Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
Продольное строгание цилиндрических заготовок можно осуществлять на шлифовальных, строгальных или протяжных станках, оборудованных специальными устройствами для закрепления резца и для периодического поворота заготовки [3, 16].
Строгание цилиндрических поверхностей более эффективно с непрерывным круговым движением подачи, т.е. при непрерывном вращении заготовки [A.c. 1136898 (СССР)]. При окружной скорости заготовки vx, соизмеримой со скоростью продольного хода резца vc (0,3 < кст < 3), способ соответствует токарному строганию (рис. 4.2). Резец 7, установленный на глубину припуска /, прорезает на заготовке 2 при каждом рабочем ходе со скоростью vc винтовые канавки АОВ, угол наклона со которых определяется соотношением скоростей и при vx = vc (#ст = 1) 0) = 45°. В процессе резания стружка разделяется на два потока 3 и 4, сходящих по передней и главной задней грани резца.
Чтобы уменьшить динамическую нагрузку на резец при первом рабочем ходе, когда с максимальной шириной среза работают обе режущие кромки, врезание осуществляют на глубину /ь меньшую основного припуска в соотношении t\ = (0,6 ... 0,8) t. Последующие рабочие ходы по своему характеру соответствуют полусвободному резанию, т.е. имеют открытый выход в ранее прорезанную канавку. При всех последующих ходах после первого площадь среза меньше, они являются менее нагру-
78
РАЗВИТИЕ СПОСОБОВ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ
L
Рис. 4.2. Схема токарного строгания
женными. Указанное распределение глубины исключает поломку резца при первом рабочем ходе и повышает стойкость инструмента. При вспомогательном ходе Vx резец отводится от заготовки.
Для последовательного и равномерного съема припуска по всей поверхности заготовки соотношение скоростей заготовки и инструмента должно обеспечивать относительный сдвиг траекторий резания по окружности на подачу SK за каждый двойной ход резца. Это условие соблюдается при соотношении скоростей
где vc - средняя скорость хода резца; т - целое число полушагов винтовой траектории; / - длина хода; dQ - диаметр обработанной детали; SK -
круговая подача на ход резца, мм/х.
Параметр шероховатости поверхности, обработанной токарным строганием, в поперечном сечении при круговом движении подачи резцом с задним углом a: H0 = г S21 (2 dl) + SK sin а. С достаточной точностью H0 =S%/(4d0) + SKs'ma. При а = 0° формируется полигранная форма поперечного сечения детали. В продольном направлении высота гребешков зависит от геометрических параметров резца в плане и подачи в продольном направлении (шага гребешков) P = SKkCT:
vT/vc =(mndQ±SK)/l,
(4.1)
H = SKk^sin(psin(P1 /sin(9 + (P1);
при ф = 90° H = PXg^x.
КОМПЛЕКСНЫЕ СПОСОБЫ РЕЗАНИЯ НА БАЗЕ СТРОГАНИЯ И ТОЧЕНИЯ 79
На токарном станке мод. 16К20 была проведена серия экспериментов по обработке цилиндрической поверхности диаметром 60 мм, длиной 200 мм. Обрабатываемый материал - сталь 45, материал режущей части резца - твердый сплав Т15К10. Резец упорный проходной. Геометрические параметры режущей части в статической системе координат: передний угол у = 0°, угол в плане ф = 90°, вспомогательный угол в плане ф! = 30° или ф! = 0° (вспомогательная кромка параллельна оси заготовки), задний угол а = 3°, вспомогательный задний угол cti = 5°. Режимы: глубина / = 2,5 мм; окружная скорость заготовки vT = 15 м/мин (частота вращения шпинделя п = 80 мин"1). Скорость продольного хода резца vc = = 15 м/мин настраивалась по винторезной цепи на максимальный шаг резьбы P = 192 мм. Соотношение скоростей кст = 1. Угол наклона траекторий со = 45° (см. рис. 4.2). Круговая подача до 5 мм/ход осуществлялась при размыкании маточной гайки. Резание на указанных режимах без охлаждения происходило плавно. Стружка делилась на два потока по передней и задней граням резца. Время одного реза Ti = 0,0132 мин, время цикла тц = 0,02 мин. Расчетное время обработки всей поверхности (шероховатость 2-й, 3-й класс) при автоматическом ходе резца и непрерывном вращении заготовки составляет 0,75 мин.
Результаты испытаний показали широкие возможности токарного строгания. Преимущества этого способа заключаются в увеличении объема срезаемого материала и стойкости инструмента вследствие улучшения теплообмена, уменьшения силы резания (давлений) и кромочных напряжений по длине режущего лезвия. Для сравнения ход резца при токарном
строгании /тс = / / cos со = / у 1 + ?С2Т / ?ст ,а при точении lT=lndQ/S. При
кст = 1 длина хода резца равна /хс = 1,41/ и в 2,23d0/S раз меньше, чем при точении. Суммарный путь резца за весь цикл токарного строгания равен I /тс = 1,41 / % d0 IS и соотносится с ходом резца I7 при точении как 1,41S/SK.
Снижение удельной силы резания при токарном строгании позволяет увеличить круговую подачу SK по сравнению с продольной S в 5-10 раз. В итоге суммарный путь резца уменьшается в 4-6 раз. Соответственно увеличивается число обработанных деталей при неизменной стойкости резца. Кроме того, стойкость резца при токарном строгании увеличивается в 2-2,5 раза за счет уменьшения теплового напряжения инструментального материала в периодическом цикле работы (см. рис. 2.2), что позволяет в 10 с лишним раз увеличить число обработанных одним резцом
