 |
 |
 |
 |
Глава III
ЭЛЕМЕНТЫ РЕЗАНИЯ И СРЕЗАЕМОГО СЛОИ
Впроцессе работы на металлорежущих станках совершаются два основных движения: главное движение и движение подачи. Главное движение осуществляет процесс резания, а движение подачи - непрерывность процесса резания по всей длине обрабатываемой поверхности. Главное движение совершается всегда с большей скоростью, чем движение подачи. В зависимости от формы обрабатываемой поверхности направление подачи может быть продольным, поперечным, наклонным или криволинейным. Оба движения - обычно вращательные или поступательные. Например, при точении вращение детали - главное движение, перемещение резца - движение подачи; при строгании оба движения - прямолинейно-поступательные, при фрезеровании вращение фрезы - главное движение, перемещение детали - движение подачи и т. д.
§ 1. СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ, ГЛУБИНА РЕЗАНИЯ, ПОДАЧА
Скорость резания v - скорость перемещения режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности детали. Она равна геометрической сумме скоростей главного движения и движения подачи (рис. 10), т. v = Vg + v. Вектор скорости
резания v касателен к винтовой линии в рассматриваемой точке режущей кромки. Учитывая, что весьма мала по сравнению с &в, ею пренебрегают и за скорость резания принимают окружную скорость вращения обрабатываемой детали; величина ее определяется по формуле nDn
Рис. 10. Векторы скоростей:
а - при продольном точении; б - при поперечном точении
1000
m/muh-;
где D - наибольший диаметр обрабатываемой поверхности в мм; п ~ число оборотов детали (инструмента) в минуту. В процессе резания контакт режущей кромки и поверхности резания происходит по линии АВ (рис. 11, а). Вдоль режущей
кромки диаметр обрабатываемой поверхности меняется от D до d\ следовательно, v будет уменьшаться по мере приближения к вершине резца. Однако расчет производится всегда для наиболее трудных условий работы, т. е. по наибольшему диаметру; при наружном продольном и поперечном точении, при отрезке - по диаметру обрабатываемой поверхности, при внутреннем точении - по диаметру обработанной поверхности.
Глубина резания t - расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное перпендикулярно к последней; измеряется в миллиметрах. При наружном и внутреннем точении с продольной подачей t определяется как полуразность диаметров, т. е.
, D - d г = -2-
При отрезке детали, прорезке канавки глубина резания t равна ширине прорези.
Подача s - перемеш,ение резца в направлении движения подачи. Различают подачу на один оборот детали (s), измеряемую в мм/об, и подачу минутную (Sj,,), измеряемую вмм/мин; Sj,, = sn мм/мин.
§ 2. ЭЛЕМЕНТЫ И ГЕОМЕТРИЯ СРЕЗАЕМОГО СЛОЯ
Различают сечение срезаемого слоя (среза) и сечение срезанного слоя (стружки). Сечение срезаемого слоя относится к слою металла, который должен быть срезан с заготовки. Сечение срезанного
Рис. И. Формы сечения среза:
о - при прямолинейной режущей кромке; 6 - при криволинейной кромке;
в - при ф = 90°
слоя представляет собой фактическое сечение стружки, деформированной в процессе отделения, в силу чего ширина и толщина стружки превышают ширину и толщину среза. Рассмотрим элементы срезаемого слоя.
Ширина срезаемого слоя b - расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями, измеренное вдоль режущей кромки по поверхности резания. При работе резцом с прямолинейной режущей кромкой поперечное сечение среза имеет форму параллелограмма ABDE и ширина среза равна стороне АВ. Если резец имеет криволинейную кромку, то сечение среза имеет форму запятой, а ширина среза равна криволинейному следу АВ (рис. 11,6).
Толщина срезаемого слоя а (рис. И, а) - расстояние между смежными положениями поверхности резания, измеряемое в основной плоскости, перпендикулярно режущей кромке. При работе резцом с прямолинейной режущей кромкой и = 0° толщина среза вдоль кромки постоянная, а с криволинейной кромкой - переменная и уменьшается с приближением к вершине резца (рис. 11, б). Ширина среза b зависит от глубины резания t и угла ф, а толщина среза а - от подачи s и также угла ф. Для резцов с прямолинейной режущей кромкой и X = 0° зависимость между ними следующая (рис. И, а):
b = -- мм; а = S sin ф мм. sm ф
Видно, что при постоянных / и S с увеличением угла ф ширина среза уменьшается, а толщина среза увеличивается. При ф = 90° b = t к а = S (рис. 11, в). Во всех остальных случаях, когда ф <; •<90°, 6 > / и а <; S. Изменяя величины , s и ф, можно получить срезаемый слой (и стружку) различной толщины и ширины.
Значения t и s можно назвать технологическими размерами среза. Ими пользуются для установки режима работы станка, но они не дают представления о физической сущности процесса резания. Для объяснения физических явлений процесса резания следует сечение среза характеризовать его шириной и толщиной, так как от них зависят степень деформации стружки, тепловая напряженность режущей кромки и другие физические процессы.
В зависимости от отношения t к s (или b к а) различают срезы (и стружки): прямые - при t s (Ь > а), обратные - при t <Cs {Ь <а) и равнобокие - при t = s (Ь = а).
Площадь сечения среза (при К = 0°) определяется по формуле
F = ts = Ьа мм, где F = Ff,+ Fs (рис. 11, а).
Как видно, площадь среза независимо от его формы постоянна при равных t W. S. С изменением угла ф изменяются только Ь к а. Следовательно, и для резца с криволинейной кромкой F = ts.
Площадь среза ABDE {F) - площадь номинального (расчетного) сечения среза (рис. 11). Действительная площадь среза ACDE {Fg) меньше номинального на величину площади гребешка CBD X X (f о), остающегося на обработанной поверхности. Форма и вы-
0 1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129