CALCULUL REGIMURILOR DE AŞCHIERE Calculul regimului de aşchiere şi al durabilităţii sculei trebuie să admită ca ipoteză fie: � asigurarea unui cost minim cost minim cost minim cost minim a operaţiei tehnologice � asigurarea unei productivit productivit productivit productivităţ ăţ ăţ ăţi maxime i maxime i maxime i maxime a prelucrării In cazul in care parametrii regimului de aşchiere şi durabilitatea vor fi judicios calculate, asigurarea unui cost minim sau a unei productivităţi maxime vor fi hotărîte, în ultimă instanţă de durabilitate In raport cu scopul ce se urmăreşte durabilitatea poate fi: �durabilitate economică �durabilitate optimă Trebuie să se precizeze de la început funcţia de optimizare sau funcţia scop: �cost minim �productivitate maximă �energie consumată minimă �consum minim de scule etc. CALCULUL REGIMURILOR DE AŞCHIERE Calculul regimului de aşchiere se poate face prin două metode: �metoda clasic metoda clasic metoda clasic metoda clasică — caracterizată prin determinarea apriorică a unei valori a durabilităţii şi apoi a parametrilor regimului de aşchiere, cu verificarea ulterioară a unor condiţii restrictive în mod succesiv �me me me metoda program oda program oda program oda programării matematice rii matematice rii matematice rii matematice — presupune un model matematic, care înglobează o funcţie de optimizare şi foarte multe condiţii restrictive din a căror rezolvare simultană rezultă regimul de aşchiere optim Durabilitatea Durabilitatea Durabilitatea Durabilitatea poate fi stabilită prin calcul sau aleasă din normative în funcţie de secţiunea corpului sculei şi calitatea părţii active a sculei De exemplu, la un cuţit de strunjit cu secţiune normală 25 x 25 mm2 din oţel rapid, durabilitatea normată este de 60 min, iar pentru alt cuţit de aceeaşi secţiune normală dar cu partea activă din carburi metalice, durabilitatea normată este 90 min Determinarea durabilităţii prin calcul se face în funcţie de scopul urmărit: �dacă se urmăreşte o productivitate maximă, durabilitatea se calculează cu relaţia s o m m T p τ ⋅ − = 1 [min]
Transcript
CALCULUL REGIMURILOR DE AŞCHIERE
Calculul regimului de aşchiere şi al durabilităţii sculei trebuie să admită ca ipoteză fie:� asigurarea unui cost minimcost minimcost minimcost minim a operaţiei tehnologice� asigurarea unei productivitproductivitproductivitproductivităţăţăţăţi maximei maximei maximei maxime a prelucrării
In cazul in care parametrii regimului de aşchiere şi durabilitatea vor fi judicios calculate, asigurarea unui cost minim sau a unei productivităţi maxime vor fi hotărîte, în ultimă instanţă de durabilitate
In raport cu scopul ce se urmăreşte durabilitatea poate fi:�durabilitate economică�durabilitate optimă
Trebuie să se precizeze de la început funcţia de optimizare sau funcţia scop:�cost minim�productivitate maximă�energie consumată minimă�consum minim de scule etc.
