Г. Условия врезания инструмента в материал детали.

Под врезанием понимают всё, что связано с критериями проникания инструмента в материал детали при резании. На рис. 12, а показан случай продольного врезания, при котором исходная стадия прохода инструмента сопровождается постепенным наращиванием сечения снимаемой стружки, а само формирование обработанной поверхности начинается только с момента, когда верхушка резца пересечёт вертикаль, совпадающую с торцовой поверхностью.

а Г. Условия врезания инструмента в материал детали. б

Рис. 12

До рабочего прохода инструмент должен быть подведён на ускоренной подаче в точку 1, отстоящую от контура детали на величину недохода y, которая не должна быть меньше длины продольного врезания bвр = t / tg φ,т.е. y ≥ bвр = t / tg φ. В конце прохода резца (точка 2) предусматривается некий его перебег δ = 1÷3мм Г. Условия врезания инструмента в материал детали. на рабочей подаче, служащий собственного рода гарантией удачного окончания прохода. Если величина удаляемого припуска не превосходит разрешённой глубины резания, то это можно сделать за один (i =1) проход инструмента. В неприятном случае может потребоваться несколько ( i > 1) проходов, время выполнения которыхопределяет так называемоеосновное технологическое время:

tо = ( L + y + δ) · i / n · S0, мин.

Величина Г. Условия врезания инструмента в материал детали. определяет незапятнанное время, за которое инструмент проходит полную длину рабочего хода ( L + y + δ) на минутной подаче (n · S0 )за i проходов. Добавлением к нему вспомогательного времени tв находят очень принципиальные нормирующие характеристики - штучное время tш = (tо + tв) и норму сменной выработки.

Обработка неких поверхностей просит использования поперечныхподач, когда врезание инструмента Г. Условия врезания инструмента в материал детали. происходит в круговом направлении. В схожих случаях реальные величины угловφ и φ1 резца могут стать предпосылкой того, что резец с такими чертами окажется неприменимым (либо ограниченно применимым) для обработки требуемого контура детали. В случае, изображённом на рис.12, б, резец по условиям врезания может быть применён только при выполнении критерий:φ > ξи φ1 > ψ, ни Г. Условия врезания инструмента в материал детали. одно из которых при изображённых на рисунке соотношениях не производится.

Для увеличения возможности резцов делать врезание в продольном и в особенности – в круговом направлениях целенаправлено наращивать значения углов в плане и, сначала, - угла φ.

Примером этого является обширно используемый на станках с ЧПУ контурный резец(рис. 14, в), имеющий φ = 950 и φ1 = 300 . По мере надобности Г. Условия врезания инструмента в материал детали. обработать таким резцом контур, изображённый на рис. 12, б и имеющий углы ξ= 700 и ψ =350 , резец в правой части обрабатываемого контура проводится под углом 280 < φ1 = 300 с следующей зачисткой правого конуса прорезным либо канавочным резцом [Гжиров,Серебряницкий].

Д. Точение нежёстких деталей. Под нежёсткостью понимается способность детали деформироваться в процессе обработки под действием сил, возникающих при Г. Условия врезания инструмента в материал детали. резании. Жёсткость обычно не связывают с твёрдостью материала. Она оценивается по соотношению геометрических размеров детали либо заготовки. Для тел вращения показателем жёсткости принята величина дела длины детали к её поперечнику, т.е.L / D. При (L / D) > 12 деталь считается нежёсткой, даже если она выполнена из закалённой стали. Чем меньше значение Г. Условия врезания инструмента в материал детали. делаL / D, тем больше оснований считать деталь жёсткой, даже если она сделана из алюминия. Необходимо подчеркнуть, что понятие жёсткости детали – только одна личная составляющая более общего понятия: жёсткость системы СПИД (станок – приспособление – инструмент – деталь). Ненужные последствия нежёсткости могут проявиться в любом звене этой цепочки, если будут допущены условия для этого.

На рис. 13 показаны Г. Условия врезания инструмента в материал детали. два примера того, как нежёсткость детали может стать предпосылкой погрешностей обработки. На рис. 13, а показан пример того, как установленный в центрах вал после обтачивания внешней поверхности приобрёл погрешность формы, именуемую обычно “бочкообразностью”. Вышло это из–за того, что под действием давления резца на деталь она в средней Г. Условия врезания инструмента в материал детали. собственной части отжалась в круговом направлении от резца, снимаемый в этой части детали припуск уменьшился, а поперечник вышел больше, чем на краях.

