Одним из основных факторов технологического процесса металлообработки является режим резания, который устанавливается во время обработки готовых деталей и заготовок. При выборе и назначении режимов резки определяют:
- скорость подачи заготовки;
- глубина резки;
- скорость резки.
Глубина
Данное значение определяется припуском на обработку. Припуск лучше убирать за один этап. Глубина может оказывать сильное влияние на силу резки, по этой причине припуск могут разделять на три прохода: 55-60% слоя – черновой проход, 25-35 – получистовой, 15-20% - чистовой.
Скорость подачи
Она ограничена силами, которые действуют во время резки. Эти силы могут привести к некоторым неисправностям:
- надлом или изменение формы режущего элемента;
- деформации или поломке обрабатываемого материала;
- выход из строя станка.
Лучше всего работать при наибольшем значении подачи. Чаще всего эту величину берут из специальных таблиц, пособий. Они составляются благодаря многочисленным исследованиям и опытам, которые проводятся на машиностроительных заводах. Уже 47 лет лучшее пособие – это книга Ю.В. Барановского «Режимы резания металлов» 1972 г. За годы им пользовались инженеры на заводах, преподаватели, учащиеся в институтах. В пособии учтены результаты экспериментальных исследований механообрабатывающего, металлообрабатывающего производства Волжского автозавода.
При выборе скорости подачи из справочного материала, данное значение изменяют по кинематическим показателям оборудования, на котором производится металлообработка. Т.е. нужно взять ближайшее наименьшее значение подачи. Для чернового прохода берут скорость от 0,4 до 1,5 мм за оборот, для чистового от 0,11 до 0,4 мм за оборот.
Если уменьшать скорость подачи, а увеличивать глубину, то нагрузка на оборудование увеличивается. Если сделать наоборот, то нагрузка уменьшится. Из этого получается, что глубина оказывает наибольшее влияние на оборудование.
Скорость резания
Это скорость движения режущей стороны резца или металла по направлению основного движения резки. Обозначается латинской буквой V, измеряется в м/мин. и определяется следующим образом:
V= π*d*n/1000 (1)
V – это скорость резки,
d – диаметр обрабатываемого материала, измеряется в миллиметрах,
n – число оборотов шпинделя в минуту.
Зная значение V можно получить необходимое число оборотов шпинделя. Получив данную величину, нужное число оборотов шпинделя берется по паспорту станка, которое является ближайшим к величине определенной расчетным методом. Если паспорт отсутствует, то берут теоретическое число, т.е. то, которое получили из вычислений. В данном случае обязательно нужно учесть знаменатель прогрессии, и не менять количество оборотов при несущественном различии в диаметрах.
Скорость резания можно получить по формулам, которые определены для всех видов металлообработки из показателей стойкости резца.
Если необходимо выполнить продольные или поперечные точения, то значение V будет:
V= Cv*Kv/T*t*S (2)
T – период стойкости резца,
t – глубина резки металла,
S – скорость подачи.
Cv в данном случае является коэффициентом, полученным при наблюдении во время опытов. Данное значение необходимо брать из таблицы специального пособия. Выбирается вариант для «стандартных» условий металлообработки. Под словом «стандартные» условия имеется в виду использование давления в 750 МПа использование твердосплавного резца.
В реальных условиях показатели резки и обработки довольно часто не совпадают со «стандартными условиями». По этой причине для получения оптимальной величины вводится поправочный коэффициент – Кv. Он учитывает все отличия.
Рассчитать его можно следующим путем:
Kv=Kмv*Kпv*Kиv (3)
- Кмv – коэффициент учитывает влияние металла заготовки;
- Kпv – значение, которое учитывает состояние поверхности обрабатываемого металла;
- Kиv – коэффициент учитывает влияние материала, из которого изготовлен резец.
Все показатели берутся из справочников.
При резке пазов или фасонном точении берется формула (2) в измененном виде. В ней не учитывается значение t. Т.е. формула примет вид:
V= Cv*Kv/T*S (4)
Скорость, которую высчитали по формулам (2) и (4) является расчетной и полученное значение имеет лишь рекомендательный характер.
Изменение скорости резания
Скорость резки при металлообработке зависит от:
- Материала, формы, свойства режущего инструмента.
- Рода оборудования. Токарные, фрезерные станки т.д.
- Характеристики заготовки. Например, сталь, какое у нее сопротивление к разрыву.
- Глубины резки.
- Вида обработки. Токарные работы, нарезка резьбы.
- Надежности, жесткости крепления заготовки.
- Мощности и свойства оборудования.
- Характера металлообработки.
На скорость резки, которая допускается режущим элементом, влияют различные нюансы: стойкость резца, физические свойства заготовки, количество и качество СОЖ, разрешенный и допустимый износ резца.
Чем выше быстрота перемещения при резке, тем быстрее падает стойкость резцов. Подходящая величина для резцовых инструментов от 25 до 55 м/мин. Если на резцах установлены пластины твердых сплавов, то данный показатель можно увеличить до 75-145 м/мин. В таком случае их стойкость составит от получаса до часа.
Выбор режимов резки
Чтобы подобрать режим резания, необходимо правильно выбрать основные его элементы, то есть, определять и учитывать наиболее выгодные показатели величин этих режимов:
- Получение технологически разрешенной скорости подачи. Это нужно для использования всех мощностей станка.
- Получение экономичной скорости резания. Помогает рационально использовать режущие элементы.
После просчетов необходимо проводить проверки по формулам или таблицам. Они дают понять, насколько выбранные элементы соответствуют мощностям станка, на котором будет выполняться резка металла, а также определяется мощность его привода. В особенности проверки нужны, если необходимо выполнить грубые обтирочные работы.