Движэения для осуществления процесса резания . Элементы режима резания и геометрия срезаемого слоя.

В машиностроении большинство деталей получают окончательные формы и размеры в результате механической обработки заготовки резанием.

Процесс обработки резанием осуществляется последовательным удалением режущим инструментом тонких слоев материала в виде стружки с поверхностей заготовки до получения необходимой формы и размеров детали.

Основным элементом режущего инструмента, которым производится отделение стружки от заготовки, является клин, заостренный под углом β (рис. 1).

Рис. 1. Работа режущего инструмента:

а — клина, б — резца; 1 — стружка, 2 — резец, 3 — заготовка, 4 — толщина снимаемого слоя материала; P — сила, действующая при работе резца и клина; β — угол заострения

На токарно-револьверном станке образование стружки происходит при перемещении инструмента относительно вращающейся заготовки.

Вращательное движение заготовки называетсяглавным, а поступательное движение режущего инструмента — движением подачи.

При обработке детали различают также вспомогательные движения, которые обеспечивают транспортирование и закрепление заготовки на станке, включение, изменение скоростей станка и др.

Для обработки заготовки необходимо установить наиболее рациональные режимы резания, т. е. скорость резания, величину подачи, глубину резания.

Скоростью резания называется длина пути режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности заготовки в единицу времени (например, м/мин) и обозначается буквой v.

Подачей называется величина перемещения режущей кромки инструмента за один оборот заготовки. Подача измеряется в миллиметрах на один оборот детали (мм/об) и обозначается буквой s.

Подача может быть продольной и поперечной.

Подача называется продольной, если инструмент перемещается параллельно оси вращения детали, и поперечной, если инструмент перемещается перпендикулярно этой оси (рис. 2).

Рис. 2. Основные поверхности обрабатываемой заготовки и основные движения, осуществляющие процесс резания

Глубиной резания называется величина снимаемого слоя металла, измеренная по перпендикуляру к обработанной поверхности детали. Глубина резания измеряется в мм и обозначается буквой t.

У обрабатываемой детали различают следующие поверхности:

обрабатываемая — поверхность, с которой снимают стружку;

обработанная — поверхность, полученная после снятия стружки;

поверхность резания — поверхность, переходная между обрабатываемой и обработанной поверхностями, образованная режущим инструментом.

Стружка в процессе резания образовывается силой резания Р, преодолевающей сопротивление металла резанию.

Рис. 3. Силы, действующие на резец в процессе резания: 1 — резец, 2 — заготовка

Сила резания P (кгс) при обработке точением разлагается на три составляющие (рис. 3):

тангенциальную Pz, направленную вертикально вниз и определяющую мощность, потребляемую главным движением станка;

радиальную Рy, направленную вдоль поперечной подачи, она отжимает резец и учитывается при расчете прочности инструмента и устройства механизма поперечной подачи станка;

осевую Px, направленную вдоль продольной подачи, она стремится отжать резец в сторону револьверного суппорта и учитывается при определении величины допустимой нагрузки на резец и механизмы станка при продольной подаче.

Между тремя составляющими силы резания существует примерно следующее соотношение:

Рz: Рy: Рx = 1: (0,25... 0,5): (0,10... 0,25).

Сила резания Р в большинстве случаев примерно на 10% больше составляющей Рz. Это позволяет многие практические расчеты производить не по силе Р, а по силе Рz.

элементам режима резания относятся: скорость – V (м/мин), подача – S₀ (мм/об), глубина резания – t (мм), основное технологическое время Т (мин).

Скорость резания – перемещение обрабатываемой поверхности заготовки в единицу времени относительно режущей кромки инструмента.

(1)

где n – частота вращения (об/мин).

Подача – величина перемещения режущей кромки резца (РИ) в направлении движения подачи. Рассматривают подачу на оборот Sо, мм/об – перемещение РИ в направлении движения подачи за один оборот заготовки; минутную подачу Sмин или скорость движения подачи V - перемещение РИ в направлении движения подачи за одну минуту.

S_мин = S₀n. (2)

Глубина резания – величина слоя материала снимаемого за один проход инструмента, рассматриваемого как расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями.

. (3)

Основное технологическое время – время затрачиваемое непосредственно на процесс снятия стружки.

, (4)

где l – длина обработанной поверхности, мм; у - величина врезания инструмента, мм; D - величина перебега инструмента, мм.

Рис. 2. Схема рабочего хода токарного резца

В результате перемещения резца вдоль заготовки в процессе резания можно рассматривать сечение срезаемого слоя, получаемого при смещении резца на величину подачи.

Рис. 3. Геометрические параметры срезаемого слоя при токарной обработке

Геометрические параметры срезаемого слоя:

- b– ширина срезаемого слоя – расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями измеренное вдоль главной режущей кромки:

- a – толщина срезаемого слоя – расстояние между двумя последовательными положениями поверхности резания: a=S×sinj;

- F – площадь срезаемого слоя: F=St=ab.

При изучении процесса резания рассматривают номинальную площадь срезаемого слоя АВДК, действительную – АЕDК и остаточную – АВЕ. По остаточной площади АВЕ можно приближенно судить о шероховатости обработанной поверхности (рис. 4). На рис. 4 высота остаточного гребешка h – высота микронеровностей.

Рис. 4. Схема расчета шероховатости обработанной поверхности