Назовите основные конструктивные параметры и геометрию разверток. Какие материалы применяются для их изготовления?

Спр констр-инструм Баранчиков

Косилова

Развёртка – режущий инструмент, который нужен для окончательной обработки отверстий после сверления, зенкерования или растачивания. Развёртыванием достигается точность до 6-9 квалитета и шероховатость поверхности до Ra = 0,32…1,25 мкм.

А - сверление. В - растачивание. С - развертывание. D - зенкерование. E,G - зенковка. F - цековка. H - нарезка резьбы.

Высокое качество обработки обеспечивается тем, что развертка имеет большое число режущих кромок (4-14) и снимает малый припуск. Развёртка выполняет работу при своём вращении и одновременном поступательном движении вдоль оси отверстия. Развертка позволяет снять тонкий слой материала (десятые-сотые доли миллиметра) с высокой точностью. Помимо цилиндрических отверстий развертывают конические отверстия (например под инструментальные конусы) специальными коническими развертками.

Не следует путать развертку с зенкером. Последний является получистовым инструментом для получения отверстий невысокой точности, имеет меньшее число режущих кромок, другую заточку.

Развертки классифицируются:

По типу обрабатываемого отверстия: Цилиндрические, Конические (под различные инструментальные, котельные (заклепочные) и другие конуса), Ступенчатые.

По точности: С указанием квалитета для цилиндрических, С указанием качества (черновые, промежуточные, чистовые) для конических, N1..N6 — цилиндрические развертки с калиброванным припуском для последующей шлифовки инструмента слесарем в требуемый размер, Регулируемые (раздвижные, разжимные, шкворневые).

По способу зажима инструмента: Ручные с квадратным хвостовиком под вороток, Машинные с цилиндрическим хвостовиком, Машинные с коническим хвостовиком, Машинные насадные (для установки на соответствующую оправку, обычно для инструмента больших размеров).

Развертки предназначены для изготовления точных отверстий и обеспечивают высокое качество обработанной поверхности. Различают развертки машинные и ручные, а по форме обрабатываемого отверстия - цилиндрические и конические. Развертки имеют 6-16 зубьев, распределяемых по окружности, как правило, неравномерно, что обеспечивает более высокое качество обработанной поверхности. Развертки могут быть с цилиндрическим или коническим хвостовиком.

а) - ручная с цилиндрическим хвостовиком, б) - машинная цельная с коническим хвостовиком, в) - машинная цельная насадная, г) - машинная сборная со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава

Ручная цельная развертка с цилиндрическим хвостовиком (смотри рисунок) состоит из рабочей части, шейки и хвостовика. Рабочая часть включает в себя направляющий конус с углом при вершине 90 градусов, режущую, калибрующую часть и обратный конус. Режущая часть выполняет основную работу резания. У ручных разверток длину режущей части делают значительно большей, чем у машинных. Угол режущей части развертки составляет 2j. При обработке сквозных отверстий j=0,5-1,5 градуса У ручных разверток, j=12-15 градусов у машинных разверток и разверток, оснащенных пластинами из твердых сплавов, j=30-45 градусов. При обработке глухих отверстий j=45 градусов у ручных разверток, j=60 градусов у машинных разверток и j=75 градусов у твердосплавных разверток. Калибрующая часть служит для направления развертки при резании и калибровании отверстия. Обратный конус уменьшает трение развертки об обработанную поверхность и снижает величину разбивки отверстия. У ручных разверток диаметр около шейки меньше калибрующего на 0,005-0,008 мм, у машинных - на 0,04-0,08 мм. Передний угол g=0 градусов у чистовых разверток из быстрорежущих сталей, g=5-10 градусов у черновых разверток из быстрорежущих сталей и g=0-5 градусов у твердосплавных разверток. Задний угол на режущей и калибрующей частях разверток a=6-10 градусов.

