Оптимальні режими різання впливають на цілісність і тривалість роботи ріжучого інструменту, а також на кінематичні, динамічні характеристики верстатів.
Характеристика режимів різання
Необхідні технологічні параметри, які використовуються при токарній обробці металів, беруть свій початок в теорії різання. Основні її положення застосовуються конструкторами при проектуванні ріжучих інструментів, металорізальних верстатів і пристосувань.
Необхідні режими обробки точінням можна отримати двома способами. У першому випадку режими призначаються, для чого використовуються табличні дані. Дані реєструвалися протягом тривалого часу на різних етапах обробки різних інструментом.
У другому випадку режими різання розраховуються за емпіричними формулами. Цей спосіб називається аналітичним методом. Вважається, що аналітичний метод дає більш точні результати на відміну від призначених параметрів.
На сьогоднішній день розробники програмного забезпечення пропонують безліч програм для розрахунку режимів обробки. Досить ввести в поля відомі дані і програма самостійно виконає розрахунки та видасть результат. Це значно спрощує роботу і знижує її тривалість.
Для виготовлення деталі з заданими розмірами і необхідної чистотою поверхні необхідний креслення. На його основі розробляється технологічний процес обробки з підбором необхідного обладнання та інструменту.
Інструмент для точіння: класифікація
Від якості та надійності токарних різців в значній мірі залежить точність одержуваних розмірів і продуктивність обробки. Вони повинні забезпечувати:
отримання необхідної форми;- розміри;
- якість поверхні;
- найбільшу продуктивність при мінімальних силових, а отже, енергетичних витратах;
- технологічність у виготовленні;
- можливість відновлення ріжучих властивостей;
- мінімальний витрата дорогих інструментальних матеріалів.
Класифікувати токарні різці можна за способом обробки:
- прохідні;
- підрізні;
- відрізні;
- прорізні;
- галтельні;
- різьбові;
- фасонні;
- розточувальні.
За матеріалом ріжучої частини виділяють:
- інструментальні;
- швидкорізальні;
- твердосплавні:
- однокарбідние (вольфрамові);
- двухкарбідние (тітановольфрамовие);
- трехкарбідние (тітанотанталовольфрамовие);
- мінералокераміческіе;
- алмази.
За конструктивним виконанням токарні різці бувають:
- цілісні;
- збірні;
- комбіновані.
Вибір типу токарного різця залежить від типу оброблюваної поверхні (зовнішня, внутрішня), твердості матеріалу заготовки, типу обробки (чорнова, напівчистова, чистова), геометричних параметрів і матеріалу ріжучої частини, державки.
Схема розрахунку режимів
Розрахунок режимів різання при точінні зовнішньої циліндричної поверхні зазвичай ведуть з визначення видаляється шару. Глибина різання - це зрізається шар металу за один робочий прохід. Визначається за формулою:
t = (D 1 - D 2) / 2,
де D 1 - вихідний розмір, D 2 - одержуваний розмір.
Розрахунок глибини різання починається після визначення типу обробки. Черновим гострінням видаляється 60% припуску, понад 2 мм. Напівчистове гострінням видаляється 30% 1 1, 5 мм. А решта 10% 0, 4- 0, 8 мм залишаються на чистову обробку.
Подача - це відстань, яку проходить інструмент за один оборот оброблюваної заготовки. Для збільшення продуктивності подачі підбираються максимальними виходячи з:
- твердості пластини;
- потужності приводу;
- жорсткості системи СНІД.
На машинобудівних підприємствах подачі призначаються з таблиць. Так, для чорнового точіння твердих матеріалів подача не перевищує 1, 5 мм / об, а для м'яких матеріалів не більше 2, 4 мм / об. Для напівчистового точіння подача не перевищує 1, 0 мм / об.
Від чистового точіння багато в чому залежить шорсткість поверхні, тому максимальним значенням буде S max = 0.25 мм / об. При обробці виробів з ударними навантаженнями призначений значення подачі множиться на понижуючий коефіцієнт 0, 85.
Швидкість різання при токарній обробці обчислюється за формулою:
V = Cv / (T¹ • t² • s³) · Kv
де Сv - коефіцієнт, що застосовується до оброблюваного матеріалу заготовки і інструменту, 1 (x), 2 (y), 3 (m) - показники ступенів, Т - стійкість інструменту, Kv - поправочний коефіцієнт різання.
Kv залежить від:
- якості оброблюваного матеріалу;
- матеріалу ріжучої пластини інструменту;
- поверхневого шару заготовки.
Після отримання розрахункового значення швидкості різання визначається число оборотів шпинделя верстата за формулою: n = (1000 · V) / (π · D)
Отримане значення кількості обертів необхідно підібрати з стандартного ряду для верстата, на якому проводиться обробка. Воно не повинно відрізнятися від верстатної сітки більше, ніж на 5%. Після чого проводиться уточнення швидкості різання.
Далі, визначається ефективна потужність різання за формулою:
N е = (Pz · V) / (1020 · 60)
де Pz - тангенціальна сила різання, максимальне навантаження при точінні.
Pz = 10 · Cp · t¹ · s² · V³ · Kp
Після визначення необхідної потужності розраховується потрібна потужність верстата:
N п = N е / η
де μ - ККД верстата, закладається заводом-виробником.
Підсумкове значення потужності повинно бути менше потужності електродвигуна головного руху. Це означає, що прийняті і розраховані значення вірні. В іншому випадку подачу і глибину різання необхідно зменшити або підбирати верстат необхідної потужності.