в производственных условиях может быть установлена более низкая по значению норма сменной потребности Ис , соответствующая, например, точке Мб. Тогда рассчитанная по уравнению (11.31) стартовая частота вращения будет лежать в интервале its < п < щ. Если в качестве рабочей принять большую частоту вращения Иб, то требование по ограничивающему фактору окажется нарушенным в сторону перерасхода плановой нормы. Чтобы этого не случилось, необходимо в качестве рабочего параметра принять меньшую частоту вращения И5.

Выбрав в качестве рабочих режимных параметров частоту вращения И5, а также глубину резания t и подачу S по данным § 11.1, дальнейший порядок расчета остальных рабочих режимных параметров остается таким же, как было изложено в § 11.1, а технико-экономических показателей - в § 11.2.

Сопоставление и анализ результатов расчета режимов резания, обеспечивающих максимальную сменную выработку без учета и с учетом сменной потребности в режущем инструменте, позволяют выявить следующие закономерности. Максимум нормы сменной выработки Нотах на режимных параметрах, рассчитанных без учета нормы потребности в инструменте, приходится на точку М2 (рис. 11.1). Проведя через точку М2 вертикальную линию и зафиксировав точки ее пересечения с другими кривыми, можно графически установить значения режимных параметров и технико-экономических показателей. Точке М2 соответствует большая частота вращения и скорость резания , для которых,

в свою очередь, характерны малые значения стойкости и ресурса /згНо> минимум штучного времени шшт (точка Ml), повышенная цеховая себестоимость Ен и высокая сменная потребность Им режущего инструмента. При использовании ближайшей к расчетной меньшей частоты вращения числовые значения рабочих режимных параметров мало отличаются от исходных (стартовых). Высокая сменная потребность режущего инструмента, обычно в несколько раз превышающая плановую норму, является

основным препятствием для широкого практического использования режимов резания, рассчитанных без учета ограничивающих факторов.

Изложенный в настоящем параграфе повторный расчет режимных параметров с дополнением в качестве ограничивающего фактора лимита на сменную норму режущего инструмента Ис дает результаты, в наибольшей степени приближающиеся к расчетным значениям режимных параметров максимальной сменной выработки. По этому признаку и возможности практической реализации эги режимы удовлетворяют требованиям, предъявляемым к оптимальным режимам. Сравнивая значения всех режимных параметров, соответствующих точкам пересечения кривых на рис. 11.1 вертикальными линиями, проведенными через точки М2 и Мб, можно видеть, что оптимальные режимы отличаются от режимов максимальной сменной выработки меньшими частотой вращения и скоростью резания, нормой сменной выработки и цеховой себестоимостью, несколько повышенной стойкостью и ресурсом. Цеховая себестоимость для оптимальных режимов близка к минимальной.

РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ НА АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЯХ. Характерной особенностью обработки заготовок на автоматических линиях является регламентированная цикличность - темп рабочего процесса. За один полный цикл обрабатывается одна заготовка. Период одного цикла по продолжительности определяется штучным временем t, выражаемым уравнением (11.14). Подставив в это уравнение значение Т из уравнения (11.9), получим

tn=t ,= [(1 -(- е) to + te. ./X37.] Ъ

откуда (11.32)

to = (tjx - tcJKMi + е). Полагая известными период цикла t , время tc. ., затрачиваемое на смену инструмента, число К-зт заготовок, обработанных за время между заменами инструмента, и приняв х= 1ие = 0,15...0,25 в зависимости от доли периода цикла, затрачиваемого на отвод и подвод ин-

струмента, транспортировку, поворот, кантовку и фиксацию обрабатываемой заготовки, можно рассчитать максимальное значение основного технологического времени to, которое в пределах цикла может быть затрачено на обработку заготовки.

По известному максимально допустимому значению to наименьшая частота вращения шпинделя рассчитывается по уравнению п = (toS). Для заданной длины / обрабатываемой заготовки значению to. рассчитанному по уравнению (11.32), и подаче S, назначенной, как описано в § 11.1, находят исходную (стартовую) частоту вращения шпинделя. При проектировании автоматической линии расчетная (стартовая) частота вращения и может быть принята как рабочая. Рассчитанное по уравнению (11.32) значение to обычно относительно велико. Допустим, что на рис. 11.1 расчетному значению to соответствует точка М7. Проведенная через эту точку вертикальная линия пересекает все семь кривых в зоне сравнительно низкой скорости резания t;,o и соответствующей ей достаточно малой частоте вращения. Технико-экономические показатели в таком случае характеризуются большим ресурсом Кт и большой стойкостью Т, малой сменной потребностью в режущем инструменте Исм, т. е. такими показателями, которые способствуют повышению рационального и экономичного использования автоматических линий.

РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ НА СТАНКАХ С ЧПУ. На станках с числовым программным управлением (ЧПУ) режущие инструменты работают последовательно один за другим. Поэтому для каждого инструмента могут быть рассчитаны свои режимы резания. Характерной особенностью использования станков с ЧПУ является обработка заготовок малыми партиями. Чтобы процесс обработки был рациональным, целесообразно обработку заготовок вести на таких режимах резания, при которых ресурс инструмента превышает число заготовок в партии или равен ему. Для примера расчета примем равенство

Заменив в этом уравнении стойкость Т и основное технологическое время to согласно зависимостям (11.5) и (11.8), имеем

К,г = Chj v-l/Av- = ChJ v- A-\ откуда

t i*/ = KtACov

и следовательно, скорость резания, при

которой Кзт = JVnapr, равна

(11.33)

vk,t = (K,rACol r --

Найдя по уравнению (11.33) исходную (стартовую) скорость резания, по ней определяют соответствующую исходную (стартовую) частоту вращения шпинделя

(11.34)

п = 1000t;;,/(7rD).

Допустим, что ресурс Кг, равный числу заготовок в партии, на рис. 11.1 отражается точкой М8, занимающей положение между частотами вращения щ и 7. Принять в качестве рабочей частоту 7 нельзя, так как этой частоте соответствует ресурс меньший, чем число обрабатываемых деталей в партии. Приходится брать в качестве рабочей частоту Иб, ближайшую к расчетной. Тогда будет некоторый запас ресурса инструмента. По найденной рабочей частоте вращения щ и установленным согласно изложенной в § 11.1 методике рабочим значениям глубины резания t и подачи S рассчитываются остальные режимные параметры и технико-экономические показатели.

При сопоставлении режимов резания, соответствующих точкам М7 и М8, видно, что они значительно различаются. На автоматических линиях целесообразно работать с малыми скоростями и малым расходом инструмента, но с большой стойкостью и большим ресурсом инструмента. На станках с ЧПУ целесообразно малые партии однотипных заготовок обрабатьшать с большими скоростями и малыми стойкостями, обеспечивая полное использование ресурса инструмента. Кроме того, подобные режимы характеризуются малым штучным временем и большой сменной выработкой.

Обработка металлов резцами

§ 12.1. основные положения

Точение - технологический способ обработки резанием наружных и внутренних цилиндрических и конических, а также плоских торцовых поверхностей тел вращения. Точение ведется токарными резцами на металлорежущих станках, как универсальных, так и специальных, в том числе с ЧПУ, а также на карусельных и револьверных станках, на токарных полуавтоматах, автоматах и автоматических линиях.

По своему технологическому назначению точение разделяется на предварительное, межоперационное формообразующее, чистовое формообразующее и окончательное формообразующее.

В соответствии с назначением технологической опфации обработка заготовок из различных конструкционных материалов ведется с различными режимами резания. Режимы резания при точении зависят также от марки инструментального материала, из которых выполняется рабочая часть резца, и от материала обрабатываемой заготовки.

При выборе и назначении рабочих режимов резания при точении необходимо учитывать характерную особенность этого вида обработки, которая заключается в том, что режущий инструмент имеет всего лищь одно главное лезвие, причем активная длина главного лезвия ограничена шириной Ь срезаемого слоя. На протяжении всего периода стойкости единственное лезвие резца режет металл, находясь в состоянии большой динамической и температурной напряженности. Все изложенные в предыдущих главах основные определения, параметры и закономерности процесса резания рассматривались на примере точения токарным резцом. Все в них изложенное непосредственно относится к использованию токарных резцов.

§ 12.2. конструктивное исполнение рабочей части токарных резцов

КЛАССИФИКАЦИЯ РЕЗЦОВ. При токарной обработке наружные цилиндрические и конические поверхности обрабатывают проходными резцами; внутренние цилиндрические и конические поверхности растачивают расточными резцами; торцовые плоскости обтачивают подрезными резцами; наружные и внутренние резьбы нарезают р е з ь б о в ы-м и резцами; разрезку заготовок на части производят отрезными резцами.

В зависимости от направления подачи при точении резцы разделяются на правые и левые. Правые резцы работают с движением подачи, направленным справа налево, т. е. к шпинделю станка, и, наоборот, левые резцы имеют направление движения подачи слева направо - от шпинделя станка. Для идентификации резцов пользуются правилом руки : накладывая сверху на резец правую или левую руку так, чтобы в направлении подачи был направлен большой палец, устанавливают тип резца.

В зависимости от расположения рабочей части относительно корпуса резцы бывают прямые и отогнутые. У прямых резцов рабочая часть является продолжением корпусной части без искривления общей оси резца. Если геометрические оси корпуса и рабочей части пересекаются под углом (чаще всего равным 45°), то эти резцы называются отогнутыми. Прямые и отогнутые резцы могут быть как правыми, так и левыми.

Проходные токарные резцы благодаря заданной геометрии режушей части могут быть проходного и подрезного типов. Резцы проходного типа имеют главный угол в плане ф < 90° (обычно 45, 60 или 75°). Поэтому согласно уравнению (3.1) толщина а срезаемого слоя всегда меньше подачи S, а согласно уравнению (3.2) ширина срезаемого слоя Ь, численно равная активной длине лезвия резца, всегда больше глубины резания t. Такая связь между толщиной а и шириной b срезаемого слоя, а также между подачей S и глубиной резания t способствует снижению силового и температур-