4.9.3. Толщина срезаемого слоя

Пусть за время Т (см. рис.4.14) круг повернулся на угол Ψ_к, и точка В круга переместилась в точку А. За это же время заготовка повернулась на некоторый угол, и точка А₁ переместилась в точку А. При этом с заготовки срезан слой A₁AB толщиной AK. Толщина слоя, срезанного одним зерном AK/Z₀, где Z₀ – количество зерен, участвующих в срезании этого слоя, т.е. число зерен, расположенных на дуге АВ рабочей поверхности круга. Оно определяется Z₀ = NL_AB, где N – количество зерен, приходящихся на единицу длины тела круга, является характеристикой абразивного инструмента и характеризуется его параметрами. Длина дуги AB L_AB = VT.

Из рис 4.14, приняв треугольник AA₁K за прямоугольный, что допустимо, так как ∟AKA₁ π/2 имеем

AK = AA₁ sin(Ψ_к + Ψ_з).

Длина дуги AA₁ равна AA₁ = V_зТ. Можно показать, используя рис 4.14 и учитывая малость t по сравнению с d_к и d_з, что

.

В итоге имеем

(4.7)

Используя зависимости (4.4) и (4.5), получим

(4.8)

Толщина слоя a_z, срезаемого одним зерном, не должна превышать предельную a_пр, при которой из-за перегрузки зерен происходит разрушение круга. Зерна при этом просто отрываются от тела круга. Поэтому, как следует из зависимости (4.7), при заданной скорости резания скорость вращения заготовки ограничена, т.е. ограничена и производительность обработки. Из сопоставления формул (4.6) и (4.8) следует, что повышение производительности шлифования может быть достигнуто на основе повышения скорости резания V. Однако последняя ограничена прочностью тела круга в связи с увеличением центробежной силы: P = 2mV²/d_k, где m – масса части круга. Поэтому задача повышения производительности шлифования органически связана с увеличением прочности круга.

Это достигается не только за счет повышения прочности связки круга, но и путем, например, введения в тело круга в процессе его изготовления металлических или капроновых сеток, применения охватывающего шлифования и т.п.

4.10. Нарезание резьбы

4.10.1. Нарезание резьбы резцом

На производстве применяются разнообразные инструменты для нарезания резьбы: резьбовые резцы, гребенки, метчики, плашки и резьбовые фрезы. Однако области их применения различны.

Резьбовые резцы применяются при изготовлении деталей небольшими партиями в единичном или мелкосерийном производствах и особенно широко - на станках с ЧПУ. Обработку производят в несколько проходов. При этом геометрия резца в плане соответствует осевому или нормальному сечению впадины резьбы.

Рис. 4.15. Профильная схема образования впадины резьбы	Рис. 4.16. Смешанная схема образования впадины резьбы

Обработка резьбы состоит в последовательном углублении винтовой канавки до требуемого размера. Число винтовых канавок равно количеству заходов резьбы. При этом заготовке сообщается вращение с заданной скоростью резания V, а резцу – движение вдоль оси заготовки, путь которого за время одного оборота заготовки равен ходу резьбы S₀ = Рi, где Р - шаг резьбы; i – число заходов.

Векторная сумма скоростей вращения заготовки и осевого движения резца определяют скорость движения резания и траекторию резца относительно заготовки, представляющую собой винтовую линию. После каждого прохода резцу сообщается подача в направлении, перпендикулярном оси резьбы, либо под некоторым углом.

В зависимости от направления установочного движения, обеспечивающего подачу, различают две схемы образования впадины резьбы: профильную и смешанную.

При профильной схеме (см. рис 4.15) резцу перед каждым проходом сообщается радиальная подача S_р. При этом левая и правая режущие кромки нагружены одинаково, а форма сечения срезаемого слоя соответствует профилю нарезаемой резьбы.

Элементы режима резания: скорость резания V = πd_n/6∙10⁴ м/с, радиальная подача S_р, глубина резания для i-того прохода, равная сумме радиальных подач, сообщенных резцу,

.

В картах технологического процесса указывают глубину резания t для последнего прохода, которая равна рабочей высоте профиля резьбы. Для метрической резьбы, например, t = 0,541P.

Толщина срезаемого слоя определяется a_i = S_рi sin ε/2, где ε – угол профиля резьбы.

Смешанная схема (см. рис.4.16) характеризуется тем, что перед каждым проходом резцу, кроме радиальной подачи S_р, сообщается осевая S_ос. При этом лезвие резца, в сторону которого направлена осевая подача, является главным и имеет оптимальный передний угол.

Элементы режима резания определяются так же, как и при профильной схеме. Однако толщина срезаемого слоя для правой и левой режущих кромок разная, определяемая по зависимости: a = S_р sin ε/2 ± S_ос cos ε/2, где ε – угол профиля резьбы.

Знак плюс относится к той кромке, в сторону которой сообщается S_ос. Согласно рис. 4.16, правая режущая кромка не будет участвовать в работе, если для нее a 0, т.е. при S_ос > S_р tg ε/2. При этом правая часть поверхности резьбы имеет остаточные гребешки, что нежелательно. Поэтому необходимо соблюдать следующее соотношение между подачами: S_ос < S_р tg ε/2. Для метрической резьбы S_ос < 0,58 S_р.