Рис. 13

На рис. 13, б показан вариант погрешности производства ”конусообразность”, который можно получить, если прутковую заготовку установить в патроне, а правый её торец не зафиксировать задним центром, либо использовать справа Г. Условия врезания инструмента в материал детали. нежёсткую опору.

Количественно отличия формы поверхностей ∆кон и∆боч в обоих случаях оцениваются одной и той же формулой:

∆кон (∆боч ) = (dmax – dmin ) / 2 = ∆прод.

Более полные сведения об этом приведены в [Допуски и посадки, Мягков В.Д. и др., ч.1, гл. 2].

Если жёсткость оказывается так принципиальной чертой детали, нужно совершенно точно Г. Условия врезания инструмента в материал детали. прояснить, как минимум, два вопроса:

· как беспристрастно оценить меру жёсткости и

· какие меры нужно предугадать в организации процесса производства, если деталь окажется нежёсткой.

Определение жёсткости по величине дела L / Dприменимо только для деталей, имеющих один и тот же поперечник по всей длине вала. На практике в большинстве случаев встречаются валы Г. Условия врезания инструмента в материал детали. со ступенями разных поперечниковdi и длинli,по–различному расположенныхотносительно друг дружку. В данном случае для подстановки заместоD рассчитывается некий средний поперечник dср.

Если поперечникы разных ступеней вала уменьшаются от его середины в обе стороны к краям, то dср рассчитывается по формуле:

dср = (d1 ∙ l1 + d2 ∙ l2 + d3 ∙ l3+ … + dn ∙ ln Г. Условия врезания инструмента в материал детали.) /li.

В тех случаях, когда деталь имеет однобокий перепад поперечников от 1-го конца вала к другому, то следует воспользоваться другим соотношением:

.

По вычисленному значению dср оценивается отношение L / dср и делается вывод о степени жёсткости детали.

В технологии существует правило, согласно которомуповерхности, выполнение которых значительно понижает жёсткость детали, должны обрабатываться в последнюю Г. Условия врезания инструмента в материал детали. очередь.

Если появились весомые основания считать деталь недостаточно жёсткой, сначала следует учитывать одно событие, связанное с геометрическими параметрами резцов и возникающими при обработке усилиями резания.

Вектор силы PN, действующей в плоскости XOY, параллельной основной плоскости, прикладывается к режущей кромке лезвия по перпендикуляру к ней (рис.14, а, б Г. Условия врезания инструмента в материал детали.). Её составляющая PXопределяет силу сжатия детали в осевом направлении, и должна учитываться при планировании обработки деталей, нежёсткость которых проявляется конкретно в этом направлении (тонкостенные диски огромного поперечника при обработке их торцовых поверхностей и т. п.), также при прочностных расчётах частей продольной подачи станка.

а б в

Рис. 14

Для деталей, по совокупы размеров Г. Условия врезания инструмента в материал детали. приближающихся к валам, более важен учёт составляющей силы резания PY, с которой инструмент и деталь действуют друг на друга в круговом направлении. Чем больше составляющая PY, тем на огромную величину резец способен отклонить деталь от оси её вращения. Так как это является основной предпосылкой появления погрешностей обработки нежёстких деталей Г. Условия врезания инструмента в материал детали., есть настоятельная необходимость принять меры к наибольшему уменьшению значения PY.

Как видно из приведённых рисунков, выбор большего значения угла φ (рис.14, б) содействовал перераспределению PN на составляющие в направлении ростаPX и уменьшения PY. Если сейчас избрать φ = 900 , то величина PY хоть и не обратится в ноль, но всё же воспримет пренебрежимо маленькое значение.

По этой причине при недостаточно жёсткой системе Г. Условия врезания инструмента в материал детали. “станок –приспособление - инструмент – деталь”, чтоб предупредить возникновение вибраций, вызываемых действием круговой составляющей силы PY, работают резцами с огромным значением угла φ.

На рис. 14, в показан один из таких инструментов -упоминавшийся ранее контурный резец.

По этим причинам фронтальный угол φназначают от 30º до 90º, причём, для обработки нежёстких деталей приближают его Г. Условия врезания инструмента в материал детали. к 90º, чтоб круговая составляющаяPYпо собственному значению приближалась к нулю.

