Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Материаловедение

Силы, действующие на резец, и определение оптимальных режимов резания

Во время резания резец прижимается к заготовке с определенной силой. Такая же сила противодействия со стороны заготовки действует и на резец. Установить ее величину довольно сложно, однако ее составляющие определить можно. Например,

Силы, действующие на резец при точении

Рис. 7.7. Силы, действующие на резец при точении: Рг — тангенциальная; Рх

осевая; Рг — радиальная

тангенциальная составляющая Р. (рис. 7.7) обеспечивает главное усилие резания, которое имеет наибольшую величину. Эта сила определяется для последующего расчета на прочность механизма главного движения станка, а также на прочность резца и расчета прогиба детали. От нее зависит расход мощности на главное движение.

Осевая составляющая (усилие подачи) Рх учитывается при расчете на прочность механизма вспомогательного движения и расхода мощности на вспомогательное движение.

Радиальная составляющая Ру определяет прогиб детали, используется при расчете отжима суппорта и других параметров, определяющих жесткость технологической системы (станок—приспособление—инструмент—заготовка).

Большое значение для силы резания при точении имеют механические свойства материала заготовки, режимы резания, геометрические параметры инструмента и свойства смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).

Чтобы правильно выбрать режим резания и инструмент, надо знать законы теплообразования и распределения теплоты.

Существует три основных источника теплоты:

  • 1) зона наибольшей деформации по плоскости сдвига;
  • 2) зона трения стружки по передней поверхности инструмента;
  • 3) зона трения обработанной поверхности по задней поверхности инструмента.

В зависимости от скорости резания и теплофизических характеристик материала от 50 до 85 % общего количества теплоты при точении уходит в стружку, от 1,5 до 30 % — в резец. Например, при обработке легированных сталей при высоких скоростях резания в стружку идет 75 % теплоты, в деталь — 22 %, а в резец всего около 1,5 %.

При обработке жаропрочных сплавов, отличающихся низкой теплопроводностью, в инструмент уходит значительно большее количество теплоты — до 30 %, что обусловливает снижение стойкости режущего инструмента при обработке таких материалов и ограничивает скорость резания.

Наибольшее влияние на температуру в зоне контакта инструмента и заготовки оказывают скорость резания, меньше — подача, наименьшее — глубина резания. Применение смазочно-охлаждающих жидкостей позволяет уменьшать температуру на 100—200 °С.

В режим резания входят: глубина резания, подача и скорость.

Режимы резания для каждого конкретного случая можно рассчитать по эмпирическим формулам с учетом свойств обрабатываемого материала, стойкости резца, его геометрии и используемого охлаждения, а также с учетом точности обработки, особенностей станочного оборудования и оснастки.

Определение режимов резания начинают с установления максимально допустимой глубины резания, затем определяют допустимую подачу и скорость резания.

Скорость резания V — путь, пройденный в минуту точкой, лежащей на обрабатываемой поверхности относительно режущей кромки резца:

и = -^К,

1хо5У»

где V — скорость резания при заданной стойкости, м/мин (стойкостью инструмента называют время его работы до переточки); С., — коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и нормальные условия его обработки; XV и уи —показатели степеней соответственно при глубине резания и подаче; К — коэффициент, учитывающий конкретные условия обработки (наружное, внутреннее или поперечное точение, вид инструментального материала, охлаждение).

Данный расчет довольно трудоемок, поэтому на практике используют нормативы, представляющие собой таблицы.

Если определена скорость V резания, можно определить частоту вращения шпинделя:

п = ЮООиДяО),

где /) — диаметр заготовки, мм.

Тогда

v = nDn/00.

Далее можно определить мощность, необходимую для резания:

Np=Pzv/6 0.

Зная КПД станка (ц), можно определить мощность двигателя:

N„ = N,/4.

Производительность обработки — число деталей, изготовленных в единицу времени. Время изготовления одной детали рассчитывется по формуле

Тт = То + ТИН + Гвсп,

где Т0 машинное время обработки, затрачиваемое на резание (определяется для каждого технологического способа); Гин — время подвода и отвода инструмента при обработке одной детали; Гвсп — вспомогательное время установки и настройки инструмента.

Таким образом, производительность обработки резанием в первую очередь определяется машинным временем Т0. При токарной обработке

7о = Тй/(л50/),

где Ь — расчетная длина хода резца; а — припуск на обработку; / — глубина резания; 50 — наибольшая подача.

Отношение йг// определяет требуемое число проходов инструмента при глубине резания /, следовательно наибольшая производительность будет при обработке с глубиной резания / = а, наибольшей подачей 50 и максимальной скоростью резания. Однако при увеличении производительности снижается качество поверхности и повышается износ инструмента. Поэтому при обработке резанием решается задача по установлению максимально допустимой производительности при сохранении требуемого качества поверхности и стойкости инструмента.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы