шпинделя станка, используемого при выполнении операции. На рис. 12.14 согласно делениям шкалы частоты вращения я проведены вертикальные пунктирные линии, пересечения которых с кривыми графика и позволят установить значения искомых параметров и факторов. Кроме того, на рис. 12.14 проведены вертикальные тонкие штрихпунктирные линии, проходящие через характерные точки какой-либо из кривых графика.

Рассмотрим некоторые случаи определения режимов резания при продоль-

Максимальный ресурс имеет место при и = 54 м/мин и частоте вращения шпинделя п = 171 об/мин.

На универсальном оборудовании коробка скоростей не обеспечивает частоту вращения шпинделя п - 171 об/мин. Ближайшими к найденному расчетному значению являются частоты и = 160 об/мин и и = 200 об/мин. Необходимо обосновать выбор одной из этих частот. Для этого найдем значения параметров и факторов, оценивающих режимы обработки:

и = 160 об/мин. . (г = 50 м/мин) и = 200 об/мин. . (i; = 62,8 м/мин)

Т, мин Кзт; шт. to, мин Гщ, мин Но, шт. Исм, шт. Е,коп. Ne кВт 389 61,5 6,28 7,29 67 1,1 57 2,74

5,02

6,03

1,37

3,44

ном точении, назначаемых исходя из различных требований и ограничений, возможных в производственных условиях.

Например, требуется определить режимы обработки, обеспечивающие максимизацию одного параметра - ресурса инструмента, выраженного количеством заготовок Кзх, обработанных за время его стойкости Т.

Кривая функциональной зависимости ресурса (и) имеет максимум в точке М2 (рис. 12,14). Вертикальная линия V, проведенная через точку М2, пересекает все восемь кривых и горизонтальные шкалы, позволяя графически определить значения соответствующих параметров и факторов, а также соответствующие скорость резания и частоту вращения шпинделя при Кттах- Искомые значения могут быть определены не только графически, но и аналитически. По уравнению (12.13) можно рассчитать значение tmax Р котором ресурс максималсн, а затем для этого значения с помощью комплекса уравнений вычислить значения всех параметров и оценивающих факторов. В рассматриваемом случае при максимизации ресурса инструмента параметры, входящие в комплекс, принимают следующие значения:

Сопоставляя эти значения со значениями, полученными для максимального ресурса, находим, что по таким важным показателям, как штучное время fu сменная норма выработки Но и цеховая себестоимость Е обработки одной заготовки, предпочтительнее работать при частоте вращения шпинделя станка и = 200 об/мин. При этом имеются некоторые потери по стойкости, ресурсу и расходу режущего инструмента за смену, но они несущественны, не лимитировались при данной постановке задачи и ими можно пренебречь. Таким образом, значения режимных параметров при и = 200 об/мин являются оптимальными рабочими режимами резания, при которых наиболее полно достигаются на практике условия максимизации ресурса резца К-р

Другим требованием, встречающимся в производственных условиях, является минимизация расхода режущего инструмента. В гл. И бьшо показано, что минимальное количество лезвий Ис тт изнашивается при максимальной стойкости резца Т . Поэтому вертикальная линия III (рис. 12.14), проходящая через точку максимума Ml зависимости T{v), проходит также через точку ми-

Т, мин К,г, шт. to, мин мин Но, шт. Исм, шт. Е, коп Ne, кВт 361 62 5,85 6,85 72 1,16 53 3

нимума М5 зависимости Mcuiv) и, пересекая остальные кривые, позволяет графически определить значения всех остальных оценивающих факторов. Для аналитического определения значений факторов по уравнению (12.11) определяют значение скорости Vt, при которой стойкость резца максимальна и минимален расход инструмента, а затем по комплексу уравнений вычисляют числовые значения всех параметров и оценивающих факторов. Для рассматриваемых условий обработки скорость резания Vt = Vu . =

j,rt I max cMmin

= 40 м/мин, ЧТО соответствует n = = 127 об/мин. Ближайшая частота вращения шпинделя на универсальных станках и = 125 об/мин. Рассчитав значения параметров и оценивающих факторов при

Выше было показано, что максимум зависимости Ho(t)) имеет место при той же скорости резания, что и минимум зависимости t(v). Вертикальная линия Х/Я, проходящая через экстремальные точки МЗ и М4 зтих кривых, позволяет найти при пересечении с остальными кривыми и горизонтальными шкалами те значения параметров и оценивающих факторов, которые удовлетворяют поставленному требованию. Аналитически значение скорости резания = н определяют по уравнению (12.14) и затем, как в предьщущих случаях, с помощью комплекса уравнений можно рассчитывать значения всех остальных сопоставимых параметров и факторов, которые имеют следующие значения:

Г, мин Хзт , шт. to. мин tm, мин Но, шт. Ид , шт. Е, коп. кВт

1 = 636 об/мин. . . 2,01 1,28 1,57 2,96 166 130 65 10,9 (V = 200 м/мин)

исходном значении и = 125 об/мин, сопо- Практическая реализация условия мак-ставим результаты расчета: симизации нормы сменной выработки

