Процессы механической обработки металла - Курс лекций

Главным движением Dr при строгании является возвратно-поступательное движение резца при работе на поперечно-строгальном станке или стола с заготовкой - в случае продольно-строгальных станков; движением подачи Ds - перемещение заготовки в направлении перпендикулярном главному движению. Процесс резания проходит во время рабочего хода резца, при обратном ходе он отсутствует.

Особенности процесса строгания

1. Изза наличия возвратно-поступательного движения для уменьшения сил инерции снижается скорость главного движения. 2. Инструмент находится в контакте с заготовкой только при рабочем ходе, при обратном ходе он не участвует в процессе резания. 3. В контакт с заготовкой РИ входит с ударом, что может привести к разрушению режущей части РИ. По этой причине строгальные резцы более массивные по сравнению с токарными. 4. Для исключения или уменьшения «заедания» резцы делают изогнутыми (рис.2) (для формы (б) изгиб стержня резца вокруг точки О под действием сил строгания вызывает внедрение вершины резца в обрабатываемую поверхность заготовки, для формы (а) этого не происходит).

Рис.2 Форма строгальных резцов

Рассмотрим элементы режима резания и геометрию срезаемого слоя при строгании: 1. Скорость главного движения где к -число двойных ходов (двойной ход/мин);

L - длина хода инструмента (мм); L=l l1 l2 где l-длина обработанной поверхности, мм; l1 , l2 - дополнительные длины, мм; m - коэффициент учитывающий обратный ход инструмента ( , где и - соответственно скорости рабочего и холостого ходов инструмента);

2. t - глубина резания (мм);

3. Подача S - величина относительного перемещения резца и заготовки в направлении перпендикулярном к главному движению за один двойной ход (мм/дв. ход);

Скорость движения подачи Vs (или минутная подача): Sмин =Vs=S k (мм/мин);

4. T0 - основное технологическое время : мин. где В - ширина обработанной поверхности, и - соответственно врезание и перебег инструмента (мм).

Геометрия срезаемого слоя: 1. a - толщина срезаемого слоя а=S sinj

2. b - ширина срезаемого слоя

3. - площадь срезаемого слоя

4.

2. Сверление

Сверление - это способ обработки резанием цилиндрических отверстий в сплошном металле. При сверлении достигается точность получения отверстий по 11-13 квалитету; шероховатость обработанной поверхности до Rz 40.

Особенности процесса резания при сверлении являются: 1. Переменная величина переднего угла g и главного заднего угла a по длине режущей кромки;

2. Наличие поперечной кромки, которая не режет, а мнет металл;

3. Затруднен отвод стружки и подвод СОЖ в зону резания;

4. Трудности конструктивного обеспечения высокой жесткости сверла.

Элементы режима резания и геометрия срезаемого слоя при сверлении представлены на рис.7.

1. Скорость главного движения: м/мин;

2. Глубина резания: t=D/2 (мм);

3. Подача на оборот: S0, (мм/об); на каждую режущую кромку приходится величина, равная So/2;

4. Минутная подача, скорость движения подачи: Vs=Sмин=S0 n (мм/мин);

5. Основное технологическое время: 6.

T0=L/Vs= (мин).

Рис.7 Элементы режима резания и геометрии срезаемого слоя

Геометрия срезаемого слоя: Толщина срезаемого слоя: ;

1. Ширина срезаемого слоя: ;

2. Площадь срезаемого слоя:

На поперечной кромке толщина и ширина “срезаемого слоя” (сминаемого слоя) будут соответственно равны: и где dc - диаметр сердцевины или длина поперечной кромки.

3. Силы и момент при сверлении (схемы действия сил и моментов, формулы для расчета).

Рассмотрим осевую силу, крутящий момент и мощность при сверлении

Рис.8 Схема сил, действующих на сверло в процессе резания

В процессе резания на сверло действует осевая сила P0, которая складывается из следующих составляющих (рис.8):

где Px - силы сопротивления на главной режущей кромке;

Рп - силы сопротивления на поперечной кромке;

Ртр - силы трения, действующие на вспомогательной режущей кромке.

Наибольшая часть осевой силы приходится на поперечную кромку (Рп=57%), на режущую кромку несколько меньше (Рх=40%) и наименьшая - на вспомогательную кромку (Ртр=3%).

Осевая сила противодействует движению подачи. По ней рассчитывают на прочность детали механизма подачи станка. При больших вылетах осевая сила вызывает продольный изгиб сверла.

Осевую силу можно рассчитать по формуле:

CP - коэффициент, зависящий от свойств инструментального и обрабатываемого материалов и условий резания;

хр , ур - показатели степени влияния соответственно диаметра и подачи на осевую силу.

KP - коэффициент на измененные условия резания.

Более точно осевую силу можно определить, исходя из формул для токарной обработки. Принимая во внимание соотношение сил PX и РП и пренебрегая силой РТР изза ее малой величины, можно записать: P0=2,5 Px.

Подставляя в данное выражение формулу для расчета составляющей силы Рх при токарной обработке, получим

.