Элементы режима резания и срезаемого слоя

Главное движение резания и движение подачи

 

Одно из движений сообщаемых инструменту или детали называют главным движением резания, а другое – движением подачи.

Главным движением резания называют прямолинейное поступательное или вращательное движение заготовки или режущего инструмента, происходящее с наибольшей скоростью в процессе резания – Dr.

Движение подачи Ds – называется прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего инструмента или заготовки, скорость которого меньше скорости главного движения резания.

Ps – рабочая плоскость – плоскость, в которой расположены направления скоростей главного движения и движения подачи.

Ve – скорость резания - скорость точек режущего лезвия относительно поверхности резания.

Sо – перемещение режущего инструмента в движении подачи за один оборот заготовки.

V – скорость главного движения

Ve = V+Vs скорость результирующего движения

П – угол скорости резания – угол в рабочей плоскости между направлениями скоростей результирующего движения резания и главного движения.

М – угол подачи.

в – длина срезаемого слоя, образованная поверхностью резания

а – длина нормали к поверхности резания, проведенной через рассматриваемую точку режущей кромки, ограниченная сечением срезаемого слоя.

S = ab = tS

 

Геометрические параметры режущей части инструмента

 

Три системы координат:

1 Инструментальная система координат ИСК – ориентирована относительно установочных баз.

2 Статическая система координат ССК

3 Кинематическая система координат КСК

В справочниках даются в ИСК

ССК – не учитывает движение подачи, а учитывает изменение у – в, связанные с установкой.

ИСК – учитывает изменение у – в связанных с установкой и движением подачи и скорости

ИСК имеет три плоскости.

Pv – основная плоскость – плоскость перпендикулярна к вектору скорости резания

Pn – плоскость резания – плоскость перпендикулярна Pv и проходит через режущую кромку

Pt – главная секущая плоскость – плоскость перпендикулярна Pv и Pn

Pn, Pv, Pt взаимно перпендикулярны и образуют ИСК.

 

Установочная база

 

Начало ИСК в точке О. Для ИСК за скорость резания условно принимается скорость перпендикулярная установочной базе.

Главные углы резца измеряются в главной секущей плоскости. Lu + Bu + Yu=90

3.4 Углы в плане

 

Ps – рабочая плоскость

Чu – угол в плане, угол в основной плоскости между Ps и Pn

Ч΄u – вспомогательный угол в плане

Еu – угол при вершине

Чu + Еu + Ч΄u = 180

Lu – угол наклона режущей кромки измеряется в плоскости резания между режущей кромкой и основной плоскостью.

Взаимосвязь ССК, КСК с ИСК на примере работы отрезного резца

О – линии центров станка, резец установлен с погрешностью.

ИСК не зависит от установки резца относительно линии центров станка.

Yc = Yu + b; Lc = Lu – b; sin b =2h /Dx

Угол b зависит от диаметра обработки, а следовательно и будет меняться.

Yk = Yc + п = Yk+b+п; Lk=Lc-п=Lu-b-п; п – эта; M – мю

Пример: h = 1 мм; D = 100мм; b = 1⁰ 09΄

Роль углов резца

 

Передний угол резца Y – определяет положение передней поверхности относительно направления движения инструмента. Он влияет на форму и размер зоны стружкообразования, на тепловой режим в зоне резания и связанный с ним износ инструмента. Передний угол существенно влияет на прочность режущего клина инструмента.

Главный задний угол L – обеспечивает благоприятные условия перемещения главной задней поверхности инструмента относительно поверхности резания. Весь инструмент может работать с любым по величине и знаку передним углом, то свободу относительного перемещения инструмента определяет положительный задний угол. Задний угол мало влияет на процесс стружкообразования и на контактные процессы на передней поверхности. Но от него зависят контактные процессы на задней поверхности. С изменением величины заднего угла изменяется величина или действующих на задней поверхности инструмента, размеры контактной площадки и интенсивность износа задней поверхности. Задний угол оказывает влияние на прочность режущего клина инструмента.

Вспомогательный задний угол L΄- обеспечивает благоприятные условия работы вспомогательной режущей кромки.

Главный угол в плане Ч – влияет на соотношение между шириной и толщиной срезаемого слоя. Он определяет положение вектора силы резания в пространстве.

Вспомогательный угол в плане Ч ΄ - обеспечивает благоприятные условия работы вспомогательной режущей кромки.

Угол наклона главной режущей кромки J на процесс резания влияет своеобразно. Он определяет положение передней поверхности в пространстве и в большей степени определяет направление схода стружки по передней поверхности. От выбора величины и знака угла наклона режущей кромки зависит направление транспортирования стружки.

При положительном знаке угла наклона режущей кромки стружка перемещается в сторону обработанной поверхности. При отрицательном знаке угла наклона режущей кромки стружка перемещается в сторону обрабатываемой поверхности. При чистовой обработке стружка может испортить обработанную поверхность. Величина и знак угла наклона режущей кромки оказывает большое влияние на условие врезания режущей кромки в обрабатываемый материал при прерывистом резании.

При отрицательном знаке угла J точкой первоначального контакта является вершина резца. При положительном знаке угла J точка первоначального контакта отодвигается от вершины инструмента, что уменьшает опасность механического повреждения. Чем больше положительная величина угла J,тем дольше будет находиться точка первоначального контакта от вершины резца. Самая уязвимая точка режущей кромки – вершина инструмента. При работе с ударными нагрузками принимают положительное значение угла J. Это используют при конструировании торцовых фрез. Кроме того, с возрастанием угла увеличивается плавность врезания режущей кромки в заготовку.

3.6 Факторы, влияющие на изменение углов в плане.

Кинематические углы в плане зависят от положения в пространстве вектора скорости движения подачи.

а) от установки резца относительно линии центров станка (т. е. Когда боковая поверхность резца не перпендикулярна к вектору подачи.)

 

Чр = Ч – М Чр = Ч + М

Ч΄р = Ч΄+ М Ч΄р = Ч΄ - М

 

Таким образом, неточность установки резца непосредственно влияет на величину кинематических углов в плане.

б) от изменения положения вектора движения подачи в процессе обработки (это наблюдается при обработке сложных поверхностей с помощью гидрополировального суппорта) Вектор подачи направлен по касательной к обработанной поверхности.

 

 

Обработка конического участка ведется с подачей, параллельной образующей, при обработке сферической поверхности подача направлена по касательной, т. е. Изменяет свое положение в каждой точке поверхности. При обработке цилиндрического участка подача параллельна оси вращения заготовки.

Угол спада стружки.

 

Вектор скорости движения стружки не лежит в секущей плоскости, а наклоняется под некоторым углом, который называется углом схода стружки.

Углом схода стружки t называется угол между вектором скорости движения стружки и нормали к главной режущей кромке.

Он измеряется в плоскости схода стружки, которая проходит через скорость схода стружки Vстр и вектор скорости резания. Величина угла t зависит от угла наклона режущей кромки L. По данным Г.И. Грановского t = L.

 

при t = L.

 

Где Yt – передний угол в плоскости схода стружки

Y_Np – кинематический передний угол в главной секущей плоскости