Файл: Табаков, П. М. Работа на координатно-расточных станках.pdf

плоскости или (в данном случае) оси вращения режу­ щего инструмента. Угол к влияет на направление схода стружки. При наклоне главной режущей кромки влево относительно вершины (так же, как и у спирального сверла) стружка будет выходить из отверстия вверх, и угол будет положительным, а при наклоне главной ре­ жущей кромки вправо — стружка будет уходить из от­ верстия вниз, и угол будет отрицательным.

Если рассматривать этот угол в плоскости, проходя­ щей через вершину резца, то при отрицательном угле к вершина является высшей точкой режущей кромки и первой вступает в работу.

При положительном угле к первым в работу всту­ пает нижний участок режущей кромки, а затем вершина резца; поэтому резание происходит в наиболее благо­ приятных условиях. Если обрабатывается сквозное от­ верстие небольшой длины, то стружку направляют вниз. Сквозное глубокое отверстие обрабатывают резцом с главной режущей кромкой, заточенной с наклоном влево для выведения стружки из отверстия вверх.

Учитывая, что одной из важнейших операций, вы­ полняемых на координатно-расточных станках, является сверление, рассмотрим также геометрию режущей ча­ сти спиральных сверл (рис. 60).

127

В отличие от токарного и расточного резцов перед­ ний у и задний а углы сверла различны в различных точках по длине режущей кромки сверла от центра к периферии. Максимального значения угол у достигает на периферии сверла, где он практически равен углу на­ клона винтовой канавки со (омега). На поперечной кромке угол у имеет наименьшую величину и даже мо­ жет принимать отрицательные значения.

Задний угол а имеет на периферии значение 8—14°, у вершины 20—27°. Сверла характеризуются также углом наклона перемычки ф (пси) и углом при вер­ шине 2ф.

4. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛООБРАЗОВАНИЯ НА ПРОЦЕСС РЕЗАНИЯ

При резании металлов выделяется много тепла, ко­ торое в определенном соотношении рассеивается в окру­ жающем пространстве, уходит со стружкой и переходит в деталь и инструмент. Нагрев детали и инструмента при резании часто приводит к их температурным дефор­ мациям и, как следствие, к значительным погрешностям в обработке.

Кроме того, концентрированное выделение тепла при резании вблизи режущей кромки инструмента вызывает значительные температуры резания. Это приводит к при­ вариванию раскаленных частиц уплотненного и дефор­ мированного металла стружки к передней поверхности инструмента, к наслоению этих частиц и образованию нароста.

Нарост нежелателен при любом виде обработки, и особенно при точных координатно-расточных работах, так как он изменяет геометрию инструмента и, являясь более прочным по отношению к обрабатываемому мате­ риалу, царапает его в процессе обработки. Глубокие ца­ рапины могут испортить поверхность обрабатываемого отверстия и привести деталь к браку.

Нарост увеличивает усилия резания, а периодически срываясь, приваривается к обрабатываемой поверхно­ сти, ухудшая ее чистоту.

Чтобы уменьшить возможность образования нароста, следует переднюю поверхность инструмента тщательно полировать, выполнять заточку и заправку алмазными кругами, а также применять при работе смазочно-ох­ лаждающие средства: жидкости (СОЖ) или пасты

(СОП).

128

5. ПРИМЕНЕНИЕ СМАЗОЧНО­ ОХЛАЖДАЮЩИХ СРЕДСТВ

Смазочно-охлаждающие средства, применяемые при обработке деталей резанием, способствуют повышению точности обрабатываемых деталей, уменьшению сил резания и расходуемой мощности, предохраняют инстру­ мент от преждевременного износа и от образования при резании нароста.

При резании металлов с охлаждением или смазкой достигается увеличение стойкости кромок режущего ин­ струмента и наблюдается улучшение чистоты обрабо­ танной поверхности. Смазочно-охлаждающие средства, поданные в зону стружкообразования, не только сма­ зывают поверхности трения резца и обрабатываемого хметалла, но одновременно с этим проникают в микро­ скопические трещины обрабатываемого металла и об­ легчают стружкоотделение при резании.

При выполнении черновых (предварительных) опе­ раций (сверление, рассверливание, предварительное растачивание) применяют смазочно-охлаждающие жид­ кости, обладающие повышенной охлаждающей способ­ ностью. Так, например, различные эмульсии на водной основе хорошо отводят тепло при резании, в значитель­ ной мере уменьшая нагрев детали и инструмента и пре­ дупреждая искажение заданных размеров и форм об­ рабатываемых поверхностей из-за температурных де­ формаций.

При выполнении чистовых операций, когда съем ме­ талла небольшой и теплоты выделяется немного, при­ меняют смазочно-охлаждающие средства с повышенны­ ми смазывающими свойствами. Эти средства способны одновременно охлаждать и хорошо смазывать работаю­ щий инструмент и обрабатываемые поверхности, что обеспечивает получение высокой чистоты обработки.

