1.3.3 Заданная производительность станка

Третьим ограничением учитывается взаимосвязь расчетных скорости резания и подачи с заданной производительностью станка. Оно имеет важное значение, так как никакой режим не может быть признан оптимальным, если он не обеспечивает требуемой производительности.

Продолжительность цикла работы станка выражается следующей формулой:

, (9)

где Кзаг – коэффициент загрузки станка;

r_R – число деталей, обрабатываемых одновременно на одной позиции;

R – заданная производительность станка, шт/ч;

t_В – вспомогательное время, мин.

Время цикла можно выразить и таким образом:

Тц = То + Тв.н, (10)

где То – основное технологическое время, мин;

Тв.н – вспомогательное неперекрываемое время, мин.

Основное время можно определить по формуле

, (11)

где L – длина рабочего хода инструмента, мм.

Пользуясь уравнениями (10) и (11), можно написать следующее выражение:

. (12)

Подставив в данное неравенство значение То и решив его относительно искомых величин п и S, получим выражение для третьего технического ограничения в следующем виде:

. (13)

1.3.4 Наименьшая допустимая скорость резания

Скорость резания любым инструментом не может быть меньше некоторой определенной величины Vmin, так как при чрезмерном занижении ее изменяются и ухудшаются условия стружкообразования, а на режущей кромке появляется нарост, усиливаются выкрашивание и износ режущих кромок инструментов.

Неравенство, соответствующее этому ограничению, имеет вид:

, (14)

откуда

. (15)

С другой стороны, при работе на универсальном станке число оборотов шпинделя не может быть меньше наименьшего числа оборотов, предусмотренного кинематикой станка, т. е.

. (16)

Объединяя неравенства (15) и (16), получаем следующее выражение:

, (17)

где – минимальная скорость резания для данного материала;

– минимальная станочная скорость.

При расчете режимов резания для проектируемых специальных станков, когда число оборотов шпинделя может быть взято любым, достаточно ограничиться одним неравенством (17).

Эта формула является выражением четвертого технического ограничения.

1.3.5 Наибольшая возможная скорость резания (число оборотов), допускаемая кинематикой станка или режущими свойствами инструмента

Для многих инструментов чистовой и получистовой обработки отверстий скорость резания не может быть больше некоторой величины, определяемой для каждого инструмента на основании практических данных. При значительном увеличении скорости резания за пределы практически допустимой наблюдается быстрая потеря инструментом размера вследствие повышенного износа режущих кромок и разбивания диаметра отверстия обрабатываемой данным инструментом детали.

Все резьбы рекомендуется нарезать при весьма небольших скоростях резания — 14—16 м/мин для метчиков и самооткрывающихся головок и не более 4 м/мин для круглых плашек. Превышение указанных скоростей приводит к разрушению и срыву резьбовых ниток, т. е. к браку.

При резании инструментами, имеющими главные углы в плане порядка 90°, во избежание возникновения вибраций также снижают скорость резания.

Неравенство, соответствующее этому ограничению, имеет вид:

, (18)

откуда

. (19)

С другой стороны, при работе на универсальном станке число оборотов шпинделя не может быть больше наибольшего числа оборотов, предусмотренного кинематикой станка, т. е.

. (20)

Объединяя неравенства (19) и (20), получаем следующее выражение:

, (21)

где – минимальная скорость резания для данного материала;

– минимальная станочная скорость.

При расчете режимов резания для проектируемых специальных станков, когда число оборотов шпинделя может быть взято любым, достаточно ограничиться одним неравенством (21).

Эта формула является выражением пятого технического ограничения.