книги / Обработка резанием с вибрациями книга

вибрациями в тангенциальном направлении возможна

во всем диапазоне ù---, кроме значений, близких к еди-

*>окр

нице, когда имеет место нестационарный переходный процесс к прерывистому резанию.

П р е р ы в и с т о е р е з а н и е с тангенциальными вибрациями наступает при соотношении векторов скоро-

при соотношении режимов вибраций и резания 120fAt>nd. Это условие перехода на процесс прерыви­ стого резания не зависит от полученного выше (2.11)

другого условия, исходящего из изменения сечения уре­ заемого слоя:

Процесс прерывистого резания, осуществляемый за счет изменения скоростей (Ая> 1) за один период коле­

баний, складывается го двух участков — резания и от­ дыха. При любых режимах резания и вибраций отрыв инструмента наступает в момент, когда скорость движе­ ния инструмента относительно обрабатываемой детали равна нулю, т. е. v„t —0^ = 0. .Следовательно, выход

инструмента из обрабатываемого материала при атом виде обработки всегда происходит при скорости реза­ ния, равной нулю. Напротив, скорости резания при вхо­ де инструмента в обрабатываемый материал могут быть различными; величина их зависит от соотношения &«=*

= . Это видно из построений рис. 14, где приняты

VOKp

следующие обозначения: часть цикла колебаний, в ко­ торой происходит процесс резания, выделен двойной линией и часть цикла перерыва— одинарной; горизон­ тальными линиями со штриховкой показаны границы срезаемого элемента за один цикл.

Из рассмотрения рис. 14, о видно, что при kvt близ­

ком к единице, инструмент входит в обрабатываемый материал <с малой скоростью; при этом время перерыва в резании мало; за каждый цикл колебаний инструмент

проходит относительно большой путь Az в обрабатывае­ мом материале. Увеличение kv до определенного преде­

ла приводит к повышению скорости входа инструмента, дальнейший рост kv снижает эту величину. Однако с повышением kv непрерывно увеличивается время отдыха

инструмента и уменьшается путь в обрабатываемом ма­ териале Az. При построениях, приведенных на рис. 14, соотношение AvefvoKP увеличивается за счет снижения окружной скорости. 1 vgKP при постоянной величине

До в= const Следует отметить в связи с этим, что при постоянной окружной скорости вращения обрабатывае­ мой детали v0Kp увеличение, например, скорости вибра­

ций, несмотря на изменение соотношения времени реза­ ния и отдыха, не будет приводить к повышению произ­ водительности обработки; она будет неизменной, так как A z= v&p.T. В этом случае период колебаний, а сле­

довательно, и время срезания более короткого участка срезаемого элемента будут также меньше. Это приво­ дит к росту удельного веса явлений врезания и выхода инструмента.

Рассмотрим уравнение движения инструмента отно­ сительно равномерно вращающейся обрабатываемой де­ тали; при этом инструмент колеблется в тангенциальном направлении г=Л* sin w#. Тогда уравнение относитель­ ного движения инструмента и текущее значение скоро­ сти будут

2 = + A*sinw*;

г — о0*р + Л,ю cos ad— vOKp+ Avecos at.

Определим положение точки выхода инструмента из обрабатываемого материала; оно будет при z = 0, т. е.

в момент времени

I( VOKp \

^= “ a r c c o s j ^ - ^ - J »

Это выражение определяет положение точки выхода инструмента. Длина пути инструмента, на котором про­ исходит процесс резания за один период колебаний.

уравнения и построений рис. 14 типовые случаи обработ­

основном определяет равномерное вращательное движе­ ние детали, поэтому в уравнении (2.63) в первом при­ ближении можно пренебречь его отклонениями, обуслов­ ленными вибрационным движением, т. е.

эффициент, определяющий относительное время резания

за один период колебаний инструмента, ftp— ifbt- *в- , будет близок к единице.

Рассмотрим второй случай — определим условия об­

Это выражение достаточно точное, так как ВС не­ много меньше Аг, но и BD также немного меньше

Следовательно, отношения режимов резания и вибра­ ций, обеспечивающие при тангенциальных вибрациях процесс резания с максимальной скоростью врезания инструмента в обрабатываемый материал, будут

Скорость врезания инструмента в обрабатываемый материал в этом случае

= v ^ + До, = vwp + 0t\2n[Az,

а время резания инструмента

сек,

2d» 4f

т. е. коэффициент, определяющий относительное время резания, равен ftp=0,28.

В третьем случае, когда скорость вибраций много больше окружной скорости вращения детали, характер движения инструмента в основном определяется его ко­ лебательным движением (рис. 14, в). В этом случае в

уравнении (2.63) можно пренебречь членами, определя­ ющими равномерное движение, т е.

*>ок/?ел ~ Vatjvbut “

при этом sin Ы^ых “ 0.

Скорость входа инструмента в обрабатываемый ма­ териал

°*х** «W + / ОЛЗл^ДяО^— vlKp—

- < w ( l + 2 « |/rТ ^ - 1

Коэффициент kp, определяющий относительное вре­

мя резания, в этом случае

так как время резания за один период колебаний

Рабочие углы инструмента при прерывистом резании с тангенциальными вибрациями также определяются колебаниями положения вектора скорости резания, од­ нако диапазон их изменения резко расширяется за счет изменения направления вектора скорости резания с виб­ рациями vp в относительно направления оси OZ (см.

рис. 13). При непрерывном резании этого нет, вследст­ вие чего всегда р*>Дрв. Текущее значение рабочего заднего угла

^Изменение минимально необходимого заднего угла заточки, исключающего затирание по задней поверхно* сти, по времени определяется уравнением

°OKp

(2.67)

1 -J-AtfCOsW '

Из выражения (2.67) видно, что за один период ко­ лебаний минимально необходимый задний угол изме­ няется в очень больших пределах (>9Cf) в зависимо­ сти от фазы вибрационного движения инструмента Оно обусловлено колебаниями положения вектора ско­ рости резания в пределах угла Из построения на

тиравием. Определим для данной заточки инструмента (а= const) время начала затирания — t#, 3 по задней

поверхности:

При прерывистом резании с тангенциальными вибра­ циями резко расширяется диапазон изменения рабочих передних углов. Это обусловлено изменением направле­ ния вектора скорости резания относительно оси OZ, т. е.

его переходом за каждый период колебаний через след основной плоскости ОП в сечении NN\ это изменение

характеризуется пределами колебаний положения век­ тора скорости. Последние определяются углом, анало­ гичным минимальному заднему углу а”4*0. В этом случае значение у111111 характеризует минимальный рабочий пе­

редний угол при данной фазе колебаний <аг, т. е. у™1" — =Yt—Yî в0 всех случаях он определяет угол отклонения

вектора скорости резания от следа основной плоско­ сти ON.

При прерывистом резании с тангенциальными вибра­ циями также не используется весь диапазон изменения рабочих передних углов. В этом случае выход инстру­ мента всегда происходит с очень большим передним уг­ лом, равным Увы*=90°+у, рабочие передние углы при