В Машиностроительном производстве высокий уровень электрификации оборудования [1]. И механическая обработка составляет основную долю энергозатрат, снижение которых является современной задачей машиностроительного производства. Для этого целесообразно применять не только энергоэффективное оборудование, но и использовать эффективные режимы и параметры резания при его эксплуатации [2]. Тем самым становится возможным получение минимальной энергоемкости процесса резания на этапе ТПП. В работе будет проведен анализ влияния на энергоёмкость режимов и параметров, участвующих в процессе фрезерования плоскости концевой фрезой.
Изначально энергоемкость процесса резания представляет собой количество энергии, затрачиваемой режущим инструментом, на отделение в виде стружки единицы объема срезаемого слоя. Таким образом, энергоемкость обработки концевой фрезой описывается следующей формулой [3]:
где Э — энергоемкость; A — работа резания; Θ — объем снятого материала;
При этом [3]:
где τ — удельная единица времени; N — мощность резания; Q — производительность фрезерной обработки; Pz — главная составляющая силы резания; V — скорость резания; B — ширина фрезерования; t — глубина фрезерования; Sz — подача на зуб фрезы; Z — количество зубьев фрезы; D — диаметр обрабатывающей фрезы.
Преобразовав (1), (2), (3), (4) и (5) получаем выражение, описывающее энергоемкость обработки концевой фрезой:
Рассматриваемые методики основаны на расчете главной составляющей силы резания Pz, которая может быть рассмотрена:
− с помощью аналитической формулы [4]:
где Cр, x, y, u, q, w — коэффициенты для расчета силы резания при фрезеровании концевой фрезой из твердого сплава по конструкторской стали;
Kтр — коэффициент, учитывающий влияние материала на силовые зависимости.
− и с помощью аналитической формулы [5]:
Срz, Z5, Q5, y5 — коэффициенты для расчета силы резания при фрезеровании концевой фрезой из твердого сплава;