Зеленцова Н.Ф. - Основы процесса резания и режущий инструмент (Курс лекций), страница 5

Износ по заднейповерхности в виде площадки износа, которая характеризуется высотой износа hз(смотри рисунок 7-6 верхний правый). Износ по передней поверхности представлен нерисунке 7-6 внизу, в виде лунки имеющей параметры: bл — длина лунки, a л — ширина26лунки, hл — глубина лунки. И на левом верхнем рисунке 7-6 представлен смешанныйвид износа.На рисунке 7-7 представлен износ спирального сверла, который может проявлятьсяпо задней поверхности hз , по уголку h y , на поперечном лезвии hп и по ленточке hл ,причем на ленточке могут образовываться как налипы, так и проточины.Интенсивность износа различных элементов режущей части инструмента можетбыть различной в зависимости от условий резания. Износ по ленточке можетвыражаться в виде проточен или износа участка ленточки hл , где вследствие износаисчезает обратная конусность или может даже возникнуть участок с прямойконусностью. При работе таких сверл возникают щелчки, а затем сверло заклинивает вотверстии.Рисунок 7-6Величинаинструмента.износанепрерывноРисунок 7-7увеличиваетсяпомереработырежущегоНа рисунке 7-8 показана зависимость величины износа от времени.

Участок I —период приработки, далее следует период нормального износа (участок II) и затеминтенсивность износа резко возрастает и наступает период катастрофического износа(участок III).27Лекции по основам процесса резания и режущему инструментуРисунок 7-8Рисунок 7-9На рисунке 7-9 показаны зависимости величины износа от скорости резания ивремени. На нем указана кривая равного износа, но на практике, как правило,применяют износ по времени.Износ инструмента при его эксплуатации строго нормируется в видеопределенных величин.

Обоснование этих величин является сложной научнотехнической задачей. А сама величина допускаемого износа в тех или иных конкретныхусловиях называется критерием износа. Как правило, назначать критерий равногоизноса неудобно, поэтому назначают критерий оптимального износа.ЛЕКЦИЯ № 8Нормы износа.Одна тонна быстрорежущей стали, в зависимости от способа ее изготовления имарки, стоит от 4,5…7 тысяч долларов.

Величина стачивания нормируется нормативами(ГОСТами, стандартами и т.д.). Накопление дефектов приводит к уменьшению качестваобработанной поверхности и к уменьшению времени работы инструмента,H = (hз + ∆h ) ⋅ sin α , где ∆h — припуск на переточку (должен назначаться оченьграмотно). На рисунке 8-1 представлен износ инструмента.Рисунок 8-1Рисунок 8-2Гипотеза протекания износа.Из-за исключительной сложности и взаимосвязи явлений, протекающих наконтактных поверхностях режущего инструмента при резании, в условиях высоких28силовых и тепловых нагрузок, при активном влиянии внешней среды физическаяприрода изнашивания инструмента еще окончательно не изучена.Однако установлено, что износ бывает следующих видов:1). Механическое изнашивание режущего инструмента возникает привзаимодействии макро- и микро-неровностей контактирующих в процессе резания.

Натрущихся поверхностях микро-неровности взаимодействуют (трутся) в результате чегоинструмент изнашивается (смотри рисунок 8-2).действиеобработанногоматериалаистружкина2). Абразивноеинструментальный материал (абразивный износ). Он связан с удалением частицинструментального материала под действием твердых карбидов включений иокислительных пленок обрабатываемого материала, которые царапают рабочиеповерхности режущего инструмента.3). Адгезионное воздействие материалов инструментальной и обрабатываемойдеталей (адгезионный износ).

Он связан с процессами схватывания (сваривания)отдельных участков материала под действием молекулярных сил. В результате чего наповерхности инструмента образуются кратеры износа. Этому виду износа способствуютвысокие давления и температуры в зоне резания. Адгезионный износ возрастает примскоростях резания V ≈ 20в областях наростообразования.мин4). Окислительный износ. Химическое взаимодействие инструментальногоматериала с активными компонентами внешней среды, то есть частицы режущего клинапри взаимодействии с кислородом и другими активными компонентами окружающейсреды окисляются, "выгорают".5). Диффузионное растворение составляющих структуры инструментальногоматериала в обрабатываемый материал называется диффузионным износом.

С ростомтемпературы возрастает амплитуда колебаний атомов, контактирующих при резанииматериала, и как следствие, возрастает диффузионный износ.Влияние режимных факторов на стойкость режущегоинструмента.Формула Тейлора T =CT1m, где CT — константа, m — показатель относительнойVстойкости инструмента. Для основных видов инструмента m ≈ 0,12...0,2 и определяетсячисто эмпирическим путем.Рисунок 8-3Рисунок 8-429Лекции по основам процесса резания и режущему инструментуРисунок 8-5На рисунках представлены зависимости стойкости режущего инструмента отскорости резания (смотри рисунок 8-3), подачи (смотри рисунок 8-4) и глубины резания(смотри рисунок 8-5).Стойкость инструмента — период времени работы режущего инструмента, втечение, которого он может выполнять заданные ему функции (время от переточки допереточки инструмента).CTУточненная формула для стойкости режущего инструмента T =V1m[k1 ...k n ].⋅ t xt ⋅ S y tВиды токарной обработки.1).

