Файл: Вульф А.М. Резание металлов.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 215

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

105

При малых значениях t относительно S угол

р с т р заметно

уменьшается, т. е. направление схода стружки

приближается

к оси резца, что, как узнаем ниже, оказывает значительное влия­

ние на

соотношение

составляющих

сил

резания.

 

Но особенно существенно изменяется направление схода

стружки в зависимости от величины

и знака угла наклона

глав­

ной режущей кромки Я. В самом деле, подставляя

в формулу (59)

значения

tgyx

и tgy^

из

(15)

и

(16),

получим

 

 

 

 

ё Т о

п т

cos

<р tg Y — sin

ф tg

^

 

\ V O )

При

Я — 0

(как

уже

было

отмечено

выше)

 

 

 

 

,

 

sin

ф

,

 

 

 

 

 

 

Щ

Рстр

c o

s

ф — Чэ фопт-

 

 

 

Согласно формуле (63) угол схода стружки р с т р

должен

сильно

возрастать с увеличением положительного угла наклона (+Я) и, следовательно, направление стружки будет приближаться к обра­ ботанной поверхности (рис. 51, б). И, наоборот, при увеличении отрицательного угла (—Я) направление схода стружки прибли­ жается к обрабатываемой поверхности (рис. 51, а).

у =

Например,

при

у =

20°, <р =

45°,

Я = 10°,

р с т р

= 71°; при

20°,

Ф =

45°,

Я =

(—10°),

Р с т р

= 19°;

при

Я = —30°,

Рстр

~

13 -

 

 

 

 

 

 

 

Как нам известно, направление стружки на обрабатываемую поверхность, на заднюю грань или боковую поверхность резца облегчает дробление стружки и во всяком случае является благо­ приятным в технологическом отношении. При обратном движе­ нии — в сторону обработанной поверхности—возможны процессы, заметно влияющие на качество обработанной поверхности.

При несвободном резании одновременно работают две режущие кромки — главная о—а и вспомогательная о—Ъ и притом в раз­ ных условиях, меняющихся в зависимости от геометрических параметров. Здесь значительную роль играет угол при вершине

резца

в плане е, что подробно рассматривается в литературе

[53].

На

рис. 52 изображены в плане два резца с углами е

90°

и е >

90°, а также соответствующие им контуры остаточных

гребешков на обработанной поверхности. Позже будет показано, что действительная высота гребешков, определяющая шерохо­

ватость

обработанной поверхности RZR,

как правило,

больше

рас­

четной

Rzp

вследствие пластической

деформации.

Однако

при

е

90°

имеет место обратная закономерность Rz

<< Rzp.

Это

объясняется

тем, что стружка в плоскости плана

перемещается

нормально главной режущей кромке, задевает гребешки и срезает их вершины (рис. 52, б). В результате обработанная поверхность приобретает нерегулярный профиль и матовый цветвместо глян­ цевитого.

106

При е > 90° отходящая стружка не касается обработанной поверхности, вспомогательная кромка о—b свободно режет ме­ талл и поверхность при этом имеет четкий регулярный профиль, копирующий профиль резца, и блестящий ровный цвет.

С увеличением вспомогательного угла в плане ф х значительно возрастает глубина наклепанного слоя, как это ни кажется па­ радоксальным. Это вызвано тем, что угол резания б х на вспомо-

Рис.

53.

Действительный

угол

резания с учетом на­

 

 

 

правления стружки:

 

ОК —

р е ж у щ а я

к р о м к а ;

OKLA

—

п л о с к о с т ь

р е з а н и я ;

OBDK

—

п е р е д н я я п о в е р х н о с т ь ; FOB

— п л о с к о с т ь

с т р у ж -

к о о б р а з о в а н и я ;

OKNM —

п л о с к о с т ь ,

н о р м а л ь н а я

т р а е к ­

т о р и и с к о р о с т и р е з а н и я ;

— д е й с т в и т е л ь н ы й у г о л р е з а н и я

гательной режущей кромке возрастает с увеличением вспомога­

тельного

угла в плане

ф ь

что

вызывает

уменьшение

угла

сдвига у

вспомогательной

кромки

Фг и тем

самым усиление

на­

грузки и, как следствие, наклепа.

 

 

 

Траектория движения стружки представляет интерес еще и

потому, что действительный угол резания

б д

определяется

как

угол между векторами скорости

резания v

и скорости стружки.

