Выбор режимов резания

Высокая стоимость многооперационного станка обусловливает необходимость повышения его производительности, которая достигается, с одной стороны, за счет почти полной автоматизации комплексной обработки деталей с одной установки на одном станке, а с другой стороны, за счет повышения параметров режимов резания, что способствует сокращению времени обработки. Выбор оптимальных режимов резания на многооперационных станках должен производиться с учетом высокой автоматизации цикла обработки и наличия значительного количества режущих инструментов. При назначении режимов резания следует обращать внимание на экономическую стойкость инструмента, затраты, связанные со сменой инструмента, точность обработки, мощность главного привода и т. д.

Назначение оптимальных режимов для станков с ЧПУ вообще и многооперационных — в частности является непростым вопросом, который пока не нашел своего исчерпывающего решения на практике.

Объем материала, снимаемого в единицу времени, пропорционален подаче, глубине резания и скорости резания. Увеличить производительность можно за счет повышения любого из указанных параметров, которые, однако, по-разному влияют на интенсивность изнашивания и стойкость инструмента. Наиболее существенно изнашивание зависит от скорости резания, в меньшей степени — от подачи, еще меньше — от глубины резания. Зависит изнашивание и от температуры резания: чем она выше, тем быстрее изнашивается инструмент. При увеличении ширины среза одновременно возрастает длина рабочего участка режущей кромки. Интенсивность нагрузки каждого участка кромки изменяется незначительно. При возрастании толщины среза растет и нагрузка на инструмент, но при этом уменьшается усадка стружки. Интенсивность изнашивания возрастает более значительно, чем при увеличении глубины резания. С ростом скорости резания растет совершаемая в единицу времени работа резания. Почти вся энергия переходит в теплоту, выделение которой в зоне стружкообразования приводит к росту температуры и износа инструмента. С учетом вышеотмеченного режимы резания обычно выбирают в следующей последовательности: глубина резания — подача — скорость резания.

Глубину резания выбирают максимально возможной, ограниченной только припуском на обработку. Если на обработку предусмотрено три прохода — черновой, получистовой и чистовой,— то припуск делят на три части, каждую из которых снимают за один проход. Глубина резания определяет ширину среза и длину рабочей части режущей кромки. При выборе подачи для черновых режимов обработки учитывают ограничение по допустимому значению силы резания, а для чистовых — по допустимому значению параметра шероховатости поверхности.

Если глубина резания уже выбрана, то с назначением подачи задается площадь сечения срезаемого слоя материала, следовательно, по известным зависимостям — и сила резания. Увеличение силы резания ограничено прочностью узлов и механизмов станка, инструмента и детали, мощностью приводов станка, а также допустимыми деформациями в механической части и виброустойчивостью технологической системы. Если не ограничивать силу резания, то ее рост может привести к поломке станка или инструмента, к недостаточности мощности приводов для обработки или деформации окажутся настолько большими, что приведут к искажению формы   обрабатываемых  поверхностей.

Ограничением подачи при чистовой обработке является требуемая шероховатость поверхности, параметры которой прямо пропорциональны подаче и обратно пропорциональны закруглению вершины режущего инструмента.

Скорость резания задают такой, чтобы при выбранных глубине резания и подаче обеспечивалась оптимальная стойкость инструмента. В процессе резания изнашиваются задняя и передняя грани инструмента. Изнашивание задней грани является результатом трения между этой гранью и обрабатываемым материалом. Износ определяется шириной фаски или ленточки изнашивания. Изнашивание передней грани возникает в результате трения стружки о переднюю грань и определяется размером образующейся лунки. Для каждого вида обработки устанавливается допустимое значение износа, при достижении которого инструмент должен быть направлен на переточку или смену пластинки.