2.5 Трудоемкость токарной обработки

Основное время при точении можно подсчитать по следующей формуле:

t_o = (мин),

где L – длина обработки, мм;

s_o – подача на оборот, мм/об;

n – частота вращения заготовки, мм.

Длина обработки равна произведению суммы длины поверхности заготовки L_дет, врезания l_вр и перебега l_пб на число рабочих ходов i:

L = (Lдет + l_вр + l_пб)∙i.

Число рабочих ходов равно отношению величины припуска к глубине резания, с округлением до ближайшего целого числа.

Выразив в формуле для подсчета основного времени t_o (мин) частоту вращения n (об/мин) через скорость резания v (м/мин), получим:

t_o = ,

где D – диаметр обработки, мм.

Данная формула показывает, каким образом можно повысить производительность путем увеличения скорости резания. Это возможно, если скорость резания будет повышена без уменьшения величины подачи на оборот s_o. Такое увеличение скорости приведет к увеличению минутной подачи s_мин = s_o∙n, следовательно, к уменьшению t_o.

3 Особенности зенкерования и развертывания

Зенкерованием называют получистовую осевую обработку отверстий многолезвийным режущим инструментом. Развертывание характеризуется аналогичной формулировкой, с заменой термина «получистовая» на «чистовая». Кроме того, имеется конструкция однолезвийной развертки, а однолезвийного зенкера не бывает. Оба инструмента имеют заборную часть, которая должна быть больше припуска на обработку. Для зенкеров это несколько миллиметров, для разверток – десятые доли миллиметров. Но, в принципе, чем меньше снимаемый припуск при развертывании, тем лучше результат по качеству обработки.

Развертка также отличается от зенкера наличием достаточно протяженной по длине калибрующей части. Зубья калибрующей части имеют цилиндрическую ленточку небольшой ширины. Вслед за калибрующей частью следует часть, имеющая обратный конус. Этот конус необходим для того, чтобы при выводе инструмента из обработанного отверстия на его поверхности не образовывалась винтовая линия при вращающемся инструменте или риска, если инструмент выводится без вращения.

Особенностью зенкерования и развертывания является то, что при этих видах обработки режущие инструменты направляются ранее сделанным отверстием. Поэтому невозможно рассматриваемыми способами обработки выправлять положение отверстия. Это можно сделать только однолезвийным инструментом – резцом, консольно закрепленным в шпинделе расточного станка.

Двухлезвийная пластина-блок, закрепленная в расточной оправке таким образом, что каждая режущая кромка оказывается на своем радиусе обработки, является расточным инструментом, оснащенным двумя резцами. Если эта пластина закреплена по центру, и обе вершины оказываются на равных расстояниях от оси, режущий инструмент становится двузубым зенкером. Если пластину вообще не крепить, она приобретает возможность направляться в отверстии припуском заготовки. При малых припусках тот же инструмент становится плавающей разверткой.

Аналогичным многофункциональным инструментом является регулируемая двузубая резцовая головка. Каждую из сторон головки можно независимо от другой смещать в радиальном направлении. Если вершины будут располагаться на разных расстояниях от оси, то инструмент становится расточным, оснащенным двумя резцами. При равных расстояниях имеем дело с зенкером. Закрепив такую головку консольно на оправке, можно выполнять ею торцовое фрезерование.

Многофункциональность режущих инструментов является современной тенденцией, присущей обработке на станках с ЧПУ. Рассмотрим пример использования сверла по ГОСТ, оснащенного двумя режущими пластинами. После сверления на токарном станке можно сместить инструмент с оси и выполнять растачивание. На обрабатывающем центре этим инструментом можно выполнять торцовое фрезерование. Одна из японских фирма демонстрировала токарный обрабатывающий центр, в инструментальном шпинделе которого был закреплен похожий режущий инструмент, но не с двумя, а с четырьмя режущими пластинами, среди которых была резьбовая. Инструментальный шпиндель имел возможность занимать любое угловое положение по отношению к координатным осям станка, а, кроме того, вращаться или поворачиваться вокруг оси, придавая режущему инструменту различные положения.

Фирма демонстрировала, как таким режущим инструментом без его смены обрабатывать цилиндрические, конические и сферические поверхности, лежащие как концентрично относительно оси детали, так и внецентренно, зенкеровать, растачивать, нарезать наружные и внутренние резьбы, фрезеровать поверхности сложной конфигурации. Никаких иных инструментов для обработки детали фирма не использовала.

Развертки бывают не только многолезвийными, но и однолезвийными. Их производит германская фирма Mapal. Кроме режущего ножа, который является единственным для разверток любых диаметров, инструмент имеет две-три поддерживающие пластины. Диаметр развертки можно регулировать с помощью двух винтов. Это позволяет не только компенсировать износ, но и настраивать развертку на различный диаметр, в зависимости от допуска на размер. Поддерживающие пластины одновременно выполняют роль выглаживающих, улучшая шероховатость обрабатываемых поверхностей.

Глубина резания при зенкеровании может составить несколько миллиметров, а при развертывании десятые и сотые доли миллиметров. Подачу выбирают сравнительно большую. При зенкеровании подходы в выборе подачи близки к точению, а при развертывании подача на один оборот должна быть меньше длины калибрующего участка развертки.

При работе быстрорежущими инструментами скорость резания определяется материалом режущих инструментов. Твердосплавные зенкеры и развертки могут работать со скоростями до 50 м/мин.

Основное время t_o (мин) при зенкеровании и развертывании можно определить по формуле: t_o = ,

где L – длина хода инструмента,

s_o – подача в мм/об,

n – частота вращения инструмента в об/мин.

В длину хода суммируют длины отверстия, заборного конуса и калибрующей части (для развертки), а также небольшого перебега.

n = ,

где D – диаметр режущего инструмента;

v – скорость резания.

Подача s_o при зенкеровании может быть достаточно большой, так как этот способ обработки чаще всего не является окончательным, а при развертывании возможность выполнять обработку с увеличенной подачей обеспечивает наличие калибрующей части длиной несколько миллиметров.