Общие принципы назначения наивыгоднейших режимов резания IV
Наибольшую сложность представляет третий этап— определение скорости резания.
Наивыгоднейший период стойкости инструментов при многоинструментной обработке должен быть больше, чем при одноинструментной, так как в первом случае значительно возрастают затраты времени на замену затупленных инструментов, их суммарная стоимость и расходы на заточку. Это нетрудно учесть для простейшего случая многоинструментной обработки, когда одновременно работает несколько одинаковых инструментов в совершенно одинаковых условиях (режимы резания, длины проходов и т. д.); такие инструменты называются одинаково нагруженными. Примерами могут служить сверление одинаковых отверстий с помощью многошпиндельной головки или одновременная работа нескольких одинаковых фрез, закрепленных на общей оправке.
Приближенно, с известными допущениями можно считать, что для комплекта таких инструментов все затраты, связанные с их заменой после затупления, возрастают во столько раз, сколько инструментов в комплекте.
Для решения этого уравнения разработаны специальные способы. Однако их использование на практике встречает большие неудобства, обусловленные громоздкостью и известной отвлеченностью вычислений.
Вследствие этого, а также учитывая, что установление наивыгоднейших режимов резания для многоинструментных станков обязательно должно включать в качестве завершающего этапа их уточнение и «доводку» в процессе практического внедрения, обычно прибегают к упрощенным способам расчета. Такие упрощенные расчеты режимов резания для многоинструментных станков основаны на следующих соображениях. Как было показано выше, наивыгоднейший период стойкости инструментов при многоинструментной обработке должен быть выше, чем при одноинструментной.
Вследствие отличий в конструкции и условиях работы различные инструменты многоинструментного станка имеют неодинаковую стойкость как в минутах резания, так и в количестве детален, обработанных до затупления. Обычно в наладке имеется небольшое число инструментов, имеющих самую низкую стойкость, а, с другой стороны, у некоторых малонагруженных инструментов, например фасочных резцов, цековок, проходных резцов, обрабатывающих ступени малого диаметра, стойкость очень велика.
Инструмент, для которого стойкость, выраженная в количестве деталей, обработанных до затупления, будет наименьшей, принято называть лимитирующим, т. е. ограничивающим режим резания. Лимитирующий инструмент поднастраивается и меняется наиболее часто; вызываемые этим простои влияют на производительность станка и стоимость обработки значительно сильнее, чем простои, связанные с другими (нелимитирующи ми) инструментами. Поэтому при расчете режима резания для многоинструментных станков за основу может быть принят лимитирующий инструмент.
Сначала для данной наладки многоинструментного станка определяют лимитирующий инструмент, затем для этого инструмента назначают наивыгоднейшую скорость резания, обеспечивающую ему достаточно высокую стойкость, и по ней рассчитывают необходимый режим работы станка.
Лимитирующий инструмент определяется путем сопоставления условий резания для наиболее нагруженных инструментов, т. е. таких, для которых больше диаметр обработки, подача, глубина резания, длина прохода и т. д.
Наивыгоднейший период стойкости лимитирующего инструмента, выражаемый в минутах машинного времени, т. е. в минутах рабочего хода станка (для чего используется коэффициент времени резания должен быть значительно больше, чем для условий одноинстру ментной работы. При назначении его величины учитываются сложность наладки и количество входящих в нее инструментов. Так, например, для многоинструментных токарных станков рекомендуются периоды стойкости, приведенные в табл. 15. Для прутковых токарных автоматов наивыгоднейший период стойкости лимитирующего инструмента может быть принят равным: для одношпиндельных автоматов—120 мин. машинной работы (3—4 замены в течение рабочей смены), а для многошпиндельных—150 мин. машинной работы (2— 3 замены).
Исходя из найденного периода стойкости лимитирующего инструмента, для него назначается скорость резания и подсчитывается число оборотов шпинделя станка. Скорости резания для остальных инструментов наладки определяются этим числом оборотов и соответствующими диаметрами обработки.
Расчет режимов резания для многоинструментных станков имеет еще ряд особенностей. Главными из них являются следующие.
1. Расчет режимов резания органически связан с разработкой многоинструментной наладки, типов и количества входящих в нее инструментов и их загрузки. Необходимо добиваться максимальной загрузки инструментов по времени резания и наивыгоднейшего распределения срезаемого металла между всеми инструментами наладки. В связи с этим нередко приходится в процессе расчета режимов резания изменять запроектированную наладку и производить сопоставление нескольких вариантов.
2. Необходимо учитывать, что конструктивные (кинематические) особенности многоинструментных станков накладывают известные ограничения на величину подачи или числа оборотов для отдельных инструментов. Так, например: а) на станках с рабочим вращением детали и неизменным числом оборотов шпинделя в минуту все инструменты одного суппорта должны иметь общую (одинаковую) подачу на оборот; б) на агрегатных сверлильных станках все инструменты данной позиции (многошпиндельной головки) должны иметь общую минутную подачу, и, следовательно, увеличение подачи на оборот для какоголибо инструмента должно сопровождаться пропорциональным уменьшением числа его оборотов в минуту; в) на токарных автоматах и полуавтоматах, у которых подача всех суппортов осуществляется от единого распределительного барабана, нужную подачу получает только один (лимитирующий) суппорт, а у инструментов других суппортов подачи оказываются уменьшенными.