Г, мин Кзт, шт. to, мин t, мин Но, шт. Ио , шт. Е, коп. кВт

п = 127 об/мин. . . 416 53 7,85

(г = 40 м/мин)

п = 125 об/мин. . . 415 52 8,06

(V = 39 м/мин)

8,86 9,05

56 54

1,04 1,05

69 71

2,19 2,13

Значения режимных параметров и факторов при частоте вращения и = 125 об/мин достаточно близки к значениям, полученным для условия минимизации расхода инструмента, и могут служить оптимальными рабочими параметрами для удовлетворения поставленного требования. Здесь необходимо отметить, что, удовлетворяя поставленному требованию, назначаемые режимные параметры имеют по сравнению с предьщущим случаем менее благоприятные показатели по ресурсу режущего инструмента К37; сменной норме выработки Но, цеховой себестоимости обработки одной заготовки Е и другим показателям и могут быть приняты для практического использования только в том случае, если на эти параметры нет ограничений.

В ряде случаев определяющим фактором в производственных условиях является максимальная норма сменной выработки.

возможна при частоте вращения шпинделя и = 630 об/мин, которая мало отличается от расчетной, и, следовательно, практические значения всех параметров и факторов в этом случае будут близки к расчетным. Анализ значений режимных параметров и оценивающих факторов при удовлетворении требования максимизации нормы сменной выработки показывает, что оно достигается при весьма низких стойкости и ресурсе резца.

Одновременно значительно возрастает себестоимость обработки каждой заготовки и особенно количество изнощенных лезвий из твердосплавных пластинок.

Таким образом, полное удовлетворение поставленному требованию возможно только при отсутствии ограничений по другим параметрам и факторам. Среди них наиболее часто встречающимся в производственных условиях является

жесткое лимитирование используемых при обработке твердосплавных пластинок, что вызвано дефицитностью исходных материалов, необходимых для их изготовления.

Введем для рассматриваемого случая обработки ограничивающий фактор - сменную норму расхода режущего инструмента, например две четьфсхгранных твердосплавных пластинки двустороннего использования. Допустимое число изношенных лезвий в смену может составлять Исм = 16. На кривой зависимости HcmW (рис. 12.14) находим точку М7, соответствуюшую Исм = 16, и проводим вертикальную линию X, которая при пересечении с остальными кривыми графика и горизонтальными шкалами дает возможность определить значения скорости резания (частоты вращения шпинделя) и всех остальных параметров и факторов при соблюдении ограничивающего требования. В данном случае этот режим обработки осуществляется при частоте вращения шпинделя п = 400 об/мин, которую обеспечивает коробка скоростей универсальных станков, а все остальные параметры и факторы имеют следующие значения:

гласно зависимости E{v) (рис. 12.14) соответствует точке Мб, где Ei = 34 коп. Вертикальная линия IX, проведенная через эту точку, соответствует скорости резания v = 120 м/мин, или частоте вращения шпинделя п = 382 об/мин. Расчеты показывают, что округленная до копейки себестоимость сохраняет свое значение в интервале скоростей резания v = 100... .. .126 м/мин. Этому интервалу скоростей соответствуют интервалы стойкости резца Т= 20.. .60 мин и его ресурса Кт 8,6... .. .15,8 шт., нормы сменной выработки Но = 124... 138 шт. и количества изношенных за смену лезвий Исм = 8... .. .16 шт. Это говорит о том, что в отличие от других показателей, по которым ведется максимизация или минимизация режимов резания, показатель минимальной цеховой себестоимости обработки в результате округления расчетных значений до одной копейки может иметь многовариантное решение. В рассматриваемом случае ближайшая из имеющихся на станке частот вращения п = 400 об/мин лежит в пределах диапазона постоянной себестоимости обработки и может быть принята для расчета оптимальных рабочих режимов резания.

Тмин Кзт, шт. fo, мин (ш, мин Но, шт. Исм, шт. Е,коп. N< kBt и = 400 об/мин. . . 20,4 8,6 2,50 3,56 138 16 34 6,90

(v = 126 м/мин)

Сравнивая эти значения со значениями, соответствующими максимальной норме сменной выработки, следует отметить существенное расхождение по некоторым показателям, таким, как стойкость инструмента и его ресурс, которые возросли более чем в пять раз. Вместе с тем на данных режимах обработки, учитьшающих ограничивающий фактор, достигается наибольшая сменная выработка, незначительно уступающая максимальной, что, следовательно, позволяет принять эти режимы в качестве оптимальных рабочих режимов обработки.

Необходимость снижения экономических затрат при изготовлении деталей машин выдвигает требование обеспечения минимальной цеховой себестоимости. Минимальная цеховая себестоимость со-

В частности, этот режим совпадает с оптимальным режимом резания, установленным ранее по максимальной сменной вьфаботке Нотах и одновременным ограничением сменного расхода режущего инструмента.

Рассмотренный методический подход к выбору и назначению режимов резания может быть использован и при наличии других ограничивающих факторов, таких, как основное технологическое время при проектной разработке операций для автоматических линий, где лимитирующим параметром на смежных позициях может быть темп выпуска. В других случаях лимитирующим показателем может быть ресурс инструмента, который не должен быть меньше числа заготовок в партии при работе на станках