Практична робота № 3

Тема: Елементи режиму різання під час точіння і площа зрізуваного шару.

Мета: Засвоїти режим різання при токарній обробці.

Оснащення роботи: плакати, різці.

Загальні теоретичні зведення:

1. Елементи режиму різання під час точіння і площа зрізуваного шару

Режим різання під час точіння складається з окремих елементів — глибини різання, подачі й швидкості різання.

Глибиною різання (мм) (рис. 1) під час точіння називають відстань між оброблюваною й обробленою поверхнями, виміряну перпендикулярно до останньої:

(1)

де — діаметр оброблюваної поверхні, мм; — діаметр обробленої поверхні, мм.

Подачею є переміщення головного різального ребра інструмента відносно обробленої поверхні в міліметрах за один оберт заготовки (мм/об).

Швидкістю різання (м/хв) називається лінійна швидкість точки, розташованої на оброблюваній поверхні заготовки, відносно головного різального ребра

(2)

де — частота обертання заготовки, .

Метою вибору оптимальних значень елементів режиму різання є забезпечення найбільшої продуктивності та необхідної якості обробленої поверхні.

При детальному аналізі процесу різання розглядають номінальну площу зрізуваного шару / (мм²), яку обчислюють за формулою:

(3)

де — товщина зрізуваного шару (рис.2), мм; — ширина зрізуваного шару, мм.

Товщина зрізуваного шару (мм) — це відстань між двома послідовними положеннями головного різального ребра за один оберт заготовки, виміряна перпендикулярно до різального ребра:

(4)

Ширина зрізуваного шару (мм) — це відстань між оброблюваною та обробленою поверхнями, виміряна вздовж різального ребра:

(5)

Рис. 1. Елементи режиму різання під час точіння: 1 — заготовка; 2 — різець; — головний рух різання; — рух подачі; ( — глибина різання; — подача; і — діаметри оброблюваної та обробленої поверхонь

Рис. 2. Площа зрізуваного шару: 1 — заготовка; 2 — різець; — товщина зрізуваного шару; — ширина зрізуваного шару; - подача; — глибина різання; — головний кут у плані

2. Сили різання під час точіння й потужність точіння

Сила різання під час точіння, що діє на різець з боку заготовки, спричинена такими основними факторами:

- опором металу стружки й заготовки пластичній і пружній деформаціям;

- силою тертя стружки по передній поверхні різця;

- силою тертя між поверхнею різання та головною задньою поверхнею різця.

З достатньою для інженерних розрахунків точністю приймаємо, що сила різання під час точіння (рис. 3) прикладена в точці , яка є посередині тої частини різального ребра, що бере участь у різанні. Для зручності подальших наших міркувань силу розглянемо в просторовій декартовій координатній системі ,початок якої сумістимо з точкою . При цьому вісь розташуємо паралельно до осі обертання заготовки, вісь — перпендикулярно до осі обертання, а вісь співпадає (при нехтуванні рухом подачі) з вектором лінійної швидкості точки заготовки.

С проектуємо силу на осі . Проекцію сили на вісь називають осьовою складовою сили різання . Значення цієї сили необхідно знати в розрахунках на міцність деталей механізмів подач верстата. Проекцію сили на вісь називають її радіальною складовою . Сила прогинає заготовку та стає особливо небезпечною у випадку обробки довгих заготовок малого діаметра. Вона спричиняє вібрації, а також призводить до зниження точності розмірів обробленої поверхні. Проекцію сили на вісь називають її головною складовою .

Рис. 3. Сила різання під час точіння і її складові:

— головна складова сили різання; — осьова складовії пі ; — радіальна складова сили різання; 1— різець; 2 — заготовка

За значенням розраховують на міцність деталі механізмів коробки швидкостей. Окрім цього, за силами вибирають поперечний переріз держака різця. Силу (Н) обчислюють за емпіричною формулою:

(6)

У цій формулі: — коефіцієнт, що враховує механічні властивості оброблюваного матеріалу, значення кутів різця тощо; - показники степенів відповідно при глибині різання , подачі та швидкості різання .

Для конкретних умов обробки значення коефіцієнта , а також показників степенів можна знайти у відповідних довідниках.

Існують також формули для визначення сил і , аналогічні (6).

Значення сил можна також виміряти під час різання, динамометрами різних конструкцій.

Ефективна потужність (кВт) — це та потужність, що витрачається на різання. У випадку точіння з поздовжньою подачею вона становить:

(7)

де — частота обертання заготовки, . Потужність електродвигуна:

(8)

де — = 0,7...0,8 — коефіцієнт корисної дії токарного верстата.