Параметры срезаемого слоя.

Площадь срезаемого слоя (рисунок 14 и 16). Величина a — толщина срезаемого слоя, кратчайшее расстояние между двумя последними положениями режущей кромки, b — ширина, то есть длина стороны сечения срезаемого слоя образованного главной режущей кромкой инструмента.

Реально сечение срезаемого слоя меньше номинального на величину остаточного треугольника, имеющего высоту h (рисунок 15 и 16). Чем больше h, тем выше шероховатость обработанной поверхности. Чем меньше углы φ и φ1, тем меньше высота остаточного треугольника, тем ниже шероховатость обработанной поверхности.

Рисунок 15

На рисунке 17 показано влияние радиуса скругления резца на шероховатость обработанной поверхности.

Рисунок 16 Рисунок 17

На высоту остаточного сечения существенное влияние оказывает и радиус скругления режущей кромки.

Назначение конструктивных параметров резцов

Углы α и γ определяют основные физические процессы, происходящие в зоне резания. Передний угол γ оказывает решающее влияние на степень деформации срезаемого припуска. Задний угол α влияет на процесс трения в зоне обработки, а их совместное значение определяет величину угла заострения β, который определяет прочность режущего клина.

Углы φ и φ1 определяют параметры срезаемого слоя. Угол φ влияет на распределение нагрузки на главном режущем лезвии. А угол φ1 влияет на трение об обрабатываемую поверхность.

Рисунок 18 Рисунок 19

Угол λ оказывает влияние на направление сбега стружки. При λ>0 стружка сходит в противоположном движению подачи направлении. При λ<0 стружка сходит в направлении движения подачи. А при λ=0 стружка сходит в перпендикулярном движению подачи направлении (рисунок 18 и 19).

Зависимость угловых параметров резца от установки на станке.

Все угловые параметры резца указанные на чертеже сохраняют своё значение в тех случаях, когда:

Вершина резца установлена на высоте оси вращения заготовки;

Когда геометрическая ось резца перпендикулярна оси вращения заготовки;

Вектор скорости подачи направлен вдоль оси вращения заготовки.

Любые, случайные или преднамеренные, отклонения в установке режущего инструмента приводят к изменению реальных угловых параметров, это равнозначно замене данного резца на резец с иной геометрией режущей части.

Рисунок 20

При повороте резца по часовой стрелке на угол Δφ (смотри рисунок 20), угол φ уменьшиться, а угол φ1 увеличиться на величину угла поворота. , Тогда и Срезаемый слой сильно будет меняться. Длина активной режущей кромки увеличиться. При повороте против часовой стрелки — все наоборот.

.

Смещение резца выше (ниже) оси заготовки может привести к тому, что α может принять нулевые или отрицательные значения, что приведет к сильному трению по задней поверхности и прекращению процесса резания.

Кинематические углы резца

Кинематика резания рассматривает движения, которые действуют в процессе резания во время рабочего цикла, с момента, когда лезвие вступает в контакт с металлом заготовки, и до момента, когда контакт лезвия с заготовкой прекращается.

Определение системы кинематических параметров режущей части инструмента вводиться (формулируется) на основе следующих понятий:

Вводиться вектор скорости подачи Vs

Вводиться вектор скорости резания Vr

В плоскости перпендикулярной указанным векторам будет рассматриваться в координатах XYZ заготовка и лезвие резца.

Например: кинематический передний угол γк измеряется между плоскостью перпендикулярной скорости резания и передней поверхностью инструмента в направлении схода стружки. Кинематический задний угол будет определяться между плоскостью, в которой лежит вектор скорости резания и задней поверхностью инструмента.

В начальный момент времени при больших радиусах угол γк составляет небольшую часть угла α, но по мере приближения вершины резца к оси заготовки в некоторый момент времени может возникнуть равенство η=α и при этом αкин=0 (рисунок 21). При дальнейшем приближении дальнейшее резание становиться невозможным и это приводит к смятию заготовки задней поверхностью резца. Кинематические углы инструмента определяются также как и статические (по тем же закономерностям).

В общем случае искажение заточенных углов резца от погрешности его установки и кинематических факторов складываются, и реальные углы при резании сложным образом зависят от этих параметров.

Рисунок 21 Рисунок 22

Обязательным условием при этом является проверка соотношения, чтобы угол α>0 (α=0 — резание невозможно). Желательно, чтобы α>0 особенно при малых диаметрах и больших глубинах.

Физические основы процесса резания

Рассмотрим подробно процесс стружкообразования. По мере внедрения инструмента в обрабатываемый материал возрастают напряжения, материал деформируется, причем впереди резца всегда распространяется фронт деформаций под углом скалывания θ=20…35˚ (рисунок 22).

Тонкими и точными исследованиями можно установить границы пластической деформации. Угол θ практически не зависит от геометрии (параметров) режущего инструмента и зависит от физико-механических свойств обрабатываемого материала.

Механизм образования стружки зависит от различных факторов, главный из которых скорость резания.

Образование различных типов стружки

В 1870 году профессором Санкт-Петербургского Университета И.А.Тимом была разработана классификация типов стружки, которая образовывалась при обработке различных материалов. Эта классификация оказалась на столько удачной, что практически не претерпела изменений до настоящего времени.

Сливная стружка. Образуется при резании пластичных материалов (например, стали) при малой толщине среза, больших скоростях резания и при больших передних углах (рисунок 23). Она представляет для производства ряд неудобств (в основном для транспортировки). Поэтому в ряде случаев в конструкции режущего инструмента специально предусматривают устройства для разделения стружки (стружкоделительные канавки и т.п.).

Рисунок 23 Рисунок 24 Рисунок 25

Стружка скалывания. Образуется при обработке сталей пониженной пластичности, при большой толщине срезаемого слоя, при небольших передних углах и при низких скоростях резания (рисунок 24).

Стружка надлома (рисунок 25) состоит из отдельных кусков не связанных друг с другом, и образуется при обработке хрупких материалов (чугуны и другие).