1.5 Рабочие углы инструмента
В процессе обработки, когда инструмент может быть закреплен на станке с погрешностями установки, а также когда реализуются движения инструмента и заготовки, рабочие (действительные) углы инструмента отличаются от углов полученных в результате заточки.
А. Изменение углов в результате движения подачи Ds.
При операции отрезки (рис. 1.16) необходимо учитывать главное движение Dr и движение подачи Ds. В этом случае основная плоскость Pvк строится перпендикулярно относительно вектора результирующей скорости Ve, т.е. поворачивается против часовой стрелки на угол . Поэтому, рабочий передний угол р будет больше, а рабочий задний угол р меньше углов заточки з и з на угол .
; 
,
где – угол скорости резания.
Угол скорости резания можно определить из соотношения
; (1.2)
откуда
, (1.3)
где S0 – подача на 1 оборот детали, мм;
D – диаметр заготовки, мм.
|
Рисунок 1.16 – Операция отрезки:
р, р – рабочие кинематические передний и задний углы инструмента;
з, з – передний и задний углы заточки инструмента
При продольном точении фасонной поверхности (рис. 1.17) происходит изменение направления движения подачи Ds. При этом изменяется положение рабочей поверхности Ps.
В результате этого поворота, рабочие кинематические углы в плане р в каждой точке являются переменными. Причем по сравнению с поз. 1, в поз. 2 угол р уменьшается, а 1р увеличивается, в поз. 3 угол р увеличивается, а 1р уменьшается.
|
Рисунок 1.17 – Продольное точение фасонной поверхности
Б. Изменение углов в результате погрешности установки.
Иногда в результате погрешности установки инструмента вершина лезвия может быть расположена выше или ниже оси вращения заготовки (рис. 1.18). В этом случае также происходит изменение рабочих (действительных) углов по сравнению с углами инструмента, полученными после его заточки.
|
Рисунок 1.18 – Погрешность установки вершины лезвия относительно оси вращения заготовки:
а) выше центра; б) ниже центра
Для приведенных случаев угол погрешности установки вершины резца относительно центра оси вращения установки можно рассчитать по формуле
, (1.4)
где h – погрешность установки вершины лезвия, мм;
D – диаметр заготовки, мм.
Тогда при установке вершины резца выше центра рабочие (действительные) углы можно определить по зависимости
,
, (1.5)
а при установке ниже центра
,
. (1.6)
В некоторых случаях резцы устанавливают не перпендикулярно оси вращения заготовки, изменяя тем самым значение углов в плане и 1.
На рис. 1.19 показано изменение рабочих углов в плане при закреплении резца с углом погрешности , значения которых можно рассчитать по формулам:
,
. (1.7)
|
Рисунок 1.19 – Схема изменения углов и 1 в зависимости от установки резца относительно оси заготовки
1.6 Классификация основных видов резания
Разнообразие способов обработки резанием, конструкций и геометрии инструментов, широкие пределы изменения режимов резания обусловливают практически бесконечное число возможных комбинаций условий резания. Однако все они могут быть сведены к сравнительно небольшому числу основных случаев работы режущего лезвия. Их классификация может быть проведена по следующим признакам.
1. По форме и количеству участков режущих кромок:
а) свободное резание – если в работе участвует только одна прямолинейная режущая кромка АВ (рис. 1.20). В данном случае процессы пластического деформирования стружки можно рассматривать как процесс плоского деформирования в любой точке режущей кромки.
|
Рисунок 1.20 – Схема свободного резания:
1 – направление движения стружки
б) несвободное резание – если в работе участвуют две (АО и ОВ) и более сопряженных режущих кромок (рис. 1.21). В данном случае наблюдаются сложные деформационные процессы при образовании стружки, так как здесь отдельные элементы стремятся передвигаться по передней поверхности в различных направлениях.
|
Рисунок 1.21 – Схема несвободного резания
2. По ориентации режущей кромки относительно вектора скорости резания V (рис. 1.22):
|
Рисунок 1.22 – Схемы резания:
на виде А, схемы (а) и (б), резец убран; АВ – главная режущая кромка;
а) прямоугольная схема резания; б) косоугольная схема резания
а) прямоугольное резание, происходит, если вектор скорости резания V перпендикулярен режущей кромке АВ;
б) косоугольное резание, происходит, если вектор скорости резания V не перпендикулярен режущей кромке АВ. Так как расположение режущей кромки АВ рассматривается в плоскости резания Pn, то угол отклонения режущей кромки АВ от перпендикуляра к вектору скорости резания V будет равным углу наклона главной режущей кромки .
3. По количеству одновременно участвующих в работе лезвий – одно- и многолезвийное. К первому виду относятся точение и строгание; ко второму – сверление, фрезерование и т.д.
4. По форме сечения среза – с постоянным и переменным сечениями. К первому виду относятся точение и сверление; ко второму – фрезерование.
5. По времени и условиям контактирования режущего лезвия с заготовкой – непрерывное, прерывистое и нестационарное резание. Первый вид характеризуется непрерывным контактом рабочих поверхностей лезвия с заготовкой при постоянных условиях резания. Прерывистый процесс резания осуществляется путем периодического повторения цикла (резание – отдых) лезвия (рис. 1.23, а).
|
Рисунок 1.23 – Схемы резания:
а) прерывистое резание; б) нестационарное резание
Обработка поверхностей на станках с ЧПУ (числовым программным управлением) при непрерывном и одновременном изменении нескольких параметров (диаметра D, глубины t, скорости V и углов в плане и 1) называется нестационарным резанием (рис. 1.23, б).