При выборе режимов резания следует придерживаться определенного порядка. Сначала устанавливают глубину резания t, мм. Если припуск может быть снят в один рабочий ход, глубина резания равна припуску на обработку. Глубину резания могут ограничивать недостаточная мощность привода станка, не жёсткость обрабатываемой заготовки, ненадежное закрепление ее на станке и другие факторы. При этих условиях приходится снимать припуск за несколько рабочих ходов с малой глубиной резания. Глубина резания связана и с видом обработки. Например, при шлифовании припуск всегда снимают за несколько рабочих ходов.

После того как установлена глубина резания, выбирают подачу s, мм/об. Подачу определяют исходя из возможностей станка и характера установки заготовки на станке. Лишь в чистовых и особенно в отделочных операциях основное влияние на выбор размера подачи сказывают технологические факторы, а именно: точность и шероховатость поверхности. Числовое значение подачи должно быть согласовано с паспортными данными станка.

Установив t и s можно пользуясь формулами, приведенными в теории резания металлов, определить скорость резания υ, м/мин. Для того чтобы найти экономичное значение скорости резания при установленной глубине резания и подаче, пользуются следующей формулой:

υ = С_υ/(Т^mt^xs^v),

где С_υ — коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, стойкости режущего инструмента, его материала, геометрии, размеров, условий резания (охлаждения) и др.; для резцов из твердого сплава Т15К6 при стойкости Т=60 мин С_υ для чугуна 0,88, для стали (закаленной) — 0,94; х и у — показатели степеней, различные для разных обрабатываемых материалов, материала режущего инструмента и условий обработки (например, при обработке заготовок из стали с υ_в=750 МПа резцом Т15К6 х=0,18; y=0,35).

Определив скорость резания υ₁, м/с, выбранный режим проверяют на соответствие паспортной мощности станка. Для этого вычисляют эффективную мощность резания, кВт:

N_э = Р_zυ/(60*102),

где Р_z=С_рts^0,75, кгс, — сила резания. Коэффициенты С_р берут из справочника в зависимости от вида обрабатываемого материала.

При выборе режимов резания на многоинструментных станках принцип расчета сохраняется, но сам расчет затруднен тем, что общее машинное время при строгом соблюдении порядка назначения параметров режима резания может оказаться излишне большим. Это может иметь место, если нагрузка по времени на один какой-либо инструмент окажется слишком большой по сравнению со всеми инструментами, вследствие чего операцию нельзя закончить до тех пор, пока все инструменты, участвующие в ней, не закончат обработку. Назначение режимов резания в этом случае ведут по «лимитирующему» наиболее нагруженному инструменту.

Проектирование многоинструментальной обработки (наладок) состоит из следующих этапов:

• составление предварительного плана размещения инструментов по переходам и предварительный расчет режимов резания;
• компоновка инструментов в наладке;
• составление схемы наладки, включающей план размещения инструментов, уточнение режимов резания и производительности наладки;
• конструирование оснастки.

Многоинструментальные наладки для обработки простых заготовок на многорезцовых станках можно составлять сразу в виде схем.

При одновременном использовании многоинструментных наладок на многошпиндельных или многопозиционных станках продолжительность обработки на всех позициях должна быть по возможности одинаковой и наименьшей. Синхронизации по времени добиваются уменьшением длины хода или соответствующим корректированием режимов резания для отдельных инструментов. Лимитирующий переход, нарушающий синхронизацию работы, иногда целесообразно вывести в отдельную операцию.

При многоинструментных наладках следует принимать стойкость инструментов 7=4…7 ч, т. е. из расчета смены инструментов не чаще 1…2 раз в смену. Чтобы обеспечить равноверную стойкость всех инструментов в наладке при значительной разнице диаметров обрабатываемых поверхностей, твердосплавные инструменты назначают только для обработки поверхностей больших диаметров, а для обработки поверхностей малых диаметров применяют инструменты из быстрорежущей стали. При недостаточной жесткости технологической системы и большом количестве одновременно работающих резцов значения параметров режимов резания снижаются.

Расчет штучного времени при многоинструментной наладке и параллельной обработке производят по формуле:

T_шт = (1,15…1,2)(t₀ + t_в).

Установление оптимального периода стойкости является одним из основных условий нормирования при многоинструментной обработке. При работе одним инструментом обычно стойкость резца Т=60 мин, при этом время на замену инструмента по нормативным данным полагается 0,7 мин, время на замену инструмента составляет 1…1,5% машинного времени. Если в работе участвуют одновременно 10…15 резцов, то при той же стойкости время на их замену будет составлять 15…25% от машинного времени. Очевидно, что для уменьшения удельного веса времени на замену резцов нужно увеличить стойкость Т этих резцов, например, за счет снижения скорости резания, как это видно из формулы:

υ = С/Т^m, или υT^m = C,

где С — коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и геометрии инструмента, охлаждения и других условий обработки; m — показатель относительной стойкости (m=0,125…0,3). Если скорость резания уменьшается, то имеем следующую зависимость:

υ₁T^m₁ = C = υTm, υ₁ = υ(T/T₁)^m

или

T₁ = T(υ/υ₁)^1/m

Если уменьшить скорость резания на 15%, то при m=0,2 стойкость резцов повышается от 60 до 140 мин, т. е. в 2,4 раза.

При выборе режимов следует иметь в виду, что нормативные материалы предусматривают только средние значения глубин резания, подач и скоростей резания. Эти величины, как уже указывалось выше, зависят от многих факторов (качества обрабатываемого материала, его физико-механических свойств, материала и геометрии режущего инструмента, мощности оборудования и его технической характеристики, жесткости технологической системы), поэтому в практике производства средние значения величин могут быть увеличены или уменьшены в зависимости от конкретных условий работы.