женерных задач, требуется использовать метод постепенного приближения, т. е., задаваясь предварительными (стартовыми) значениями некоторых параметров, производить последующую корректировку, расчет и уточнение с учетом других параметров до получения окончательных значений, которые могут быть использованы для реализации данного технологического процесса. Кроме того, следует отметить, что рещение поставленной задачи иногда может быть многовариантным, т. е. несколько вариантов сочетаний режимных параметров удовлетворяют поставленным требованиям.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ОСНОВНЫХ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ. Обычно выбор основных режимных параметров начинают с определения глубины резания. Она связана с припуском металла, оставляемым на выполнение данной технологической операции. На окончательных операциях обработки припуск составляет не более 0,5 мм. На промежуточных операциях формообразования припуск на обработку, изменяется в пределах 0,5 ... 5 мм. На подготовительных операциях обработки заготовок в зависимости от размеров и способа их изготовления припуск может быть более 5 мм.

Припуск менее 7 мм может быть срезан за один проход резца. В этих случаях рабочая глубина резания равна припуску на обработку. При превыщении некоторых критических значений глубины резания могут возникнуть вибрации всей технологической системы, состоящей из станка, приспособления, инструмента и обрабатываемой заготовки. Поэтому при припуске более 7 мм его срезают за два или более проходов резца, причем глубина резания на каждом проходе может быть одинакова, или ее последовательно уменьшают.

Значение подачи S, как и глубины резания, определяется видом технологической операции. Окончательные операции обработки ведут с подачами S < 0,1 мм/об. На промежуточных операциях формообразования подачу назначают в пределах S = 0,1 ... 0,4 мм/об. Подготовительные операции с целью сокращения времени на обработку стремятся вести с подачами S = 0,4...0,7 мм/об.

На тяжелых станках обработку можно вести с глубинами резания до 30 мм и с подачами до 1,5 мм/об.

При предварительном выборе подачи S в общем случае можно пользоваться соотнощением

(11.1)

5<t/S< 10.

Если при выполнении операции следует основное внимание обращать на качество обработанной поверхности, то предпочтительнее ограничиваться соотнощением 8 < t/S < 10, т. е. значения подач выбираются в пределах S = (0,1 ... 0,125) t.

В тех случаях, когда более важным параметром является производительность обработки, целесообразно использовать соотнощение 5 <t/S < 7, т. е. предварительные значения подач составят S = = (0,18 ... 0,2) t и работа при той же скорости резания будет более производительна.

Таким образом, выбрав предварительно значение глубины резания t, можно тем самым установить интервал предварительных значений подач, учитывая вьше приведенные рекомендации в зависимости от технологического назначения операции.

Предварительное (стартовое) значение скорости резания v вычисляется по уравнению (10.7), где известны глубина резания t и выбранный интервал подач S.

Твердость заготовки НВ устанавливают по технической документации, сопровождающей поступающую на обработку партию деталей.

Стойкость Т назначают согласно рекомендациям справочных материалов в зависимости от характера выполняемой операции и инструментального материала. При этом берут некоторый интервал значений стойкости. Например, для твердосплавных резцов при выполнении промежуточных операций формообразования на предварительном этапе можно назначить стойкость в пределах Г = = 30 ... 45 мин.

По уравнению (10.7) вычисляют два значения скорости резания: большее - для меньших значений подачи S и стойкости Т и меньшее - для больщих их значений. По найденным значениям скорости резания v, м/мин, для заданного диаметра

D, мм, обрабатываемой заготовки по уравнению п = 1000 v/(nD), об/мин, рассчитывают два значения частоты вращения шпинделя - наиболышее и наименьшее. Таким образом, определяется интервал значений частоты вращения шпинделя, в пределах которого можно выбрать определенное значение, обеспечиваемое кинематикой станка.

ВЫБОР ОСНОВНЫХ РАБОЧИХ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ. На предварительном этапе определения режимов резания устанавливают интервалы значений режимных параметров, в пределах которых удовлетворяются заданная стойкость инструмента и требования по качеству и точности обработанной детали.

Следующим этапом является выбор конкретных рабочих значений основных режимных параметров. Рабочая глубина резания, как правило, равна полуразности диаметров обрабатываемой и обработанных поверхностей. Рабочую подачу выбирают из числа имеющихся в коробке подач станка, причем это значение должно находиться в пределах интервала предварительно выбранных значений подач.

Рабочая частота вращения шпинделя берется из числа значений, обеспечиваемых коробкой скоростей сганка, причем выбранная частота вращения должна находиться в интервале частот для меньшей и большей скоростей, установленных на предварительном этапе. Так как для установленных на предварительном этапе интервалов подач и частот вращений шпинделя по кинематическим возможностям станков можно установить как одно, так и несколько конкретных значений этих параметров, то их выбор на этом этапе требует в ряде случаев волевого решения, но должен подчиняться логическим соображениям, учитывающим требования по производительности обработки и качеству обрабатываемых деталей. По установленным рабочим значениям основных режимных параметров - глубине резания t, подаче S и частоте вращения шпинделя п - проводят дальнейший расчет остальных рабочих режимов и соответствующих технико-экономических показателей.

