Файл: Технология металлов и других конструкционных материалов учеб. пособие.pdf

дают инструмент. Кроме жидкостей, применяют и газы, например азот, сжатый воздух, углекислоту.

Действие смазывающе-охлаждающих жидкостей усиливается при введении поверхностно-активных веществ, создающих очень прочные тонкие пленки, не разрушающиеся под действием высоких давлений. К таким веществам относятся органические кислоты (стеариновая, олеиновая и др.) и их соли, а также некоторые со­ единения серы, хлора и других элементов.

Хорошей охлаждающей способностью обладают жидкости с малой вязкостью, большой теплоемкостью и теплопроводностью. Такими являются вода (с антикоррозионными добавками) и вод-

Рис. 192. Распределение теплоты резания Q в зависимости от скорости резания о:

ные эмульсии, получаемые растворением эмульсолов в воде. Эмульсолы — растворы мыла и органических кислот в минеральных мас­

ные. Широкое применение нашли сульфофрезолы, состоящие в ос­ новном из веретенного масла с небольшими добавками серы (2—3%). Правильный выбор смазывающе-охлаждающей жидко­ сти может значительно повысить стойкость инструмента и улуч­ шить чистоту обрабатываемой поверхности.

Силы резания и мощность при точении. В процессе резания на

они определяют мощность, затрачиваемую на процесс резания, не­ обходимую прочность узлов станка и инструмента, точность обра1 ботки.

Главная (вертикальная, тангенциальная) составляющая силы резания Рг (рис, 193), совпадающая с вектором скцрости главного

316

движения, определяет крутящий момент Мкр и в значительной сте­ пени мощность, расходуемую на процесс резания:

Мкр = Рг кГ ■мм,

где Дз — диаметр заготовки, в мм.

Очевидно, что крутящий момент на шпинделе станка, опреде­ ляемый мощностью двигателя, должен быть больше ЛІКр на за­ головке. Мир на шпинделе определяется для каждого числа оборо­ тов п по формуле

Знание силы Рг необходимо также и для расчета прочностных характеристик системы СПИД (ста­ нок — приспособление — инстру­ мент — деталь).

Радиальная составляющая си­ лы резания Ру при продольном точении не оказывает влияния на мощность резания, так как пере­ мещение в радиальном направле­ нии отсутствует. Однако величина Ру существенно влияет на техноло­ гический процесс, определяя де­ формацию системы в радиальном направлении, а следовательно, в значительной степени и точность обработки. Кроме того, увеличе­

ние Ру неблагоприятно сказывается на виброустойчивости системы СПИД. Естественный путь уменьшения Рѵ— увеличение угла ф, но, как было сказано выше, это ведет к ухудшению чистоты поверх­ ности. '

Усилие подачи Рх (осевая составляющая) является определяю­ щей реличиной при расчете механизма подач.

Соотношение между отдельными составляющими зависит от многих факторов (геометрии инструмента, режимов резания и т. д.), но в среднем может быть принято

Рг : Ру ■Р ,= 1 : 0,45 : 0,35.

Усилие Р2 может быть найдено по эмпирической формуле

P, = cpt*pSypK?,

где ср, Хр, ур — коэффициенты,-зависящие от обрабатываемого ма­ териала;

kp — произведение коэффициентов ki, k2; k3\ ..., учиты­ вающих влияние геометрии инструмента, емазыва- юще-охлаждающей жидкости и т. д.

3)7

Зная составляющие усилия резания, можно определить полную эффективную мощность, затрачиваемую на процесс резания:

Износ и стойкость режущего инструмента. Истирание поверх­ ностей инструмента, или его износ, вызывает потерю работоспособ­ ности инструмента, которая в большинстве случаев может быть восстановлена переточкой.

Физические процессы, протекающие при износе инструмента, аналогичны процессам трения и износа любых трущихся пар. Характер этих процессов зависит

58 от материала инструмента и обрабатываемой детали,скоро­ сти резания, смазывающе-охла- ждающей жидкости и других факторов. Наличие твердых

Наиболее часто встречается одновременный износ по обеим поверх­ ностям (рис. 194, в). В качестве критерия износа принимают-вели­ чину площадки h по задней поверхности, которая не должна пре­ вышать 0,8—1,5 мм, или ширину лунки на передней поверхности.

Кривая, показывающая зависимость , износа от времени (рис. 194, г), аналогична для всех трущихся пар и имеет три харак­ терные зоны — зону начального износа ОА, зону нормального изно­ са AB и зону катастрофического износа ВС, где наступает быстрое выкрашивание режущей кромки.

Не следует допускать катастрофического износа, прекратив эк­ сплуатацию инструмента в период времени, примерно соответству­ ющий точке В. Ордината точки В должна соответствовать выбран­ ному критерию затупления, при достижении которого инструмент должен быть спят и отправлен на переточку.

318

Время (машинное) работы инструмента в минутах между пе­ реточками носит название стойкости инструмента и обозначается буквой Т. Стойкость зависит от многих факторов, но основное влия­ ние на нее оказывает скорость резания. Для средних скоростей эта зависимость может быть выражена формулой

р = 3 — 5.

Представленная зависимость очень важна, так как показыва­ ет, что небольшое увеличение скорости резко снижает стойкость инструмента, особенно для быстрорежущей стали. Так, повышение скорости на 20% снижает стойкость в 2—6 раз.

Выбор режимов резания и пути повышения производительности труда. Выбор режима резания заключается в определении глубины резания, подачи и скорости резания. Как правило, первые два фак­ тора определяются заданными условиями обработки: глубина ■— величиной припуска на обработку, а подача — требуемой чистотой. В некоторых случаях при обработке нежестких деталей решающим может оказаться фактор точности или склонности к вибрациям.

Во всех случаях по выбранным значениям 1 и s определяется сила резания Pz и проверяются допустимый крутящий момент, мощ­ ность и прочность элементов механизма подачи. При необходимо­ сти производится корректировка.

Скорость резания является одним из наиболее важных пара­ метров, определяющим качество обработанной поверхности и про­ изводительность труда. Увеличение скорости резания ускоряет сня­ тие припуска, но при этом снижается стойкость инструмента и, сле­ довательно, увеличиваются затраты времени на снятие и установку инструмента, подналадку станка.

В практике машиностроения определены оптимальные (эконо­ мически целесообразные) стойкости инструмента, исходя из кото­

Значения этих коэффициентов приводятся в справочных таблицах. Оптимальная стойкость токарных резцов 30—90 мин (в зави­ симости от вида-работ и материала резца), мелких сверл — 10—

30 мин, фрез — 300—420 мин.

319