Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту3

v _ p

lv .

Рис. 2. Элементы движения в процессе резания:

скорости движения подачи

Рис. 3. Поверхности, образуемые режущей кромкой лезвия, в про­ цессе резания:

а, б — обтачивание; в, г — сверление; д, е — фрезерование периферийное; R — поверхность резания; R r — поверхность главного движения

кромкой в результирующем движении резания, назы­ вается поверхностью резания R , а поверхность, образуе­ мая режущей кромкой в главном движении резания,

поверхностью главного движения Rr.

Элементы срезаемого слоя материала и стружки. Слой материала, срезанный за один цикл главного движения резания, характеризуется сечением слоя, его толщиной а, шириной Ъ и площадью f = ab (рис. 4). Отношения тол­ щины стружки к толщине срезаемого слоя называют

коэффициентом утолщения стружки Ка>ширины стружки к ширине срезаемого слоя — коэффициентом уширения стружки Къ и длины срезаемого слоя к длине стружки —

коэффициентом укорочения стружки Ki.

Углы и элементы лезвия. Для определения числовых значений угловых параметров элементов лезвия исполь­ зуют прямоугольную систему координат, в которой три взаимно перпендикулярные координатные плоскости об­ разуют три взаимно перпендикулярные координатные оси, пересекающиеся в начале координат, которые совме­ щают с рассматриваемой точкой режущей кромки, чаще

ь г

Рис. 4. Сечение слоя, срезаемого в процессе резания:

с вершиной лезвия. Координатные оси ориентируют либо относительно конструкторских установочных базовых эле­ ментов режущего инструмента (инструментальная си­ стема координат ИСК), либо относительно вектора ско­ рости главного движения резания (статическая система координат ССК), либо относительно вектора скорости результирующего движения резания (кинематическая си­ стема координат КСК).

При изготовлении и контроле инструмента линейные и угловые параметры целесообразно применять в инстру­ ментальной системе координат и в обозначениях пара­ метров дополнительно использовать индекс «и», например,

«и. 7и. Ри и т. д.

После установки режущего инструмента на станок целесообразно, пользоваться статической системой коор­ динат, которая позволяет производить приближенный расчет углов лезвия в процессе резания. В этом случае

вобозначениях параметров используют индекс «с», на­ пример, а с, ус, р0 и т. д.

При детальном анализе параметров элементов лезвия

впроцессе резания, особенно при работе с большими по­ дачами, целесообразно пользоваться кинематической си­ стемой координат, а параметры лезвия отмечать индек­

сом «к», например, а к, рк и т. д.

Выбор системы координат зависит от поставленной цели.

В учебной, технической, справочной и методической литературе по технологии изготовления и проектирова­ нию режущего инструмента, изданной в последнее время, углы лезвия режущего инструмента предусматривают в статической системе координат (ССК), но для упроще­ ния записи и простановки на чертежах инструментов обозначают без дополнительных индексов, указывающих принятую систему координат.

На рис. 5 показаны координатные плоскости, углы лезвия и векторы скорости главного движения резания и движения подачи.

Координатные плоскости, применяемые для измерения или назначения числовых значений угловых параметров лезвия, проводятся через рассматриваемую точку режу­ щей кромки; так плоскость, перпендикулярная вектору скорости главного или результирующего движения в этой точке, называется основной плоскостью Р0 и обозна­ чается в различных системах координат соответственно Pvи, Pvс. PVK- Координатная плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпенди­ кулярная основной плоскости, называется плоскостью резания Рп и обозначается Рпа, Рпс, Рпк. Координатная плоскость, перпендикулярная линии пересечения основ­ ной плоскости и плоскости резания, называется главной секущей плоскостью Рх и обозначается в разных системах координат Рха, Рхс, Рхн. Плоскость, перпендикулярная

Рис. 5. Координатные плоскости, направле­ ние скорости главного движения* резания и подачи, углы и эле­ менты лезвия инстру­ мента при точении в статической (а) и ки­ нематической (б) систе­ мах координат

режущей кромке в рассматриваемой точке, называется

нормальной секущей плоскостью Рн. Плоскость, проходя­ щая через направление схода стружки и скорости реза­ ния, называется секущей плоскостью схода стружки.