РАСЧЕТ ОСТАЛЬНЫХ РАБОЧИХ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ. Устано-

вив основные режимные параметры t, S и и, расчет остальных рабочих режимных параметров выполняют в следующем порядке.

Рабочая скорость резания v, м/мин, когда известна выбранная частота вращения шпинделя и, об/мин, может быть рассчитана по уравнению (11.2)

V = lO~4Dn.

Рабочую стойкость резца рассчитывают с помощью уравнения (10.7), разрешенного относительно стойкости, т. е.

(11.3)

причем это значение должно укладываться в выбранный интервал 30... 45 мин.

Если все режимы резания, кроме скорости резания, будут постоянными, то

(11.4)

tS(HB/200)

и выражение стойкости может быть получено в таком виде:

(115)

T=Cli v-> .

Сила резания, возникающая в процессе обработки с глубиной резания t, с подачей S и известной твердостью НВ обрабатываемой заготовки, рассчитывается по уравнению (7.19).

Момент вращения М, кН м, на шпинделе станка в процессе обработки определяется как

(11.6)

= 510-*РД

где сила Р, кН, рассчитана по уравнению (7.19), а D - диаметр обрабатываемой заготовки, мм.

Эффективная мощность, затраченная на обработку заготовки, подсчитывается по уравнению (7.20). Необходимая мощность электродвигателя главного привода станка определяется по уравнению iV = = Ле/Л где т) 0,8 - коэффициент полезного действия механизма главного привода станка.

§ 11.2. ОЦЕНКА РЕНТАБЕЛЬНОСТИ РАСЧЕТНЫХ ЗНАНИЙ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Рентабельность рассчитанных режимов резания характеризуется рядом технико-экономических показателей, используемых при нормировании труда и экономической оценке режимов резания. В первую группу показателей входят основное технологическое время, штучное время и норма сменной выработки, а во вторую - сменная потребность в инструменте, энергозатраты на обработку металлов резанием и цеховая себестоимость.

ПОКАЗАТЕЛИ НОРМИРОВАНИЯ ТРУДА. Основное технологическое время to, мин, равно продолжительности обработки одной заготовки резцом или другим видом режущего инструмента:

(11.7)

to = lASn),

где / - длина обрабатываемой поверхности на заготовке в направлении подачи, мм (берется по технической документации - чертежу); п - рабочая частота вращения, об/мин; S - рабочая подача, мм/об. Выразив частоту вращения через дкорость резания п = 1000 v/(nD) и подставив это выражение в уравнение (11.7), находим to = nDl/(lOOOvS). Для случаев обработки, при которых переменным режимным параметром является только скорость резания, можно произведение всех постоянных параметров выразить через величину А = = JiD (1000 S), и тогда основное технологическое время связано со скоростью резания следующим выражением:

(11.8)

to = Av-\

Когда известны рабочая стойкость Т, рассчитанная по уравнению (11.3), и основное технологическое время t , рассчитанное по уравнению (117), то может быть определен ресурс инструмента, выражаемый числом Кз г заготовок, обработанных резцом или другим инструментом за период его стойкости:

(11.9)

Кзг=тА .

Зависимость ресурса Кг от скорости резания можно определить, подставив в уравнение (11.9) зависимости (11.5) и (11.8):

(11.10)

Штучное время t, мин - это время, затрачиваемое на выполнение одной технологической операции обработки заготовки. Штучное время выражается уравнением

(11.11)

<ш = (to + h){l + 0,01 К бсл + 0,01 KoJ =

= to X-

Сомножитель (tg + t), являющийся суммой основного технологического времени to и вспомогательного времени t, называется оперативным временем ton- Вспомогательное время tg затрачивается на закрепление и снятие обрабатываемых заготовок, пуск и останов станка, смену режущего инструмента, а также на его подвод и отвод на каждом переходе, на измерение размеров детали и т. п.

Коэффициенты Хобсл и учиты-

вают время, затрачиваемое соответственно на обслуживание станка и на отдых и личные надобности рабочего. Согласно общемашиностроительным нормативам по труду, при обслуживании токарно-винто-резных станков Кобел = 3,5 %; при работе на сверлильных станках с диаметром закрепляемых сверл до 12 мм Косп = = 3,5 %; на станках с диаметром сверл от 12 до 50 мм Кдбсл = = 4,0%, а свыше 50 мм Кбсл = = 4,5 % ; при работе на фрезерных станках с ходом стола до 1250 мм Кобел = 3,5 %.

По тем же нормативам Котд = 6 % при работе с ручной сменой обрабатываемых заготовок массой до 50 кг; Ко = 7 ... 8 % при ручной смене заготовок свыше 50 кг; при механизированной смене Ko = 4 %.

Так как за период стойкости Т инструментом обрабатывается T/t заготовок, то время на смену инструмента, приходящееся на одну обработанную заготовку, равно tcifo/T. Тогда вспомогательное время может быть выражено как

(11.12)

в = е<о + t.vfolT,