РЕЗАНИЕ МАТЕРИАЛОВ

1. Раскрыть содержание понятий: лезвия, поверхностей режущего клина, кромок, радиуса при вершине и округления кромки (на примере прямого проходного резца, выполнить эскиз)

Клин – важнейший элемент любого режущего инструмента, который проникает в обрабатываемый материал, осуществляя работу пластической деформации по срезанию припуска и отделению стружки(1.1).

Режущая часть инструмента конструктивно содержит лезвие (1.2) которое входит во взаимодействие с заготовкой при срезании припуска. Лезвие – клин, или совокупность клиньев, выполняющих работу резания и включенных в элемент инструмента (головка, зуб, нож, перо и др.)

Клин оформлен поверхностями, пересечение которых под определенными углами дают кромки, а пересечение кромок дают точки. Все эти элементы и параметры, определяющие их взаимное положение, относится к геометрическим параметрам лезвия.

Рассмотрим геометрические параметры лезвия на примере прямого проходного токарного резца. (1.3)

Передняя поверхность А_γ – поверхность лезвия инструмента, контактирующая в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой.

Задняя главная поверхность А_α – задняя поверхность лезвия, примыкающая к главной режущей кромке.

Задняя главная поверхность А’α – задняя поверхность лезвия, примыкающая к вспомогательной режущей кромке.

Задняя поверхность А_а - поверхность лезвия инструмента, контакти­рующая в процессе резания с поверхностями заготовки.

Режущая кромка К - кромка, образуемая пересечением передней и задней поверхностей лезвия:

— главная режущая кромка К - это ее часть, формирующая боль­шую сторону сечения срезаемого слоя;

— вспомогательная режущая кромка К' - часть режущей кромки, формирующая меньшую сторону се­чения срезаемого слоя.

Вершина лезвия В — участок режущей кромки в месте пересечения двух задних поверхностей (главной и вспомогательной режущих кромок).

Радиус вершины r_В (рис. 1.4) - это радиус кривизны переходного участка при пересечении кромок в вер­шине лезвия.

Радиус округления режущей кромки ρ (рис. 1.5) — радиус кривизны режущей кромки в ее сечении нормальной секущей плоскостью.

Перечисленные геометрические элементы универсальны и характе­ризуют лезвие инструмента для любого вида обработки резанием.

Таким образом, режущий клин оформляется геометрическими эле­ментами, которые являются важнейшими характеристиками лезвия инст­румента.

2. Раскрыть содержание понятий и охарактеризовать поверхности на заготовке при резании (на примере прямого проходного резца), а также движений резания: главного и движения подачи (подач и видов подач), касательного и суммарного движения, их скоростей?

Для того, чтобы произвести обработку со снятием стружки, необходимо определенным образом расположить относительно друг друга заготовку и инструмент. Затем заготовке и инструменту или обоим задать движением. Относительное движение и будет определять движение резания (рис. 1.6), при этом различают следующие виды движения:

—главное движения резания D_r - прямолинейное поступательное или вращательное движение заготовки или режущего инструмента, происходящее с наибольшей скоростью в процессе резания. Это движение ха­рактеризуется скоростью главного движения резания V;

-— движение подачи D_s? харак­теризуемое скоростью движения по­дачи V_s - прямолинейное поступа­тельное или вращательное движение инструмента или заготовки, скорость которого меньше скорости главного движения резания. Движение предна­значено для того, чтобы распростра­нить отделение слоя материала на всю обрабатываемую поверхность.

Обрабатываемая поверхность 1 - это поверхность заготовки, частично или полностью удаляемая в процессе обработки. Обработанная поверхность 2 - поверхность, образованная на заготовке в результате обработки.

Поверхность резания R - поверхность, образуемая режущей кромкой в результирующем движении резания.

Подача S - отношение расстояния, пройденного рассматриваемой точкой режущей кромки или заготовки в движении подачи к числу циклов, или их долей.

Цикл движения - это полный оборот, ход или двойной ход режущего инструмента или заготовки.

Доля цикла - часть оборота, соответствующая угловому шагу зубьев режущего инструмента.

