Оценка энергопотребления при механической обработке плоскостей различными способами фрезерования

Инженерный журнал: наука и инновации

# 12·2016 1

УДК 621.9 DOI 10.18698/2308-6033-2016-12-1559

Оценка энергопотребления

при механической обработке плоскостей

различными способами фрезерования

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

Представлен сравнительный анализ энергопотребления при торцовом и цилиндри-

ческом фрезеровании конструкционной стали фрезой из быстрорежущей стали.

Экспериментальные значения энергозатрат для двух видов фрезерования получены

в идентичных условиях обработки с выделением работы каждого зуба. Это позво-

лило оперировать фактическими значениями окружной силы и, как следствие,

фактическим энергопотреблением. Представлены зависимости энергопотребле-

ния от ширины фрезерования и подачи на зуб. Выявлена связь между энерго-

потреблением и площадью поверхности резания. Установлено, что вне зависимости

от способа обработки с увеличением площади поверхности резания энергопотреб-

ление устойчиво возрастает, а изменение указанной площади может быть достиг-

нуто как изменениями параметров режимов резания, так и изменением схемы сня-

тия припуска. Аппроксимация полученных данных позволила описать их общим

уравнением, коэффициент корреляции с аппроксимирующей функцией составил 0,95.

Это дает основание использовать расчетную площадь поверхности резания в каче-

стве критерия при прогнозировании энергопотребления при фрезеровании.

Ключевые слова:

энергопотребление, энергосбережение, энергоемкость, фрезеро-

вание, резание металлов, механическая обработка.

Введение.

Совершенствование современных технологических

процессов во всех областях производства опирается на ряд критери-

ев, среди которых в последние годы все большее значение приобре-

тает энергоемкость. Обзор литературы демонстрирует широкий

спектр задач, которые ставят и решают исследователи, используя ор-

ганизационно-экономические и технологические приемы сокращения

энергопотребления при изготовлении, эксплуатации и утилизации

изделий. Вопросы энергосбережения в производственных технологи-

ческих процессах, к которым относится механическая обработка ма-

териалов, не имеют ярко выраженного оценочного параметра, как,

например, расход бензина в автомобиле, но при интегральной оценке

являются существенным звеном в экономике предприятия.

Для формализации и проведения сравнительного анализа в обла-

сти энергопотребления при механической обработке многие исследо-

ватели вводят понятие удельной энергоемкости, в частности энерго-

емкости, приведенной к объему снимаемого материала. И относят его

либо к оборудованию, либо к способу обработки [1–4]. Такой подход

имеет много достоинств с точки зрения качественной оценки энерго-