Файл: Вульф А.М. Резание металлов.pdf

При практических расчетах режимов резания принято умень­ шать скорость резания при расточке на 10—15% сравнительно с наружным точением и, следовательно, можно принять скорост­ ной коэффициент Ср = 0,85.

Хорошие результаты при s ) чистовой обработке больших отверстий показали расточные л, резцы с механическим крепле­ нием многокромочных пластин

to

Рис. 122. Расточной резец с поворотной многокро­ мочной пластиной

Подрезные резцы, обтачивающие торцевые плоскости, имеют неудачную форму с точки зрения стойкости: мал угол при вершине. Режущая кромка устанавливается обычно под углом 95° к линии центров; другая (короткая кромка) сильно скошена, чтобы можно было ближе подойти к центру. При наличии специального заднего центра можно значительно усилить вершину резца и тем увели-

237

чить его стойкость. ЦНИИТмаш рекомендует геометрию подрез­ ных резцов, обеспечивающих определенное направление стружки, при котором устраняется заклинивание ее между резцом и обра­ ботанной поверхностью (рис. 123). Это способствует повышению стойкости резца и улучшению чистоты обработки.

Скорость резания при торцевом точении переменная, если изделие вращается с постоянным числом оборотов. В этом случае

нее на задней грани под небольшим углом затачивается фаска,

точно на уровне линии центров и обычно параллельно ей. Во избежание выкрашивания уголки резца закругляются или зата­ чиваются боковые фаски (рис. 124, а). Для предохранения по­ ломки резца в конце прорези (особенно при обработке полых тел)

постепенно вступает в работу и постепенно выходит из прорези. Правда, стойкость такого резца снижается, но он удобен при обработке неустойчивых изделий. Хорошие результаты показал

поверхности и удобный отвод стружки. При обработке стали

Скорости резания при отрезке должны быть .на 45—50% меньше сравнительно со скоростями при обтачивании в случае обработки стали и чугуна, если эта скорость остается постоянной (при переменном числе оборотов) по мере перемещения резца от периферии к центру. Таким образом, можно принять условный

238

а)

Рис. 124. Отрезные резцы

Фасонные резцы, режущие кромки которых соответствуют криволинейному контуру изделия, имеют особые условия работы. Их часто изготовляют в виде дисковых или призматических, укрепляемых в специальных державках. Как правило, такие

239

резцы снимают широкую стружку и потому испытывают значи­ тельные радиальные нагрузки Ру, вызывающие вибрации в работе; это заставляет работать с небольшими подачами (s = 0,02^ -т-0,1 мм/об в зависимости от материала, размера, геометрии

а)

щую кромку располагают на уровне центров. Опыты показали, что при установке дискового резца с углом 7 = 0° немного выше центра удается увеличить его стойкость.

При фасонном точении нередко применяются тангенциальные резцы (рис. 125). Они устанавливаются на необходимую глубину

240

резания и подаются по касательной к окружности обрабатыва­ емого изделия. Это обеспечивает большую точность обработки, но имеет тот недостаток, что в процессе резания по мере подачи резца непрерывно меняются углы резания: передний угол увели­ чивается от Yi Доу2 . а задний уменьшается о т а ! Д о а 2 (рис. 125, а).

При одних и тех же условиях работы тангенциальные резцы показывают большую стойкость в сравнении с радиальными. Сказываются их повышенная жесткость, пониженные силы реза­ ния, более спокойные условия работы (рис. 125, б).

Рис. 126. Резьбовые резцы

Резьбовые резцы — один из видов фасонного инструмента. Различают резцы для наружной и внутренней нарезок, а также подготовительные и отделочные. Сообразно системе резьбы приме­ няют резцы для нарезок метрической, дюймовой, модульной, газовой, трапецеидальной и т. д. На рис. 126, а -показана кон­ струкция твердосплавного резца, применяемого на ЛМЗ. Головка резца отогнута влево от стержня (при нарезании правой резьбы), и вершина резца лежит в плоскости, проходящей по левой боко­ вой стороне стержня.

По заводским данным резьбу с шагом до 3 мм рекомендуется нарезать одним резцом, а для резьбы с шагом свыше 3 мм — при­ менять сначала предварительный, а затем чистовой резец. Перед­ ний угол Y — 0ч-5°, угол при вершине резца принимается на 0°30'—1°30' меньше угла нарезаемой резьбы вследствие неизбеж­ ного разбивания угла профиля в процессе резания. Следовательно, при нарезании метрической резьбы с углом при вершине 60° резец затачивается под углом 59°30'—58°30'. Угол должен быть тем меньше, чем мягче обрабатываемый материал.