Угол φ1 для обработки жёстких заготовок резцом без врезания принимают равным φ1 = 5 … 10 градусов, а при обработке нежёстких деталей с поперечным врезанием его наращивают до значений φ1 = 30º … 45º.

2.2.2 Процессы на фронтальной и задней поверхностях резца и выбор углов γи α.

Не считая того Г. Условия врезания инструмента в материал детали., что эти углы оказывают на ход обработки существенное воздействие, оба они определяют положение поверхностей резца (переднюю и заднюю), в большей степени подверженных износу в процессе затупления инструмента. По этой причине они объединены для рассмотрения.

А. 1. Чем больше фронтальный угол γ, тем ”острее” режущий клин инструмента, тем легче сходит Г. Условия врезания инструмента в материал детали. стружка и меньше затрачиваемая на резание работа, но тем меньше крепкость режущего инструмента и ужаснее отвод тепла из зоны резания. Потому при обработке твёрдых и хрупких материалов используют маленькие фронтальные углы, а при обработке мягеньких и вязких материалов - углыγнаращивают. Более употребляемые значения углов γзависимо от черт обрабатываемых материалов и используемых Г. Условия врезания инструмента в материал детали. режимов обработки: от -10º до +20º.

При обработке закалённых сталей твёрдосплавным инвентарем, также при прерывающемся резании для того, чтоб упрочнить резец, назначают отрицательные углыγ.

Прерывающееся резание является одним из методов искусственного дробления стружки. Для этого на равномерное движение подачи резца накладываются низкочастотные вибрации ( с частотой не больше 50 Гц) [Гр ]. Сечение Г. Условия врезания инструмента в материал детали. срезаемой стружки выходит переменным, она дробится на части и просто удаляется. Величина углаγ при всем этом может принимать значения в спектре от - 5º до - 10º.

Другими методами измельчения стружки и сотворения критерий для её удаления из зоны резания являются выполнение в районе режущей кромки упрочняющих фасок (рис.15, а) с параметрами Г. Условия врезания инструмента в материал детали. γф и, протачивание лунок, также установка на фронтальной поверхности резца особых стружколомов (рис.15, б).

Рис. 15

А. 2.При обработке со снятием сливной стружки ( это узкая, пластичная и завивающаяся в спираль стружка) на фронтальной поверхности резца у режущей кромки может создаваться нарост– уплотнённый слой из материала обрабатываемой детали. Конфигурацию и размеры этого образования предсказывать фактически Г. Условия врезания инструмента в материал детали. нереально, т.к. нарост в хоть какой момент может разрушиться, а потом опять начать развиваться. Принципиально то, что он изменяет геометрические свойства резца δнароста < δрезца (рис.16, а), а под действием очень большой деформации нарост приобретает так высшую твёрдость ( в 2,5 ÷ 3,5 раза больше твёрдости материала обрабатываемой детали), что оказывается способным делать резание. Снимаемая Г. Условия врезания инструмента в материал детали. стружка нижней собственной поверхностью скользит по уплотнённому слою нароста (рис. 16, б), может наращивать его размер, а потом срывает его с поверхности резца. Таким макаром, на режущем клине инструмента может создаваться непредсказуемый ни во времени, ни по размерам дополнительный элемент резания, вносящий своим воздействием в ход обработки некую долю Г. Условия врезания инструмента в материал детали. неопределённости.

а б

Рис. 16

Есть условия [Гран-е], дозволяющие оценить возможность образования нароста. При отображении на плоскости (рис. 17) зона, в какой образование нароста может быть, и зона, в какой нароста не будет появляться, разбиты линией типа гиперболы. Каждый обрабатываемый материал характеризуется своим расположением этой кривой. Эти же зависимости Г. Условия врезания инструмента в материал детали. могут быть представлены в виде обычный формулы: S = C / V , где S – подача, V– скорость резания, а C – параметр, зависящий от материала. Если подача измеряется в мм /об, скорость резания – в м / мин, то для стали Ст. 45 параметр С = 10, а для нержавейки ОХ12НД коэффициент С = 4. Устойчивый нарост, обычно, появляется при снятии тонких стружек шириной Г. Условия врезания инструмента в материал детали. порядка (0,004 ÷ 0,06) мм при довольно широком спектре скоростей резания.

