Расчет режимов резания металлов

Способы резания металла

Существуют следующие способы резки металла:

1. Ручная резка. Данный способ не является высокоэффективным и поэтому не используется в промышленных масштабах x. При ручном резании могут использоваться болгарка, ножницы, ножовки, и т. п.
2. Гидроабразивная резка. Данный способ основан воздействии струи воды, которая смешана с абразивными частицами, на заготовку. В этом случае давление струи около 5000 атмосфер. Основное преимущество этого способа - возможность получения разнообразны линий, используется он при обработке сплавов определенных марок и небольшой толщины заготовок.
3. Термическая резка металла. При данном способе отсутствует контакт между заготовкой и инструментом. Видами термической резки металла являются пламенная, газокислородная и лазерная резка. Газокислородная резка состоит из двух этапов: на первом этапе в место реза направляется струя пламени; на втором этапе, после разогрева подается кислород, который прорезает размягченную поверхность заготовки. Для плазменной резки используется плазматрон. Через его сопло под высоким давлением выходит воздух температурой 20 000 градусов по Цельсию. В результате такого воздействия на металлическую заготовку происходит нагрев участка, частичное выгорание и выдувание расплава.
4. Механическая резка металла. Данный способ основан на воздействии режущего инструмента высокой закалки на заготовку. Благодаря большей твердости инструмент разрезает металл. В этом случае могут использоваться гильотина, ленточная пила, дисковый станок и другое оборудование и инструменты.

Расчет режимов резания

Расчет режима резания осуществляется на основе трех основных параметров, к которым относятся:

1. Глубина резания.
2. Скорость резания.
3. Подача.

Чтобы получить значения вышеперечисленных параметров на практике, которые в дальнейшем будут использоваться в производственном процессе, на первом этапе определяют их расчетные величины. 3атем при помощи эмпирических формул, данных технических паспортов оборудования и инструмента и справочных данных подбирают технологические режимы резания, максимально соответствующие виду обрабатываемого металла, возможностям оборудования и инструментов. От правильного выбора и расчета зависят качество обработки, себестоимость готовой продукции, производительность процесса, эксплуатационные расходы и срок службы оборудования.

Цикл обработки состоит из трех компонентов: подготовительно-заключительного, вспомогательного и основного времени. В состав основного времени входят все операции резания металла при установленных режимах, данный компонент является самым затратным в цикле обработки. В общем виде формула для расчета скорости резания выглядит следующим образом:

$V = (п*D*n) /1000$

где: п = 3,14; n - скорость вращения шпинделя за минуту; D - диаметр режущего инструмента или диаметр детали. Так как реальная скорость резания зависит от большого количества факторов, в некоторых случаях ее расчет производится по эмпирической формуле:

$V =((Cv) / (T*t*S))*K$

где: Cv - константа, которая зависит от аспектов процесса обработки; Т - нормативное время стойкости оборудования/инструмента; t - глубина резания; S - подача; К - сводный коэффициент, который равен произведению восьми поправочных коэффициентов.

Подача может иметь разную размерность, в зависимости от вида обработки. Данный параметр измеряется в миллиметрах, но соотносится или с минутой при сверлении и фрезеровании, или с одним оборотом при токарной обработке. Его величина может быть рассчитана посредством деления подачи инструмента за один оборот на количество лезвий. Производительность режущего оборудования и инструмента напрямую зависит от величины подачи, она является базовым параметров, который используется при расчете основного времени обработки. Однако, в силу того, что значение подачи зависит от паспортных характеристик оборудования, то ее значение в большинстве случаев не рассчитывают, а выбирают из справочника.

Глубина резания представляет собой толщину металла, который снимается за один ход режущей кромки. Величина данного параметра зависит от требований к чистоте поверхности, конструкции режущей части, прочностных параметров инструмента, мощности оборудования и твердости обрабатываемого металла. Он определяется в процессе расчета числа рабочих ходов лезвия до полного удаления припуска, измеряется глубина резания в миллиметрах. В случае обточки глубина резания - разность радиусов детали до и после обработки, а при сверлении - половина диаметра режущей части инструмента.