III) Многошпиндельные.

Основные технологические схемы обработки:

1. Параллельная – на каждой позиции работает несколько инструментов одновременно. Начало и конец работы отдельных инструментов не согласованы.

2. Последовательная – инструменты работают по очереди.

3. Параллельно – последовательная – инструменты в группах работают параллельно, а группы – последовательно.

4. Ротационная – при непрерывной подаче заготовок.

Многошпиндельные полуавтоматы выполняют различных компоновок (горизонтальные, вертикальные). Например, Вертикальный последовательного действия полуавтомат имеет вращающиеся шпиндели, установленные на общем поворотном столе. Обработка в каждой позиции осуществляется группой инструментов, затем, поворотом стола (шпиндели при этом не вращаются), происходит смена позиций и деталь обрабатывается другой группой инструментов и т.д., на первой позиции происходит смена заготовок. Время обработки на каждой позиции согласованно.

Формообразующими движениями при точении являются вращательное движение заготовки и поступательное движение инструмента − резца. Движение подачи осуществляется параллельно оси вращения заготовки (продольное движение подачи), перпендикулярно оси вращения заготовки (поперечное движение подачи), под углом к оси вращения заготовки (наклонное движение подачи).

Величина силы резания, необходимая для преодоления сопротивления материалов при снятии стружки, зависит от ряда факторов: обрабатываемого материала, глубины резания, подачи, углов заточки резца, скорости резания и др.

Сила резания Р может быть разложена на три составляющих, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях (рис. 108): тангенциальную силу Рz, осевую силу или силу подачи Рx и радиальную силу Рy.

По силе Рz определяют крутящий момент на шпинделе станка, мощность резания и рассчитывают соответствующий механизм коробки скоростей станка и прочность резца.

По силе Рx (равной 0,1—0,25 Рz) рассчитывают механизмы подачи станка.

Радиальная сила Рy составляет 0,25—0,5 Рz.

Удельная сила резания р определяется как частное от деления силы Рz на площадь сечения стружки f: р = Pz /f н/м² (кГ/мм²).

Величина удельной силы резания зависит от обрабатываемого материала, режима резания и других факторов.

Мощность резания Ne = (Pz*v) / (60*102)+ Px * s/ (1000*60*102),

где Ne — эффективная мощность резания в квт;

v— скорость резания в м/мин;

Рz — сила резания в н (кГ);

s— подача в мм/об;

Рx — осевая сила (сила подачи) в н (кГ).

Мощность электродвигателя станка Nдв= Ne/(ηст* ηдв) квт,

где ηст — к. п. д. станка;

ηдв — к. п. д. электродвигателя.

В процессе резания возникает трение задней и передней поверхностей резца о металл. Вследствие этого происходит истирание стружкой передней поверхности резца и поверхностью резания — задней поверхности резца. При нагреве инструмента во время обработки его износ ускоряется.

Время непрерывной работы инструмента до момента его допустимого затупления называется стойкостью инструмента. Она зависит от разных факторов (рода обрабатываемого материала, материала резца, его геометрических параметров, режима резания и др.). Чем тверже обрабатываемый материал, тем, при прочих равных условиях, меньше стойкость инструмента. Разнообразные инструментальные материалы обладают различными свойствами.

Требования, предъявляемые к инструментальным материалам, зависят от назначения инструментов. Важнейшие из общих требований, предъявляемых к инструментальным материалам, следующие; износостойкость, теплостойкость и механическая прочность.

Назначение режимов резания основывается на определении глубины, подачи и скорости резания, при которых будет обеспечена наиболее экономичная и производительная обработка поверхности (при условии выполнения заданных технических требований) по точности и шероховатости обработанной поверхности.

Вначале выбирается глубина резания, затем максимально допустимая подача, а потом определяется скорость резания. Такой порядок выбора элементов режима резания определяется тем, что на количество выделяемого при резании тепла, а следовательно, на износ и стойкость резца глубина резания влияет в наименьшей, а подача и особенно скорость резания — в наибольшей степени.

Элементы режима резания должны выбираться так, чтобы режущие свойства инструмента и возможности металлорежущего станка (его мощность и другие динамические и кинематические характеристики) были использованы в достаточной степени. Поэтому для выбора оптимальных режимов резания необходимо знать не только материал обрабатываемой заготовки, но и материал и геометрические параметры резца, допустимую величину его износа, а также характеристики станка, намеченного для выполнения обработки.

Глубина резания в основном определяется припуском на обработку, который по возможности стремятся удалить за один проход.

Величина подачи определяется требуемым классом чистоты обработки. Величина подачи должна быть больше допустимой этим условием, а также жесткостью обрабатываемой заготовки, жесткостью и прочностью резца и прочностью механизмов станка. Определив силы резания, возникающие при выбранных глубинах резания и подачи, можно путем расчета проверить (на основе зависимостей, известных из сопротивления материалов) соответствие выбранного сечения стружки прочности и жесткости детали, резца и прочности механизма подачи станка.

Скорость резания выбирается в соответствии с определенными значениями глубины резания, подачи и стойкости режущего инструмента, геометрических параметров режущей части. Скорость резания назначается по соответствующим нормативам режимов резания или подсчитывается по эмпирическим формулам.

После выбора всех трех элементов режима резания проверяется их соответствие мощности станка по формуле:

N ст = (Pz * v)/(60*102*η) квт,

где Рz — сила резания в н (кГ);

v— скорость резания в м/мин;

η — коэффициент полезного действия станка.

Обычно в нормативах по режимам резания имеются готовые таблицы для определения мощности резания (без учета к. п. д. станка) при определенных значениях выбранного режима резания.

Дата добавления: 2015-10-24