Obrabotka Metallov 2015 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (69) 2015 6 ТЕХНОЛОГИЯ УДК 621.91.01.9.015 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БАЗОВОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ ДЛЯ НОРМИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ Г.И. СМАГИН, канд. техн. наук, доцент В.С. КАРМАНОВ, канд. техн. наук И.В. ФЕДИН, магистрант ( НГТУ, г. Новосибирск ) Поступила 2 июля 2015 Рецензирование 3 августа 2015 Принята к печати 20 октября 2015 Смагин Г.И. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: g.smagin@ngs.ru Предлагается методика нормирования режимов резания труднообрабатываемых материалов на примере операции сверления. Методика основана на применении новых моделей стойкости инструмента, хорошо со- гласующихся с результатами экспериментов, а также на построении характеристических линий и поверхно- стей для параметров процесса резания. Применение предложенной методики позволяет использовать зако- номерности экспериментальных стойкостей инструментов для различных участков факторного пространства режимов резания, что позволяет снизить количество трудоемких стойкостных экспериментов, повысить точность расчетов оптимальных режимов обработки и графическую наглядность принимаемых решений. В базовые факторы, влияющие на процесс резания, входят геометрические параметры инструмента, применяе- мый критерий стойкости инструмента, тип смазывающе-охлаждающей жидкости, способ крепления сверла, вылет сверла, глухое или сквозное отверстие, марка обрабатываемого материала, материал сверла, тип сверла и т.п. Методика позволяет рассчитывать как локальные оптимальные режимы резания по критерию миниму- ма затрат, так и табличные режимы вдоль характеристической линии максимальных стойкостей для текущих значений минутных подач без учета затрат при обработке. На основе предлагаемой методики разработан алгоритм планирования эксперимента для оценивания па- раметров выбранной стойкостной модели. Для расчета оптимальных режимов сверления по критерию минимума затрат для широкого диапазона диаметров сверл (от 3 до 40 мм) и обрабатываемых материалов (с коэффициентом обрабатываемости матери- ала от 0,2 до 1) разработан программный комплекс на основе предложенной методики. Ключевые слова : cверление, режимы сверления, стойкость режущего инструмента, методика нормиро- вания, характеристические линии, характеристические поверхности, планирование эксперимента, обрабаты- ваемость материалов, поправочные коэффициенты, оптимизация, затраты. DOI: 10.17212/1994-6309-2015-4-6-17 Введение В традиционных методиках [1, 2] при нор- мировании, т. е. определении режимов резания, используются базовые стойкости инструментов. Для конкретного диаметра сверла рассматрива- ется зависимость стойкости от двух факторов – скорости резания v , [м/с] (или частоты враще- ния n , [об/мин]) и подачи на оборот 0 S , [мм/об]. В современных стандартах используются степенные зависимости стойкости инструмента от режимов обработки [2, 3], хотя имеются ис- следования различных авторов [4–19], в которых предлагаются другие модели стойкости. В ре- альных экспериментах на всем поле факторного пространства поверхности отклика стойкости инструмента имеют выпуклый, холмообразный (одноэкстремальный) вид, тогда как степен-