Глава 5. Обработка заготовок на строгальных станках

1. Характеристика метода строгания

Технологический метод формообразования поверхностей заготовок строганием характеризуется наличием двух движений: поступательным резца или заготовки (скорость резания) и прерывистым поступательным подачи, направленным перпендикулярно вектору главного движения.

З аготовки обрабатывают на поперечно-строгальных или продольно-строгальных станках. На поперечно-строгальных станках резец совершает возвратно-поступательное движение v, а заготовка — движение поперечной подачи в горизонтальной плоскости (рис. VI.52, а). При некоторых видах обработки движение подачи имеет резец. На продольно-строгальных станках заготовка совершает возвратно-поступательное движение v, а режущий инструмент (рис. VI.52, б) — движение подачи.

Разновидностью строгания является долбление на долбежных станках. На них заготовки обрабатывают при возвратно-поступательном движении v режущего инструмента, совершаемом в вертикальной плоскости, и движении подачи s_п заготовки в горизонтальной плоскости (рис. VI.52, в).

Процесс резания при строгании прерывистый, и удаление материала происходит только при прямом (рабочем) ходе. Во время обратного (холостого) хода резец работу резания не производит. Прерывистый процесс резания способствует охлаждению инструмента во время обработки заготовки, что исключает в большинстве случаев применение смазочно-охлаждающих жидкостей.

Прерывистый процесс резания приводит к значительным динамическим нагрузкам режущего инструмента, так как резец, врезаясь в материал заготовки при каждом рабочем ходе, испытывает удар. Поэтому строгание осуществляют на умеренных скоростях резания, а режущий инструмент делают более массивным и прочным по сравнению с резцами, применяемыми при обработке точением. Наличие холостого хода при строгании увеличивает время обработки и снижает производительность.

Благодаря низкой производительности строгание во многих случаях заменяют фрезерованием.

Строгальные станки широко применяют в станкостроении и тяжелом машиностроении, когда необходимо обрабатывать крупные тяжелые заготовки станин, корпусов, рам, оснований, колонн и других деталей. Строгальные станки используют также во вспомогательных цехах машиностроительных заводов: ремонтных, инструментальных, опытного производства и т. д.

2. Режим резания. Силы резания

Режим резания. При строгании режим резания составляет совокупность величин: скорости резания v подачи s и глубины резания t.

Глубину резания измеряют в миллиметрах. При строгании она определяется величиной припуска, оставленного на обработку. Черновое строгание выполняют с большей глубиной резания, чем получистое и чисто вое. При строгании и долблении движение подачи (мм/дв.х.) является прерывистым и осуществляется в конце обратного холостого хода заготовки или резца. Величины t и s выбирают из справочников. Задавшись глубиной резания и подачей, по эмпирической формуле определяют расчетную скорость резания. Скорость резания при строгании и долблении измеряют в метрах в минуту.

После вычисления скорости резания определяют число двойных ходов ползуна поперечно-строгального или долбежного станка или стола продольно-строгального станка.

Для строгальных станков с гидроприводом главного движения число двойных ходов ползуна (стола) в минуту

m=

где L=l+(l₁+l₂) — длина хода ползуна (рис. VI.53), мм; l — длина обрабатываемой поверхности заготовки, мм; l₁+l₂ — длина перебега резца в обе стороны, мм; k — отношение скорости рабочего хода к скорости холостого хода.

Силы резания. Схема сил, действующих в процессе обработки заготовки на строгальном станке, показана на рис. VI.54. Так же как и при точении, силу резания R раскладывают на три составляющие силы: Р_z; Р_у; Р_х.

Тангенциальную составляющую Р_z силы резания определяют по эмпирической формуле, так же как при точении. Величины вертикальной Р_у и горизонтальной Р_х составляющих обычно берут в долях от силы Р_z.

П о силе Р_z определяют эффективную мощность резания, упругую деформацию резца при рабочем ходе, размеры поперечного сечения стержня резца. По силе Р_х рассчитывают механизм подачи станка; по силе Р_у — упругие отжатия резца от обрабатываемой заготовки, что влияет на точность размера обработанной поверхности, и прочность механизма резцедержателя и суппорта станка.

Для продольно-строгальных станков эффективная мощность (в кВт)

N_e =

где Р_z — вертикальная составляющая силы резания, H; v — скорость резания, м/мин.

Основное (технологическое) время. Основное время (в мин) обработки поверхности заготовки на строгальном (долбежном) станке

где B — ширина строгания (долбления), мм (рис. VI.53);

B=b+b₁+b₂

здесь b — ширина обрабатываемой поверхности, мм; b₁ — величина врезания резца, мм; b₂ — величина выхода резца из материала заготовки, мм; i — число проходов.