РАЗМЕРЫ СРЕЗАЕМОГО СЛОЯ

Срезаемый слойпри точении проходными резцами определяется толщиной а и шириной b (рис. 2.8), которые связаны с технологическими параметрами - подачей s и глубиной t резания (рис. 2.8, а):

(2.2)

При этом номинальная площадь сечения срезаемого слоя

F_н=ab = st. (2.3)

Выше упоминалось, что при точении вершина резца совершает винтовое движение, и поэтому в формировании обработанной поверхности принимает участие также и вспомогательная режущая кромка. Поэтому форма поперечного сечения срезаемого слоя имеет форму не параллелограмма, а усеченной трапеции (рис. 2.8, б). Фактическая площадь последней F_ф меньше площади параллелограмма F_н на величину площади гребешков (микронеровностей) F_гр, остающихся на обработанной поверхности:

F_ф=F_H-F_гр=st-sRz/2, (2.4)

где Rz - высота гребешков.

Глубина резания t даже при чистовой обработке на порядок и более превышает высоту гребешков Rz. Поэтому остаточная площадь микронеровностей F_гр составляет очень малую долю площади поперечного сечения срезаемого слоя. В большинстве расчетов ее не учитывают, кроме случая, когда оценивают шероховатость обработанной поверхности.

Из (2.2) следует, что главный угол в плане φ оказывает большое влияние на соотношение а/b. С уменьшением этого угла срезаемый слой становится тоньше и шире, что сказывается на степени его деформации, силах резания и условиях отвода теплоты. В связи с тем, что при φ < 45° резко возрастает радиальная нагрузка на заготовку и инструмент, на практике обычно главный угол в плане φ = 45... 90°.

Схема резания, при которой в работе участвуют две и более режущие кромки (главная, вспомогательная и др.), называется схемой несвободного резания(рис. 2.8, б). В отличие от последней при схеме свободного резанияобработанная поверхность получается после прохода только одной режущей кромки (рис. 2.9, а, б).

Рис. 2.8. Формы поперечного сечения срезаемого слоя в зависимости от вспомогательного угла в плане:а – φ₁ = 0; б – φ₁ >0

Различают также схемы прямоугольного (ортогонального) и косоугольного резания.К последней относят схему резания резцом с главной режущей кромкой, заточенной под углом λ. При прямоугольном свободном резании стружка сходит в направлении, перпендикулярном к режущей кромке, а при наличии угла λ, она отклоняется от нормали примерно на этот же угол.

Если при прямоугольной схеме резания деформация металла при переходе в стружку происходит в плоскости, перпендикулярной к режущей кромке, то при косоугольном резании деформация идет одновременно и в плоскости, параллельной главной режущей кромке.

а) б) в)

Рис. 2.9. Примеры свободного резания при точении:

а - подрезание торца втулки; б - поперечное точение бурта; в - косоугольное чистовое точение однокромочным (безвершинным) резцом (t < 1 мм, λ = 10...20°)

При схеме несвободного резания направление схода стружки и процесс деформации материала зависят от соотношения s/t (а/b).

Схема косоугольного резания может сочетаться со схемами свободного и несвободного резания (рис. 2.9, в).

Из всех указанных схем резания наиболее простым случаем является схема свободного прямоугольного резания, а наиболее сложным - схема несвободного косоугольного резания.

МАШИННОЕ ВРЕМЯ

Машинное время — время, в течение которого происходит процесс снятия стружки без непосредственного участия рабочего (например, время на точение валика на токарном станке при включенной механической подаче); в дальнейшем это время будем обозначать через Т_м.

Машинное время за один проход

мин, (2.5)

где L — путь инструмента в направлении подачи в мм; п — частота вращения заготовки (шпинделя) в об/мин; s — подача в мм/об. дет.

В свою очередь (рис, 2.10),

L=l + l₁ +l₂ мм, (2.6)

Рис. 2.10. Элементы пути, проходимого резцом в направлении подачи при продольном точении

где l — размер обработанной поверхности в направлении подачи в мм; l₁ — величина врезания в мм (по рис. 2.10 – у); l₂ — выход режущего инструмента (перебег) в мм (по рис. 2.10 – Δ).

Величина врезания l₁ определяется из прямоугольного треугольника (рис. 2.10):

l₁ =t ctgφ мм,

При поперечном точении валика (рис. 2.11, а)

мм.

При поперечном точении трубы (рис. 2.11, 6)

.

Рис.2.11. Элементы пути, проходимого резцом в направлении подачи при поперечном точении (подрезке торца)

Если при обработке заготовки приходится делать несколько проходов, с условием, что все они совершаются при одинаковой частоте вращения и подаче, то машинное время

мин, (2.7)

где i — число проходов.

Количество проходов зависит от припуска на обработку, и если предположить, что каждый проход совершается с одинаковой глубиной резания (последний проход, точнее переход, производится с меньшей глубиной, чем предыдущие), то

где h — припуск на обработку на сторону в мм; t — глубина резания в мм.

Уменьшение машинного времени — важный фактор в повышении производительности труда. Машинное время Т_м можно сократить путем уменьшения L и h или увеличения t, s, n(v).

Чем меньше припуск на обработку h, т. е. чем ближе форма и размеры заготовки к форме и размерам детали, тем меньше металла будет переведено в стружку, более благоприятны условия для срезания припуска за один проход, меньше будет затрачено времени на обработку, выше производительность и ниже себестоимость готовой детали.