"Механики XXI веку" №16 2017

70 / 397

Механики XXI веку. №16 2017 г.
70
УДК 621.9
Выбор режима резания при ступенчато переменных
параметрах процесса
Петрушин С.И.1а, Губайдулина Р.Х. 1b, Сироджидинов Ш.А. 1c
1Юргинский технологический институт Национального исследовательского Томского
политехнического университета, ул. Ленинградская 26, Юрга, Россия
а , c
Ключевые слова: режим резания, стойкость режущего инструмента, ступенчато переменный
режим резания, кривая износа
При мелкосерийном производстве на станках с ЧПУ один и тот же режущий инструмент
используется на различных деталях или на разных участках одного и того же изделия. При этом
существенно меняются значения параметров режима резания: подачи, глубины и скорости резания,
что приводит к неопределённости в оценке суммарной стойкости лезвия инструмента и в установ-
лении момента исчерпания им своих режущих свойств. В статье приведена разработанная методи-
ка расчета фактической суммарной стойкости режущих инструментов, эксплуатирующихся на
станках с ЧПУ, при ступенчато переменном режиме резания. Получены выражения, позволяющие
определять момент замены режущих инструментов, а также оптимизировать процесс резания по
минимуму приведенных затрат в условиях ступенчато переменных режимах резания Приведены ус-
ловия замены инструмента для различных видов обработки резанием: точение, сверление, фрезеро-
вание, рассверливание, зенкерование, развёртывание.
Введение. Мелкосерийное производство на станках с ЧПУ, как правило, осуществля-
ется в условиях, когда один и тот же режущий инструмент используется на различных дета-
лях или на разных участках одного и того же изделия. При этом существенно меняются зна-
чения параметров режима резания: подачи S, глубины t и скорости резания V. Это приводит
к неопределённости в оценке суммарной стойкости лезвия инструмента и в установлении
момента исчерпания им своих режущих свойств. В работе [1] предложено рассчитывать
суммарную стойкость, как сумму основных технологических времён на каждом рабочем
участке, и на этой основе определять момент замены затупившегося инструмента. Однако
при переменном режиме резания такой подход неприемлем в связи с тем, что интенсивность
изнашивания на том или ином участке различна. Попытаемся получить приближённое реше-
ние этой задачи.
Методика исследований. На ί- том участке работы резания инструмент изнашивается
согласно своей кривой износа (рис.1), которая при постоянном режиме резания, как известно
[2], состоит из трёх участков: начального (приработки), нормального и ускоренного («ката-
строфического») изнашивания. Критерий износа (затупления) на этой кривой k h соответст-
вует началу третьего участка, а время непрерывного резания до достижения величины
k h представляет собой стойкость i T лезвия инструмента. Линеаризуем данную кривую изно-
са прямой линией, проходящей через начало координат и точку ( i T , k h ). Тогда имеем зави-
симость
i k С h   (1)
где i k i Th C  является функцией параметров режима резания.
Для ступенчато изменяемого режима резания суммарная линеаризованная кривая из-
носа будет иметь вид ломаной линии (рис.2). Предположим, что через k рабочих участков,
будет достигнут критерий затупления:


 
k
i
i k h h
1
, (2)