Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
Для конкретизации схемы необходимо рассматривать ее в динамике. В динамике элементы среза совершенно различны. Например, элемент припуска по статической схеме при строгании равен сечению / среза (см. рис. 3.8, а, в); при точении с радиальным движением подачи элемент 2 представляет собой совокупность одинаковых прямоугольных срезов
66
КИНЕМАТИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СПОСОБОВ РЕЗАНИЯ
высотой, равной шагу архимедовой спирали ар, а при точении с тангенциальным движением подачи или при фрезеровании элемент 3 - совокупность прямоугольных срезов переменной толщины avar, равной шагу циклоиды траектории резания (см. рис. 3.8, в).
Схема 4 присуща строганию и точению проходным резцом и представляет собой элементы среза в виде параллелограмма, равномерно повторяющиеся за каждый оборот заготовки с шагом S0 (см. рис. 3.8, а).
Элемент 3 среза при тангенциальном движении подачи по схеме 4 в динамике представляет собой переменную комбинацию двух трапеций (см. рис. 3.8, в). Объясняется это тем, что элемент 3 припуска снимается с убывающей толщиной avar двумя режущими лезвиями, промежуточные положения которых показаны тонкими линиями (см. рис. 3.8, в).
Сопоставим основные схемы съема припуска (см. рис. 3.8, а). По схеме / весь припуск снимается одним резцом шириной В на всю глубину. По профильной схеме 2 этот же припуск последовательно снимается группой резцов 2, выставленных один относительно другого на глубину Z1 — 111. Генераторная схема 3 соответствует съему припуска группой прямых резцов, выставленных на всю глубину / и смещенных вдоль оси заготовки на равное расстояние S0, определяющее ширину среза одним резцом. Схема 4 соответствует обработке проходными резцами и отличается от схемы 3 наличием режущей кромки, наклоненной на угол в плане. Схему можно считать прогрессивной, переходной от профильной к генераторной. Остальные схемы являются производными основных: схемы 5 ... 8 имеют признаки схемы 4\ схемы 9 и 10 представляют собой совокупность схем 2 и 5. Возникает вопрос: какая схема предпочтительнее по производительности, затратам мощности, стойкости инструмента и конструкции? На последнюю влияют число, форма и расположение резцов.
Критерием оценки и сравнения схем является время обработки при одинаковой силе резания. Материал обрабатываемой заготовки, охлаждение, скорость резания, углы резцов и технологическая система приняты одинаковыми. При этих равных условиях наибольшая подача будет соответствовать наименьшей удельной силе резания, т.е. наилучшей схеме обработки. Для расчета силы резания по эмпирической зависимости (2.15) необходимо определить толщину и ширину, срезаемую каждым резцом по различным схемам. В случае продольного точения резцом с постоянной подачей S0 задача решается просто, ибо толщина и ширина среза постоянны, зависят от формы главной режущей кромки. Чем больше угол наклона и кривизна режущей кромки, тем больше ширина среза (см. рис. 3.8, а, схемы 4, 5). Соответствующее уменьшение толщины среза до / > 0,3 мм при постоянной площади среза влияет на силу резания
СХЕМА СРЕЗАНИЯ ПРИПУСКА
67
меньше, чем увеличение ширины среза. При меньших глубинах толщина среза может оказаться настолько малой, что влияние ее на силу резания существенно возрастает (см. табл. 2.3). В условиях обычного резания (/ > 0,3 мм, у = 0,75) наименьшие удельные силы обеспечивает схема 3, согласно которой толщина среза наибольшая и равна припуску a — t.
Сравнительный анализ схем срезания припуска. Рассмотрим наиболее общий случай резания, когда толщина и ширина среза непрерывно меняются в процессе контакта резца с обрабатываемой поверхностью. Это имеет место при фрезеровании или тангенциальном точении резцами с режущей кромкой с углом наклона X (рис. 3.9). При срезании припуска шириной В одним резцом или несколькими резцами по профильной схеме 2 (см. рис. 3.8, а) наибольшая ширина среза равна
*max, = 6тах2 =*/COsA,. ЕСЛИ tgX>l/B,
то ширина среза по схеме 2 равна
*тах2 = BZ2/(/COSX) ,
где I2 - длина контакта, соответствующая глубине резания t, t / z или подаче на зуб фрезы Sz\ определяется по зависимости для / с подстановкой вместо припуска глубины резания; / - длина контакта, соответствующая припуску / или подаче на оборот фрезы SZQ, / = у](2rQ ±t)tRIL ; с достаточной точностью I2 = Iz'112,
6maXj = BzU2/(г cosX). (3.19)
Наибольшая ширина среза по генераторной схеме 3
bm^=B/(zcosX) (3.20)
и при обработке проходными резцами по схеме 4
*>max4 =kBB/(zCOsX), (3.21)
Рис. 3.9. Параметры среза при где кв - коэффициент, учитывающий ши- фрезеровании (а) и тангенци-рину наклонной режущей кромки. альном точении (б)
68
КИНЕМАТИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СПОСОБОВ РЕЗАНИЯ
Толщина среза aF, соответствующая максимальной силе резания Fmax, определяется при максимальной ширине среза. Учитывая треугольную эпюру распределения толщины среза вдоль режущего лезвия (см. рис. 3.9), находим среднеарифметическое значение
%тах =(ятах+а)/2, (3.22)
где атах - максимальная толщина среза; а - толщина среза, снимаемая наиболее удаленной точкой режущего лезвия.
