Проектирование и производство режущего инструмента (Юликов, 1987), страница 12

Управление схемами срезан ни припуска с использованием конструктивных элементов. Режущие кромки инструмента координируклся относительно его производящей поверхности. Координаты, характеризующие положение режущих кромок, являются теми параметрами, с помощью которых конструктор может управлять схемой срезания припуска. С этой точки зрения необходимо режущие кромки разбить на две группы: профилируюп1ие, координаты которых удовлетворяют производящей поверхности, т.

е. расположены на производящей поверхности; непрофилируюп1ие, координаты которых не удовлетворяют уравнению производящей поверхности и расположены вне ее. Применяя указанные кромки, конструктор может использовать: черновые зубья, имеющие только непрофилирующне кромки; чистовые зубья, имеющие только профилирующие кромки„и чистовые зубья, имеющие кик профилирующие, так и непрофилирующие кромки. Классификация конструктивных элементов, влияющих на схему срезания припуска, представлена на рис.

2.18. $1 Используя в качестве конструктивных элементов трн вида зубьев, можно осуществлять различные схемы срезания припуска с учетом того, что их множество образуется различными исполнениями режущих кромок по форме, размерам и расположению относительно производящей поверхности.

На этой основе для каждого вида образуется множество типов режущего инструмента. При наличии чистовых зубьев. имеющих только чистовые режущие кромки, возможности конструктора изменять схему срезания припуска относительно ограниченны. Можно изменять форму и размеры срезаемых слоев за счет изменения формы и размеров профилирукхцей режущей кромки в результате различного ее расположения на производящей поверхности (ы, Л), а также разбие.- нием силов~ной профилирующей режущей кромки на части, расположенные на различных зубьях (с перекрытием).

Конструктор может изменять последовательность образования срезов путем изменения числа зубьев (г„) и их относительного расположения (линейных или угловых шагов). Управление схемой срезания припуска благодаря различному расположению профнлирующей режущей кромки на производ я щ е й п о в е р х н о с т и. Этот прием широко используется конструкторами.

Для многозубого инструмента расположение режущей кромки определяется расположением стружечной канавки и обычно характеризуется углом наклона режущей кромки (м). При этом зубья могут быть прямыми (м .-. О), наклонными или винтовыми (ы эь О), как с одинаковым, так и с различными наклонами по знаку (зубья альтернативные или раскошенные). Для фасонных резцов положение режущей кромки характеризуется углом Л. Управление схемой срезания припуска путем разбиения сплошной профилирующей режущей кромки на части. Такой прием управления схемой срезания выполняется с целью: а) улучшения схода стружки по передней поверхности, более свободного размещения ее в стружечной канавке и более свободного ее отвода; б) улучшения условий резания на участках образующей, которые имеют резкие угловые переходы, малые радиусы скругления и др.; в) более удобного конструктивного оформления режущей части (прнменеиня стандартных пластинок твердого сплава, способов их крепления, регулирования и др.); г) создания технологических удобств изготовления режущей части и ее переточки.

Разбиение режущих кромок на части осуществляется как в случае, когда они являются формообразующими, так и в случае, когда они являются неформообразующими (черновыми), но только на многозубом инструменте. Самый простой способ — нанесение на режущие кромки в шахматном порядке стружкоделительных канавок. Он используется на сверлах, зенкерах. протяжках, дисковых и цилиндрических 52 фрезах. Имеется ряд предложений использовать этот способ и для других инструментов, например, червячных фрея для звольвентных колес крупного модуля, червячных фрез для шлицевых валов при толщине вершины зуба фрезы свыше б — 8 мм.

На инструментах со сложным профилем (дисковые фасонные фрезы, червячные фрезы) разделение срезаемого слоя, помимо других известных преимуществ, уменьшает коэффициент укорочения стружки в несколько раз, что значительно снижает силы резания и повышает стойкость. В последнее время стали применять специальные многогранные твердосплавные пластинки с волнистыми режущими кромками, обеспечивающими разделение стружки по ширине. С использованием таких пластинок разработаны конструкции черновых торцовых фрез.

Режущие кромки расположены относительно друг друга таким образом, что вершины волн не совпадают. При обработке стружка разделяется по ширине на несколько узких полос. Усилие резания прн обработке значительно меньше, чем при работе с прямолинейными режущими кромками.

Применение пластинок позволяет работать с большей глубиной резания при малой мощности станка. Толщина срезаемых слоев может быть увеличена по сравнению с обычной схемой срезания припуска прямолинейными режущими кромками. Управление схемой срезания припуска прн использовании зубьев (резцов), имеющих профилирующие и непрофилнрующие р е ж у щ и е к р о м к и. Группа инструментов, имеющих такие зубья, наиболее обширна. К ней относятся все виды обычных резцов, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, торцовые фрезы, червячные зуГюрезные фрезы с заборным конусом и другие.

