Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Особенности поперечного точения резцами с радиусной режущей кромкой. Учебное пособие
.pdf
41
Располагая значениями Pz и Py из экспериментальных исследований, найдем их отношение для принятых величин подач и скоростей
(табл. 3.11).
Таблица 3.11
Определение поправочных коэффициентов Kпр, K
yS
и K
yV
V, м/мин
(n, об/мин)
S = 0,035 мм/об
S = 0,07 мм/об
S = 0,105 мм/об
yV
P
Kпр
yS
P
yV
P
Kпр
yS
P
yV
P
Kпр
yS
P
yV
P
55
0,6344
1 1 0,6642
1,05
1
0,784
1,236
1
1
85
0,6958
1
1,0971
0,696
1
1,05
0,8342
1,2
1,065
1,071
99
0,7276
1
1,148
0,745
1,023
1,122
0,887
1,22
1,132
1,134
KyS 1
1,0243
1,22
Условно принимаем KyS = 1, KyV = 1 для S = 0,035 мм/об
и V = 16,06 м/мин соответственно. Для данных единичных значений
коэффициент пропорциональности K
пр
= 0,6344. Тогда поправочный
коэффициент KyS для различных подач будет определяться отношением
коэффициента пропорциональности при различных подачах по отношению к коэффициенту пропорциональности при S = 0,035 мм/об при
постоянных скоростях резания. Соответственно, поправочный коэффициент KyV определяется отношением коэффициента пропорциональности при различных скоростях по отношению к коэффициенту пропорциональности при V = 16,06 м/мин при постоянных подачах.
Таким образом, из табл. 3.11 получаем среднее значение коэффициентов K
yS
и KyV в зависимости от подачи и скорости. Тогда с учетом
Pz зависимость (3.4) примет вид:
Py = 65 K
S KqV Kφ KFr
0,6344 K
yS KyV
.
Поскольку коэффициенты KS, KyS и KV, KyV являются функциями
одного аргумента подачи S и скорости V соответственно, то их можно
объединить коэффициентами K
S0
и KV0 (табл. 3.12 и 3.13).
Таблица 3.12
Определение суммирующего коэффициента K
S0
S, мм/об
0,035
0,07
0,105
KS
1
1,722
2,1
KyS
1
1,0243
1,22
KS0
1
1,76
2,57
42
Таблица 3.13
Определение суммирующего коэффициента K
V0
V, м/мин
16,06
24,82
28,9
KqV
1
0,948
0,91
KyV
1
1,071
1,134
KV0
1
1,02
1,032
Тогда уравнение для определения составляющей усилия резания
P
y
окончательно примет вид
Py = 41,24 Kφ K
Fr KS0 KV0
,
где соответствующие поправочные коэффициенты приведены в табл. 3.9,
3.12, 3.13 и зависимости (3.3).
3.3. Вывод зависимостей для определения усилий Pz
для фасонных резцов из твердого сплава
С целью повышения производительности и стойкости фасонный
инструмент оснащается твердым сплавом. В этом случае инструмент
работает в условиях повышенных скоростей и температур резания,
поэтому, используя методику предыдущих исследований для резцов
из БРС, определены силовые характеристики для твердосплавного инструмента. Условия проведения экспериментов, методика, аппаратура,
форма и геометрия радиусных резцов из Т15К6, обрабатываемый материал (сталь 45) приняты те же, что и для резцов из БРС.
Исследования проводились в том же диапазоне подач:
S1 = 0,035 мм/об, S2 = 0,07 мм/об, S3 = 0,105 мм/об.
Существенным отличием являются более высокие скорости реза-
ния: V1 = 45 м/мин (n1 = 157 об/мин), V2 = 70 м/мин (n2 = 257 об/мин),
V3 = 100 м/мин (n3 = 367 об/мин).
Из анализа полученных расчетных данных следует, что материал режущей части фасонного инструмента при равных условиях обработки,
кроме скорости резания, не оказывает существенного влияния на условия
деформации. В этой связи поправочные коэффициенты Kqφ и KqS практически одинаковы для резцов из БРС Р6М5 и ТС Т15К6 (табл. 3.5 и 3.6).
Влияние скорости резания на усилие резания Pz учитывается
поправочными коэффициентами KqV, которые приведены в табл. 3.14.
