Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Резание материалов (корр) копия.doc
Скачиваний:
3
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
40.81 Mб
Скачать

Площадь поперечного сечения среза при фрезеровании

Произведение глубины резания на подачу или ширины среза на его толщину дает номинальную, или расчетную, площадь среза (мм2), которая при резании одной режущей кром­кой равна f = tS = ab.

При резании одновременно двумя и более режущими кромками действительная площадь среза отличается от номинальной на площадь гребешков, остающихся на обработанной поверхности из-за наличия углов в плане и закругления вершины лезвия (см. рис. 21). Отличия эти незначительны, и ими для практических расчетов можно пренебречь.

Площадь поперечного сечения среза, снимаемая одним зубом цилиндрической фрезы с прямыми зубьями, f = Ва. Она изменяется, как и толщина среза, от нуля до мак­симума:

fmax = Bamax = BSz · sin  = 2BSz(t/Dt2/D2)1/2.

При фрезеровании в работе участвуют одновременно несколько зубьев. Поэтому вводится понятие о суммарной площади поперечного сечения среза. Для ее определения необходимо знать, сколько зубьев одновременно нахо­дятся в работе и каков мгновенный угол контакта для каждого работающего зуба.

Количество зубьев фрезы, находящихся одновременно в работе,

где  – полный угол контакта фрезы с заготовкой;  центральный угол между двумя соседними зубьями фрезы: = 360/z; z – число зубьев фрезы.

Значение m округляется до ближайшего большего целого числа. Если 1 < m < 2, то одновременно в работе находится два зуба, если 2 < m < 3 – три зуба, и т.д. Число одновременно работающих зубьев тем больше, чем больше t и z и меньше D. Мгновенные углы контакта для работающих зубьев 1, 2, 3 фрезы (рис. 23, а): 1 = ; =  – ; 3 =  – 2 и т.д.

Так как для каждого i-го зуба площадь поперечного сече­ния среза fi = BSz · sin , суммарная площадь поперечного сечения среза, снимаемого прямозубой фрезой,

.

Толщина среза для фрезы с винтовыми зубьями под­считывается так же, как и для фрезы с прямыми зубьями: ax = Sz sin x. Но эта толщина переменная не только вдоль дуги контакта (в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы), но и вдоль длины режущей кромки зуба, так как вследствие винтового расположения этой кромки мгновенные углы контакта для разных ее точек различ­ны (рис. 23, б).

а

б

Рис. 23. Расчетная схема для определения площади среза цилиндрической фрезой с прямыми (а) и винтовыми (б) зубьями

Возьмем на режущей кромке зуба точку на расстоя­нии х от его конца. Элементарный участок кромки dх срезает слой толщиной аx и поперечным сечением df:

.

Поперечное сечение слоя, срезаемого винтовым зубом фрезы,

.

Суммарное сечение слоя, срезаемого одновременно работающими винтовыми зубьями фрезы,

,

где 1, 2 – углы контакта двух крайних точек i-й вин­товой режущей кромки, участвующих в работе;  – угол наклона винтовой канавки фрезы.

Основное время резания

Время непосредственного срезания стружки называется основным временем выполнения технологической операции. Это время рабочего хода, т.е. дви­жения инструмента относительно детали со скоростью подачи. Для каждого прохода машинное время рассчитывается по следующей формуле:

to = Lp.x /Sx = Lp.x /(nSo),

где Lp.x – длина рабочего хода: Lp.x = l + l1 + l2; l – длина поверхности детали, по которой осуществляется перемещение в направлении подачи; l1 – длина врезания режущей кромки до набора полной глу­бины резания; l2 – перебег инструмента или детали в направлении подачи.

Длина врезания зависит от геометрии инструмента и его конструктивных особенностей: при точении l1 = t · ctg  + (0,5...2) мм; при сверлении l1 = (D/2 · tg ) + (0,5…2) мм; при фрезеровании цилиндрической фрезой l1 = [t(Dt)]1/2 + (0,5...2) мм; при симметричном фрезеро­вании торцовой фрезой l1 = 0,5[D – (D2B2)1/2] + (0,5...2) мм.

Значение 0,5...2 мм принимается для обеспечения свободного подхода инструмента к обрабатываемой по­верхности.

Перебег при работе на проход составляет 1...5 мм в зависимости от размеров обработки. При работе в упор он равен нулю.

Формулы для расчета to применительно к различным процессам обработки приводятся в справочной литературе.

Во время обработки режущий клин инструмента срезает с поверхности резания слой материала определенных размеров и формы. На рис. 24 показан простейший случай обработки, когда инструмент с прямолинейным главным лезвием перемещается по плоской поверхности резания, срезая с нее слой размерами a и b. Толщиной а срезаемого слоя называют размер слоя (удаляемого с поверхности резания), измеренный по нормали между соседними положениями поверхности.

Рис. 24. Срезание слоя при свободном резании: 1 – поверхность резания, полученная после предыдущего прохода инструмента; 2 – поверхность резания, по которой лезвие инструмента перемещается при по­-

следующем проходе резания; 3 – стружка

Шириной срезаемого слоя b называют размер слоя, удаляемого с поверхности резания, измеренный в направлении, нормальном к толщине слоя. Ширину b и толщину а принято называть физическими размерами срезаемого слоя.

Лезвие соприкасается с поверхностью резания на длине l. Этот размер называют рабочей длиной лезвия. В том случае, когда вектор  скорости резания неперпендикулярен лезвию инструмента, рабочая длина l лезвия больше ширины b срезаемого слоя. Если же вектор перпендикулярен лезвию (угол  = 0°), то рабочая длина лезвия равна ширине срезаемого слоя.

В результате перемещения инструмента срезаемый с поверхности резания слой превращается в стружку 3 (см. рис. 24). Если вектор  перпендикулярен лезвию, то толщина и ширина срезаемого слоя определяют толщину ac и ширину bc стружки, а также ширину и длину контактных площадок соприкосновения стружки и поверхности резания с передней и задней поверхностями инструмента. Если вектор неперпендикулярен лезвию, то только толщина срезаемого слоя определяет толщину стружки, ширина же стружки определяется не шириной срезаемого слоя, а рабочей длиной лезвия.