Ход - это движение в одну сторону при возвратно-поступательном движении.

Подача на оборот S₀ - подача, соответствующая одному обороту ин­струмента или заготовки.

Подача на зуб S_z - подача, соответствующая повороту инструмента или заготовки на один угловой шаг зубьев режущего инструмента.

Подача на ход S_{x -} подача, соответствующая одному ходу заготовки или инструмента.

Подача на двойной ход S_2x - подача, соответствующая одному двой­ному ходу заготовки или инструмента.

V

Путь резания l - суммарное расстояние, пройденное рассматривае­мой точкой режущей кромки в контакте с заготовкой в результирующее движении за рассматриваемый интервал времени.

Касательное движение D_k - прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего инструмента, скорость которого мень­ше скорости главного движения резания и направлена по касательной к режущей кромке. Движение предназначено для того, чтобы сменять кон­тактирующие с заготовкой участки режущей кромки. Скорость касатель­ного движения - V_к.

Результирующее движение резания D_e - суммарное движение режу­щего инструмента относительно заготовки, включающего D_r, D_s и D_k. Ско­рость результирующего движения – V_e.

Таким образом, взаимодействие заготовки и инструмента характери­зуется как их взаимным положением, так и относительным движением, а также скоростью этого движения.

3. В чем суть понятий инструментальной, статической и кинематической систем координат, а также понятий плоскостей основной и резания?

Система обработки в целом или любой из ее элементов должны рас­сматриваться в системе координат, соответствующей поставленной задаче. Различают три системы координат.

Инструментальная система координат (ИСК) - прямоугольная система координат с началом в вершине лезвия, ориентированная относи­тельно геометрических элементов режущего инструмента, принятых за ба­зу (рис 1 .7).

Статическая система координат (ССК) - прямоугольная система координат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки, ориенти­рованная относительно направления скорости главного движения резания (рис. 1.8).

Кинематическая система координат (КСК) - прямоугольная систе­ма координат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки, ориен­тированная относительно направления скорости результирующего движе­ния резания (рис. 1.9).

Таким образом, для решения тех- нологической задачи для данной систе­мы обработки резанием необходимо определиться с одной из общих систем координат (ИСК, ССК, КСК).

Для определения углов, пол кото­рыми наклонены поверхности, форми­рующие лезвие, приняты дополнитель­ные координатные плоскости. Они образуют локальную систему коорди­нат внутри любой из указанных выше общих систем координат.

Основная плоскость Р_V — коорди­натная плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно направлению скорости главного или результи­рующего движения резания в этой точке (рис. 1.10).

Плоскость резания Р_п - координатная плоскость, касательная к ре­жущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная основной плоскости (рис. 1.11)

4. Что такое локальная система координат, её составляющие: основная, плоскость резания и секущая плоскость, а также секущие плоскости вспомогательная и нормальная, рабочая плоскость (выполнить эскиз)?

Для определения углов, пол кото­рыми наклонены поверхности, форми­рующие лезвие, приняты дополнитель­ные координатные плоскости. Они образуют локальную систему коорди­нат внутри любой из указанных выше общих систем координат.

Основная плоскость Р_V — коорди­натная плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно направлению скорости главного или результи­рующего движения резания в этой точке (рис. 1.10).

Плоскость резания Р_п - координатная плоскость, касательная к ре­жущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная основной плоскости (рис. 1.11).

Определение и оценку уг­лов и других геометрических па­раметров принято рассматривать в секущих плоскостях (рис. 1.12).

Главная секущая плоскость Р_τ - координатная плоскость, проведенная в рассматриваемой точке главной режущей кромки перпендикулярно линии Пересе- чения основной плоскости и плоскости резания, В системах координат эта плоскость обозна­чается соответственно Р_τи, Р_τс, Р_τк.