Рис.17

Нарост, если он появляется, приобретает разные характеристики зависимо от пластичности обрабатываемого материала.

а б

Рис.18

При более пластичном материале нарост более широкой поверхностью основания «1-1» опирается на переднюю поверхность резца (рис.18, а), имеет малую высоту с относительно огромным радиусом закругления верхушки. В этих критериях Г. Условия врезания инструмента в материал детали. он никогда не нависает над режущей кромкой резца, не изменяет “вылет” инструмента в круговом направлении и не оказывает влияние на размер обрабатываемой детали. Он изменяет только уголγ, создавая некое облегчение резания, а продукты разрушения нароста не будут прилипать к обработанной поверхности. В данном случае роль, выполняемую наростом, можно считать положительной Г. Условия врезания инструмента в материал детали..

В случае с наименее пластичным материалом (рис.18, б) нарост имеет наименьшую площадь основания «2-2», растёт в высоту, приобретает наименьший радиус закругления верхушки и, что самое главное, нависает над главной режущей кромкой, что приводит к уменьшению размера обработанной поверхности на величину z. Из-за нерегулярности размера нароста происходит непрогнозируемое блуждание режущей кромки, приводящее Г. Условия врезания инструмента в материал детали. к понижению точности обработки. Роль, которую делает нарост в данном случае, – непременно, отрицательная.

В практической работе не следует, видимо, преднамеренно стремиться использовать положительные характеристики нароста, но при выяснении обстоятельств появления брака учесть вероятное воздействие нароста – имеет смысл.

Б. Воздействие заднего угла α. При хоть какой, даже самой кропотливой заточке режущей Г. Условия врезания инструмента в материал детали. кромки, существует, пусть и очень маленький, но радиус скругления в округах точки 1 (рис. 19). Из – за этого слои материала, расположенные выше точки 1, отделяются в процессе обработки в виде стружки. А та часть материала, которая размещена ниже точки 1, подвергается деформации сжатия, создаваемой задней поверхностью резца.

Одна из составляющих этой деформации вызывает остаточное Г. Условия врезания инструмента в материал детали. упрочнение поверхностного слоя обработанной поверхности, создавая наклёп, и является необратимой. Наклёп – это увеличение микротвёрдости поверхностного слоя, которое характеризуется степенью наклёпа:

∆H = [( Hн - Hи) / Hи] · 100%,

где: иHи –микротвёрдости наклёпанного и начального слоя металла.

При образовании наклёпа могут показаться забияки, подрывы и другие недостатки обработанной поверхности. Если такие недостатки не появились, а наклёп получен Г. Условия врезания инструмента в материал детали. на последнем переходе обработки, то воздействие наклёпа можно считать положительным, потому что уплотнение поверхностного слоя детали содействует повышению его прочности. Если же наклёп получен на шаге подготовительной обработки, то явление наклёпа не нужно, потому что следующая обработка должна будет вестись по упрочнённому слою металла, инструмент будет Г. Условия врезания инструмента в материал детали. резвее изнашиваться, а поверхность может получиться нечистой.

Рис. 19

Другая часть деформаций связана с упругим восстановлением за ранее сжатого поверхностного слоя, потому уровень обработанной поверхности выходит размещенным выше самой низкой точки резца, отмеченной на рис.19 штриховой линией.

Оба вида деформаций, и, сначала – 2-ая, упругая их разновидность, сопровождаются трением некой части 1 - 2 задней поверхности Г. Условия врезания инструмента в материал детали. резца об обработанную поверхность. Конкретно это создаёт главную причину износа резца по задней поверхности режущего инструмента.

Основное предназначение заднего угла резца – уменьшить трение по задней поверхности, которое тем меньше, чем больше α. При обработке вязких материалов угол αнаращивают для уменьшения трения. Для обработки хрупких и твёрдых материалов, также при Г. Условия врезания инструмента в материал детали. огромных сечениях срезаемого слоя выбирают резцы с наименьшими значениямиα, чтоб не понизить прочностные свойства резца. Пределы значений более используемых углов α для режущих инструментов: от 6º до 12º.


g-smolensk-smolensk-istoki-russkoj-slavi-stranica-29.html
g-smolensk-smolensk-istoki-russkoj-slavi-stranica-35.html
g-smolensk-smolensk-istoki-russkoj-slavi-stranica-40.html