Контрольные вопросы

1. Что такое главное движение резания?

2. Чем отличается движение подачи от главного движения резания?

3. Что такое схема обработки?

4. Чем отличается схема обработки при точении от схем обработки при строгании и шлифовании?

5. Как образуется поверхность:

• плоская?

• линейчатая фасонная?

• цилиндрическая?

-коническая?

• сферическая?

• тороидальная?

• геликоидная?

6. Какие существуют методы формообразования поверхностей при ре­зании?

7. Чем отличается метод копирования от метода следов?

8. Что такое метод обкадки?

Глава 3. Физико-механические особенности процесса резания

1. Элементы процесса резаная

Элементами процесса резания являются скорость резания, по­дача, глубина резания и основное технологическое время.

Режимы резания - это совокупность скорости резания, пода­чи и глубины резания.

Скорость резания (V) — это путь точки режущего лезвия ин­струмента в направлении главного движения в единицу времени. При обработке на токарных станках главным движением является вращение заготовки, а движением подачи - поступательное пере­мещение резца. Скорость резания в большинстве видов обработки измеряют в м/мин, а при шлифовании и некоторых других видах - в м/с.

Для главного вращательного движения скорость резания при вращении заготовки определяют по формуле

у ₌ м/мин

1000

а при вращении инструмента (например, при сверлении)

V- —, м/мин,

1000

где и Д,- наибольшие диаметры обрабатываемой поверхности заготовки и инструмента соответственно в мм;

п - частота вращения заготовки или инструмента в мин⁴ (об/мин)

ШОУ

п = •.

п-В

Для главного возвратно-поступательного движения (напри­мер, при строгании), когда скорости рабочего и холостого хода раз­ные, средняя скорость определяется по формуле

V" - ~~ - (к +1) , м/мин, ^ф 1000

где £ - расчетная длина хода резца, мм;

т - число двойных ходов резца в минуту, дв.х./мин;

к - коэффициент, характеризующий отношение скоростей ра­бочего и холостого хода.

Подача (5) - это путь точки лезвия инструмента в направле­нии движения подачи за один оборот или двойной ход инструмен­та. Подача может иметь следующие размерности:

1. мм/об - точение, сверление;

2. мм/дв.х. - строгание, долбление;

3. мм/мин - фрезерование и т. д.

Существуют следующие виды подач: продольные - 5^, попе­речные - вертикальные - круговые - тангенциальные -

5_Т, окружная - Яд, наклонная - и др.

Глубина резания (Г) - расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по нормали к последней. Глубина резания измеряется в мм.

При точении цилиндрической поверхности глубиной резания является полуразность диаметров заготовки до и после обработки. Для первого рабочего хода она рассчитывается по формуле

2

где с1 - диаметр обработанной поверхности в мм.

Основное время (технологическое) при всех видах обработки на металлорежущих станках - это время, которое затрачивается непосредственно на осуществление технологического процесса, т. е. на изменение формы и размеров заготовки в соответствии с заданной шероховатостью и точностью детали. Основное время при точении определяется по формуле

где £ = / + /! + /₂ - расчетная длина пути режущего инструмента относительно заготовки в направлении подачи (рис. 3.1);

/ - длина обрабатываемой поверхности, мм;

// = / ■ 1£ср - величина врезания, мм;

I - глубина резания, мм;

Ф - главный угол в плане;

1₂ = 1-3 мм - выход резца (перебег); п - частота вращения заготовки, мин"¹, об/мин;

• продольная подача, мм/об;

/ - число рабочих ходов резца относительно заготовки, необ­ходимое для снятия припуска 2

/ '

£

-		к 1»-	1		*1.
	хГ	г	\г		зпзь
-	я			•
	»*•		—1	5пр

Рис. 3.1. Схема к расчету основного времени при обработке цилиндрической поверхности

Рабочий ход при точении - это однократное перемещение резца относительно заготовки, сопровождаемое снятием стружки.

2. Геометрия срезаемого слоя металла

При рассмотрении физического явления, происходящего в процессе резания, применяют понятия геометрии срезаемого слоя: ширины и толщины, площади поперечного сечения, формы и объ­ема.

Ширина срезаемого слоя (Ь) - расстояние между обрабаты­ваемой и обработанной поверхностями, измеренное по поверхно­сти резания (рис. 3.2).

Если углы резца у * 0 и А. ф 0, то ширина срезаемого слоя оп­ределяется по формуле

Ь =———мм. зтф'СозА.

Рис. 3.2. Элементы резания и геометрия срезаемого слоя

Толщина срезаемого слоя (а) - расстояние, измеренное по нормали к поверхности резания (ширине срезаемого слоя) между двумя последовательными положениями поверхности резания за время одного оборота заготовки.

Если угол у Ф О, толщина срезаемого слоя рассчитывается по формуле:

5. -sintp

а- — .

cosy

При постоянной глубине резания t и подаче 5_пр форма попе­речного сечения среза будет разной, если изменить главный угол резца в плане <р и форму режущей кромки. При прямолинейной ре­жущей кромке и ф = 90° поперечные сечения среза имеют форму прямоугольника со сторонами Snp = а и t = b (рис. 3.3, а); при Ф < 90° - форму параллелограмма а < 5_пр и b >( (рис. 3.3, б).

При криволинейной режущей кромке и ф = 90° поперечные сечения среза имеют форму запятой с переменной толщиной срезаемого слоя, причем у вершины толщина среза наименьшая (рис. 3.3, в).

При перемещении резца из одного положения в другое за время одного полного оборота детали (см. рис. 3.2) на величину хода Snp номинальная площадь поперечного сечения срезаемого слоя равна площади параллелограмма АВСД, определяемой для

резцов с прямолинейной режущей кромкой и радиусом при верши­не, равным нулю, из выражения

.

Ф = 90 ^і

/ном ~~./аВСД —’ I ' ‘^'пр ~ О ■ Ь.

б

Рис. 3.3. Формы поперечного сечения среза в зависимости от величины главного угла в плане ср и формы режущей кромки резца

Действительное сечение срезаемого слоя материала /_д = /авсд> благодаря движениям главному (F) и подаче (5), будет меньше но­минального /_ном на величину площади остаточного сечения срезае­мого слоя f₀ = Две ~ на величину площади осевого сечения гребеш­ков, остающихся на обработанной поверхности.

Разница между действительным и номинальным сечениями име­ет существенное значение лишь при больших подачах S > 2 мм/об, поэтому в практических условиях под площадью сечения понима­ется площадь номинального сечения f_mu.

Объем слоя материала (Q), срезаемого за одну минуту точе­ния, определяется как произведение площади поперечного сечения среза f^, на дайну обрабатываемой поверхности, перемещающейся относительно резца за время V. Он характеризует производитель­ность процесса точения

Q - ¹ $пр ■ К см³/мин, где (- глубина резания, см;

5пр - продольная подача, см;

К - скорость резания, см/мин.

Для повышения производительности обработки нужно стре­миться сократить основное время за счет правильного выбора ре­жимов резания и других мероприятий.