114

Лекция 14

План лекции.

1. Назначение режимов резания при обработке на станках с ЧПУ.

2. Нормирование операций обработки на станках с ЧПУ.

3. Экономическая эффективность обработки на станках с ЧПУ.

1.Назначение режимов резания при обработке на станках с чпу

При обработке на станках с ЧПУ в основном сохраняется методика, разработанная для обычных станков, но вместе с тем существуют некоторые особенности. В общем случае определение режимов резания для обработки на станках с ЧПУ начинается с установления числа стадий обработки и их характера: черновая, получистовая, чистовая и отделочная. Для каждой стадии определяется глубина резания, подача, экономическая стойкость, скорость резания (число оборотов шпинделя станка). 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, рациональное обслуживание станка и т.д.

Существуют общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ.

Нормативы режимов резания применяют на стадии разработки операционного технологического процесса. Они позволяют определить:

- конструкцию и материал режущей части инструмента;

- необходимые стадии обработки;

- глубину резания для каждой стадии обработки;

- подачу для каждой стадии обработки;

- скорость резания для каждой стадии обработки;

- мощность, необходимую для резания;

- крутящий момент от сил резания;

- время автоматической работы станка по программе.

Конструкцию и материал режущей части инструмента выбирают в зависимости от конфигурации обрабатываемой детали, стадии обработки, характера снимаемого припуска, обрабатываемого материала и др. Предпочтительно применение инструмента, оснащенного пластинками из твердого сплава, если нет технологических или каких-либо других ограничений по их применению.

Необходимые стадии обработки выбирают исходя из требований к точности обрабатываемых поверхностей и точности применяемой заготовки.

Стадии обработки выбирают из соответствующих карт для каждого вида обработки. При обработке отверстий выбор стадий обработки сводится к выбору последовательности переходов.

Глубина резания для каждой стадии обработки должна обеспечивать выполнение следующих требований:

снятие погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующей стадии обработки;

компенсацию погрешностей, возникающих на выполняемой стадии обработки.

Глубину резания при черновом проходе в первом приближении задают в зависимости от жёсткости инструмента, прочности и размеров пластин твёрдого сплава.

Подачу для каждой стадии обработки назначают с учётом размеров обрабатываемой поверхности, заданной точности и шероховатости, обрабатываемого материала, выбранной на предидущем этапе глубины резания а также из условия формирования несливной стружки. При черновой обработке подачу выбирают максимально допустимой по условиям технических ограничений: жёсткость обрабатываемой детали, жёсткость резца, прочность державки резца, прочность режущих пластин резца, прочность механизма подач станка, наибольший крутящий момент, мощность главного привода и привода подач, предельные минутные подачи на станке. На станках с ЧПУ подачу при первом черновом проходе заготовок, имеющих биение по торцу, наружному диаметру или отверстию, на участке входа резца обычно снижают на 20-30 %,чтобы предотвратить сколы режущих кромок.

При выборе подачи кроме обычных поправок вводят поправку на вероятность выкрашивания пластины:

,

где: S_Н - номинальное (табличное) значение подачи;

K_S - коэффициент вероятности в зависимости от уровня технологического обеспечения.

При высоком уровне технологического обеспечения K_S = 1,1 - 1,4, при его снижении K_S 1, поэтому снижается подача, а значит, уменьшается нагрузка на режущую кромку и вероятность выкрашивания пластин.

При выбранных глубине резания и подаче задают такую скорость резания, которая обеспечивала бы оптимальную стойкость инструмента.

Экономическую стойкость инструмента Т_Э^I при работе на станках с ЧПУ можно просто определить в зависимости от известной номинальной экономической стойкости Т_Э, установленной для станков с ручным управлением:

,

где: К_Т - общий коэффициент уровня технологического обеспечения для станков с ЧПУ.

При высоком уровне обеспечения К_Т = 0,25 - 0,3, а Т_Э = 15 -20 мин. При недостатках в технологическом обеспечении К_Т возрастает и может быть больше единицы. Это заставляет снизить параметры режимов, но повышает вероятность безотказной работы, т. е. достигается максимальная производительность обработки.

Рекомендуется сопоставлять стойкость с длительностью выполнения переходов для одной или нескольких деталей. Необходимо предусматривать 10-15% запас по стойкости, исключающий потерю режущих способностей инструмента в середине обработки.

Рекомендуемые периоды стойкости для черновой и чистовой об-работки составляют: 35-45 мин - для сборных резцов с МНП, 30 мин для быстрорежущей стали, 20-35 мин - для резцов с напайными пластинками твердого сплава.

Режимы резания при обработке отверстий на сверлильных и рас-точных станках с ЧПУ следует назначать с учетом уменьшения периода стойкости инструмента при возрастании стоимости станка. Рекомендуемые периоды стойкости при обработке отверстий диаметром 10-30 мм (для стали): сверла - 15-45мин; зенкеры - 10-20мин, цековки - 25-30 мин. Для чугуна эти данные снижают на 30%.

Особенностью большинства эксплуатируемых в настоящее время фрезерных станков является то, что число оборотов инструмента и интенсивность охлаждения устанавливаются заранее для данного цикла обработки. В связи с этим выбранное значение скорости окажется оптимальным не для всех участков детали. В этом случае используемые методы расчета режимов резания предусматривают выделение для каждой операции одного "основного участка обработки", для которого находятся оптимальные режимы резания: число оборотов и минутная подача.

Для остальных неосновных участков определяются неоптимальные, но вполне удовлетворительные значения минутной подачи при уже известном числе оборотов.

Основной технологический участок выбирается с учетом требований наиболее повышенной точности обработки с минимальной шероховатостью, пониженной жесткостью и т.д.

При разбивке детали на технологические участки следует учитывать постоянство припуска в пределах участка. Для ширины фрезерования допускается колебание припуска не более 30%, а для глубины - не более 20%.

При обработке детали на фрезерном станке с ЧПУ, имеющем ав-томатическое регулирование частоты вращения шпинделя, для каждого участка устанавливаются свои оптимальные режимы резания.

При контурном фрезеровании последний чистовой проход должен выполняться со снятием припуска не более 0,2D_фр.

При определении подачи необходимо учитывать, что скорость относительного движения центра фрезы будет отличаться от скорости периферийных точек, совпадающих с точками контура детали.