При работе на координатно-расточных станках ис­ пользование СОЖ имеет ряд серьезных недостатков. Разбрызгивание жидкости приводит к загрязнению ра­ бочего места расточника, затрудняет свободное наблю­ дение за местом обработки и работающим режущим ин­ струментом.

Специфика работ на координатно-расточных станках приводит к тому, что станок многократно в течение од­ ной смены перенастраивается. При каждой перена­ стройке для соблюдения высокой точности обработки пазы и рабочая поверхность стола станка должны тща-

Особенность применения пасты заключается в том, что ею смазывается только режущая часть инструмента, поэтому расход ее невелик. Паста препятствует налипа­ нию металла и привариванию его частиц на режущие кромки инструмента, предохраняет инструмент от бы­ строго затупления и истирания в процессе работы. При­ менение пасты дает возможность вести обработку на повышенных скоростях резания (на 15—20% больше по сравнению с обработкой без пасты). Особенно хорошие результаты дает применение пасты при обработке ста­ лей марок ХГ, ХВГ, ЗХ2В8, 9ХС, Х12Ф1 (см. табл. 55).

6. ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ

Для осуществления процесса резания необходимо, чтобы заготовка и режущий инструмент перемещались друг относительно друга.

В металлорежущих станках различают два вида ос­ новных движений: главное движение, определяющее ско­ рость отделения стружки, и движение подачи (вспомо­ гательное), обеспечивающее непрерывное врезание ре­ жущей кромки инструмента в новые слои металла.

При обработке на координатно-расточных станках, как правило, деталь неподвижна, а инструменту сооб­ щается и главное, и вспомогательное движения: враща­ тельное движение вокруг оси и поступательное переме­ щение (подача) — вдоль оси.

Элементами, характеризующими процесс резания, являются скорость резания, подача и глубина резания.

Скоростью резания называется величина перемеще­ ния наиболее отдаленной от центра вращения режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой по­ верхности в единицу времени в процессе осуществления главного движения. Скорость резания обозначается бук­ вой v и определяется по формуле:

■к D n

т' — 1000 -ч///■/,

130

где D — диаметр обрабатываемого отверстия, мм;

п — число оборотов режущего инструмента (шпин­ деля станка) в минуту.

Подачей называется величина поступательного пере­ мещения режущего инструмента в миллиметрах за один его оборот (подача на оборот) или величина перемеще­ ния режущего инструмента в миллиметрах за одну ми­ нуту (минутная подача). Обозна­

чается подача буквой S и изме­ ряется в миллиметрах за оборот или за минуту.

Глубиной резания называется величина срезаемого слоя материа­ ла за один проход инструмента, из­ меренная в направлении, перпенди­ кулярном оси вращения режущего инструмента. Глубина резания из­ меряется в миллиметрах и обозна­ чается буквой t.

Кроме глубины резания и подачи, различают еще ширину и толщину среза.

Шириной среза называется расстояние между обра­ батываемой и обработанной поверхностями, измеряемое по поверхности резания. Ширина срезаемого слоя изме­ ряется в миллиметрах и обозначается буквой Ь.

Толщиной срезаемого слоя называется расстояние, измеряемое в направлении, перпендикулярном ширине срезаемого слоя между двумя последовательными по­ ложениями режущей кромки, за один оборот режущего Инструмента (кромки). Толщина срезаемого слоя из­ меряется в миллиметрах и обозначается буквой а.

Площадь поперечного сечения срезаемого слоя обо­ значается буквой f и определяется по формуле;

f= a b мм2.

131

Зависимость между шириной среза и глубиной реза­ ния выражается формулой:

b = - J — . sin у

Зависимость толщины среза от величины подачи S и угла в плане ф выражается формулой:

a = 5 ’-sin <р.

7. СИЛЫ РЕЗАНИЯ

При обработке металлов резанием сопротивление срезаемого слоя металла деформации сжатия, трение стружки о поверхности резца и некоторые другие при­ чины вызывают появление силы R, которая называется равнодействующей сил сопротивления ре­

занию.

Эта сила R, действующая в процессе ре­ зания, может быть разложена на три вза­ имно перпендикулярные составляющие: осевую силу Рх, действующую вдоль оси шпинделя и определяющую нагрузку на механизм подачи станка; силу Ру, называе­ мую радиальной, направленную перпенди­ кулярно направлению подачи и вызываю­ щую отжим резца; силу Рг, действующую касательно к поверхности резания и совпа­ дающую с направлением главного движе­ ния (рис. 62).

На величину сил резания влияет ряд факторов, в частности углы заточки инструмента. Для резцов это передний угол у и главный угол в плане ф. С увеличе­ нием переднего угла силы резания уменьшаются, но при слишком большом переднем угле прочность резца пони­ жается.

С уменьшением угла ф силы Рг и Ру возрастают, а Рх уменьшается. При больших значениях Ру происхо­ дит значительный отжим резца. Увеличение угла ф при­

132