Вспомогательная секущая плоскость Р’_τ - координатная плоскость, проведенная в рассматриваемой точке вспомогательной режущей кромки перпендикулярно линии пересечения плоскостей, проведенных аналогично основной плоскости и плоскости резания. В системах координат эта плос­кость обозначается соответственно Р’_τи, Р’_τс, Р’_τк.

Нормальная секущая плоскость Р_н - плоскость, перпендикулярная режущей кромке в рассматриваемой точке.

Секущая плоскость схода стружки Р_с - это плоскость, проходящая через направление схода стружки и скорости резания в рассматриваемой точке режущей кромки.

Рабочая плоскость Р_s - плоскость, в которой расположены направ­ления скоростей главного движения и движения подачи.

Таким образом, локальная система координат, образованная основ­ной плоскостью резания и одной из секущих плоскостей и помещенная в рассматриваемую точку, может быть использована для оценки геометриче­ских параметров лезвия в этой точке.

5. Как определяются углы лезвия в главной и вспомогательной секущих плоскостях (выполнить эскиз на примере прямого проходного резца?

Определение углов наклона поверхностей, оформляющих лезвия относительно принятых координатных плоскостей, рассмотрим на примере прямого проходного резца (рис. 1.13).

Определение углов производится в задних точках главной или вспомогательной кромки лезвия.

Передний угол γ - угол в главной секущей плоскости между передней поверхностью лезвия и основной плоскостью. В принятых системах коор­динат и указанных выше секущих плоскостях передний угол имеет сле­дующие обозначения:γ_и, γ_с, γ_к, γ_н, γ_s.

Передний угол может быть равен нулю и иметь отрицательные зна­чения, что видно по верхнему эскизу сечения Р_τ - Р_τ (см. рис. 1.13). Отри­цательные значения передних углов (в отличие от положительных значе­ний) создают на фаске лезвия сжимающие напряжения, что может быть использовано при затачивании твердосплавных режущих инструментов применяемых на получистовых и черновых операциях для материалов групп обрабатываемости Р, М, К и S, а также для чистовых операций груп­пы обрабатываемости Н. Современные инструментальные сплавы, употреб­ляемые для сменных многогранных пластин (СМП), позволяют обрабаты­вать с положительными значениями угла материалы групп Р, М, К и S на чистовых операциях, а материалы группы N - на всех операциях.

Задний угол а - угол в секущей плоскости между задней поверхно­стью лезвия и плоскостью резания.

Угол заострения β - угол в главной секущей плоскости между пе­редней и задней поверхностями лезвия.

Угол наклона кромки λ - угол в плоскости резания между режущей кромкой и основной плоскостью (рис. 1.14).

Угол в плане φ - угол в основной плоскости между плоскостью реза­ния и рабочей плоскостью, вспомогательный угол в плане— φ₁.

Угол скорости резания η - угол в рабочей плоскости между направ­лениями скоростей результирующего движения резания и главного движе­ния резания (рис. 1.15).

Угол подачи μ - угол в рабочей плоскости между направлениями скоростей движения подачи и главного движения резания.

Таким образом, углы, под которыми в рассматриваемой точке и в выбранном сечении расположены поверхности лезвия, вместе с кинемати­ческими параметрами определяют геометрические параметры формообра­зования обработанной поверхности при резании.

6. Как определить координатные плоскости – основную и резания, а также - углы лезвия в плане и в плоскости резания?

Для определения углов, пол кото­рыми наклонены поверхности, форми­рующие лезвие, приняты дополнитель­ные координатные плоскости. Они образуют локальную систему коорди­нат внутри любой из указанных выше общих систем координат.

Основная плоскость Р_V — коорди­натная плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно направлению скорости главного или результи­рующего движения резания в этой точке (рис. 1.10).

Плоскость резания Р_п - координатная плоскость, касательная к ре­жущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная основной плоскости (рис. 1.11).

Определение и оценку уг­лов и других геометрических па­раметров принято рассматривать в секущих плоскостях (рис. 1.12).