Приближенно угол б д можно рассчитать в зависимости от нормаль­ ного угла бдг и угла наклона главной режущей кромки X по урав­ нению [35]

cos б д = cos 6w cos2 X + sin2 X,

где б^ — угол между векторами нормальной скорости резания и нормальной скорости стружки (рис. 53).

Г л а в а V

СИЛЫ РЕЗАНИЯ

24.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Силы резания определяют не только нагрузку системы СПИД (станок—приспособление—-инструмент—деталь), но и темпера­ туру резания, стойкость режущего инструмента, точность обра­ ботки, производительность и потребную мощность.

Для большей наглядности показа роли отдельных геометри­ ческих параметров резца удобно сопоставить его с режущим кли­ ном (рис. 54).

Рис. 54. Силы, действующие нарежущий клин

Под действием силы Р, направленной вдоль оси клина, по­ следний внедряется в материал. Когда давление на клин превзой­ дет по величине силы трения материала о грани клина и силы сцепления частиц материала, наступает разделение материала.

В случае симметричного расположения граней клина относи­ тельно его оси обе грани клина производят одинаковое давление с нормальной силой N на материал по обе стороны и вызывают его деформацию. Под влиянием реакций этих сил на боковых гра­ нях клина возникают силы трения F, пропорциональные нормаль-

108

ному давлению N, препятствующие внедрению клина в материал:

 

F

= N tg р =

\iN,

где р — угол

трения; ц. — коэффициент трения.

Обозначим:

$ — угол

клина; RF

— равнодействующую двух

сил трения F; RN — равнодействующую двух.нормальных сил N; тогда получим

^ = Fcos-|-; ^ = 2/; 'cos-|- = 2^tgpcos - | --

Так как по условиям равновесия Р = RN + RF, то имеем

Р = = RN ~\~ Rp — 2N sin - | - + 2N tg р cos - | - =

•

Р

 

Р

•

sin - j j - COS р -f- c o

s

s , n P

= 2#

 

cos p

 

;

 

 

 

 

P =

2N

sin (4"+P)

x—

'-.

(64)

 

 

cos p

 

4 '

Обозначим через R равнодействующую сил N я F. Угол NOR — угол трения р.

Очевидно,

R

N

Р

1

 

C 0 S P

 

е,„ f Р

 

 

2

 

 

 

 

sin

 

Разлагаем силу

на две составляющие: вертикальную

Р в ,

равную-g-, и горизонтальную

Р н , разделяющую материал

 

PH = R sm [ 9 0 ° - ( - | - + р ) ] = / ? c o s ( - § - + р ) ;

 

р

Р

 

 

 

c o s ( ^ - ^

 

 

 

2

. / р ^

 

= т с г в ( т - + р ) -

( 6 5 )

 

sin

 

 

 

Таким образом, сила Р, приложенная к клину, должна преодо­ леть сопротивление материала упругой и пластической деформа­ циям, трение материала о грани клина и сопротивление материала разделению.

Согласно уравнениям (64) и (65), сила Р должна возрастать с увеличением сопротивления материала упругим и пластическим деформациям, с увеличением угла клина р и коэффициента трения

109

(или угла трения

р). При этом составляющая сила Рн, разрываю­

щая материал, увеличивается с уменьшением углов

f> и р.

 

Все перечисленные выше элементы работы клина

имеют

место

и при работе резца, но с той разницей, что передняя и задняя

грани

резца нагружены

различно, так как направление

действующей

на резец силы не расположено симметрично относительно его гра­ ней, как у клина.

Рис. 55. Силы, действующие на резец

На передней поверхности резца (рис. 55) на стружку действуют нормальная сила Na и сила трения Fn; на задней грани соответ­ ственно N3 и F3. Их равнодействующая может быть разложена на силы Рг и Рг. Условно принимая срезаемый слой и стружку абсолютно упругими, можно считать, что сила Рх вызывает на­ пряжение сдвига вдоль поверхности резания, а сила Р 2 отрывает стружку от поверхности резания. Согласно рис. 55, а имеем

Pi = Px—Fa;

Р2

= Pxtgco =

/ М § ( 7

- р ) ;

 

P2 = (PZ-F3)

t g ( Y - p ) .

 

Как видим, отрывающая стружку сила

Рг тем

значительнее,

чем больше передний угол у и меньше угол трения р. В этом слу­ чае образуется опережающая трещина, процесс резания облег­ чается. И наоборот. При р > у получается отрицательное зна-

110

Смотрите также файлы