CALCULUL REGIMURILOR DE AŞCHIERE
Calculul regimului de aşchiere se poate face prin două metode:
�metoda clasicmetoda clasicmetoda clasicmetoda clasicăăăă — caracterizată prin determinarea apriorică a unei valori a durabilităţii şi apoi a parametrilor regimului de aşchiere, cu verificarea ulterioară a unor condiţii restrictive în mod succesiv�memememettttoda programoda programoda programoda programăăăării matematicerii matematicerii matematicerii matematice — presupune un model matematic, care înglobează o funcţie de optimizare şi foarte multe condiţii restrictive din a căror rezolvare simultană rezultă regimul de aşchiere optim
DurabilitateaDurabilitateaDurabilitateaDurabilitatea poate fi stabilită prin calcul sau aleasă din normative în funcţie de secţiunea corpului sculei şi calitatea părţii active a sculei
De exemplu, la un cuţit de strunjit cu secţiune normală 25 x 25 mm2 din oţel rapid, durabilitatea normată este de 60 min, iar pentru alt cuţit de aceeaşi secţiune normală dar cu partea activă din carburi metalice, durabilitatea normată este 90 min
Determinarea durabilităţii prin calcul se face în funcţie de scopul urmărit:�dacă se urmăreşte o productivitate maximă, durabilitatea se calculează cu relaţia
so mmT
pτ⋅
−=1 [min]
CALCULUL REGIMURILOR DE AŞCHIERE
în care:m reprezintă exponentul durabilităţii, care se determină experimental în funcţie de cuplul semifabricat-sculă aschietoareτs — timpul necesar unei schimbări a sculei, în min (şi reglarea maşinii-unelte cu această ocazie)C1 — retribuţia muncitorului de la maşina-unealtă, în lei/minC2 — cheltuielile legate de exploatarea sculei şi care se calculează cu relaţia
�dacă se urmăreşte un cost minim al prelucrării, relaţia devine
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⋅
−=
1
21CC
mmT soc
τ
[lei]s
sr n
CCC +⋅= 32 τ
[min]
în care:τr este timpul cat durează reascuţirea sculei, în minC3 — retribuţia muncitorului de la ascuţitorie, în lei/minCs — costul iniţial al sculei, în leins — numărul de ascuţiri permis, pană la scoaterea din uz a sculei
CALCULUL REGIMURILOR DE AŞCHIERE Ordinea de stabilire a parametrilor regimului de aşchiere este:
�adancimea de aşchiere t�numărul de treceri i�avansul s�viteza de avans vs�viteza de aşchiere v�turaţia n
Stabilirea adStabilirea adStabilirea adStabilirea adaaaancimii de ancimii de ancimii de ancimii de aşşşşchiere chiere chiere chiere şşşşi a numi a numi a numi a număăăărului de trecerirului de trecerirului de trecerirului de treceriAdancimea de aşchiere se stabileşte în funcţie de adaosul de prelucrare determinat pentru operaţia datăMărimea adancimii de aşchiere trebuie astfel stabilită încat să se asigure folosirea raţională a sculei, a puterii masinii-unelte, tinzandu-se pe cat posibil la reducerea numărului de treceri la minimum
La prelucrările de degroşare, atunci cand rigiditatea sistemului tehnologic şi puterea maşinii-unelte permit, mărimea adancimii de aşchiere se stabileşte astfel încat întregul adaos de prelucrare să fie îndepărtat într-o singură trecerePrin prelucrarea de degroşare se îndepărtează circa 70- 80% clin adaosul de prelucrare total
CALCULUL REGIMURILOR DE AŞCHIERE La prelucrările de semifinisare şi finisare, la stabilirea adancimii de aşchiere trebuie să se aibă în vedere asigurarea condiţiilor de precizie şi rugozitate impuse, care sunt superioare celor de la degroşare
Pentru condiţiile de aşchiere defavorabile (aşchierea unor suprafeţe întrerupte, cu şocuri de angajare, cu adaosuri neuniforme, zone dure etc.) adancimea de aşchiere va avea valori mai reduse decat în condiţii normale de lucruDacă adaosul de prelucrare este prea mare faţă de puterea de aşchiere admisă, mai ales atunci cînd trecerile de la o treaptă la alta în cazul prelucrării arborilor au diferenţe mari, atunci adaosul de prelucrare va fi divizat în mai multe treceri (i=Ap/t)
Stabilirea avansului de aStabilirea avansului de aStabilirea avansului de aStabilirea avansului de aşşşşchierechierechierechiere
Avansul de aşchiere se stabileşte în funcţie de natura prelucrării şi adancimea de aşchiere stabilită anteriorLa prelucrările de degroşare se folosesc avansuri mari, în detrimentul vitezei de aşchiere, pentru a se obţine productivităţi ridicateValorile avansurilor sunt limitate de rezistenţa sculei aşchietoare, rezistenţa mecanismului de avans al maşinii-unelte, rigiditatea semifabricatului etc.
