книги из ГПНТБ / Лакур К.В. Виброустойчивые резцы

а и б сечения срезов, а наверху в тех же позициях сече­ ния стружки, полученные при точении с большими пода­ чами (а — резцом с отрицательным углом % и б — резцом Колесова). Форма стружки, как видно из ри-

Рис. 30. Схема образования стружки:

а _ резцом с отрицательным углом X; б —резцом Колесова.

сунка, совершенно не похожа на форму сечения среза. Особенно это заметно в позиции б. Здесь произошло сужение стружки с 5,22 до 4,5 мм, толщина же увели­ чилась с 1,55 до 2,9 мм.

Попробуем объяснить такой характер усадки, не вдаваясь в глубокий теоретический анализ всех явле­ ний.

100

При пластических деформациях срезаемого слоя стружка обладает значительно большей твердостью, чем обрабатываемый материал. При горизонтальной передней поверхности резца, вернее при перпендикуляр­ ном положении режущей кромки по отношению к на­ правлению скорости резания, стружка направляется по передней поверхности перпендикулярно режущей кром­ ке. Если режущая кромка не прямолинейна, а имеется главная и вспомогательные режущие кромки, как преду­ смотрено у резца Колесова, то две стружки будут встре­ чаться под некоторым углом. Происходит вторичное деформирование стружки, и при этом создается значи­ тельное сопротивление резанию и радиальное отжатие заготовки или резца. В результате появляются вибра­ ции.

При наблюдениях характера износа резцов Колесова выявилось, что в первую очередь при износе получается лунка на передней поверхности, расположенная против переходной кромки.

Для предотвращения встречи двух стружек надо направить их так, чтобы они сходились под меньшим углом или, еще лучше, разделялись на две самостоя­ тельные стружки.

Общеизвестно, что, меняя угол • наклона главной режущей кромки % от положительного до отрицатель­ ного его значения, можно изменять направление схода стружки: в одном случае она сходит в сторону задней бабки, а в другом — в сторону передней. Это значит, что существует способ управления сходом стружки.

Оказывается, что, применяя такой способ при заточке резцов для точения с большими подачами, можно зна­ чительно уменьшить отжатия детали. Для этого следует режущие кромки затачивать с отрицательными углами их наклона, считая вершиной резца переходную кромку.

101

На рис. 31 показан левый проходной резец для чистовой обработки с глубиной резания до 1,5 мм и по­ дачами 0,5—1,5 мм/об. При использовании такого резца прибегают к следующей последовательности обработки. В месте предполагаемого уступа делают врезание на

Рис. 31. Левый резец с отрицательными углами наклона режущей кромки.

заданную глубину, контролируя размер по лимбу попе­ речного суппорта, и затем при левой подаче резец идет на выход —к задней бабке. Последовательно обрабаты­ вая каждый уступ, можно добиться высокой произво­ дительности за счет удобного чередования переходов без лишних передвижений суппорта.

В случае обработки под последующую шлифовку одновременно с врезанием прорезается канавка для вы­ хода шлифовального круга.

Как видно из рис. 31, угол наклона режущей кромки, параллельной направлению продольной подачи, принят равным —8°, а угол наклона режущей кромки, располо­ женной под углом в плане ф = 45°, принят равным —15°.

102

В целях подтверждения высказанных соображений были проведены сравнительные испытания работы рез­ цов с отрицательными углами Я и с принятыми по нор­ малям нулевыми значениями углов наклона режущих кромок.

Предварительно деталь протачивалась при мини­

лось нулевое положение поперечного лимба, после чего измерялся диаметр детали. Затем, не меняя положения резца в резцедержателе, устанавливали по лимбу глу­ бину резания, равной 1 мм, и деталь обтачивалась при этой глубине. После обточки производились замеры диаметров, и по разнице замеров диаметров до и после обточки определялась фактическая глубина резания.

Чем меньше была фактическая глубина резания, тем, соответственно, больше величина отжатий, а так как все опыты производились при совершенно одинаковых условиях на одной и той же детали, то практически удавалось узнать относительную величину радиальной составляющей силы резания, вызывающей отжатая.

При всех опытах резцы затачивались на заточном станке «Коммунар». После заточки режущие грани до­ водке не подвергались.

