Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
среза на порядок увеличивает удельную силу резания в 2-4 раза (см. рис. 1.8 и рис. 2.9). Поэтому для уменьшения затрат мощности скорость поступательного перемещения заготовки следует выбирать соизмеримой или равной окружной скорости вращения фрезы, т.е. 0,5 < кс < 4. С уве-
54
КИНЕМАТИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СПОСОБОВ РЕЗАНИЯ
Рис. 3.3. Зависимости толщины среза а и удельной силы резания р от соотношения поступательной скорости vc заготовки и окружной vB инструмента:
сплошные линии - припуск 3 мм; штриховые линии - 1 мм; 1 - число режущих элементов z = 30; 2 - z = 300; 3 - z = 600
личением кс удельные силы резания уменьшаются (рис. 3.3), увеличивается коэффициент резания, уменьшается доля радиальной составляющей силы резания, а следовательно, и отжим заготовки. С другой стороны, кс> 5 нецелесообразно, так как толщина среза практически не увеличивается, а приращение объема среза происходит главным образом за счет увеличения длины контакта резца с заготовкой, что приводит к увеличению износа инструмента.
Исходя из этого перспективными являются способы механической обработки со скоростью подачи, близкой к окружной скорости заготовки, или с окружной скоростью инструмента, соизмеримой со скоростью подачи.
Комплексные способы резания при движениях заготовки и инструмента в перпендикулярных плоскостях. От соотношения скоростей взаимно - пер-
пендикулярных движений заготовки и инструмента зависит непрерывность контакта режущего лезвия. Рассмотрим особенности этой группы способов на примере вращения заготовки с частотой G)x и движения резца со скоростью vc параллельно оси цилиндрической заготовки (рис. 3.4, а).
Параметрические уравнения траектории движения режущего лезвия имеют вид
х = г0?стсотт ; у = r0cos(o)Ti); z = r0 sin (сотт). (3.11)
Анализ уравнений (3.11) показывает, что при vc = 0, Лст->0и;с = 0 траекторией является окружность с радиусом обработанной поверхности г0. При поступательной скорости резца (vc Ф 0) траекторией является винтовая линия. При незначительной поступательной скорости vc, т.е. vc « Vx = = O)xT0, происходит обычное продольное точение, при котором толщина срезаемого слоя а = пг0кст и ширина 6 = / cos ф.
СООТНОШЕНИЕ СКОРОСТЕЙ ГЛАВНЫХ ДВИЖЕНИЙ 55
Рис. 3.4. Схемы способов строгания цилиндрической поверхности неподвижным (а) и вращающимся (б, в) резцами
При соизмеримых значениях vc и vT процесс резания осуществляется со сходом стружки по передней и главной задней поверхности [A.c. 1136898 (СССР)]. В этом случае резание происходит в направлении результирующей скорости движения инструмента, т.е. в направлении винтовой траектории, и осуществляется по схеме токарного строгания или токарного протягивания. Для такого способа толщина среза равна глубине резания: а = /, а ширина среза b = /tgS (см. рис. 3.4, а).
Аналогичные условия имеют место при обработке вращающимся резцом с угловой скоростью сов в плоскости, перпендикулярной перемещению заготовки vc (рис. 3.4, б).
Траекторией движения вершины резца является винтовая линия на цилиндре радиусом, равным радиусу вращения резца. Шаг винтовой линии определяет ширину среза и зависит от скорости поступательного перемещения заготовки.
56
КИНЕМАТИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СПОСОБОВ РЕЗАНИЯ
Параметрические уравнения траектории определяются зависимостью (3.11) с заменой г0 на R. Глубина резания является переменной величиной, а ширина резания Ьтах равна ширине резца, если кс определяет шаг винтовой линии больше ширины резца.
При обработке плоской поверхности с vc « vB (кс « 1) параметры срезаемого слоя определяются как при строгании с переменной глубиной
резания a = R cos 1180° -0И |- R + t, где Эи - угол поворота резца, 0К -угол контакта, определяющий протяженность зоны резания вращающегося резца, 0К =2агсзіпд/2tlR-t2 IR2 .
Рассмотрим способ механической обработки, в котором траектория движения вершины резца является результирующей вращений заготовки сот и резца сов, векторы скоростей которых расположены во взаимно-перпендикулярных плоскостях (рис. 3.4, в). Ориентированную относительно главных осей траекторию можно представить как результат трех относительных движений резца и заготовки: вращательного заготовки с постоянной окружной скоростью vT, поступательных резца с переменными скоростями вдоль оси Z - vCz = coB/?cos(0K/2-0и)и вдоль оси X -
wCx =coB*sin(0K/2-0J.
Уравнения траектории движения резца имеют вид
X = [ г - Rcos (0К / 2 - совт) + R cos (0К / 2)]cos(сотт); у = [ г - Rcos (0К / 2 - совт) + Rcos (0К / 2)]sin (сотт);
z = о)вт Rcos(0К /2 - совт). (3.12)
Определение параметров срезаемого слоя принципиально не отличается от расчетов в схеме с вращением заготовки и поступательным перемещением резца.
При vc « vT обработка соответствует точению с переменной скоростью подачи по двум направлениям, а толщина среза a, = S^, где S„aT -перемещение вершины резца в продольном направлении за оборот заготовки
т
Svar = Jv0^t = tfsin(0K/2-совт) + tfsin(0K/2).
о
При соизмеримых значениях vc и vT точение сводится к схеме профильного строгания в направлении результирующего вектора скорости
