2.2. Выбор параметров режима резания при фрезерной обработке на станке с чпу
Глубина резания. При фрезеровании величина глубины резания выбирается так же, как и при точении.
Скорость резания. Частоту вращения n шпинделя станка определяют по скорости резания v и наружному диаметру фрезы D по формуле:
n = 1000 v/(D). (2.3)
Скорость резания должна быть найдена заранее в зависимости от диаметра инстру-мента D, принятой стойкости фрезы Т, ее конфигурации и материала режущей части, числа зубьев фрезы z, глубины t и ширины В резания, подачи на зуб sz, рода обрабатыва-емого материала и его физико-механических свойств, условий обработки и т.п. Для опре-деления аналитическим путем скорости резания используется литература [ 2 ].
Подача. Подачу на зуб для каждого рабочего хода выбирают минимальной из четырех возможных:
sz = min [sz1, sz2, sz3, sz4],
где sz1 - подача, определяемая по заданной шероховатости в зависимости от припуска при глубине резания t и ширине В; sz2 -подача, зависящая от допускаемого отжима [] инструмента; sz3 - подача, определяемая как функция прочности инструмента; sz4 - подача, допускаемая по мощности электродвигателя привода главного движения.
2.3. Особенности выбора параметров режима обработки для станков с чпу
По сравнению с обычными станками при выборе параметров режима резания для станков с ЧПУ должны быть учтены хрупкое разрушение твердосплавного инструмента, экономическая стойкость инструмента и стабильность режимов резания.
Учет хрупкого разрушения. Твердосплавной инструмент выходит из строя из-за изнашивания или хрупкого разрушения. Обычно при выборе параметров режима резания для универсального оборудования с ручным управлением хрупкое разрушение не рассмат-ривается. Имеется в виду, что рабочий непрерывно наблюдает за процессом резания и при выкрашивании инструмента отводит его, чем предотвращает нежелательные последствия хрупкого разрушения. Станок с ЧПУ работает по полуавтоматическому циклу, а зона обработки на большинстве стан- ков закрыта кожухом, поэтому выкрашивание инстру-мента может привести к браку детали и поломке станка. Практика показывает, что до 30...50% резцов выходят из строя вследствие хрупкого разрушения. Поэтому при назначе-нии парамет- ров режима резания необходимо учитывать и предупреждать явления, которые повышают вероятность выкрашивания.
Учет экономической стойкости инструмента. Режимы резания определяют энергетические затраты на обработку. Мощность резания, кВт, определяется по формуле:
где Pz - составляющая силы резания, Н; v - скорость резания, м/мин.
Расчет мощности позволяет правильно выбрать мощность главного привода станка и оценить жесткость системы СПИД.
Режимы резания определяют также интенсивность изнашивания инструмента и, следовательно, его стойкость Т. При наибольшей производительности станка
Т = (1/m 1) tсм,
где tсм - время работы инструмента до замены; m - показатель относительной стой-кости инструмента (для твердосплавного инструмента m=0.2).
Экономическая стойкость Тэ - стойкость, которая для заданных условий обработки обеспечивает наибольшую производительность и минимальную стоимость обработки. Она определяется по формуле:
где Тэ - экономическая стойкость инструмента, мин; Qt - затраты, связанные с работой инструмента в течение одного периода стойкости, грн; Q,н - затраты, связанные с переточкой инструмента, грн; Е - стоимость одной станко-минуты, включая заработную плату рабочего с начислениями, грн.
На станках с ЧПУ с автоматической заменой инструмента экономическая стой-кость инструмента может быть принята равной 15...25 мин, т.е. значительно меньшей, чем на станках с ручным управлением. Это позволяет форсировать режимы и получать на станках с ЧПУ большую производительность обработки. Одна- ко интенсификация режимов резания повышает вероятность хрупкого разрушения инструмента. Устранение последствий выкрашивания пластин требует значительных затрат времени, а это снижает производительность. Если в данных условиях вероятность выкрашивания режущего инструмента велика, то интенсификация режимов резания недопустима и не имеет смысла уменьшать период экономической стойкости инструмента.
Последовательность выбора параметров. Поправки. С учетом сказанного можно рекомендовать выбирать параметры режима резания для токарных станков с ЧПУ в такой последовательности (для заданных условий обработки): 1) глубина резания; 2) подача; 3) экономическая стойкость; 4) скорость резания.
При этом учитывают уровень технологического обеспечения, под которым понимают создание условий, повышающих надежность системы СПИД и стабильность процесса обработки, правильный выбор и повышение качества заготовок, дробление стружки, обеспечение равномерного припуска заготовок, высокое качество и правильный выбор режущего инструмента и т.п.
При выборе подачи кроме обычных поправок вводят поправку на вероятность выкрашивания пластины:
s = sн ks,
где sн - номинальная подача; ks - коэффициент вероятности в зависимости от уровня технологического обеспечения.
При высоком уровне технологического обеспечения ks = 1.1...1.4, при его снижении ks 1, поэтому снижается подача, а значит, уменьшаются нагрузка на режущую кромку и вероятность выкрашивания.