43
Таблица 3.14
Поправочные коэффициенты на скорость резания для расчета усилия P
z
V, м/мин
45
70
100
KqV
1
0,939
0,912
По аналогии с уравнением (3.1) зависимость для определения усилия Pz имеет вид:
Pz = 258,6 K
qφ KqS KqV
F, (3.5)
где F = F0 K
Fφ KFS Kr
– площадь среза; F0 = 0,2215мм2 и значение
258 кгс/мм2 – площадь среза и удельное давление при единичных
значениях поправочных коэффициентов соответственно;
KFφ, KFS, Kr – поправочные коэффициенты на площадь среза.
Поскольку основные геометрические условия радиального точения
по параметрам φ, S, r одинаковы, то и указанные поправочные коэффициенты не зависят от материала режущей части инструмента и представлены в табл. 3.8 и зависимости (3.3). Аналогично после объединения поправочных коэффициентов по параметрам φ и S получим общие
значения коэффициентов Kφ и KS (табл. 3.9 и 3.10). В результате зависимость (3.5) примет законченный вид:
Pz = 57,3 Kφ KS K
qV KFr
.
где соответствующие поправочные коэффициенты приведены в табл. 3.9,
3.10, 3.14 и в формуле (3.3).
3.4. Вывод зависимостей для определения усилий Py
для фасонных резцов из твердого сплава
Для условий, описанных в пп. 3.3, по аналогии с пп. 3.2 определим
усилия Py как долю усилия Pz. Используем исходное уравнение (3.4).
Из экспериментальных исследований по аппроксимирующим урав-
нениям определяется усилие Pz и Py, а следовательно и коэффициенты
пропорциональности для принятых подач и скоростей резания. Коэффициенты пропорциональности зависят от подач и скоростей резания, но
могут учитываться с помощью поправочных коэффициентов KyS и KyV.
Принимая KyS = 1 и K
yV
= 1 для S = 0,035 мм/об и V = 45 м/мин при
Kпр = 0,6357, поправочные коэффициенты определяются отношением
44
коэффициентов пропорциональности для различных подач (KyS) при постоянной скорости резания и для различных скоростей (KyV) при постоянных подачах. Полученные значения KyS, KyV приведены в табл. 3.15.
Таблица 3.15
Определение поправочных коэффициентов KyS, KyV
через коэффициенты пропорциональности K
пр
V, м/мин
S = 0,035 мм/об
S = 0,07 мм/об
S = 0,105 мм/об
KyV
Kпр
KyS´
KyV´
Kпр
KyS´
KyV´
Kпр
KyS´
KyV´
45
0,6357
1 1 0,67
1,06
1
0,7337
1,154 1 1
70
0,6703
1
1,054
0,707
1,055
1,049
0,7717
1,151
1,051
1,051
100
0,7143
1
1,123
0,7563
1,058
1,122
0,8217
1,15
1,11
1,122
KyS 1 1,0576
1,152
Уравнение (3.4) примет вид:
Py = 36,43 Kφ KS K
qV KFr KyS KyV
. (3.6)
Данное уравнение можно упростить за счет объединения коэффи-
циентов KS, KyS и KqV, KyV коэффициентами K
S0
и KV0 соответственно
(табл. 3.16 и 3.17).
Таблица 3.16
Определение суммирующего коэффициента K
S0
S, мм/об
KS
KyS
KS0
0,035
1,0
1,0
1,0
0,07
1,722
1,0576
1,821
0,105
2,1
1,152
2,419
Таблица 3.17
Определение суммирующего коэффициента K
V0
V, м/мин
KV
KyV
KV0
45
1,0
1,0
1,0
70
0,939
1,051
0,987
100
0,912
1,122
1,023
Подставляя K
S0
и K
V0
вместо KS, KyS и KV, KyV в уравнение (3.6),
получим окончательный вид уравнения для определения усилия P
y
для поперечного фасонного резания инструментом из ТС Т15К6:
Py = 36,43 Kφ K
S0 KV0 KFr
,
где соответствующие поправочные коэффициенты приведены в табл. 3.9,
3.16, 3.17 и формуле (3.3).
45
Полученные аналитические зависимости для расчета усилий реза-
ния являются универсальными, позволяющими определить силовые
затраты как в процессе врезания, так и в условиях стационарного резания, например при постоянной ширине среза в указанном диапазоне
подач и скоростей резания.
