Лекция 8

План лекции

5.9. Особенности работы тангенциальных резцов

5.10. Силы резания и мощность при точении

5.11. Методика определения сил резания

5.12. Влияние факторов процесса резания на силу резания

5.12.1. Влияние остальных факторов процесса резания

5.12.2. Влияние остальных факторов процесса резания

5.13. Связь периода стойкости со скоростью резания

5.14. Оптимальный период стойкости

5.15. Зависимость скорости резания от факторов процесса резания

5.15.1. Обобщенная формула скорости резания

5.15.2. Влияние параметров срезаемого слоя

5.15.3. Влияние остальных факторов процесса резания

5.16. Принцип назначения режимов резания

5.17. Порядок назначения режимов резания при токарной обработке

5.9. Особенности работы тангенциальных резцов.

Тангенциальные резцы имеют следующие особенности (рис.5.18).

Рис.5.18. Особенности работы тангенциальных резцов.

1. Подача инструмента осуществляется по касательной к обработанной поверхности. При этом не требуется точного ограничения конца подачи, т.к. он не влияет на диаметр обработанной поверхности.

2 .В начале работы , .

В конце работы , . То есть в процессе работы передние и задние углы резко изменяют свои значения.

3.Величина изменения углов определится из

Таким образом, изменение углов зависит от величины припуска или, точнее, от отношения П/r.

4.Максимальный припуск лимитируется предельными значениями заднего и переднего углов. Если принять = 40° (по условию прочности режущей части резца), то макси­мальное значение припуска может быть определено сдедующим образом

откуда ,

откуда

Подставляя значение , найдем

Тогда предельная величина припуска определится из уравнения

.

Решая уравнение, получим или

Практически припуск берется значительно меньшим.

Тангенциальные резцы используются для чистовой обработки с малыми припусками.

5.10. Силы резания и мощность при точении.

При рассмотрении сил резания обычно суммарную силу раскладывают на три составляющие (рис.5.19)

Рис.5.19.Составляющие силы резания при точении проходным резцом.

- окружная или тангенциальная составляющая силы резания. Она создает изгибающий момент на резце в вертикальной плоскости. По ней обычно рассчитывают резец. Ее реакция образует крутящий момент, преодолеваемый механизмом главного привода станка.

- радиальная составляющая силы резания. Она отжимает резец от детали. Ее реакция отжимает деталь, искажая ее форму (рис.5.20).

По этой составляющей рассчитывают жесткость системы СПИД.

- осевая составляющая силы резания. Она создает изгибающий момент в горизонтальной плоскости на резце. Ее реакция действует на деталь, прижимая ее к шпинделю, и воспринимается подшипниками шпинделя. Эта сила преодолевается механизмом подачи станка.

Действие указанных составляющих не ограничивается перечисленными моментами, которые являются основными. Соотношение составляющих силы резания определяется конкретными условиями. Для средних условий при обработке стали 45 резцами с

По принципу разложения движения можно записать, что мощность, необходимая при резании:

Так как то

.

Поэтому .

Рис.5.20.Влияние силы Рy на форму маложесткой детали. а) искривление оси детали при обработке; б) искажение формы детали после обработки

Методика определения сил резания.

Для определения сил резания в настоящее время известны теоретические зависимости. Однако они сложны, дают неточный результат и на практике обычно не применяются.

Широкое распространение получили статистические экспериментальные зависимости. Для определения таких зависимостей используются динамометры, которые измеряют каждую составляющую силы резания. По конструкции и принципу действия (рис.5.21) динамометры разделяют на упруго-механические, гидравлические и электрические. Наиболее совершенными являются электрические. Они менее чувствительны к вибрациям.

Рис.5.21. Принципиальная схема динамометра.

При установлении силовых зависимостей, как правило, используют однофакторные эксперименты, когда варьируют только тот фактор процесса резания, влияние которого изучают. Все остальные факторы во время опыта оставляют постоянными.

Например, пусть требуется установить зависимость

В этом случае все факторы, кроме S, принимают постоянными (материал детали и инструмента, геометрию инструмента, скорость резания, глубину резания и т.д). Принимая различные подачи S, фиксируют с помощью динамометра силу P_z , число наблюдений (дублей) в каждом опыте определяется желательной точностью и надежностью результатов эксперимента. Средние значения P_z каждого опыта заносятся в таблицу:

S	S1	S2	S3	S4	…	Sn
Pz	Pz1	Pz2	Pz3	Pz4	…	Pzn

По данным таблицы подбирают аппроксимирующую функцию, по возможности наиболее простую, но которая дает достаточную точность.

Как показала практика, наиболее удобной оказалась степенная зависимость вида:

.

Если прологарифмировать эту функцию

,

то будем иметь уравнение прямой линии (y = b + ax), постоянные коэффициенты которой определяются достаточно просто.

Для определения значения постоянных коэффициентов точки, полученные опытным путем, откладываются в двойных логарифмических координатах (рис.5.22).

Рис 5.22. Графическая обработка опытных данных при установлении силовых зависимостей.

Через опытные точки проводят прямую линию так, чтобы возможно большее число точек группировалось вокруг прямой.

Подставляя координаты точки, наилучшим образом лежащей на прямой, находят значение коэффициента C_s .

.

Аналогично проводятся эксперименты и получаются частные зависимости и по другим факторам. Например, устанавливается зависимость P_z от глубины резания t:

P_z =C_t t^x .

Обобщая частные зависимости, находят обобщенную формулу силы резания, которую представляют в виде:

,

S и t обычно относят к главным факторам. C_p учитывает все факторы, остающиеся постоянными при проведении эксперимента, т.е. эталонные условия. Все факторы, отличающиеся от эталонных, учитываются коэффициентами:

Аналогичные формулы получаются и для других составляющих сил резания.