Срезаемого слоя

Тема 2. Элементы режима резания и геометрические параметры

Цель лекции. Изучить элементы режима резания и геометрические

параметры срезаемого слоя.

Ключевые слова: режим резания, глубина резания, подача, скорость

резания, толщина срезаемого слоя, ширина срезаемого слоя, площадь срезаемого

слоя, штучное время.

Элементами режима резания являются глубина резания, подача, скорость

резания. Совокупность их значений называется режимом резания.

Глубина резания t определяется как расстояние между обрабатываемой

и обработанной поверхностями заготовки, измеренное перпендикулярно к

последней. Глубину резания измеряют в мм.

При точении цилиндрической поверхности глубину резания определяют

как полуразность диаметров до и после обработки:

t = (D - d)/2,

где D, d - соответственно диаметры заготовки и детали, мм.

На рис.4 показано положение режущей кромки резца после перемещения его

на расстояние, численно равное подаче, заштрихованный участок представляет

собой площадь срезаемого слоя,

f = ab = St,

где а и b - соответственно толщина и ширина срезаемого слоя, мм,

Рис. 4. Элементы режима резания при токарной обработке

Толщина срезаемого слоя а — длина нормали к поверхности резания,

проведенной через рассматриваемую точку режущей кромки, ограниченная

сечением срезаемого слоя.

Ширина срезаемого слоя b — это длина стороны сечения срезаемого

слоя, образованной поверхностью резания. Параметры S и t называются

технологическими (производственными) в отличие от параметров а и b,

которые называются физическими, так как они непосредственно влияют на

физические показатели процесса резания (температуру, силу резания и т.п.)

Между толщиной и шириной срезаемого слоя, глубиной резания и

подачей существуют соотношения:

a = S sinφ; b = t/ sin φ

Площадь срезаемого слоя f = f ABCD представляет собой площадь

номинального или расчетного сечения. Действительное же сечение

срезаемого слоя f д = f BCDЕ меньше номинального сечения на величину,

равную площади осевого сечения гребешков, остающихся на обработанной

поверхности f о = f АBЕ. Разность между действительны и номинальным

сечениями заметна лишь при больших подачах (S >2 мм/об)

Поэтому в практических условиях площадь (мм2) срезаемого слоя определяют по

формуле f = tS. С уменьшением глубины резания t, подачи S, углов в плане

φ и φ´, а также радиуса кривизны при вершине rв высота остаточных

гребешков уменьшается.

Подача S — это отношение расстояния, пройденного рассматриваемой

точкой режущей кромки или заготовки в направлении движения подачи, к

соответствующему числу циклов или определенных долей циклов другого

движения. Под циклом движения понимают полный оборот, ход или двойной

ход режущего инструмента или заготовки. При разных технологических

методах обработки подача имеет одну из следующих единиц: мм/об (подача на

оборот S0) — при точении, сверлении, фрезеровании; мм/ход (подача на ход);

мм/дв. ход (подача на двойной ход S2X) — при строгании, долблении; мм/зуб

(подача на зуб Sz) — при фрезеровании и т. д.

Например, при точении подача характеризуется перемещением

инструмента за один оборот заготовки (рис. 4). Движение подачи может быть

продольным, направленным вдоль оси обрабатываемой заготовки (Ds пр);

поперечным - поперек этой оси (Ds поп); наклонным - под углом к оси (D S H);

круговым - по окружности обрабатываемой заготовки (DS KР) и др.

Скорость резания v — это скорость рассматриваемой точки режущей

кромки инструмента или заготовки в главном движении. Скорость резания

измеряют в м/мин при всех видах обработки резанием, кроме шлифования и по-

лирования, где ее измеряют в м/с.

Если главное движение резания является вращательным, то скорость

резания определяют по формуле

v = πDn / 1000,

где D — наибольший диаметр заготовки (точение) или инструмента

(шлифование, фрезерование, сверление), мм; п — частота вращения заготовки

или инструмента, мин -1.

Если главное движение является возвратно-поступательным, например при

строгании, то скорость резания определяют по формуле

v = L n (К + 1 ) / 1000,

где L — длина рабочего хода резца или заготовки, мм; п — число

двойных ходов резца или заготовки в минуту; К - коэффициент,

характеризующий отношение скоростей рабочего и вспомогательного ходов (К =

vp. х / v в. х).

