2.4 Параметры сечения срезаемого слоя

Различают следующие разновидности резания:

• свободное и несвободное в зависимости от количества режущих кромок, участвующих в работе. При свободном резании в работе участвует одна режущая кромка, при несвободном – две и более.

• прямоугольное (λ = 0) и косоугольное (λ ≠ 0);

• с прямыми срезами (t > S), с равнобокими срезами (t ≈ S), c обратными срезами (S > t).

Рассмотрим несвободное прямоугольное точение (рис. 2.5).

Из рисунка следует, что в работе участвуют две режущие кромки (главная и вспомогательная) и сечение срезаемого слоя будет иметь вид трапеции ВСАК.

По линии ВС срезаемый слой отделяется от заготовки главной режущей кромкой, а по линии ВК – вспомогательной режущей кромкой.

В результате удаления слоя в виде трапеции на заготовке остается гребешок АВК. Высота этого гребешка определяет высоту неровностей (шероховатость обработанной поверхности).

Рис. 2.5. Схема несвободного продольного точения

Форма сечения срезаемого слоя характеризуется:

• толщиной среза a,

• шириной среза b.

Причем при прямых срезах

a = S · sin φ, b = (2.4)

Площадь сечения срезаемого слоя приближенно определяется как площадь параллелограмма ABCD (рис. 2.5).

f = a·b = S·t (2.5)

Формы сечения срезаемого слоя для прямых, равнобоких и обратных срезов показаны на рисунке 2.6 [3].

Из рисунка 2.6 следует, что при обратных срезах (S > t)

a = t, b = S. (2.6)

Из рисунка 2.6 можно получить формулы для расчета толщины и ширины срезаемого слоя, как для прямых, так и для обратных срезах [2]:

; (2.7)

Рис. 2.6. Формы сечения срезаемого слоя

2.5. Порядок выбора и расчета параметров режима резания (на примере точения)

Выбор, назначение или расчет режима резания ведется поэлементно в по­рядке влияния каждого из них на стойкость режущего инструмента: сначала на­значается глубина резания.

Глубина резания t назначается максимально возможной по усло­виям выполняемой операции. При черновой обработке она принимается равной припуску, при получистовой (R_z = 6…3 мкм): t = 0,5…2,0 мм; при чистовой (R_z = 1…3 мкм): t = 0,1…0,5 мм.

Затем подача. Подача s выбирается по таблицам справочной литературы в зависимости от требуемой чистоты обработанной поверхности, размера обрабатываемой детали и принятой величины глубины резания.

И после этого рассчитывается скорость резания с учетом принятых величин глубины и подачи.

Скорость резания рассчитывается по эмпирическим формулам. Все формулы составлены на основе закона T –V и принципиально одинаковы, но для каждого вида обработки резанием имеют свой внешний вид и учитывают различное чис­ло факторов, наиболее характерных для данного вида обработки.

Скорость резания (при точении) рассчитывается по формуле

(2.8)

где Kv = К_МК_ИК_П

Конкретные условия резания учитываются одним общим коэффициентом Kv, который пред­ставляет собой произведение целого ряда частных поправочных коэффициен­тов. Важнейшими из них являются:

К_М - коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала;

К_И - коэффициент, учитывающий свойства инструментального материала;

К_П - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности;

Численная величина указанных и других коэффициентов выбирается или рассчитывается по данным справочной литературы.

Значение стойкости режущего инструмента T принимается для одноинструментальной обработки 30…60 минут, при многоинструментальной обработке и многостаночном обслуживание величина стойкости инструмента корректирует­ся в сторону ее увеличения путем применения коэффициентов изменения стой­кости.

После расчета режима резания производится расчет составляющих силы ре­зания по формулам:

, н (2.9)

где K_p - общий поправочный коэффициент,

Мощность резания рассчитывается по формуле:

,кВт (2.10)

При одновременной работе нескольких инструментов мощность резания рассчитывают как суммарную.

После расчета мощности производится выбор станка, на котором будет вы­полнятся проектируемая операция. Если выбранный станок имеет ступенчатое регулирование скорости главного движения, производится корректировка ре­жима резания по станку.

После расчета режима резания проводится расчет основного технологиче­ского времени. Основное технологическое время находится путем деления длинны пути прохода инструмента на скорость подачи. Общий путь прохода инструмента при точении складывается из длинны обрабатываемой поверхно­сти, величины пути врезания резца и величины перебега его.

Рис. 2.7 Схема расчета основного технологического времени при точении.

Основное технологическое время t₀ рассчитывается по формуле:

, мин (2.11)

где: L - длина прохода резца, мм, L = l₀ + l₁ + l₂

n - частота вращения шпинделя, об/мин,

s - подача, мм/об,

l₀ – длина обрабатываемой поверхности,

l₁ – величина врезания, l₁ = t·ctgφ.

l₂ – величина перебега инструмента, назначается в зависимости от размера обрабатываемой заготовки.