Зависимости приведены без учета общеизвестных поправочных ко-
эффициентов (на механические свойства обрабатываемого материала,
геометрию инструмента, вида смазочно-охлаждающей жидкости и др.),
которые имеются в справочной литературе и должны дополнительно
учитываться при расчете Pz и Py.
Оценка погрешности аналитических расчетов усилий резания про-
считывалась для 10 случайных вариантов обработки и не превышала
5 %. В качестве примера приведена табл. 3.18 с расчетом погрешности
для фасонных резцов из ТС Т15К6.
Таблица 3.18
Оценка погрешности при аналитическом расчете усилия Pz
для фасонных резцов из ТС Т15К6
Номер
варианта
φ,
град.
S,
мм/об
V,
м/мин
Kφ
KS
KqV
P
zрасч
,
кгс
P
zдейств
,
кгс
∆, кгс
∆, %
1
30
0,035
45
1,305 1 1
74,78
74,84
–0,06
–0,08
2
60
0,07
70
0,677
1,724
0,939
62,8
63,4
–0,6
–0,94
3
0
0,105
100
1,84
2,1
0,912
20,2
208
–6
–2,89
4
15
0,035
45
1,593 1 1
91,28
91,13
–2,3
–2,52
5
75
0,07
70
0,34
1,724
0,939
31,54
32,08
–0,54
–1,7
6
15
0,105
100
1,593
2,1
0,912
174,82
180,26
–5,44
–3
7
45
0,035
70 1 1
0,939
53,8
63,96
–0,16
–0,3
8
60
0,07
45
0,677
1,724
1
66,88
67,33
–0,45
–0,7
9
30
0,105
100
1,305
2,1
0,912
143,95
148,05
–4,85
–3,28
10
60
0,035
45
0,677 1 1
38,8
38,8 0 0
Анализ табл. 3.18 свидетельствует о достаточной адекватности по-
лученных формул для оценки усилий резания при фасонном точении
радиусными резцами.
46
Контрольные вопросы
1. Назовите виды механической обработки поверхностей деталей
машин типа тел вращения с прямолинейной образующей.
2. Назовите основные виды механической обработки поверхностей деталей типа тел вращения с криволинейной (в том числе радиусной) образующей.
3. Назовите параметры процесса резания, которые сохраняют
постоянство при продольном точении прямолезвийным инструментом.
4. Перечислите основные параметры процесса резания, которые
изменяются по длине режущего лезвия при поперечном точения резцами с выпуклым радиусным режущим лезвием.
5. Назовите основные факторы, влияющие на динамическую
нестабильность при фасонном радиальном точении.
6. Опишите методику определения площадей среза при радиальном фасонном точении вогнутых радиусных профилей.
7. Опишите методику определения средних удельных давлений
при радиальном фасонном точении на основании результатов экспериментальных исследований.
8. Опишите методику и цели экспериментальных исследований
поперечного фасонного точения.
9. Назовите особенности обработки фасонных поверхностей
методом копирования и радиальным фасонным точением.
10. Опишите методику определения усилий резания при радиальном
фасонном точении по результатам экспериментальных исследований.
11. Перечислите основные отличия режущей геометрии при
фасонном и прямолезвийном точении, влияющие на теоретические
и экспериментальные исследования расчетных зависимостей для определения термодинамических характеристик.
47
Рекомендуемая литература
1. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для
инженеров и учащихся втузов. М.: Наука, 1986. 544 с.
2. Верещака А.С., Кушнер В.С. Резание материалов. М.: Высшая
школа, 2009. 535 с.
3. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов. М.: Высшая
школа, 1985. 304 с.
4. Грановский Г.И., Панченко К.П. Фасонные резцы. М.: Машино-
строение, 1975. 309 с.
5. Кацев П.Г. Статистические методы исследования режущего ин-
струмента. М.: Машиностроение, 1974. 231 с.
6. Моисеев Д.В., Рыжкин А.А. Особенности несвободного радиаль-
ного фасонного точения // Вестник ДГТУ. 2018. Т. 18, № 1. С. 22–30.
DOI:10.23947/1992-5980-2018-18-1-22-30.