Главная секущая плоскость Р_τ - координатная плоскость, проведенная в рассматриваемой точке главной режущей кромки перпендикулярно линии Пересе- чения основной плоскости и плоскости резания, В системах координат эта плоскость обозна­чается соответственно Р_τи, Р_τс, Р_τк.

Вспомогательная секущая плоскость Р’_τ - координатная плоскость, проведенная в рассматриваемой точке вспомогательной режущей кромки перпендикулярно линии пересечения плоскостей, проведенных аналогично основной плоскости и плоскости резания. В системах координат эта плос­кость обозначается соответственно Р’_τи, Р’_τс, Р’_τк.

Нормальная секущая плоскость Р_н - плоскость, перпендикулярная режущей кромке в рассматриваемой точке.

Секущая плоскость схода стружки Р_с - это плоскость, проходящая через направление схода стружки и скорости резания в рассматриваемой точке режущей кромки.

Рабочая плоскость Р_s - плоскость, в которой расположены направ­ления скоростей главного движения и движения подачи.

Таким образом, локальная система координат, образованная основ­ной плоскостью резания и одной из секущих плоскостей и помещенная в рассматриваемую точку, может быть использована для оценки геометриче­ских параметров лезвия в этой точке.

Определение углов наклона поверхностей, оформляющих лезвия относительно принятых координатных плоскостей, рассмотрим на примере прямого проходного резца (рис. 1.13).

Определение углов производится в задних точках главной или вспомогательной кромки лезвия.

Передний угол γ - угол в главной секущей плоскости между передней поверхностью лезвия и основной плоскостью. В принятых системах коор­динат и указанных выше секущих плоскостях передний угол имеет сле­дующие обозначения:γ_и, γ_с, γ_к, γ_н, γ_s.

Передний угол может быть равен нулю и иметь отрицательные зна­чения, что видно по верхнему эскизу сечения Р_τ - Р_τ (см. рис. 1.13). Отри­цательные значения передних углов (в отличие от положительных значе­ний) создают на фаске лезвия сжимающие напряжения, что может быть использовано при затачивании твердосплавных режущих инструментов применяемых на получистовых и черновых операциях для материалов групп обрабатываемости Р, М, К и S, а также для чистовых операций груп­пы обрабатываемости Н. Современные инструментальные сплавы, употреб­ляемые для сменных многогранных пластин (СМП), позволяют обрабаты­вать с положительными значениями угла материалы групп Р, М, К и S на чистовых операциях, а материалы группы N - на всех операциях.

Задний угол а - угол в секущей плоскости между задней поверхно­стью лезвия и плоскостью резания.

Угол заострения β - угол в главной секущей плоскости между пе­редней и задней поверхностями лезвия.

Угол наклона кромки λ - угол в плоскости резания между режущей кромкой и основной плоскостью (рис. 1.14).

Угол в плане φ - угол в основной плоскости между плоскостью реза­ния и рабочей плоскостью, вспомогательный угол в плане— φ₁.

Угол скорости резания η - угол в рабочей плоскости между направ­лениями скоростей результирующего движения резания и главного движе­ния резания (рис. 1.15).

Угол подачи μ - угол в рабочей плоскости между направлениями скоростей движения подачи и главного движения резания.

Таким образом, углы, под которыми в рассматриваемой точке и в выбранном сечении расположены поверхности лезвия, вместе с кинемати­ческими параметрами определяют геометрические параметры формообра­зования обработанной поверхности при резании.

7. Какими параметрами характеризуется сечение срезаемого слоя, каково содержание и связь между технологическими и физическими параметрами (на примере обтачивания прямым проходным резцом), каковы элементы режима резания?

На примере токарной операции обтачивания круглой заготовки диа­метра D на диаметр d рассмотрим срезаемый слой и его параметры (рис. 1.21), где t-глубина резания, это размер срезаемого слоя материала, измеренный по нормали к направлению подачи S₀.

Глубина резания выбирается исходя из различных соображений, в том числе требований к размерам обработанной поверхности, величины припус­ка под обработку и др. Для данного случая глубина резания t=(D-d)/2.