Опыты проводились как с резцами нормальной гео­ метрии Колесова, так и с резцами, имеющими указан­ ные выше отрицательные значения углов наклона режу­ щих кромок.

Приводим результаты этих опытов.

Опыт I. Крепление детали производилось в самоцентрирующем патроне с поддержкой вращающимся цент­

103

Таблица 13

Данные сравнительных испытаний резцов при обработке с большими подачами (крепление детали в центрах)

104

Опыт //. Производились испытания резцов с увели­ ченными значениями отрицательных углов наклона режущих кромок без переходной кромки, расположен­ ной под углом 20°, и без фасок на передних гранях. Деталь закреплялась в самоцентрирующем патроне, вылет — 70 мм. Материал обрабатываемой детали — сталь 45; режим резания: (= 1 мм, s = 1,56 мм/об и v ^ 100 м/мин (табл. 14).

Таблица 14

Данные сравнительных испытаний резцов при обработке с большими подачами (крепление детали в патроне)

Во всех опытах стружка, отделяющаяся резцом с отрицательными углами наклона, отличалась соло­ менно-желтым цветом и хорошо завивалась в сторону необработанной поверхности.

При резании нормальным резцом стружка отлича­ лась фиолетово-синим цветом и при значительных ско­ ростях резания отделялась прямой лентой.

105

Определяемый по амперметру расход мощности при работе резцами с отрицательными углами наклона ока­

устранения вибраций, разработал конструкцию проход­

ф1 = 0—3°; радиус закругления вершины резца г = 0,1— 0,3 мм. Как видим, этот резец отличается значительными

106

отрицательными углами наклона режущих кромок. Та­ кая геометрия, как утверждает автор, вызвана тем, что при этом не образуется нарост, отсутствует возмущающая си­ ла, вызывающая колебания, и потому резец является виброустойчивым.

На рис. 33 показана обра­ ботка ручки по,копиру. При плоской передней поверхности стружка сходит с резца пря­ мой лентой и забивает про­ странство между деталью и резцедержателем. Когда же

по передней поверхности в обе стороны были заточены

лялись две отдельные стружки. Смещений заготовки не наблюдалось (заготовки толщиной до 5 мм).

Отрезные резцы. К этой группе резцов относятся отрезные, прорезные и торцовые вырезные резцы. Все они работают в тяжелых условиях по узкому пазу, где

107

возникает усиленное трение резца и стружки о боковые поверхности прорезаемого паза. Силы трения при этом в 1,5—2 раза больше, чем при обычном резании. С целью уменьшения трения сходящей стружки предложсно множество вэризнтов заточки отрезных резцов.

[ГГГГтТТ ГПтЛ

Рис. 35. Формы заточки отрезных резцов.

На рис. 35 показано несколько наиболее распростра­ ненных форм заточки отрезных резцов. Формы а и б, где, аналогично резцам Колесова, стружка за счет вторичной деформации уменьшается по ширине и вследствие этого уменьшается трение по боковым поверхностям. Однако увеличение сил резания при вторичной деформации пре­ вышает силы трения и в результате даже несколько повышается склонность резцов к вибрациям. Формы б и г отличаются тем, что за счет гофрирования стружки, несмотря на ее расширение (особенно формы г), обеспе­ чивается благоприятный выход ее из паза. При такой заточке, однако, затрудняется подвод резца к центру отрезаемой заготовки из-за переменной высоты режу­ щей кромки. Косая заточка режущей кромки (форма д) часто применяется на автоматах при глубине паза

108

до 15 мм. При больше» глубине прорезаемого паза при такой заточке наблюдается увод резца в сторону.

Прямая заточка по форме е отличается усиленным трением сходящей стружки по боковым стенкам проре­ заемого паза, но имеет и целый ряд преимуществ и по­ тому является самой распространенной формой заточки.

Рис. 36. Отрезной резец повышен­ ной жесткости.

Другим важным требованием к отрезным резцам является жесткость стержня и головки резца.

Многочисленные наблюдения показывают, что струж­ ка сходит с отрывом от передней поверхности раньше, чем она попадает в выемку, как это было предусмотрено у отрезных резцов типа «петушок».

Для усиления головки резца целесообразно здесь сделать своего рода горб (рис. 36). Заточка боковых

109