книги / Обработка резанием с вибрациями книга

резании с вибрациями в осевом направлении изменение заднего угла (см. рис. 9)

а, = а — р + Аре sin wt = а — arctg-Ра^~ °?дs*n- град.

°окр

(2.35)

При непрерывном процессе резания с вибрациями \vea sinW| < |usa| и в этом случае даже при отрица­

тельных значениях синуса затирания инструмента по задней поверхности не будет, т. е. всегда текущее зна­ чение заднего угла при вибрационном движении будет меньше угла заточки, т. е. at< « . При прерывистом про­ цессе резания с вибрациями на части периода колеба­ ний |ueos'mtof|>|ü*o), при этом значения синуса отри­ цательны. Это вызывает периодическое затирание инст­ румента по задней поверхности, так как рабочий угол, обусловленный процессом резания с (вибрациями, пе­ риодически становится больше угла заточки. В общем случае текущее значение рабочего заднего угла при резании с вибрациями

атш исключающий при резании с вибрациями затира­ ние инструмента по задней поверхности, находится из

Для известных режимов вибраций f,Ах и угла за­ точки инструмента а минимальное значение рабочего заднего угла

Это выражение определяет характер взаимодейст­ вия по задней поверхности; если оно положительно, то затирания по задней поверхности инструмента в про­ цессе резания с вибрациями не будет; напротив, оно будет иметь место, если а“ ,п<0.

Для данной геометрии заточки инструмента можно определить предельные режимы вибрационного движе­ ния, не приводящие в процессе резания к затиранию инструмента по .задней поверхности. Это будет, когда <х“ 1п = 0, т. е. при режимах вибраций

Первый член этого уравнения определяет ограниче­ ние режимов колебаний, обусловленное вибрационным движением, второй— движением подачи. Обычно вто­ рой член мал, и им можно пренебречь. Например, в на­ ших экспериментах при точении с вибрациями в осевом направлении заготовок диаметром 60 мм на режимах резания ор=100 м/мин, я =530 об/мин, So=0,3 мм!мин, S*o4 = 160 мм/мин и вибраций /= 5 0 гц, А*=0,5 мм

твердосплавными резцами из ВК8 (ct=10°, <р=60°) имеем крайне малое значение -кинемэтического угла, обусловленного движением подачи, jis= 0 o40/; при этом кинематический угол, обусловленный вибрационным

движением, достаточно велик и равен Дрв=5°. Сниже­ ние скорости резания до 50 м/мин (я=265 об/мин) дало

еще большее значение этого угла А|а„ =8,2°.

Предельные режимы вибрационного движения в осе­ вом направлении будут /Л*И1а1=55 мм/сек (т. е. для

амплитуды колебаний, принятой в экспериментах, Л*=0,5 мм), максимальная частота вибраций ПО гц.

При точении с ультразвуковыми колебаниями в осевом направлении, т. е. при /= 2 0 /сгц, максимально допусти­

При вибрационном сверлении отверстий диаметром 1,5 мм, исследованном в наших экспериментах, на ре­

2Ак=0,015 мм, /=200 гц кинематический угол, обуслов­

ленный вибрационным движением, Дрв =2,5°. Предель­ ные режимы вибраций в осевом направлении, исклю­

В этом случае возможность затирания по вспомога­ тельной задней поверхности будет, если oeei> o Wi, при этом

«» — (Дрм— |4s)“ 0-

Во избежание этого минимальный вспомогательный задний угол должен быть при afyn =0, т. е.

Этим выражением следует пользоваться для выбора угла заточки ai при заданных режимах резания с виб­ рациями. Иногда необходимо при заданной заточке инструмента ai, <pi и режимах резания v, S 0 определить

предельные режимы вибраций:

Из сравнения формул (2.39), (2.44) видно, что воз­ можность затирания по вспомогательной задней поверх­ ности при использовании инструментов со стандартными углами заточки меньше, чем по главной задней поверх­ ности. В этом случае, как и для главной режущей кромки, второй член, определяющий влияние движения подачи, также мал. Например, в наших экспериментах по точению с вибрациями в осевом направлении заго­ товок на приведенных выше режимах резания и вибра­ ций при 0=7°, ф=10° кинематический угол, обусловлен­ ный вибрационным движением Дри , очень мал. Пре­ дельные режимы вибраций <М*)тах“ 187 мм/сек. При