Рассмотрим сечение срезаемого слоя в основной плоскости за один обо­рот заготовки, когда резец проходит путь равный величине подачи (рис. 1.22).

Глубину t и подачу s принято называть технологическими параметрами срезаемого слоя, а совокупность толщины а и ширины b - физиче­скими параметрами срезаемого слоя.

Между технологическими и физическими параметрами, исходя из геометрических соображений, можно установить следующую связь: а=ssinφ, b=t/sinφ.

Широко применяется такое понятие, как сечение срезаемого слоя f, величина которого f=a·b=s·sinφ·t/sinφ=s·t.

Срезание припуска может про­исходить при различных соотноше­ниях а и b или t и s (см. рис. 1.22). Если b=a, то идет резание со среза­нием разнобокого слоя, если b > а, то резание со срезанием прямого слоя, если b < a, то резание со среза­нием обратного слоя.

Для осуществления обработки резанием со снятием стружки в опре­деленной системе «заготовка—инст­румент-приспособление—станок» (ЗИПС) необходимо задать взаимное положение заготовки и инструмента, которое оценивается величиной глубины резания t, величинами их кинема­тических параметров, которыми являются подача s и скорость главного движения резания V; определенностью ресурса работы инструмента, кото­рый задается его периодом стойкости Т.

Перечисленные выше величины: t, s, V, Т - принято называть элементами резания, а их совокупность - режимом резания.

Технико-экономические показатели обработки являются одними и я важнейших критериев. При изготовлении единицы продукции время изго­товления или, как его принято называть, штучное время, определяется по формуле

Т_шт=Т₀+Т_В+Т_об+Т_отд

где Т₀ - основное (технологическое) время; Т_в - время, необходимое им выполнения вспомогательных операций (установ, закрепление и г. п.); Т_об - время, необходимое для обслуживания рабочего места; Т_{отд -} время необходимое для отдыха и естественных надобностей.

Таким образом параметры срезаемого слоя определяются взаимным положением и кинематикой заготовки и лезвия инструмента, а геометрические параметры и элементы режима резания являются важнейшими величинами для назначения и оценки технико-экономических показателей обработки.

8. Выполнить на эскизе: геометрические параметры резания и лезвия при токарной обработке (на примере схемы обтачивания прямым проходным резцом).

Определение углов наклона поверхностей, оформляющих лезвия относительно принятых координатных плоскостей, рассмотрим на примере прямого проходного резца (рис. 1.13).

Определение углов производится в задних точках главной или вспомогательной кромки лезвия.

Передний угол γ - угол в главной секущей плоскости между передней поверхностью лезвия и основной плоскостью. В принятых системах коор­динат и указанных выше секущих плоскостях передний угол имеет сле­дующие обозначения:γ_и, γ_с, γ_к, γ_н, γ_s.

Передний угол может быть равен нулю и иметь отрицательные зна­чения, что видно по верхнему эскизу сечения Р_τ - Р_τ (см. рис. 1.13). Отри­цательные значения передних углов (в отличие от положительных значе­ний) создают на фаске лезвия сжимающие напряжения, что может быть использовано при затачивании твердосплавных режущих инструментов применяемых на получистовых и черновых операциях для материалов групп обрабатываемости Р, М, К и S, а также для чистовых операций груп­пы обрабатываемости Н. Современные инструментальные сплавы, употреб­ляемые для сменных многогранных пластин (СМП), позволяют обрабаты­вать с положительными значениями угла материалы групп Р, М, К и S на чистовых операциях, а материалы группы N - на всех операциях.

Задний угол а - угол в секущей плоскости между задней поверхно­стью лезвия и плоскостью резания.

Угол заострения β - угол в главной секущей плоскости между пе­редней и задней поверхностями лезвия.

Угол наклона кромки λ - угол в плоскости резания между режущей кромкой и основной плоскостью (рис. 1.14).

Угол в плане φ - угол в основной плоскости между плоскостью реза­ния и рабочей плоскостью, вспомогательный угол в плане— φ₁.