Помимо перечисленных вып1е способов изменения схемы срезания припуска за счет профнлирукхцнх кромок, здесь возникают большие возможности управления схемой срезания путем изменения формы, размеров и расположения непрофилирующих режущих кромок. Например, у проходных резцов главная режущая кромка (непрофилирующая) выполняется прямолинейной и криволинейной. В соответствии с принятой формой главной режущей кромки изменяется и форма поперечного сечения срезаемого слоя.

Положение прямолинейной главной режущей кромки относительно направления подачи определяется углом ~. При изменении этого угла изменяются толщина а и ширина Ь срезаемого слоя: а —— — 5 з|п «р; Ь вЂ” (/з)п ~р. На форму и размеры срезаемого слоя влияет и радиус г скругления вершины резца. С увеличением г прочность режущей части у вершины резца и его стойкость увеличиваются, уменьшается шероховатость обработанной поверхности. Однако увеличение г приводит к более стесненным условиям резания, увеличению силы резания и появлению вибраций. Часто вместо скругления вершины ее снабжают дополнительной 53 режущей кромкой шириной Д> и углом наклона щ.

Соответственно изменяется и форма срезаемого слоя. Стремление к увеличению подачи при токарной обработке с заданной шероховатостью обработанной поверхности привело к созданию конструкции резца с ср' = О. Длина вспомогательной режущей кромки при этом равна (1 — 1,2) 8. В соответствии с этим при 1 > Я срезаемый слой называют прямым, а при 1 ( 8.— обратным. В последнем случае основная нагрузка по срезанию слоя приходится на вспомогательную режущую кромку.

Работа режущих кромок сверл, зенкеров и разверток в принципе не отличается от работы режущих кромок проходного резца. Поэтому и управление схемой срезания у этих инструментов аналогичное. Значение углов ~р, щ, ~р' для сверл выбирают исходя из тех же соображений, что и у резцов, но с учетом специфики работы этих инструментов. Прием управления схемами срезания путем изменения формы н размеров непрафилирукхцих кромок зубьев используется при конструировании метчиков, плашек, гребенок, червячных фрез. Здесь конструктивная подача вдоль образукзцей производящей поверхности осуществляегся соответствующим расположением режущих кромок заборной части. На практике применяется заборная часть различной формы„ рассчитанной в зависимости от величины Я, конструктивной подачи, приходящейся на каждую режущую кромку.

Управление схемой срезания припуска при использовании черновых и чистовых з у б ь е в. Возможности конструктора еще более расширяются, если он использует специализацию не только кромок, но и зубьев. В этом случае помимо тех возможностей по управлению схемой срезания, которые были изложены выше, возникают дополнительные в виде изменения формы, размеров и расположения режущих кромок черновых зубьев. Существуют три основных способа расположения черновых зубьев по отношению к производящей поверхности: вдоль образующей; вдоль направлякзцей; по нормали (что определяет толщину срезаемого слоя). На основе этих вариантов можно получить дополнительно четыре различных сочетания, а всего семь способов расположения черновых зубьев и их кромок. Например, в целях деления срезаемого слоя большой ширины на отдельные части с малой шириной главная режущая кромка у ружейного сверла делается ступенчатой (рис.

2.19, а). На рис. 2.19, б приведена конструкция зенкера со ступенчатой режущей кромкой. Здесь сечения срезаемых слоев обычно квадратные или «обратные». Стружка получается более удобной для размещения в стружечных канавках. Режущие кромки, несущие профилирукхцие точки (чистовые), вне зависимости от размеров припуска образуют слой, толщина которого предопределена $4 Рис.

2П9. Инструменты со ступенчатой глав- Рис. 2.20. Ромбическив схема ной режущей кромкой." срезении припускз при обрвбота — ружейное сверло: б — венкср ке резьб небольшим подъемом последней ступени (обычно 0,2 мм), что обеспечивает малую шероховатость обработанной поверхности. Аналогичное решение применительно к торцовым фрезам привело к возникновению так называемых ступенчатых фрея (или фрей со ступенчатой установкой ножей, резцов). Предложена также многозаходная червя пия френа, отличающаяся тем, что зубья одного захода имеют заданный профиль, а у всех остальных заходов — ступенчатый (волнистый) профиль. В случае использования трехзаходной фрезы заходы 1 и 2 имеют ступенчатый, а заход 8 — окончательный профиль. Каждая режущая кромка должна срезать слой достаточной толщины и исключать снятие боковыми режущими кромками широких срезаемых слоев сложной формы, которые форсируют износ червячных фрез.