Глубина резания

На металлорежущих станках обычно совершается 2 рабочих движения:

- главное, которое определяет скорость деформирования металла и отделения стружки, это движение обладает наибольшей величиной по сравнению с другими движениями, главное движение может совершать как заготовка, так и инструмент.

- движение подачи, которое обеспечивает непрерывность процесса резания, перемещая инструмент или заготовку на постоянную величину.

Для токарной обработки главное движение – вращение заготовки, а движение подачи – поступательное перемещение резца.

Глубина резания – расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по нормали за один проход инструмента.

Глубина резания обозначается буквой t, измеряется в миллиметрах, при токарной обработке определяется по формуле:

t = ^{(D - d)}/_2, (1)

где D – диаметр обрабатываемой поверхности, d – диаметр обработанной поверхности, мм.

При сверлении t = ^D/_2, где D – диаметр сверла, при протягивании t равно ширине режущего зуба, и т. д. Подача существенно не влияет на качество обработки и может иметь значение от 0,025 до 12 мм. на станках типа 162. Сечение срезаемого слоя определяется расчетом площади, отделяемого металла за один проход и будет равно произведению значений глубины резания и подачи.

2. Подача – перемещение инструмента в направлении обработки за единицу отсчета, обозначается буквой S, перемещение измеряется в миллиметрах. При токарной обработке единицей отсчета является один оборот заготовки, поэтому подача при токарной обработке S ^мм/_об. Единицей отсчета может быть минута, тогда подача S ^мм/_мин. Единицей отсчета может быть один зуб инструмента, тогда подача S ^мм/_зуб. Единицей отсчета может быть один двойной ход, тогда подача S ^мм/_дв.х. Подача существенно влияет на качество обработки – чем больше подача, тем хуже качество и соответственно точность обработки. Например, для сохранения производительности и качества обработки применяют резцы с радиусом закругления при вершине или резцы, у которых вспомогательная режущая кромка параллельна обработанной поверхности и её длина больше величины подачи, такие резцы называются чистовые.

3. Скорость резания – перемещение режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности в направлении главного движения в единицу времени. Скорость резания линейная величина, поэтому перемещение измеряется в метрах, а за единицу времени при механической обработке принята минута, так как на станках частота вращения устанавливается в оборотах в минуту. На станках скорость резания не устанавливается, а устанавливается частота вращения с учетом диаметра заготовки или инструмента. Обозначается скорость резания буквой V ^м/_мин. При известной частоте вращения и диаметре заготовки или инструмента скорость резания определяют по формуле:

V = ^{π D n}/₁₀₀₀ ^м/_мин., (2)

где D – диаметр заготовки, в миллиметрах. n – число оборотов заготовки или инструмента в минуту. Из этой формулы, при необходимости, можно определить частоту вращения при известной скорости резания и диаметре заготовки или инструмента по формуле: n = ^1000V/ _{π D} ^об/мин. Теоретическая скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента для материала, обладающего определенными механическими свойствами, определяется по формуле:

V _т = ^{С · Kv}/_T^m _t^x _S^y м/мин., где: (3)

C - коэффициент, учитывающий механические свойства обрабатываемого материала, определяется по таблице;

t - глубина резания, мм. задается инженером по допустимым значениям из таблицы;

S – подача, задается инженером по допустимым значениям из таблицы;

m; X; Y - показатели степеней определяются по таблице;

Т мин. - период стойкости резца задаётся по рекомендуемым значениям из таблицы;

Kv- общий коэффициент, учитывающий конкретные факторы обработки,

является произведением коэффициентов: Kv = Kmv Knv Kuv K_Tv KФv Kφv, где:

Kmv - коэффициент, учитывающий влияние свойств обрабатываемого материала;

Knv - коэффициент, учитывающий характер заготовки и состояние ее поверхности;

Kuv- коэффициент, зависящий от марки твердого сплава резца;

K_Tv - коэффициент, зависящий от периода стойкости резца;

KФv - коэффициент, зависящий от формы передней поверхности резца;

Kφv - коэффициент, зависящий от главного угла в плане.

Определив значение скорости резания, и зная диаметр заготовки, можно определить частоту вращения, которую необходимо установить на станке для обработки, выбранной заготовки с рассчитанной скоростью резания. Для обработки резанием используются различные материалы для режущего инструмента, которые выдерживают различные максимальные значения скорости резания. Скорость резания, которую выдерживает инструмент из быстрорежущей стали (Р6…Р18) принята за единицу (40…50м/мин) и имеет коэффициент по скорости резания 1. Инструмент из углеродистой инструментальной стали (У7…У13) имеет коэффициент по скорости резания 0,4. Инструмент из инструментальной легированной стали, имеет коэффициент по скорости резания 0,6. Инструмент из твердых сплавов типа ВК, ТК, ТТК имеет коэффициент по скорости резания 4,0. Инструмент из сплавов минералокерамики ЦМ332 имеет коэффициент по скорости резания 6,0. Инструмент из сплавов на основе кубического нитрида бора – Эльбор – Р, Гексанит, Истит имеет коэффициент по скорости резания 8. Инструмент из натурального алмаза имеет коэффициент по скорости резания 1,5, потому что алмаз обладает малой теплопроводностью, и внутренние температурные деформации между нагретыми слоями, участвующими в резании и холодными соседними приводят алмаз к растрескиванию. Обработка резанием производится в два приёма: 1 – черновая обработка; 2 – чистовая обработка. Черновая обработка преследует цель как можно быстрее снять припуск. При черновой обработке назначаются максимально допустимые режимы резания и при такой обработке возникают максимальные усилия резания, поэтому черновую обработку относят к силовому резанию. По значениям черновой обработки производят расчеты на прочность и жесткость заготовки и инструмента. Для чистовой обработки оставляют припуск в пределах 1…4 мм. на диаметр, поэтому усилия резания невелики и чистовая обработка преследует цель получения точных размеров и качества обработки поверхности. Для чистовой обработки имеет значение величина подачи, форма режущей кромки и величина скорости резания.

Литература:

1. Горбунов Б.И. Обработка металлов резанием. – М.: Машиностроение, 1981. 287 с., ил. с. 12…17, 34…36.

6. Технология конструкционных материалов / А. М. Дальский, И. А. Арутюнова, Т. М. Барсукова и др. Под общ. ред. А. М. Дальского. М.: Машиностроение, 1985.—448 с., ил. с.446…470.

Контрольные вопросы:

1. Какие параметры обработки резанием входят в режим резания?

2. Объясните параметр режима: глубина резания при точении?

3. Объясните параметр режима: подача при точении?

4. Объясните параметр режима: скорость резания при точении?

5. Как определить скорость перемещения резца вдоль детали при точении?

6. Какое влияние оказывает подача на качество обработки?

7. Какое влияние оказывает глубина резания на качество обработки?

8. Какое влияние оказывает скорость резания на качество обработки?

Тема 4: Силы резания

Цель: Объяснить студентам расположение сил резания в пространстве и соотношение составляющих сил резания. Изучить методы определения сил резания.

План

1. Основные понятия и определения сил резания.

2. Силы резания, мощность резания, прочностные расчеты.

Дата добавления: 2014-11-16