9 . Как могут измениться углы лезвия в системе резания (рабочие углы), например, для прямого проходного и отрезного резцов?

При выполнении инструментом своих функций может происходить изменение геометрических параметров по субъективным или объективным факторам.

При субъективном влиянии на геометрию инструмента стремятся:

1. изменить задний a или передний g углы. Например, возможна установка вершины инструмента выше центра детали. Тогда при обработке наружных поверхностей увеличивается передний g и уменьшается задний a углы, а для внутренних поверхностей: передний g - уменьшается, задний a - увеличивается. При установке вершины ниже центра происходит обратное изменение углов относительно рассмотренных.

2. изменить главный j и вспомогательный j ₁ углы в плане, изменяя положение главной режущей кромки относительно рабочей плоскости P_S при установке инструмента.

По аналогичной схеме, изменяя положение режущей кромки при установке инструмента, можно изменить и величину угла l .

Объективное изменение геометрии инструмента происходит в кинематике (в процессе резания):

1. в зависимости от изменения величины скорости резания V, подачи S и диаметра обрабатываемой детали D. В этом случае углы в главной секущей плоскости P_Т рассматриваются в кинематической системе координат, в которой кинематическая плоскость резания Pnк отклоняется от статической Pnс на угол h и, соответственно изменяются величины углов a _К, g _К. При этом величины углов могут быть определены по следующим зависимостям:

 a _К = a _С - h ; g _К = g _C + h ; h = arctg nS/(1000V) = arctg S/(p D)

 Уменьшение угла учитывают только при работе с большими подачами S. Рис. Изменение углов a и g в процесса резания.

в зависимости о

в зависимости от конструктивных особенностей режущего инструмента: на фасонных резцах или инструментах, обрабатывающих сложные по форме поверхности, возможны отрицательные задние a и передние g углы в различных точках режущей кромки; на резцах со сменными многогранными пластинками обеспечивают в автоматическом или полуавтоматическом режимах регулирование углов в плане j и j ₁ при обработке поверхностей сложного профиля.

Рис. Изменение углов j и j₁ в процесса резания

10. Выполните эскизы типов стружек, каковы их существенные признаки, какие факторы и как влияют на тип стружки?

1. Элементарная стружка - состоит из отдельных элементов не связанных или малосвязанных с собой приблизительно одинаковой формы и размеров.

mn - поверхность скалывания, по которой в процессе резания происходит разрушение срезанного слоя.

2. У суставчатой стружки разделение ее на отдельные элементы не происходит. Стружка состоит как бы из отдельных суставов, без нарушения связи между ними.

3. Сливная стружка. Основным признаком является ее сплошность. При отсутствии препятствий стружка сходит непрерывной лентой, завивается в спираль.

Поверхность 1 - контактная сторона стружки. Она сравнительно гладкая, а при высоких скоростях резания - как полированная.

Поверхность 2 - свободная сторона стружки. Она покрыта зазубринами и при высоких скоростях резания имеет бархатистый вид.

Рис. 3. Типы стружек, образующихся при резании пластичных и хрупких материалов.

 4. Стружка надлома - состоит из отдельных, не связанных друг с другом кусочков различной формы и размеров.

mn - поверхность разрушения.

Тип стружки во многом зависит от рода и механических свойств обрабатываемого материала.

При резании пластичных материалов возможно образование первых трех типов стружки. По мере увеличения твердости и прочности сливная стружка переходит в суставчатую, а затем в элементную.

При обработке хрупких материалов образуется или элементная или стружка надлома.

Увеличение подачи при резании пластичных материалов приводит к последовательному переходу от сливной стружки к суставчатой и элементной стружки. При резании хрупких материалов с увеличением подачи элементная стружка переходит в стружку надлома.

В настоящее время наиболее подробно изучен процесс образования сливной стружки.

 

Влияние различных факторов на усадку стружки

1. Влияние обрабатываемого материала

С увеличением твердости обрабатываемого материала KL уменьшается. Это объясняется тем, что в более твердых (термически обработанных) материалах структурные превращения уже про- изошли.

2) Влияние инструментального материала Усадка стружки зависит от коэффициента трения по передней поверхности и ей пропорциональна. Поэтому при работе твердосплавным инструментом коэффициент усадки KL меньше, чем при использовании быстрорежущего инструмента.

3) Влияние режимов резания а) скорость резания Vp Характер влияния Vp на KL аналогичен влиянию скорости на динамический коэффициент трения скольжения fтр.

а) С увеличением Vp стружка, стекая по передней поверхности, не успевает полностью деформироваться. Кроме того, с увеличением Vp увеличивается температура, а оплавление стружки в зоне контакта с передней поверхно- стью облегчает ее сход (эффект смазки).

