В настоящий момент на кафедре “ТКМиМ” ФГБОУ ВПО ”СПбГПУ” и кафедре НГиГФГБОУ ВПО НМСУ “ГОРНЫЙ”  проводится разработка учебной компьютерной программы по расчету режимов резания и точности размерной обработки деталей на станках токарной группы.

Одним из ключевых вопросов, рассматриваемых в курсе «Основы технологии машиностроения», является вопрос получения точных размеров и формы обрабатываемых заготовок, для студентов, не имеющих практических навыков работы на металлорежущем оборудовании, в условиях дефицита времени и ограниченных возможностей современного учебного процесса этот вопрос представляет определенную сложность в понимании и усвоении теоретического материала.

Для более наглядного изложения теоретического материала, связанного с точностью лезвийной обработки, разработана учебная компьютерная программа, блок-схема которой  представлена на рисунке1.

Расчет режимов резания и погрешностей обработки производится по известным типовым методикам  [2, 4]. При этом смещение при закреплении заготовки в трехкулачковом самоцентрирующем патроне оценивалось по следующей формуле:

где P_изг – изгибающая сила;

j_суп – коэффициент жесткости суппорта;

j_пб – коэффициент жесткости передней бабки;

l– расстояние от точки закрепления до точки приложения силы;

E – модуль упругости;

– динамический коэффициент.

J– момент инерции поперечного сечения заготовки

Момент инерции поперечного сечения заготовки, определялся по формуле:

где d – диаметр обрабатываемой заготовки.

Изгибающая сила определялась по известной формуле:

где P_х и P_y–  соответственно осевая и  радиальная составляющие  силы резания.

Рисунок 1- Блок-схема разработанной учебной программы

Для разработки программы использовалась перспективная среда визуального программирования Boland Delphi [3, 5]. База данных содержащая таблицы поправочных коэффициентов, коэффициентов для расчета скорости резания, силы резания разработана в системе управления базами данных Microsoft office Access 2007. Работа с базами данных в Delphi осуществлялась при помощи современного драйвераMicrosoft Jet 4.0 OLEDB Provider и компонентов ADOConnection, TADOTable, DataSource,DBGrid.

Для ввода исходных данных использовалась экранная форма содержащая стандартные элементы управления Windows такие как поля ввода, списки, кнопки выбора и кнопки (Рисунок 2). По введенным данным, возможно, рассчитывать режимы резания как при чистовой обработке, когда основной задачей является получение низкой шероховатости поверхности и высокой точности, так и при черновой обработке, когда главной целью является увеличение производительности. При расчете режимов резания существует возможность учитывать наличие или отсутствие охлаждения и способ подвода смазочно-охлаждающей жидкости,  которая оказывает сильное влияние на технологический процесс, результаты обработки  и режимы резания, в свою очередь применение СОЖ  в учебном процессе затруднительно в связи с коротким сроком эксплуатации и необходимостью ее утилизации. Для вывода результатов использовалась отдельная экранная форма, показанная на рисунке 3.

Рисунок 2 – Экранная форма для ввода исходных данных

Для отладки управляющей программы были рассчитаны контрольные примеры, условие одного из которых представлено ниже:

-      заготовка из проката диаметром  D= 30мм;

-     заготовка закреплена в трехкулачковом патроне  с консольным  вылетом L = 50мм;

-      материал детали– Сталь 15;

-      диаметр обрабатываемой на детали поверхности  d=28мм;

-      длина обработанной поверхности l = 25 мм;

-      шероховатость получаемой на переходе поверхности Ra= 1,25мкм;

-      материал режущей части – Т15К6;

-      модель станка – 16К20.

Результаты расчета контрольного примера:

-      глубина резанияt= 1мм;

-      подача на один оборот заготовки S_о = 0,13мм/об;

-      число оборотов шпинделя n= 1600об/мин;

-      фактическая скорость резанияυ=141м/мин;

-      главная составляющая силы резания P_z=211н;

-     мощность резания N= 0,5кВт;

-      основное время T_о = 0,2мин;

-      максимальный прогиб заготовки = 2мкм.

Рисунок 3 – Результаты расчетов

Разработанное программное обеспечение позволяет студентам проанализировать многообразие технологических задач связанных с расчетом режимов резания и получаемой погрешностьюобработки заготовокна станках токарной группы, разобраться в алгоритме решения подобных задач и приобрести опыт в технологиях компьютерных исследований. Кроме того программа может использоваться для верификации студенческих курсовых и дипломных работ.