Для обозначений углов лезвия используют соответ­ ствующие индексы, как это было указано выше. Передний угол в главной секущей, плоскости называют главным передним углом у, в нормальной секущей плоскости —

нормальным передним углом ун, в инструментальной, статической и кинематической системах координат — соответственно — инструментальным главным передним углом уи, статическим главным передним углом ус, ки­ нематическим главным передним углом ук, рабочим кине­ матическим передним углом ур (в секущей плоскости схода стружки). Такие же индексы используют для заднего

вплане стандартом не предусмотрены.

ВГОСТах не регламентированы и не упоминаются применяющиеся в настоящее время углы лезвийного режущего инструмента, образуемые на вспомогательной

мальной секущей плоскостью называют радиусом скруг- ления режущей кромки р, радиус кривизны вершины лез­ вия — радиусом вершины гв.

Сила резания. Равнодействующую сил, действующих на режущий инструмент при обработке резанием, назы­ вают силой резания Р . Составляющую силы резания, совпадающую по направлению со скоростью главного движения резания в вершине лезвия, называют главной составляющей силы резания Pz. Составляющую силы ре­ зания, параллельную оси главного вращательного дви­ жения резания, называют осевой составляющей силы ре­ зания Рх. Составляющую силы резания, направленную по радиусу главного вращательного движения резания в вершине лезвия, называют радиальной составляющей силы резания Ру.

ГОСТ 25751—83 устанавливает новые термины и опре­ деления надежности режущих инструментов, некоторые из которых приведены ниже.

Работоспособное состояние режущего инструмента —

состояние, при котором он способен выполнять обработку резанием при установленных режимах-резания, обраба­ тываемом материале, требуемых допусках, параметрах шероховатости, заданной производительности и других условиях.

Отказ режущего инструмента, внезапный отказ ре­ жущего инструмента, постепенный отказ режущего ин­ струмента характеризуются нарушением' работоспособ­ ного состояния инструмента хотя бы по одному из пара­ метров инструмента, требований или характеристик об­ работки, например, увеличением силы резания, темпе­ ратуры резания, уровня вибраций и др. Внезапный отказ инструмента, как правило, наступает вследствие его раз­ рушения. Постепенный отказ инструмента происходит после достижения постепенно изменяющегося значения хотя бы одного из его установленных параметров, требо­ ваний и характеристик критерия отказа. Стойкостной отказ режущего инструмента — постепенный отказ ин­ струмента, наступающий после достижения им критерия затупления. Точностной отказ режущего инструмента — постепенный отказ инструмента, наступающий, после до­ стижения предельно допустимого размера, формы, распо­ ложения обработанной поверхности или предела поля допуска.

Критерий отказа режущего инструмента опреде­ ляется в зависимости от требований к обработке при вы­ полнении конкретной технологической операцйи. Напри­ мер, на операциях предварительной обработки с невысо­ кими требованиями к шероховатости поверхности и точ­ ности размеров критериями отказа могут быть приняты предельно допустимые значения износа инструмента по задней поверхности лезвия. На. операциях окончательной обработки, где основными требованиями к обработке яв­ ляются допуски размеров, формы и расположения обра­ ботанных поверхностей, критерием отказа может быть принято их предельно допустимое значение. Критерий затупления режущего инструмента — частный случай кри­ терия отказа, характеризующийся значением износа ин­ струмента, преимущественно по задней поверхности лезвия. '

Наработка режущего инструмента, наработка между отказами режущего инструмента, наработка до отказа режущего инструмента выражаются объемом работы ин­