К элементам процесса резания относят также основное время t0,

являющееся одной из составляющих штучного времени t шт.

Штучное время — это интервал времени, равный отношению цикла

технологической операции к числу одновременно изготовляемых или

ремонтируемых изделий или равный календарному времени сборочной

операции (ГОСТ 3.1109—82):

t шт. = tо + tв + tоб + tп,

где tо - основное время при всех видах обработки на металлорежущих станках,

затрачиваемое непосредственно на осуществление технологического процесса,

т. е. на изменение формы и размеров заготовки; tв - вспомогательное время,

необходимое на установку и закрепление заготовки, на управление станком, на

отвод и подвод режущего инструмента и т. п.;

tоб - время, затрачиваемое на техническое и организационное обслуживание ра-

бочего места; tu - время на личные потребности рабочего (время регламентиро-

ванных перерывов, отнесенное к одной заготовке).

Известно, что в общем случае время равно пути, деленному на скорость.

При резании путь - это расчетная длина l перемещения инструмента или

заготовки в направлении движения подачи; скорость - это скорость движения

подачи v s. Следовательно,

tо = l i / v s

где vs — путь, пройденный инструментом или обрабатываемой заготовкой

в направлении подачи за 1 мин; i — число рабочих ходов.

Основное время (мин) можно представить в развернутом виде

tо = l / v s = (l0 + l1+ l2+ l3) i / S0 n

Здесь l = l0 + l1+ l2+ l3, мм; l0 — размер поверхности детали, по которой

осуществляется перемещение инструмента в направлении подачи, мм; l1 -

величина врезания инструмента, мм; l2 - выход инструмента (перебег), мм; l3 =

3... 10 мм - дополнительная длина на взятие пробных стружек (на настроенных

станках взятие пробных стружек не производится); vs = S0 n или vs = Szzn, где

Sz - подача на одно режущее лезвие на 1 зуб, мм/зуб; z - число режущих зубьев

инструмента; п — частота вращения, мин -1 или число двойных ходов в минуту в

зависимости от кинематики рабочего (главного) движения на станке.

По известному значению скорости резания и размерам обрабатываемой

поверхности или инструмента определяют частоту вращения или число двойных

ходов п заготовки или инструмента по следующим формулам:

при вращательном главном движении (точение, сверление, фрезерование

и т. п.) частота вращения (мин-1)

n = 1000 v, / πD,

при возвратно-поступательном главном движении (строгание, долбление и

т. п.) число двойных ходов в 1 мин

n = 1000 v, / [ lх (1+ vp. х / v в. х)],

где v — скорость резания, м/мин; D - диаметр обрабатываемой поверхности

детали или инструмента, мм; vp. х - скорость рабочего хода, м/мин; v в. х -

скорость вспомогательного (обратного) хода, м/мин; lх - длина хода

инструмента или детали в направлении главного (рабочего) движения, мм,

равная длине обрабатываемой поверхности плюс перебеги за обрабатываемую

поверхность в начале и конце хода. Для различных видов обработки величину

l определяют по-разному в зависимости от кинематики движений основных

узлов станка и технологических особенностей выполнения операции. В связи с

этим формула основного времени tо для различных видов обработки будет

видоизменяться.

Рис. 5. Схема к расчету основного времени при обтачивании цилиндрической

поверхности

Например, при продольном точении (рис. 5)

tо = l i /(nSnp),

где l = l0 + l1+ l2; l1 = t ctg φ; l2 = 0,5... 5 мм; п - частота вращения заготовки, мин-

1; Sпp - продольная подача резца, мм/об.

Число рабочих ходов i зависит от припуска на обработку. Если каждый

рабочий ход совершается с одинаковой глубиной резания t, то i - h/t, где

h - припуск на обработку, мм. Формула основного времени (мин) примет вид

tо = l h /(nS t),

В справочниках приведены формулы для расчета t0 при различных видах

работ, схемы обработки с указанием главного движения и движения подачи,

таблицы значений врезания и перебега.

Вопросы для самоконтроля по теме 2:

1. Что означает понятие – режим резания?

2. Дать определение подачи.

3. Дать определение скорости резания.

4. Дать определение глубины резания.

5. Из каких составляющих складывается норма штучного времени?

Л.: [ 1 ] с.7 - 11;

Дата добавления: 2014-12-17