Расчет скорости резания при точении - это определение длины пути, который проходит в одну минуту точка обрабатываемой поверхности заготовки. Ранее был проведён анализ существующих математических моделей для расчёта скорости токарной обработки коррозионностойких сталей (см. Шероховатость поверхности деталей при обработке на токарном станке) и (см. Как рассчитать шероховатость деталей при обработке инструментами), показано, что для одних и тех же условий резания модели дают значительные расхождения по величине расчётной скорости резания, достигающие 150-200%. Указано на основные причины такого обстоятельства: использование среднестатистических значений поправочных коэффициентов на прочностные свойства обрабатываемых сталей и режущие свойства твёрдосплавных инструментов. Причины существенных расхождений расчётной скорости по мнению многих авторов в том, что эти модели получены для определённого диапазона разброса свойств заготовок и инструмента и верны только для него. А их использование во всём широком диапазоне допустимого по техническим условиям изготовления разброса свойств приводит к значительным расхождением расчётных скоростей резания на токарном станке.
Указанное обстоятельство не обеспечивает надёжности самого процесса механической обработки на автоматизированном станочном оборудовании. К этому следует добавить и то, что, значение безразмерного скоростного коэффициента Сv в приведённых источниках различаются между собой. Так в справочнике Старкова В.К. “Физика и оптимизация резания материалов”, при аналитическом способе расчёта скорости резания при токарной обработке, включая и коррозионностойкие стали, рекомендовано два значения коэффициента Сv. В диапазоне подач меньше 0,3 мм/об - 420, в диапазоне подач больше 0,3 мм/об - 350. В справочнике Зориктуева В.Ц. “Определение текущего износа инструмента при непрерывном резании”, для этих же диапазонов подач рекомендованы значения Сv соответственно 350 и 290.
В табличном способе расчёта скорости резания Баранчикова В.И. “Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов” отсутствует скоростной коэффициент Сv. Основное внимание в нём уделено влиянию при расчёте скорости резания механической прочности обрабатываемых сталей. В диапазоне изменения вр от 500 МПа до 1700 МПа через каждые 100 единиц принимается своё значение поправочного коэффициента, что обеспечивает высокую вероятность учёта изменяющихся механических характеристик сталей. Однако фактор учёта изменения режущих свойств внутри марочного состава твёрдосплавного инструмента в табличном способе расчёта отсутствует. Для четырёх рекомендуемых марок твёрдосплавного инструмента поправочные коэффициенты KVu приняты постоянными. Для ВК8 - 1,0, для ВК6М – 1,2, для Т5К10 – 1,4, для Т15К6 – 1,9. Это же постоянство поправочного коэффициента на марку твёрдого сплава, как указано выше, свойственно и другим справочникам.
Факторы влияющие на расчет скорости резания при токарной обработке
В табличном способе расчёта скорости резания это не в полной мере учитываемый разброс механических свойств со стороны обрабатываемых сталей и не учитываемый разброс режущих свойств внутри марочного состава твёрдого сплава. В аналитическом способе расчёта к ним добавляется фактор различных значений величины безразмерного эмпирического коэффициента Сv, рекомендуемых технической литературой для одних и тех же условий обработки.
Как и в случае обеспечения точности расчёта составляющих силы резания и величины шероховатости, обеспечить выбор точного значения скорости резания можно путём получения предварительной информации о свойствах каждого инструмента и свойствах каждой стальной заготовки, реализуя концепцию Старкова В.К. “Физика и оптимизация резания материалов”.
Если в «ручном» способе расчёта скорости резания для предварительной оценки прочностных свойств партии поставки сталей можно использовать испытания на разрыв или замер твёрдости на прессе Бринелля, то для предварительной оценки разброса режущих свойств внутри партии поставки твёрдосплавного инструмента требуется сортировка по группам или стабильное (высокое) качество поставки всех партий твёрдого сплава. На такое обстоятельство ориентировано применение постоянного значения поправочного коэффициента на его режущие свойства, что не соответствует действительности при поставке отечественного твёрдого сплава.
При решении задачи разработки автоматизированного способа расчёта скорости резания, обеспечивающего совпадение задаваемой стойкости инструмента с фактической стойкостью, добавляются задачи получения оперативной информации о свойствах контактных пар неразрушающим методом до начала обработки и разработки алгоритмов коррекции скорости резания с учётом этой информации.