Для повышения производительности при нарезании резьбы пользуются твердосплавными резцами повышенной жесткости, дающими высокую производительность (рис. 126, б). Нарезание

241

резьбы в упор с большой скоростью необходимо начинать с ка­ навки, прорезанной в конце нарезки, закрепляя резец передней гранью вниз, и давать выход резца наружу. Этот способ работы предохраняет инструмент от поломки и улучшает отвод стружки. Для обеспечения правильного профиля резьбы предварительное прорезание резьбы выгодно производить резцами, имеющими

А-А

Рис. 127. Современные конструкции резьбонарезного ин­ струмента ВНИИ:

/ — д е р ж а в к а ; 2 — о п о р н а я п л а с т и н а ; 3 — р е ж у щ а я п л а с т и н к а ; 4 — п р и ж и м

угол резания, соответствующий обрабатываемому материалу, а зачистку — резцами с передним углом у = 0°. Во всех случаях нарезания резьбы рекомендуется обильное охлаждение эмульсией или смесью льняного масла с керосином. На рис. 127 представ­ лена современная конструкция резьбонарезного инструмента с по­ воротной твердосплавной режущей пластинкой.

ОБОБЩЕННАЯ ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ

Обобщенную формулу для расчета скорости резания от раз­ личных факторов иногда представляют в следующем виде:

где Cv, Ст, Си , Сф , CF, С0, Ср — соответственно коэффициенты, зависящие от обрабатываемого материала, периода стойкости резца, материала инструмента, угла в плане, размера резца, охлаждения, формы и конструкции резца.

Выражение 1182] можно было бы дополнить еще рядом пара-

t

метров, например, жесткостью системы, отношением — и пр. Формула (182) показательна, но справедлива только при условии, что все факторы не зависят друг от друга. Однако в дей­ ствительности эта зависимость имеет место и к тому же довольно сложна: не только коэффициенты, но степени при основных параметрах Т, t, s также изменяются в зависимости от самих параметров. Как было уже отмечено выше, в различных диапа-

242

зонах резания нарушается монотонный характер связей между параметрами, что значительно усложняет расчеты режимов реза­

К ним относятся такие явления, как вибрации, вызываемые недо­ статочной жесткостью системы СПИД. Колебания могут проис­ ходить в трех направлениях: вдоль вектора скорости резания; в радиальном направлении; в направлении подачи. При колеба­ ниях уменьшаются коэффициент трения, силы резания, мощность, поэтому на практике иногда искусственно накладывают высоко­ частотные колебания (20 ООО Гц, А = 0,002 мм), чтобы умень­ шить износ и повысить стойкость инструмента. Однако чаще получается обратный результат, так как при наложении ультра­ звуковых колебаний, особенно в направлении подачи, значительно уменьшается кинематический задний угол а и трение по задней грани инстумента резко увеличивается. Происходящие при виб­ рациях микроудары срывают защитные окисные пленки, что при­

Обрабатываемые материалы одной и той же марки не всегда стабильны по своим физико-механическим свойствам, как это

52.УСЛОВИЯ НАИВЫГОДНЕЙШЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

СТАНКА И ИНСТРУМЕНТА

Для полного использования современных высокопроизводи­ тельных твердосплавных и особенно минералокерамических ин­ струментов требуется большая мощность станков. Она рассчи­ тывается по формуле

< 1 8 3 а )

При расчете мощности двигателя станка в формулу вводится значение к. п. д. в качестве постоянной величины т) = 0,75. В действительности же к. п. д. может заметно отклониться от

243

своего среднего значения, особенно при скоростном резании, так как его величина зависит от степени загрузки и скорости вра­ щения шпинделя станка. В подтверждение этого приводится построенная на основании специального исследования кривая изменения к.-п. д. (рис. 128) токарно-винторезного станка 1А62

счислом оборотов шпинделя п = 11,5ч-1200 об/мин. Как видно,

к.п. д. достигает максимального значения только при полной нагрузке станка и минимальном числе оборотов шпинделя; с уве­ личением числа оборотов к. п. д. снижается. Это важное обстоя­ тельство необходимо учитывать при весьма больших числах оборотов шпинделя. Например, на полезную работу токарного

к. п. д. снижался до г) = 0,29°, если пренебречь дополнительными

низмах станка, но и расходом мощности на работу упругих дефор­ маций системы СПИД, неизбежных при вибрациях этой системы. Очевидно, использование в станках привода с подшипниками качения, сокращение цепи передаточных звеньев привода при высоких скоростях шпинделя, тщательное уравновешивание си­ стемы обеспечивали бы значительное сокращение Nx.

Некоторые исследователи считают, что наивыгоднейшая обра­ ботка возможна лишь при полном одновременном использовании мощности станка и стойкости резца. Однако нетрудно показать, что для получения наивыгоднейшего режима резания этого пра-

244