Угол скорости резания η - угол в рабочей плоскости между направ­лениями скоростей результирующего движения резания и главного движе­ния резания (рис. 1.15).

Угол подачи μ - угол в рабочей плоскости между направлениями скоростей движения подачи и главного движения резания.

Таким образом, углы, под которыми в рассматриваемой точке и в выбранном сечении расположены поверхности лезвия, вместе с кинемати­ческими параметрами определяют геометрические параметры формообра­зования обработанной поверхности при резании.

На практике иногда требуется знание углов инструмента в сечениях, параллельных осям принятых систем координат (ИСК и ССК), а также их связи с углами в главной секущей плоскости.

Возьмем резец в плане (рис. 1.20). Выполним сечения Р_τ Р_τ , Р_у Р_у и Р_х Р _х (через точки 1 и 3) Необходимо определить значения углов γ_у , γ_х, α_у, α_х и их связь с главными углами γ и α (углами в главной секущей плоскости).

Отметим, что превышение точки 1 относительно точки 2 равно с, превышение точки 3 относительно точки 2 равно а, превышение точки / относительно точки 3 равно b. Превышение с = а + b, тогда

tgγy=c/C, или tgγy=(a=b)/C (1.1)

По соответствующим сечениям определим а, b, с:

a=A·tgγ, b=Btgλ, c=Ctgγ_y

9. Как могут измениться углы лезвия в системе резания (рабочие углы), например, для прямого проходного и отрезного резцов?

Геометрические параметры лезвия, определенные в инструменталь­ной системе координат, могут измениться при установке инструмента на станок и рассмотрении системы обработки в других координатах.

Если резец установить таким образом (рис. 1.16), что вершина лезвия (или рассматриваемая точка) будет ниже (или выше) оси заготовки, то это изменит геометрию резания по следующим причинам (рассмотрение про­ведем в статической системе координат):

— изменится положение общей для заготовки и лезвия точки М на поверхности резания;

— изменится направление вектора скорости главного движения;

— изменится положение основной плоскости Ру, а следовательно и положение плоскости резания.

Угол μ, который определяет изменения указанных выше параметров, может быть вычислен по формуле

μ=arcsin h/D

Тогда значения переднего и заднего углов лезвия в рабочем состоянии инструмента в системе обработки могут быть определены как γ_p=γ-μ, α_p=α+μ.

При работе отрезного резца осуществляется его поперечная подача 5 (рис. 1.17). Вследствие этого изменяется форма поверхности резания: дви­жение общей точки М происходит не по круговой траектории R, а по спи­рали R'.

Векторскорости изменит свою величину и направление навеличину угла μ. Соответственно изменит свое положение и система координатных плоскостей Р_V и Р_п, а следовательно, и углы лезвия₉ измеряемые в ней.

Еслирассмотреть работу лезвия (сечение проходит в рабочей плос­кости P_s одновременно участвующего не только в главном движении, но и движении продольной подачи, то вновь можно констатировать измене­ние геометрических параметров (рис. 1.18).

Точка М за один оборот заготовки пройдет путь, равный геометриче­ской сумме πВ и S.

Вектор суммарной скорости V_e по отношению к вектору главного движения получит соответствующее отклонение на угол η.

Система координатных плоскостей P_V и P_n также изменит свою ориентацию на угол η. То­гда изменения переднего и задне­го углов будут представлены как γ_е=γ+η и а_е=α-η.

Отклонение от перпенди­кулярности базовой продольной оси резца относительно рабочей плоскости P_s рассмотренное в основной плоскости (рис. 1.19), приводит к изменению значений главного и вспомогательного уг­лов в плане на угол ρ;

φ_ρ=φ-ρ, φ_ρ=φ+ρ

Таким образом, реальные условия эксплуатации лезвия инструмента необходимо рассматривать и при необходимости вносить поправки с точки зрения изменения геометрических параметров резания, зависящих от ки­нематики движения, формы заготовки, относительного положения заго­товки и инструмента, а также от элементов режима резания.

