Obrabotka Metallov 2009 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ТЕХНОЛОГИЯ № 1 (42) 2009 18 По этим планам стойкостных экспериментов на пер- вом уровне испытаний определяются координаты ре- жимов максимальных стойкостей для выбранных двух значений минутных подач, а после того как через эти координаты режимов обработки проводится линия II S м , на координатах которой ставятся (второй уровень опы- тов) дополнительные эксперименты, чтобы определить параметры уравнения II S м . Все экспериментальные зна- чения стойкостей первого и второго уровней использу- ются для расчета параметров стойкостной модели (5), и параметров кривой II S м (6), а при использовании резуль- татов нескольких планов экспериментов для различных диаметров сверл – расчета параметров стойкостной моделей (8)–(11). Итак, поверхности II S м –II S м для материалов раз- ной обрабатываемости используются для расчета табличных режимов резания или непосредственных расчетов режимов резания для однозначного ма- териала и однозначно используемого инструмента (например, режимы для специального станка). При этом в табличных режимах даются координаты ре- жимов обработки от режимов максимума стойкости до режимов максимума производительности, но ма- лой стойкости (режимы вдоль характеристических линий II S м [2–4]), чего нет в традиционном норми- ровании – обычно дается рекомендация для одного режима. Использование этой характеристической поверхности позволяет применять экстраполяцион- ные процедуры [5] для расчета режимов обработки сверлами большого диаметра (диаметром от 10 до 60 мм), для которых проведение стойкостных экспе- риментов проблематично, что также неосуществимо при традиционном нормировании. Рис. 2. Характеристические поверхности II S м –II S м режимов обработки для труднообрабатываемых материалов III…IV группы: К обр = 1; 0.6; 0.45; 0.2, сверла d = 4..10 мм, СОТС – НГЛ 205, глубина свер- ления 2 d , вылет сверла 10 d . Вторая характеристическая поверхность L 1– L 1 удоб- на в использовании коррекции режимов резания как раз при экстраполяционных процедурах, где необходи- мо страховаться от возможных расчетных ошибок при определении режимов резания. Для этого используются следующие физические закономерности, установлен- ные при изнашивании инструмента: для любого диаме- тра сверла пересечение линий IIS м с соответствующей Рис. 1. Картина стойкости экспоненциальной модели и минутных подач О методике применения в нормировании режимов ре- зания характеристических линий II S м (рис. 1, 2) и L 1 (рис. 2, 3), а также характеристической поверхности II S м –II S м говорится в [1–3]. В данной же работе предлагается вни- манию алгоритм нормирования для материалов различ- ной обрабатываемости и сверл разных диаметров. Эта модель (11) (поверхность отклика координат мак- симальных стойкостей инструментов для материалов различной обрабатываемости и сверл различного диа- метра) является новой характеристикой обрабатываемо- сти материалов, но более информативной. Применение двух характеристических поверхностей позволяет завершить математическое описание «базы» нормирования режимов резания для широкого спектра материалов по их обрабатываемости и различных диа- метров сверл. Изменение же условий обработки можно по-прежнему (как и в традиционном нормировании) учи- тывать с помощью существующих поправочных коэф- фициентов, хотя на сегодняшний день корректность их определения вызывает вопросы. Это связано с тем, что они определяютсяформально по условиюсравнительных значений стойкостей при одинаковых режимах обработ- ки, в то время как необходимо делать это сравнение на режимах, соответствующих глобальным максимальным стойкостям, различных при обработке разных обрабаты- ваемых материалов. Базовые модели используются как для нормирования режимов обработки, так и для оптимизации режимов ре- зания при обработке на различных станках. Другой важ- ной функцией базовой модели является применение ее как условного эталона характеристик инструмента для сравнения их при исследованиях возможных улучшений различных параметров инструментов, при сравнитель- ных исследованиях эффективности применения, при обработке с использованием различных СОТС или при- менения при обработке систем управления со стабили- зацией M кр , P ос или t °С на инструменте и других способах обработки. Для ускоренных стойкостных испытаний инструмен- тов при обработке материалов с различной обрабатывае- мостью проводятся эксперименты вдоль двух выбранных линий S м и II S м по специальным двухуровневым планам (рис. 4), что позволяет рассчитывать параметры моделей (5), (6) и сократить количество трудоемких стойкостных испытаний. – линии равного уровня стойкости инструмента L , мм, – кривая оптимальных режимов II SM – линии равных минутных подач SM , мм/мин, – точка оптимальных режимов сверления ( n *, S *).