Обточка цилиндрических поверхностей.Рисунок 8-6Рисунок 8-7На рисунке 8-7 представлена кинематическаяцилиндрических поверхностей. К рисунку 8-6:ϕ < 90°; t o =схемапроцессаLt; a < S ; b > t ; L = l + l вр + l п ; l вр =+ 2 мм; l п ≈ 2 мм .n⋅Stan ϕ30обточкиРисунок 8-8Второй вариант применяется при обработке не жестких деталей. Для него:ϕ = 90°; a = S ; b = t ;ЛЕКЦИЯ № 9Виды токарной обработки (продолжение).2). Расточка отверстий.Особенности расточки — отсутствие обзора зоны резания и малая жесткостьрасточного резца. Консольно закрепленная державка находиться в сложномнапряженном состоянии, а именно Pz — скручивает и изгибает в радиальной плоскости,Py — изгибает в горизонтальной плоскости, Px — приводит к эксцентричномупродольному смещению.Рисунок 9-1Рисунок 9-2Нагрузка приводит к деформированию державки, что искажает размерыобработанной поверхности и приводит к вибрации.

Используются расточные оправки,где компенсируются изгибающие усилия (смотри рисунок 9-2). Все геометрическиепараметры, условия образования стружки и режимы обработки для обточки и расточкиидентичны.3). Отрезка.Особенности отрезки — тяжелые условия работы не жесткого отрезного резца.

Дляусиления отрезных резцов — различными методами усиливают его рабочую часть.31Лекции по основам процесса резания и режущему инструментуРисунок 9-3Рисунок 9-4При отрезке стружка свивается в спираль и скапливается в канавке, поэтомуиногда отрезной резец переворачивают, чтобы стружка выпала из паза.4). Точение фасонных поверхностей.Бывает два случая: случай станка с ЧПУ (смотри рисунок 9-5) или, что чаще напрактике, фасонным резцом (смотри рисунок 9-7). На рисунке 9-5б изображенакинематическая схема выполнения данного процесса на станке с ЧПУ.Рисунок 9-5Рисунок 9-65). Обработка торцевых поверхностей.Эта обработкаповерхностей.аналогичнарассмотреннойвышеобточкецилиндрических6).

Строгание и долбление.При строгании и долблении на заготовках обрабатываются плоскости илилинейчатые поверхности профильного сечения с прямолинейными образующими. Ониоснованы на простейших кинематических схемах резания (смотри рисунок 9-7 ирисунок 9-8) предусматривающих действие в процессе резания лишь одного главногодвижения - прямолинейно направленной скорости V.32Рисунок 9-7Рисунок 9-8Строгальные станки осуществляют главное движение резания в горизонтальнойплоскости (смотри рисунок 9-7). А долбежные станки — в вертикальной плоскости(смотри рисунок 9-8).

Во время главного движения механизм подачи на этих станках недействует. Поэтому на принципиальных кинематических схемах вектор скоростиподачи отсутствует.Протяженность пути движения резца ограничивается настройкой станков.Совершив рабочий путь резания lo, резец или заготовка, пройдя в обратном направлениитоже расстояние возвращается в исходное положение.

Полный цикл работы такихстанков состоит из равных по длине рабочего и вспомогательного (холостого) хода, чтодает основание вести счет пройденного пути или времени по двойному ходу. Послекаждого двойного хода механизм привода главного движения станка отключается, и мм включается механизм привода подачи S . дв. ход Последовательное чередование главного движения резания со скоростью V ивспомогательного движения с подачей S и составляет особенность строгания идолбления.7).

Обработка отверстий: сверление, зенкерование и развертывание.Сверление обеспечивает сверление сплошных и глухих отверстий в сплошныхматериалах, а также обеспечивает увеличение уже существующих в диаметре.Сверлением можно обрабатывать отверстия диаметром D=0.1…80 мм, и глубинойl=10D.Рисунок 9-933Лекции по основам процесса резания и режущему инструментуНа рисунке 9-9 изображены кинематические схемы для этих процессов. Рисунок 99а — вертикально-сверлильного станка, рисунок 9-9б — горизонтально-сверлильногостанка.Точность обработки по 12 квалитету, шероховатость Rz=20…80 мкм.

Сверление необеспечивает прямолинейности оси отверстий. При обработке отверстия диаметромD>25 мм сверление делают в два прохода, сначала меньший, а затем больший диаметр.Зенкерование применяют для увеличения точности обрабатываемых отверстий.Диаметр обрабатываемого отверстия определяется диаметром сверления. ГлубинаD −dрезания при зенкеровании: t = 3= 1.2...2.5 мм .

Зенкер обеспечивает точность по29 квалитету и шероховатость Ra=5…2.5 мкм.Развертывание применяют для повышения точности и качества отверстий,диаметр и глубина предварительно просверленного отверстия определяют параметрыDр − dрезания при развертывании t == 0.12...0.04 мм . Точность по 7 квалитету,2шероховатость Ra=0.63…2.5 мкм.ЛЕКЦИЯ № 10Сверление.Рисунок 10-1На рисунке 10-1 цифрами обозначены: 1 — главные задние поверхности сверла.2 — поперечное лезвие. 3 — вспомогательные задние поверхности (ленточки). 4 —передние поверхности.