10. Выполните эскизы типов стружек, каковы их существенные признаки, какие факторы и как влияют на тип стружки?

При резании различных материалов все многообразие образующейся стружки можно свести к четырем видам: сливной, суставчатой, элементной и стружке надлома. Рассмотрим их существенные признаки.

Сливная стружка отделяется в виде сплошной ленты, свободная сторона которой имеет бархатистый рельеф (рис. 2.1). Стружка имеет дос­таточную прочность и разрушается при приложении значительных усилий. Стружка на свободной стороне может приобретать различные цвета побе­жалости, которые зависят от температуры, развивающейся вследствие процесса резания и состава внешней среды. Контактная сторона стружки, как правило, сохраняет исходный цвет материала заготовки.

Суставчатая стружка на свободной стороне имеет мелкий пилооб­разный рельеф, трещины толщину стружки не пронизывают и разрушают­ся фрагментами большой длины естественным образом или при приложе­нии незначительных усилий (рис. 2.2).

Элементная стружка на свободной поверхности имеет пилообраз­ный рельеф, трещины пронизывают всю толщину, а разрушение в процес­се резания происходит малыми фрагментами (рис 2.3).

Стружка надлома образуется с одновременным разрушением сличае­мого слоя на фрагменты различной дисперсности вплоть до пылеобразных частиц. Опережающая трещина может заходить в зону, лежащую ниже ллос- кости резания, оставлять следы разрушения на обработанной поверхности.

Тип стружки зависит от различных факторов, которые можно разде­лить на четыре группы.

Первая группа факторов - это влияние обрабатываемого материала и его механических свойств. При резании мягких и пластичных материа­лов образуется сливная стружка. С повышением твердости и прочности обрабатываемого материала более вероятным становится образование сус­тавчатой и элементной стружек. При обработке хрупких материалов, как правило, образуется стружка надлома.

Вторая группа факторов - влияние геометрических параметры лезвия. Наиболее сильное влияние на тип стружки оказывают угол наклона главной режущей кромки λ и передний угол γ. Так, если увеличивать передний угол, то наиболее вероятен сдвиг от сливной стружки к суставчатой и элементной.

Третья группа факторов - влияние элементов режима резания: подачи S и скорости резания V. Увеличение подачи при резании приводит к последова­тельному переходу типа стружки от сливной к суставчатой и элементной.

Влияние скорости резания на тип стружки зависит и от обрабатывае­мого материала. При резании большинства углеродистых и легированных конструкционных сталей (исключая зону существования нароста) с увели­чением скорости резания стружка имеет тенденцию превращения из эле­ментной в суставчатую и сливную. Однако у некоторых жаропрочных ста­лей и сплавов, а также титановых сплавов стружка от сливной переходит в суставчатую. При обработке хрупких материалов увеличение скорости ре­зания приводит к переходу от стружки надлома к элементной стружке.

Четвертая группа факторов - влияние окружающей среды и при­менение смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) - будет подробно рас­смотрена далее.

Таким образом, вид стружки определяется влиянием многих факто­ров, которые условно могут быть объединены в четыре группы: свойства обрабатываемого материала, геометрические параметры лезвия, режим ре­зания и свойства технологической среды.

11. Как представить физическую модель сливного стружкообразования, зоны деформации, плоскость и угол сдвига, каковы причины образования наклепа в обработанной поверхности и какова идеальная модель сливного стружкообразования?

Стружкообразование при обработке резанием является весьма слож­ным физическим процессом, на который влияет множество различных факторов. Однако управление получаемым видом стружки и условиями ее образования имеет практическое значение для ее направленного отвода из рабочей зоны и последующей утилизации.

Режущий клин инструмента при сливном стружкообразовании воз­действует на срезаемый слой толщиной а (рис. 2.5). Впереди клина мате­риал заготовки испытывает упругие напряжения, а в зоне 1, которая назы­вается первичной зоной деф