудование. При чистовой обработке tназначают в зависимости от требований точности получаемых размеров и шероховатости обработанной поверхности.

4. Выбирают подачу S. В зависимости от метода обработки и применяемого инструмента для станков с вращательным главным движением резания различают следующие виды подач: S_o – подача на оборот шпинделя (мм/об); S_м – минутная подача (мм/мин); S₃ или S_z - подача на зуб режущего инструмента (мм/зуб). Соотношение между этими видами подач определяется соотношением:

, (6.1)

где z – число режущих элементов (зубьев) инструмента.

Для станков с главным движением резания периодического действия (например, возвратно-поступательным) используют подачу на двойной ход S_дв.х. (мм/дв. х.).

При черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из прочности и жесткости ТС, мощности привода подачи и некоторых других ограничений подобного характера.

При чистовой обработке подачу выбирают главным образом в зависимости от шероховатости и требуемой точности обработанной поверхности.

5. Выбранное (рекомендуемое) по справочным таблицам значение подачи S_тб корректируют по паспортным данным (техническим характеристикам) станка. При этом, если станок имеет бесступенчатое регулирование подачи, то в качестве расчетного значения принимают табличное, то есть: S_p=S_тб.

Если на станке осуществляется ступенчатое регулирование подачи, то следует определить ее точное значение в соответствии с имеющимися ступенями регулирования по нижеприведенной методике, которая одинаково может использоваться и для коррекции частоты вращения шпинделя n и числа двойных ходов n_дв.х. исполнительного органа главного движения резания. Поэтому в рассматриваемой методике приведем зависимости для определения S, n и n_дв.х..

В паспортных данных станков обычно приводят не весь диапазон, а только предельные (минимальные и максимальные) значения искомых параметров, а также число ступеней z_ст их регулирования. Поэтому для определения промежуточных значений S, n и n_дв.х необходимо определить соответствующую ступень регулирования z_х по искомому параметру.

Коррекцию осуществляют следующим образом.

а) по известным предельным значениям искомого параметра и числу ступеней его регулирования определяют значение знаменателя геометрической прогрессии, определяющего интервал регулирования:

(6.2)

(6.3)

(6.4)

где , , - знаменатели геометрической прогрессии соответственно для коробок подач и скоростей вращения шпинделя и рабочего хода ползуна (стола);

, , - число ступеней регулирования соответственно у коробок подач и коробок скоростей вращения шпинделя и рабочего хода ползуна (стола);

, , , , , - максимальные и минимальные значения соответственно подачи, частоты вращения шпинделя и двойного хода ползуна (стола).

Полученную величину следует уточнить в соответствии с одним из следующих принятых в отечественном станкостроении стандартных значений:

- имеет вспомогательное значение, применяется редко, требуется очень точная регулировка скоростного параметра;

- применяется главным образом в станках-автоматах для более точной настройки на заданный режим работы;

- основные ряды в универсальных станках;

- в станках, при использовании которых время обработки меньше времени холостых ходов;

- имеет вспомогательное значение, применяется редко.

б) определяют ступень регулирования , соответствующую расчетному значению искомого параметра:

(6.5)

(6.6)

(6.7)

в) округляют полученное значение до целого числа и обязательно в меньшую сторону, если до следующего целого числа не хватает >0,2.

г) определяют расчетное паспортное значение искомого параметра:

(6.8)

(6.9)

(6.10)

6) По найденным и с учетом вида обработки (точение, сверление, фрезерование и т.д.) определяют расчетное значение скорости резания.

Полуэмпирические зависимости для всех видов обработки приводятся в справочной литературе. Они различаются по форме записи, но имеют практически одинаковую структуру, которую можно показать на примере токарной обработки для продольного точения и растачивания, а также поперечного точения:

, м/мин (6.11)

где - постоянная для стандартных условий резания соответствующих определенным виду обработки, материалу режущей части инструмента и величине подачи;

- общий поправочный коэффициент, представляющий собой произведение частных поправочных коэффициентов, учитывающих измененные условия обработки:

, (6.12)

где частные поправочные коэффициенты, учитывающие соответственно влияние:

- вида материала заготовки;

- состояние поверхности заготовки;

- вида материала инструмента;

- углов в плане резца;

- радиуса при вершине резца;

- увеличения стойкости инструмента при многоинструментальной обработке;

-увеличения стойкости инструмента при многостаночном обслуживании;

- стойкость инструмента (обычно для резцов принимают в пределах 30…60 мин);

- эмпирические показатели степеней.

Значения , , выбирают по соответствующим справочным таблицам.