La prelucrările de finisare se folosesc avansuri relativ mici, reclamate de necesitatea realizării parametrilor de precizie şi calitate impuşi
CALCULUL REGIMURILOR DE AŞCHIERE Stabilirea vitezei de avansStabilirea vitezei de avansStabilirea vitezei de avansStabilirea vitezei de avans
Viteza de avans se alege din tabele normative sau se calculează analitic:� pentru strunjire şi găurire :
vs =s⋅n [mm/min]� pentru frezare :
vs =sd⋅n⋅z [mm/min]in care:n este turaţia piesei la strunjire sau a sculei la găurire, frezare, in rot/minsd — avansul pe dinte la frezare, în mm/dintez — numărul de dinţi ai frezei
Stabilirea vitezei de aStabilirea vitezei de aStabilirea vitezei de aStabilirea vitezei de aşşşşchierechierechierechiere
Viteza de aşchiere se stabileşte în funcţie de: materialul semifabricatului, al părţii active a sculei, adancimea şi avansul de aşchiere stabilite anterior, durabilitatea sculei aşchietoare, posibilităţile maşinii-unelte.Valorile vitezei de aşchiere se pot alege din tabele normative în funcţie de factorii enumeraţi mai sus, sau se calculează analitic cu relaţia lui Time-Taylor::::
ωKKstT
Cv pyxmv
vvv⋅⋅⋅
⋅⋅= .....
CALCULUL REGIMURILOR DE AŞCHIERE Stabilirea turaStabilirea turaStabilirea turaStabilirea turaţţţţieiieiieiiei
După stabilirea vitezei de aşchiere se calculează turaţia piesei (strunjire, rectificare) sau a sculei (găurire, frezare etc.) cu relaţia
în care D este diametrul piesei sau al sculei aşchietoare, in mm
Valoarea obţinută se pune de acord cu turaţiile maşinii-unelte pe care se face prelucrarea, alegandu-se turaţia imediat inferioară sau superioară dacă ∆v < 5%. După determinarea turaţiei reale se calculează viteza reală de aşchiere cu relaţia
Variaţia vitezei se calculează cu relaţia :
Dvn
⋅⋅
=π1000 [rot/min]
1000nDvr⋅⋅
=π
[m/min]
%5100 <⋅−
=∆r
r
vvvv
CALCULUL REGIMURILOR DE AŞCHIERE Verificarea puterii motorului electricVerificarea puterii motorului electricVerificarea puterii motorului electricVerificarea puterii motorului electric
După stabilirea parametrilor de aşchiere, se determină puterea de aşchiere reală Pr
η⋅⋅
=6000
rzr
vFP [kW]
în care:Fz este componenta principală a forţei de aşchiere, in daNvr — viteza de aşchiere reală, în m/minη — randamentul maşinii-unelte (0,8 - 0,9)
Puterea calculată se compară cu puterea nominală a motorului electric care acţionează maşina-unealtă, si daca Pr < PME, se consideră că regimul de aşchiere stabilit se poate realiza pe maşina-unealtă aleasă
CALCULUL REGIMURILOR DE AŞCHIERE Utilizarea programării matematice presupune întocmirea şi rezolvare unui model matematic care conţine o funcţie de optimizare sau funcţie scop şi mai multe funcţii sau relaţii restrictiveFuncFuncFuncFuncţţţţia de optimizareia de optimizareia de optimizareia de optimizare
Cand se urmăreşte ca prelucrarea să se realizeze la un cost minim, funcţia de optimizare se determină ţinand seama de:C1 care reprezintă retribuţia muncitorului ce efectuează prelucrarea la operaţia respectivă, în lei/min ;C2 - cheltuielile legate de schimbarea sculei, în lei;τb - timpul de bază (de maşină), în min ;nsi - numărul de reascuţiri ale sculei în timpul prelucrării piesei la operaţia i FuncFuncFuncFuncţţţţile restrictiveile restrictiveile restrictiveile restrictiveDurabilitatea sculei aşchietoareRitmul liniei tehnologicePuterea motorului electricRigiditatea dinamică a maşinii-unelteRigiditatea semifabricatuluiRigiditatea sculei aşchietoareIncărcarea maximă admisă de mecanismul de avansTemperatura rezultată in zona de aşchiereRugozitatea suprafeţei prelucrateLimitele adincimii de aşchiereCinematica maşinii-unelte
CALCULUL REGIMURILOR DE AŞCHIERE Pentru prelucrarea prin strunjire, modelul matematic se prezintă astfel:
