2.1.2. Элементы режима резания.

На обрабатываемой заготовке различают три поверх­ности (рис. 2.1-2.5): обработанную 1, с которой уже снят слой металла; обрабатывае­мую 3, с которой будет снят слой металла; поверхность резания 2, соединяющую обрабо­танную и обрабатываемую поверхности и образованную непосредственно инструментом. Главное движение определяет быстроту деформирования слоя, снимаемого с заготовки. Скорость этого движения называют скоростью резания и обозначают V. Движение, пред­назначенное для врезания инструмента в новые слои материала заготовки, называют по­дачей и обозначают s.

Рабочие движения могут быть прерывистыми и непрерывными в процессе обра­ботки одной и той же заготовки. Так, при точении, сверлении и фрезеровании (см. рис. 2.1, 2.3, 2.4.) V и s осуществляются непрерывно и одновременно, при строгании (см. рис. 2.2.) - попеременно. При круглом шлифовании (см. рис. 2.5.) главное движение осуществ­ляется непрерывно шлифовальным кругом, а подача S - прерывисто. Главное рабочее движение всегда одно, подач может быть несколько, и тогда в обозначении подачи имеет­ся индекс - цифровой (1,2,3 и т.д.), или буквенный - S_поп (поперечная) и S_пр (продольная).

Подача характеризуется величиной перемещения за один оборот заготовки (точе­ние) или инструмента (сверление, фрезерование) либо за один двойной ход заготовки или инструмента (строгание). Это перемещение обычно измеряется в мм, тогда единицей по­дачи будет мм/об, мм/дв.ход. В ряде случаев перемещение относят к одному зубу инстру­мента; в этом случае единицей подачи будет мм/зуб.

При фрезеровании (см. рис.2.4.) подачу измеряют в мм/мин и называют минутой:

s_м = s_on = s_znz,

где – s_o подача на один оборот, мм/об; s_z – подача на один зуб, мм/зуб; z – число зубьев фрезы (инструмента); n – частота вращения, об/мин.

Глубиной резания называют кратчайшее расстояние между обработанной и обраба­тываемой поверхностями заготовки.

Режим резания, таким образом, можно характеризовать такими элементами, как скорость резания V, подача S и глубина резания t.

1. Основные геометрические факторы образования шероховатости обрабо­танной поверхности. Качество поверхностного слоя детали во многом определяет ее на­дежность и работоспособность. К числу важнейших показателей слоя относятся шерохо­ватость поверхности, наклеп и напряжения в слое.

Шероховатость поверхности формируется при обработке резанием при воздейст­вии колебаний системы СПИД и геометрии инструмента, т.е. углов  и ₁, радиуса вер­шины инструмента R и подачи S.

Важную роль играют пластические свойства обрабатываемого материала. Ввод смазывающих жидкостей в зону деформации способствует снижению шероховатости по­верхности. Параметры шероховатости определяются ГОСТ 2789 - 73.

2. Штучное и основное (технологическое) время. Время, необходимое для обра­ботки одной заготовки (штучное время),

tшт = tо + tв + tоб + tп ,

где t_о – основное (технологическое) или машинное время, т. е. время на работу ре­зания, в процессе которой происходит изменение размеров, формы, свойств обрабатывае­мой заготовки; t_в – вспомогательное время, необходимое для установки и снятия заготов­ки, включения и выключения станка и подачи, подвода и отвода резца и т.п., т.е. время на выполнение действий, необходимых для подготовки резания; t_об – время обслуживания рабочего места и поддержания оборудования, инструментов и приспособлений в рабочем состоянии; t_п – время регламентированных перерывов, отнесенное к одной заготовке.

Производительность работы в смену обратно пропорциональна штучному времени:

Q = Tсм / tшт ,

где T_см – продолжительность смены в единицах t_шт.

Основное (технологическое) время при резании определяется как частное от деле­ния расчетного пути на скорость относительного перемещения заготовки, (инструмента) в движении подачи. Расчетный путь включает дополнительный путь для врезания инстру­мента на полную глубину резания t и небольшой путь пробега инструмента после завер­шения резания. Врезание (ℓ₁) зависит в основном от конфигурации инструмента и глубины резания, а пробег (ℓ₂) – от габаритов заготовки и инструмента. При точении с продольной подачей (см. рис.2.1.) резец из правого положения переходит в крайнее левое, переме­щаясь на величину s за один оборот заготовки:

где i - число проходов при снятии всего припуска на обработку; L_p = ℓ₁ + ℓ + ℓ₂;

ℓ₁ = f(t; φ); ℓ₂=0,5 - 5,0 мм.

При сверлении (см. рис. 2.3.)

при фрезеровании цилиндрической фрезой (см. рис. 2.4.)

где L_p = ℓ₁ + ℓ + ℓ₂; S_м – минутная подача, мм/ мин.

При круглом наружном шлифовании (см. рис. 2.5.) продольная подача назначает­ся на один оборот заготовки в долях высоты круга: S_прод = kH_к, где H_к – высота круга; k – коэффициент (k<1,0). Для сошлифовки слоя толщиной z при поперечной подаче в конце каждого хода:

.

Понятно, что для увеличения производительности обработки необходимо умень­шить t_шт, главным образом за счет t_о и t_в.