книги / Резание материалов

лу контакта /2 acp = Sz · sin( /2) = Sz(t/D)1/2. Для прямозубой фрезы b = В, для цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями b является переменной величиной. Для торцовых фрез b = t / sin · cos , где t – глубина фрезерования, – угол в плане, – угол наклона режущей кромки.

В

А

С

Рис. 39. Расчетная схема для определения толщины срезаемого слоя при фрезеровании

Произведение глубины резания на подачу или ширины среза на его толщину дает номинальную, или расчетную, площадь среза (f, мм2), при резании одной режущей кромкой f = tS = ab.

При резании одновременно двумя и более режущими кромками действительная площадь среза отличается от номинальной на площадь гребешков, остающихся на обработанной поверхности из-за наличия углов в плане и закругления вершины лезвия. Отличия эти незначительны, и ими для практических расчетов можно пренебречь.

Площадь поперечного сечения среза, снимаемая одним зубом цилиндрической фрезы с прямыми зубьями, f = Ва. Она изменяется, как и толщина среза, от нуля до максимума:

fmax = Bamax = BSz · sin = 2BSz(t/D – t2/D2)1/2.

62

Рис. 42. Схема продольного точения заготовки для расчета основного времени резания поверхности l

Длина врезания зависит от геометрии инструмента и его конструктивных особенностей: при точении l1 = t · ctg + (0,5...2) мм; при сверлении l1 = (D/2 · tg ) + (0,5…2) мм; при фрезеровании цилиндрической фрезой l1 = [t(D – t)]1/2 + (0,5...2) мм; при симметричном фрезеровании торцовойфрезойl1 = 0,5[D – (D2 – B2)1/2] + (0,5...2) мм.

Значение 0,5...2 мм принимается для обеспечения свободного подхода инструмента к обрабатываемой поверхности.

Перебег при работе на проход составляет 1...5 мм в зависимости от размеров обработки.

При продольном точении в упор и при подрезке торца в упор перебег равен нулю (рис. 43), т.е. l2 = lпер = 0.

Рис. 43. Схема продольного точения заготовки (а) и подрезки торца (б) в упор для расчета основного времени резания поверхности l

Формулы для расчета to применительно к различным процессам обработки приводятся в справочной литературе.

65

Контрольные вопросы и задания

1.Дайте определение кинематическим элементам и характеристикам резания при точении.

2.Что называется поверхностью резания, обрабатываемой

иобработанной поверхностями?

3.Покажите на конкретном примере конструкцию и части токарного резца.

4.Дайте определение статической, инструментальной и кинематической системам координат.

5.Покажите схематично координатные плоскости в статической системе координат.

6.Как установка резца влияет на величины переднего, заднего углов и углов в основной плоскости?

7.Дайте определение элементам режима резания при точении, сверлении, фрезеровании: скорости резания, подаче, глубине резания, ширине фрезерования.

8.Дайте определение элементам и характеристикам срезаемого слоя при точении, сверлении, фрезеровании; сечению, его формам и размерам. Что такое остаточное сечение при указанных видах обработки?

9.Каковы особенности классификации резания по признакам: свободное и несвободное, прямоугольное и косоугольное, однолезвийное и многолезвийное, непрерывное и прерывистое?

66

всех точек тела в направлении, параллельном только одной оси, на расстояние, пропорциональное расстоянию точки тела от этой оси в направлении второй оси. В результате простого сдвига квадрат ABCD превращается в равновеликий параллелограмм с теми же размерамиоснованияи высоты, что иу исходного квадрата.

б

Рис. 44. Схемы деформации чистого (а) и простого (б) сдвигов

Первые два вида (растяжение и сжатие) относятся к объемному деформированному состоянию, а третий (сдвиг) – к плоскому деформированному состоянию.

Частица срезаемого слоя, находящаяся далеко от режущего инструмента, свободна от напряжений и движется по направлению к инструменту с постоянной скоростью. По мере приближения к режущему инструменту напряжения в рассматриваемой частице возрастают, и, когда они превзойдут предел упругости обрабатываемого материала, частица получает пластическое смещение и изменяет направление своего движения. Эти изменения происходят за время пребывания частицы в некоторой переходной пластически деформированной зоне (рис. 45).

68

Рис. 45. Схема деформации частиц обрабатываемого материала в процессе резания (а) и образования поверхностей сдвига в переходной зоне стружкообразования (б) (β1 – угол сдвига; θ – угол текстуры стружки; Vрез – скорость резания; ON, OM – поверхности скалывания)

Поскольку в результате отделения слоя металла толщиной а и превращения его в стружку часть единого тела движется параллельно передней поверхности лезвия инструмента, а оставшаяся часть продолжает движение в прежнем направлении, то в точке, соответствующей сопряжению передней и задней поверхностей инструмента, под углом 1 к направлению движения, называемого углом сдвига, произойдет разделение тела на стружку и обрабатываемую деталь.

Представим переходную пластически деформируемую зону

ввиде параллелограмма ABCD (см. рис. 46, а), а линии скольжения

вней примем за прямые. Обозначим толщину этой зоны через х, а ее сдвиг через s. Значение s соответствует расстоянию (см. рис. 46, б), на которое сдвинулась верхняя сторона квадрата относительно нижней, и называется абсолютным сдвигом. В теории пластических деформаций для характеристики интенсивности сдвига пользуются величиной е, называемой относительным сдвигом. Он равен

отношению абсолютного сдвига s к толщине слоя AJC, претерпевшего этот сдвиг, т.е. е= s/ x. Геометрически еравен тангенсу угла наклонастороныквадратакосиz, т.е. е= tg (см. рис. 46, б).

Элемент срезаемого слоя ABCD под действием режущего клина инструмента деформируется и принимает форму параллелограмма EBCN. В треугольнике CDN (см. рис. 46, б)

69

МС х; СМD 90 ; KNC ; NDC ;

NM

СD

Е

В А

а

N

M

K

б

Рис. 46. Схема определения относительного сдвига в процессе резания

Анализ формулы показывает, что для определения относительного сдвига при определенном угле необходимо знать угол сдвига. Его можно определить по длине стружки. При перемещении инструмента на l длина стружки будет lc. Из АВЕ (см. рис. 46, а) следует:

Отношение l/ lc = Kl получило название коэффициента усадки или укорочения стружки:

70