сверлении вследствие наличия калибрующей ленточки, имеющей ai*=0, возникновение вибраций будет привод

пёриферии режущей кромки колебались в пределах ±2,5°. Проведенный выше анализ основных элементов срезаемого слоя, режимов резания и вибраций, измене­ ния рабочих углов на главной и вспомогательной режу­ щих кромках относительно углов заточки позволяет установить условия обработки для типовых процессов резания с вибрациями в осевом направлении (табл. 1).

Из табл. 1 видно, что изменение угла сдвига фаз двух смежных проходов i приводит к различным усло­

виям резания при снятии основного объема материала срезаемого слоя, определяемого максимальной толщи­ ной среза. При непрерывном резании наиболее благо­ приятные условия «меют место при i—1/4, когда рабо­

точки, исключающий затирание по задней поверхности. В таблице не приведены условия резания при удалении срезаемого слоя минимальной толщины, они будут про­ тивоположны условиям срезания максимальной тол­ щины срезаемого слоя. При снятии слоя малой толщины наибольшее влияние на износ, определяемый действую­ щими усилиями резания и температурой, оказывают условия трения на задней поверхности; при t=1/4 они также будут более благоприятными вследствие боль­ ших задних углов.

При прерывистом резании условия снятия основного объема срезаемого слоя будут теми же, что и при не­ прерывном резании, т. е. оптимальные условия будут ' иметь место при i —1/4. Условия врезания в этом слу­ чае также хорошие, что обусловлено меньшими скоро­ стями врезания и большими задними углами. Выход инструмента в этих условиях происходит плавно с уменьшением толщины срезаемого слоя до нуля при относительно меньших скоростях резания и больших задних углах.

КИНЕМАТИКА ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ И РАБОЧИЕ УГЛЫ ИНСТРУМЕНТА ПРИ ОБРАБОТКЕ £ ВИБРАЦИЯМИ К РАДИАЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ

Отличительной особенностью процесса резания с вибрациями в радиальном направлении является повы­ шенная нагрузка на вспомогательную режущую кром­ ку и вершину инструмента. Кроме того, перемещения

инструмента в радиальном направлении, обусловлен­ ные вибрационным движением (рис. 10), непосред­ ственно фиксируются на обработанной поверхности детали, ухудшая ее чистоту. Резание с вибрациями в радиальном направлении приводит одновременно к из­ менению по времени и величине глубины резания U и толщины среза в направлении подачи st в отличие от

вибраций в осевом направлении, где изменяется только подача. При этом глубина резания и подача изменяются

вфазе с вибрационным перемещением:

tt -■= t + Avcos (at мм; st = So-f-(/4yctg<p)cos(i)/ мм. (2.46)

Эти изменения tt и st приводят при этом виде вибра­

ций к большим колебаниям площади поперечного сече­ ния срезаемого слоя по сравнению с обычным резанием (□ЛЕСЕ). В этом случае величины а и Ь будут пере­

менными и изменяются однофазно. Переменные состав­ ляющие их на данном вибрационном проходе инстру­

мента

Ла» = /4ycosq>; Ab'e =

Продольное сечение срезаемого слоя при резании с вибрациями в радиальном направлении также не будет иметь прямоугольной формы за счет переменной толщины срезаемого слоя. Толщина среза at изменяется в фазе с вибрационным перемещением инструмента — у,

т. е. так же, как и при резании с осевыми вибрациями. Поэтому при анализе элементов продольного сечения срезаемого слоя будут верны все рассмотренные выше зависимости.

Процесс резания с вибрациями в радиальном на­ правлении на главной режущей кромке отличается от процесса резания с вибрациями в осевом направлении наличием дополнительной составляющей силы резания, обусловленной переменной шириной срезаемого слоя. Эта составляющая не зависит от следа предыдущего прохода, поэтому совпадает по фазе с перемещением вибрирующего инструмента (см. рис. 3,6). Таким обра­ зом, суммарная сила, обусловленная процессом резания на главной режущей кромке при перемещении вибри­