При растачивании отверстий сила резания Р измеряется и под-считывается по трем взаимно перпендикулярным составляющим (рис. 7).

Сила резания P_z (вертикальная составляющая) определяет нагрузку механизма коробки ско­ростей станка, крутящий момент Мкр, эффективную мощность ре­зания Мэф и величину прогиба оп­равки или борштанги в верти­кальной плоскости.

Сила Р_у (радиальная состав­ляющая) определяет степень от­жима резца от детали и величи­ну прогиба борштанги или оправ­ки в горизонтальной плоскости.

Сила Р_х (осевая составля­ющая) направлена вдоль оси шпинделя и определяет нагрузку механизма подачи.

Величина силы резания Р равна диагонали призмы, сторо­ны которой равны соответственно P_z, P_Y и Р*, и определяется по формулам теории резания или с помощью динамометров.

Составляющие силы резания P_z, Ру, зависят от свойств обра­батываемого материала, сечения стружки и геометрии режущей части инструмента.

Они увеличиваются с ростом твердости и прочности обрабаты­ваемого материала, глубины резания и подачи. При этом увеличе­ние глубины резания влияет в большей степени, чем увеличение по­дачи. Кроме указанных факторов, на величину составляющих сил резания Р_у и Р_х существенно влияют также главный угол в плане <р, передний угол у и величина износа по задней грани б, и в мень­шей степени — радиус закругления резца R. С увеличением главно­го угла в плане <р радиальная составляющая силы резания Ру уменьшается, осевая составляющая силы резания Р_х увеличива­ется. С увеличением переднего угла у Р_у и Р_х уменьшаются. С уве­личением износа по задней грани б силы Р_у и Р_х увеличиваются.

РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РАСТОЧНЫХ РАБОТ

Режущий инструмент для расточных работ должен иметь широжую номенклатуру типоразмеров, универсальную конструкцию, жесткость и прочность крепления, точность перемещения, мини­мальное время на установку, снятие и переналадку с одного раз­мера обработки на другой, единую базу для установки и заточки, :малую массу и хорошую балансировку.

Номенклатура режущего расточного инструмента следующая: резцы, блоки, сверла, зенкеры, развертки, фрезы и метчики.

При обработке деталей на металлорежущих станках различают следующие элементы режима резания: глубину резания t мм, подачу s мм/об (или s мм/мин) и скорость резания v м/мин. Эти элементы изображены на рисунке ниже для случая растачивания отверстия на расточном станке.

На рисунке слева: Элементы режима резания.

Глубина резания t мм (толщина слоя металла, снимаемого за один проход инструмента) измеряется как расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностью.

Подача s режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности измеряется за один оборот шпинделя (планшайбы) в мм/об или мм/мин.

Для фрезерных работ подача может измеряться также в миллиметрах на один зуб фрезы.

Зависимость между величинами подач определяется по формулам:
S₀=S_z- z мм/об; S_м= S₀- z = S_г- n, мм/мин, где S_m - подача, мм/мин; S₀ - подача, мм/об; S_z - подача, мм/зуб; z - число зубьев фрезы; n - число оборотов инструмента в минуту.

Площадь сечения стружки определяется по формуле:
f=S₀-t-a-b мм², где f площадь сечения стружки, мм²; a - толщина стружки, мм; b - ширина стружки, мм, t- глубина резанья, мм.

Толщина стружки зависит от подачи, а ширина - от глубины резания. При уменьшении главного угла в плане (<φ) толщина стружки уменьшается, а ширина ее увеличивается. Площадь сечения стружки при этом остается неизменной, если cохраняются подача и глубина резания.

Скорость резания v м/мин - скорость перемещения режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности детали.

За скорость резания принимают окружную скорость вращения обрабатываемой детали (например, для токарного и других станков) или режущего инструмента (например, для расточных станков).

При обработке металлов резанием необходимо обеспечить наиболее полное использование режущих свойств твердого сплава, его высокую теплостойкость и сопротивление сжатию, а также и значительную хрупкость. В зависимости от обрабатываемого материала выбирается необходимая марка твердого сплава и геометрия инструмента. Обработка производится при наибольших допустимых значениях глубины резания и подачи. Скорость резания, благодаря высокой теплостойкости твердого сплава, выбирается такой, чтобы обеспечить нагрев стружки до 850-900°С. При этих температурах прочность обрабатываемого материала и сила резания резко уменьшаются, прочность твердого сплава почти не изменяется, а вязкость его увеличивается.

Наибольшая производительность при черновой обработке, соответствующая наибольшему объему стружки, снимаемой в минуту при нормативной стойкости инструмента, обеспечивается при выборе наибольшей возможной глубины резания (лимитируется припуском на обработку), затем подачи (лимитируется прочностью механизма подачи станка и прочностью резца) и в последнюю очередь - скорости резания (лимитируется стойкостью инструмента или мощностью на шпинделе станка).

Наибольшая производительность при чистовой обработке, соответствующая наибольшей поверхности обработки в минуту при нормативной стойкости инструмента, обеспечивается при выборе в первую очередь подачи (лимитируется точностью и шероховатостью обработанной поверхности), а затем уже скорости резания (лимитируется стойкостью инструмента).

В процессе резания инструменты изнашиваются как по передней, так и по задней поверхностям. При чистовых работах с применением смазочно-охлаждающих жидкостей (чистовые и фасонные резцы, развертки), когда толщина стружки не превышает 0,1 мм, инструменты изнашиваются только по задней поверхности.

При толщине стружки более 0,1 мм и работе на средних скоростях резания с применением охлаждающих жидкостей инструмент (резцы, торцовые фрезы, метчики, сверла, зенкер) изнашивается по передней и задней поверхностям.

При работе на высоких скоростях резания и толщине стружки более 0,1 мм инструмент (резцы, торцовые фрезы) изнашивается, главным образом, по передней поверхности.

(далее…)

Резец состоит из двух основных частей (см. рисунок ниже поз. а): головки 5 (режущая часть) и стержня 7, который служит для закрепления резца.

Основными элементами головки резца являются: передняя по­верхность 1, по которой сходит стружка; задняя поверхность 4, обращенная к поверхности резания; главная режущая кромка 2, об­разованная пересечением передней и главной задней поверхностей; вспомогательная режущая кромка 3, образованная пересечением передней и задней вспомогательной поверхностей; вершина рез­ца 6.

(далее…)

Теория резания металлов - это наука, изучающая закономерности про­цесса резания металлов, условия изготовления деталей наиболее производительным и экономичным способом. Теория резания изу­чает физические основы стружкообразования, действующие при этом силы, нагрев и износ инструмента, геометрию режущей части инструмента и срезаемого слоя, а также методы расчета и выбора наивыгоднейших режимов резания.

(далее…)