б) подача S0 . С увеличением подачи S0 возрастает толщина срезаемого слоя. Это приводит к снижению влияния наиболее де- формированного слоя стружки на изменение ее длины. То есть менее деформиро- ванные по толщине слои стружки с увеличением ее толщины оказывают большее сопротивление укорачиванию стружки. Следовательно, увеличение S0 уменьшает KL.

в) глубина резания t Глубина резания t при прочих равных условиях не влияет на KL, так как толщина срезаемого слоя “а” не изменяется, а значит сопротивление укорачиванию стружки со сторо- ны деформированных слоев не изменяется. 4) Влияние геометрии резца а) передний угол С увеличением переднего угла g KL уменьшается. В этом случае стружка легче стекает с передней поверхности, снижается ее деформация.

б) Радиус при вершине резца Rв С увеличением Rв увеличивается коэффици- ент KL, так как на криволинейном участке толщина стружки ак меньше, чем на прямолинейном

в) главный угол в плане Пусть радиус при вершине Rв = 0. При увеличении угла j при прочих равных условиях увеличивается толщина срезаемого слоя, следовательно, как и в случае увеличении подачи S0, коэффициент KL снижается

г) смазывающе-охлаждающие технологические средства (СОТС) и жидкости (СОЖ) С применением СОЖ уменьшается трение стружки о резец, уменьшается тепло- выделение. Следствием этого является снижение сильных деформаций стружки в прирезцо- вой зоне, а следовательно и уменьшение коэффициента линейной усадки.

11. Как представить физическую модель сливного стружкообразования, зоны деформации, плоскость и угол сдвига, каковы причины образования наклепа в обработанной поверхности и какова идеальная модель сливного стружкообразования?

Модель с единственной плоскостью сдвига, является простой. Более сложной с большей степенью детализации является модель процесса образования сливной стружки.

Рис. 14. Схема образования сливной стружки

Режущий клин инструмента через площадку контакта с своей передней поверхностью действует на срезаемый слой толщиной а. Сосредоточенная сила Р, с которой передняя поверхность инструмента давит на срезаемый слой, получила название силы стружкообразования.

Зона ОАВСО - первичной деформации и имеет форму клина. ОА пересекает траекторию движения режущей кромки. ОВ по длине в 2-4 раза меньше ОА. Линия АВ плавно сопрягает обрабатываемую поверхность со свободной поверхностью стружки.

Зерно обрабатываемого материала, двигаясь в направлении передней поверхности инструмента со скоростью резания V, начинает деформироваться в точке F и, приобретает все большую степень деформации. В точке Q деформация зерна заканчивается, и оно приобретает скорость V_с, равную скорости стружки.

между передней поверхностью инструмента и контактной поверхностью стружки трение, зерна, проходящие при своем движении вблизи от режущей кромки, продолжают деформироваться и после выхода из зоны первичной деформации. Так возникает зона II – вторичной деформации, ограниченная линией CD и передней поверхностью. Ширина OD этой зоны примерно равна половине ширины площадки контакта с, а ее максимальная высота Δ₁ в среднем составляет десятую часть толщины стружки а_с .

Наличие зоны вторичной деформации приводит к тому, что по толщине образовавшейся стружки деформация распределена неравномерно. В слое Δ₁ деформация может быть в 20 раз больше средней величины.

Зона первичной деформации имеет достаточно развитые размеры лишь при низких скоростях резания. С увеличением скорости резания границы зоны деформации сближаются, приближаясь к некоторой линии ОЕ, наклоненной к поверхности резания под углом сдвига β₁. плоскость ОЕ - условной плоскостью сдвига.

Наклёп. Под влиянием пластической деформации изменяется кристаллическая решетка. Это приводит к росту сопротивляемости металла дальнейшему увеличению деформации. Металл упрочняется, его твердость повышается, вязкость уменьшается. Такое изменение свойств металла под влиянием пластической деформации называется наклепом.

Такое же явление наблюдается и при резании. Поэтому стружка, полученная от пластичного материала, раза в 1,5-2 тверже, чем сам металл. В процессе резания деформации подвергается не только срезаемый металл (рис. 85), но и наружный слой поверхности h. Режущая кромка любого инструмента в не остра. Даже у тщательно заточенного инструмента ρ = 0,01-:- 0,03 мм. Такое закругление режущей кромки препятствует ее врезанию в срезаемый слой. В результате некоторая часть металла подминается закруглением, вызывая пластические деформации в поверхностном слое обрабатываемой заготовки. Вот почему твердость наружного слоя обработанной заготовки намного выше твердости нижележащих слоев: при обработке алюминия на 90-100%, латуни на 60-70%, мягкой стали на 40-50%. Методы уменьшения степени наклепа: увеличение скорости резания; уменьшение подачи; увеличение переднего угла; уменьшение износа резца по задней главной поверхно- сти.