7. Обработка опытных данных стойкостных испытаний режущих
инструментов / А.А. Рыжкин [и др.]. Ростов-на-Дону: ДГТУ, 2013. 41 с.
8. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для
технического нормирования работ на металлорежущих станках: в 2 ч.
Ч. 1: Токарные, карусельные, токарно-револьверные, алмазно-расточные,
сверлильные, строгальные, долбежные и фрезерные станки. Изд. 2-е.
М.: Машиностроение, 1974. 416 с.
9. Панченко К.П. Расчет и конструирование фасонных резцов. М.:
МВТУ им. Баумана, 1969. 48 с.
10. Рыжкин А.А., Каганов В.С. Фасонные резцы. Ростов-на-Дону:
ДГТУ, 2001. 135 с.
11. Рыжкин А.А., Моисеев Д.В. К вопросу аналитической оценки
профиля эллиптического зуба колеса // Вестник ДГТУ. 2009. Т. 9,
№ 4(43). С. 186–199.
12. Рыжкин А.А., Шучев К.Г., Климов М.М. Обработка материалов
резанием. Ростов-на-Дону: ДГТУ, 2007. 419 с.
13. Солоненко В.Г., Рыжкин А.А. Резание металлов и режущие ин-
струменты. М.: Инфра-М, 2011. 416 с.
14. Справочник технолога-машиностроителя: В 2-х т. / Ю.А. Абра-
мов [и др.]. М.: Машиностроение, 1985. Т. 2. 495 с.
15. Ящерицын П.И., Фельдштейн Е.Э., Корниевич М.А. Теория
резания. Минск: Новое знание, 2006. 512 с.
48
Оглавление
Предисловие…………………………………………………………………..
3
Введение………………………………………………………………………
4
1. ОСОБЕННОСТИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ
ДЕТАЛЕЙ ТИПА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ…………………………………….
6
1.1. Особенности точения цилиндрических поверхностей…………….
7
1.2. Особенности точения конических поверхностей………………….
9
1.3. Особенности точения поверхностей с прямолинейной
образующей резцами с радиусной режущей кромкой…………….
11
2. ОСОБЕННОСТИ И МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ФАСОННЫХ
ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ………………
14
2.1. Фасонное точение методом гидрокопирования……………………
14
2.2. Метод радиального фасонного точения инструментом
с криволинейным режущим лезвием……………………………….
18
2.3. Определение мгновенных площадей среза радиусных профилей
при радиальном точении……………………………………………..
20
2.3.1. Определение площади среза при обработке инструментами
выпуклого радиусного профиля……………………………..
21
2.3.2. Определение площади среза при обработке инструментами
вогнутого радиусного профиля……………………………….
23
2.3.3. Определение площади среза при обработке инструментом
комбинированного радиусного профиля…………………….
25
2.3.4. Примеры расчета мгновенных площадей среза……………..
26
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСИЛИЙ РЕЗАНИЯ
ПРИ РАДИАЛЬНОМ ФАСОННОМ ТОЧЕНИИ РЕЗЦАМИ
С ВЫПУКЛЫМ РАДИУСНЫМ ЛЕЗВИЕМ…………………………….
30
3.1. Вывод аналитических зависимостей для определения
тангенциального усилия Pz для резцов из быстрорежущей стали
36
3.2. Методика определения поперечного усилия резания Py
для резцов из быстрорежущей стали………………………………..
40
3.3. Вывод зависимостей для определения усилий Pz
для фасонных резцов из твердого сплава…………………………..
42
3.4. Вывод зависимостей для определения усилий Py
для фасонных резцов из твердого сплава………………………….
43
Контрольные вопросы………………………………………………………
46
Рекомендуемая литература…………………………………………………
47
49
Учебное издание
Моисеев Денис Витальевич
ОСОБЕННОСТИ ПОПЕРЕЧНОГО ТОЧЕНИЯ РЕЗЦАМИ
С РАДИУСНОЙ РЕЖУЩЕЙ КРОМКОЙ
Редактор С.А. Леонова
Компьютерная обработка: О.И. Пушкина
В печать 08.04.2024
Формат 6084/16. Объем 3,1 усл. п. л.
Тираж 100 экз. Заказ № 561. Цена свободная
__________________________________________________________
Издательский центр ДГТУ
Адрес университета и полиграфического предприятия:
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]