При обработке торцовых поверхностей деталей на станках токарной группы (карусельных, лобовых и др.), не имеющих систем автоматического регулирования скорости резания, скорость резания может существенно изменяться в течение периода стойкости в зависимости от изменения радиуса обработки. В этом случае в качестве характеристики режима резания более удобно использовать не скорость резания, а частоту вращения шпинделя (или обрабатываемой детали), а в качестве характеристики износостойкости инструмента — площадь обработанной поверхности. Сведения о зависимости площади обработанной поверхности от частоты вращения шпинделя (или обрабатываемой детали) могут быть использованы для выбора рациональной частоты вращения, обоснования решения о целесообразности изменения частоты вращения в течение периода обработки, а также для определения количества деталей, которые могут быть обработаны за период стойкости инструмента.
В качестве одного из характерных примеров можно привести обработку на карусельных станках поковок никелевых сплавов после осадки, которую производят на металлургических комбинатах.
В этом случае необходимо обосновать решения о начальной (наибольшей) скорости резания, целесообразности переключения частоты вращения при уменьшении скорости резания.
Торцовые поверхности являются типичным элементом многих стальных деталей (фланцев, дисков, шестерен и др.). Учет влияния изменения скорости резания при обработке торцовых поверхностей позволяет более обоснованно решить вопрос о соотношении производительности обработки и количества обработанных деталей.
Пусть для определенности обработка производится с подачей от центра (от радиуса обработки RH) к периферии. Разобьем интервал изменения радиуса обрабатываемой торцовой поверхности на к интервалов. При этом число проходов (обрабатываемых деталей) равно N. Приращение ширины фаски износа Ah3lj на і-ом интервале изменения радиуса обработки при увеличении радиуса обработки на величину AR и /-ом проходе может быть вычислено с помощью следующих соотношений:
dhzij = Ьц dL, (9.30)
где dL =(1/S) dF =(1/S)2up dp;
R+iARj
АЛ,„ /5«рфЛч!/?н — wifi,)2 -[«„ +(‘-l)AR, P}>
Я.+(/-1)дЯу
271 |
Д Rf |
I — 2 |
RHARj + |
Ширину фаски износа задней поверхности и площадь обработанной поверхности вычислим, суммируя приращения износа и приращения площади по изменению радиуса обработки и проходам:
N к
(9.31) (9.32) |
hz и =hH —
7=1 /=1
N к
ARf |
RHARj+i
У=1 /■=1
Одновременно с вычислением ширины фаски износа рассчитывается площадь обработанной поверхности.
Расчеты могут быть выполнены на ЭВМ или с помощью вспомогательных таблиц. При достижении критерия затупления hz-h‘ определяются конечный радиус RK и конечная площадь обработанной поверхности FK. По результатам расчета могут быть построены графики «n-FK» или «Sn — FK».
Если при торцовой обработке наибольший радиус обрабатываемой поверхности достигается при < h, то возможна обработка нескольких деталей (j=1 N).
Вопросы для самопроверки
1. Что понимают под скоростью резания, соответствующей заданной стойкости инструмента? Запишите и охарактеризуйте уравнение Тейлора, связывающее скорость резания со стойкостью инструмента.
2. Сделайте вывод экономически целесообразной стойкости инструмента. Что такое стойкость наибольшей производительности?
3. Что понимают под критическими скоростями и стойкостями?
4. Какие скорости резания используются в качестве минимальных целесообразных? в качестве наибольших целесообразных?
5. Охарактеризуйте влияние подачи и глубины резания, толщины и ширины срезаемого слоя на допускаемую износостойкостью инструмента скорость резания.
6. Как связаны скорости резания, соответствующие постоянной стойкости и постоянной интенсивности изнашивания инструмента?
7. Что понимают под термином «обрабатываемость материалов резанием»? Широкая и узкая трактовки этого понятия.
8. Какое влияние оказывают на скорость резания, соответствующую постоянной стойкости инструмента, теплофизические и прочностные характеристики обрабатываемого материала?
9. Гоуппы обрабатываемости. Классификация обрабатываемых материалов по группам обрабатываемости.
10. Охарактеризуйте принципиальные отличия двух рассмотренных различных подходов к определению скорости резания, допускаемой износостойкостью инструмента.
11. В чем суть и каковы преимущества определения допускаемой скорости резания путем интегрирования интенсивностей изнашивания по пути резания?
12. Охарактеризуйте целесообразность использования температурных факторов для определения рациональных скоростей резания. Какие сведения об условиях резания необходимы для расчета скорости резания по заданным температурам?
13. В чем состоит методика приближенной оценки соотношений между скоростью резания и характеристиками износостойкости инструмента?
14. Как учитывается влияние изменения скорости резания в течение периода стойкости инструмента на допускаемую частоту вращения шпинделя?