Что такое режим резания, порядок назначения элементов режима резания и каковы условия реализации операции резания на станке (мощность, крутящий момент)?

Режим резания, как было указано выше, - это совокупность таких величин, как глубина резания t, величина подачи S, скорости резания V и период стойкости инструмента Т.

Как правило, выбор режимов резания производится исходя из эконо­мических соображений с ориентацией на критерий оптимальности или его показатели, которыми могут быть наибольшая производительность оборудования, наибольшая стойкость инструмента, наименьшая себестои­мость (продукции), наименьшие приведенные затраты, определяемые нор­мативами прибыльности предприятия.

Но в каждом конкретном случае назначение режимов резания, опти­мальных по принятому критерию, является комплексной и достаточно сложной задачей.

Различают оптимальные и рациональные режимы резания.

Оптимальный режим резания определяется с учетом известных фи­зических связей между отдельными параметрами режима и ограничений, заданных системой «заготовка-инструмент-приспособление-станок», а также технологическими требованиями к обработке. При этом критерием оптимизации могут являться наибольшая производительность оборудова­ния, наибольшая стойкость инструмента, наименьшая себестоимость про­дукции, наименьшие приведенные затраты, определяемые нормативами прибыльности предприятия.

Рациональным режимом резания называют такой режим, который при выполнении всех требований, предъявляемых к качеству обрабаты­ваемой детали, при минимальной себестоимости операции обеспечивает максимально возможную для данной себестоимости производительность

Изучение вопроса о том, что целесообразнее увеличить: глубину резания или величину подачи при постоянстве сечения срезаемого слоя и при заданном периоде стойкости инструмента - показало, что глубину резания t увеличивать целесообразнее, чем подачу S, так как это уменьшает основное технологиче­ское время Т_o. А если возникает выбор между увеличением подачи S и увели чением скорости резания V то преимущество остается за увеличением подачи.

На основании вышеизложенного сделаем следующий вывод: для повышения производительности при заданном периоде стойкости инструмента необходимо работать с возможно большей площадью сечения срезаемого слоя t·S и соответствующей этому сечению скоростью реpанbя При выбранной площади сечения срезаемого слоя необходимо увеличить глубину резания за счет уменьшения подачи.

Порядок назначения режима резания следующий:

31. задают максимально возможную, технологически допустимую глубину резания;

32. по выбранной глубине резания назначают максимальную, технологически допустимую подачу;

33. по выбранной глубине резания и подаче определяют допускаемую скорость резания.

Сила резания представляется суммой составляющих: осевой силы Р_х, радиальной силы Р_у и главной со­ставляющей Р_z. Каждая из этих составляющих используется для решения различных инженерных задач.

Реакция главной составляющей окружной силы резания создает со­противление, которое оценивается крутящим моментом резания на диа­метре D:

M=Pz·D/2. (4.9)

Для осуществления процесса резания необходимо, чтобы крутящий момент шпинделя станка превышал крутящий момент резания: М_ст > М.

Мощность, непосредственно затрачиваемую на осуществление реза­ния, принято называть эффективной мощностью:

N_e=P·V (4.12)

где N_e - эффективная мощность, кВт; Р - сила, H; V- скорость, м/с. Эффек­тивная мощность в общем случае является суммарной мощностью, затрачен­ной в процессе резания всеми составляющими силы резания: Р_х, Р_у и Р_z.

Мощность осевой силы резания составляет 1...2 % от суммарной. Мощность радиальной составляющей при рассмотрении стружкообразо­вания может не учитываться, так как радиальная сила действует в на­правлении, перпендикулярном направлению вектора скорости. Поэтому эффективная мощность в общем случае может определяться мощностью главной составляющей силы резания. В связи с этим, аналогично тому, какв инженерных расчетах общую силу резания условно заменяют ее главная составляющей, эффективная мощность рассчитывают по формуле (4.12) полагая Р = Р_z.

Для осуществления процесса резания на станке необходимо, чтобы его мощность N_ст превышала эффективную мощность резания N_e с учетом коэффициента полезного действия η: N_ст˃ N_e ·η

Таким образом, сила стружкообразования и ее составляющие опре­деляют важнейшие параметры резания - работу и эффективную мощность. Материал, который подвергается обработке резанием, оказывает со­противление деформации. Сложное напряженное состояние в зоне дефор­мирования, сдвиговые процессы и перемещения слоев материала влияют на силу стружкообразования, которую можно представить ее составляющими, действующими по-разному в зависимости от воздействия многих факторов, что используется при расчете сил сопротивления, а также для определения работы и мощности, необходимых для осуществления резания.