1.4. Элементы режима резания и срезаемого слоя

1.4.1. Элементы режима резания

К элементам режима резания в общем случае относятся скорость главного движения, подача и глубина резания.

Скорость главного движения резания (скорость резания) V – линейная скорость рассматриваемой точки режущей кромки или поверхности резания заготовки в направлении главного движения резания.

При точении скорость резания – это скорость вращения заготовки. Когда заготовка вращается с частотой вращения n (об/мин), то скорость резания V (м/мин) в раз­ных точках режущей кромки будет разная. В расчетах принимается ее максимальное значение:

V = Dn/1000, м/мин,

где D – наибольший диаметр поверхности резания, мм.

При продольном точении скорость резания постоянна, а при подрезании торца или отрезании при постоянной частоте вращения – переменная, наибольшее ее значение – у периферии заготовки. В современных токарных станках с ЧПУ предусмотрена возможность обеспечения постоян­ной скорости резания путем изменения частоты враще­ния шпинделя. Аналогичным образом рассчитывается скорость глав­ного движения при сверлении, фрезеровании и других видах обработки с вращательным главным движением.

Подача S – это скорость перемещения режущей кромки относительно обработанной поверхности в направлении дви­жения подачи (рис. 17). Различают подачу за один оборот заготовки S_o (мм/об.) и за 1 мин S_м = S_on (мм/мин).

а б в

Рис. 17. Элементы режима резания и срезаемого слоя: а – при точении; б – при сверлении; в – при рассверливании

При токарной обработке подача может быть поперечная и продольная. При сверлении сверло имеет два зуба (пера) и режет одновременно двумя режущими кромками, поэтому на каждую кромку z (один зуб) приходится подача S_z = S_o/z = S_o/2 (мм). Минутная подача S_м = S_оn. Между подачей на зуб фрезы S_z, подачей на один оборот фрезы S_o и минутной подачей S_м существует соотношение S_м = S_оn = = S_zzn.

Глубина резания t – размер слоя, удаляемого за один проход, измеренный в направлении, перпенди­кулярном к обработанной поверхности. Это расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями. Глубина резания всегда перпендикулярна к направлению подачи (см. рис. 17).

При продольном точении

мм,

где D – диаметр заготовки; d – диаметр обработанной поверхности.

При отрезании заготовки t равна ширине отрезного резца b. Глубина резания при сверлении в сплошном материале равна половине диаметра сверла. При рассвер­ливании отверстия от диаметра d до диаметра D глубина резания мм.

1.4.2. Элементы срезаемого слоя

Глубина резания, частота вращения детали или инструмента и подача характеризуют процесс резания с технологической стороны: с точки зрения положения и движения инструмента, обеспечиваю­щих процесс резания. Но при одной и той же подаче и глубине резания в зависимости от формы режущей кромки и ее расположения (углов в плане) изменяются ширина и толщина поперечного сечения срезаемого слоя, от которых зависят процесс пластической и упругой деформации, сопротивление металла деформированию, количество выделившейся теплоты и условия теплоотвода.

Ширина срезаемого слоя, или ширина среза b (мм), – длина стороны сечения срезаемого слоя, образованной поверхностью резания (см. рис. 17). Это расчетная длина контакта главной режущей кромки с поверхностью резания. Измеряется вдоль режущей кромки.

Толщина срезаемого слоя, или толщина среза а (мм), – длина нормали к поверхности резания, проведенной через рассматриваемую точку режущей кромки, ограниченная сечением срезаемого слоя. Это расчетное расстояние между двумя последовательными положениями главной режущей кромки за один оборот заготовки. Измеряется перпендикулярно режущей кромке.

Толщина и ширина среза представляют собой не толщину и ширину стружки, а расчетные размеры сечения среза до образования стружки. Размеры стружки отличаются от размеров срезаемого слоя из-за усадки, происходящей вследствие деформации металла при резании. Толщина среза а измеряется в направлении, перпендикулярном к режущей кромке, ширина среза b – вдоль режущей кромки (в миллиметрах). Как между толщиной среза и подачей, так и между глубиной резания и шириной среза существуют определенные соотношения (см. рис. 17): a = S sin ; b = t/sin .

Рис. 18. Формы поперечного сечения срезаемого слоя при обработке резцами с различными углами в плане 

Из приведенных формул и рис. 18 видно, что при постоянных подаче S и глубине резания t с увеличением главного угла в плане  толщина среза увеличивается, а ширина – уменьшается.

При фрезеровании для прямозубой фрезы b = В, для цилиндрической фрезы с винто­выми зубьями b является переменной величиной. Для торцовых фрез

b = t / sin  · cos ,

где t – глубина фрезерования;  – угол в плане режущей кромки зуба торцовой фрезы;  – угол наклона режущей кромки.