Теоретическое определение параметров процесса резания ширина и толщина среза при несвободном резании. Теоретический метод определения обрабатываемости материалов резанием

ГЛАВА   I

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ

ШИРИНА И ТОЛЩИНА СРЕЗА ПРИ НЕСВОБОДНОМ РЕЗАНИИ.

СУММАРНАЯ   ДЛИНА РАБОЧИХ УЧАСТКОВ РЕЖУЩИХ КРОМОК

На процессы резания большое влияние оказывает сечение среза

                                                 (1)

где   a₁  и b₁   — толщина и ширина среза, м;

s и t — подача и глубина, резания, м.

При свободном резании толщина и ширина среза определяются известными формулами [6]

                                              (2)

причем a₁  всегда перпендикулярна b₁

Если рассматривать свободное прямоугольное резание, то при главном угле в плане=90° b₁ = t и  a₁=s.

Наиболее же распространенным является так называемое несвободное резание, когда в работе принимают участие обе режущие кромки: главная АС и вспомогательная ВС (рис. 1).

Возникает вопрос, что понимать под шириной и толщиной среза при несвободном резании. М. И. Клушин [15] предложил определять толщину среза  a₁ в плоскости, совпадающей с направлением схода стружки, а ширину среза b₁, как величину, ей перпендикулярную и равную длине отрезка АВ, соединяющего концы рабочих участков режущих кромок (b₁=AB). На рис. 1 вектор АС отражает влияние на угол схода стружки режущей кромки АС, а вектор ВС — соответственно кромкой ВС. Длины векторов соответствуют длинам кромок АС и ВС. При этих допущениях, действительно, суммарный вектор АВ всегда перпендикулярен отрезку АВ, принимаемому за ширину среза b₁. Если из чисто геометрических соображений определить     величину     ширины     среза b₁=AB, то средняя толщина среза

Рис.1    Схема к определению ширины и толщины среза при несвободном резании [15]

                              (3)

Ниже приводятся формулы для определения ширины и толщины среза, а также суммарной длины b рабочих участков режущих кромок резца, полученные автором с помощью теоремы синусов и методики М. И. Клушина [15] для четырех основных схем резания при точении.

Первый случай.   Снятие припуска осуществляется радиусной и прямолинейной частями главной режущей кромки. Сечение остаточного выступа (неровности) на обработанной поверхности оформляется радиусными боковыми сторонами (рис. 2,с). Данный случай имеет место при соблюдении следующих соотношений:

где r — радиус при вершине резца в плане; — вспомогательный угол в плане резца.

Формулы для расчета а₁ , b₁ и b имеют вид

             (4)

;                  (5)

            (6)

где                                                               

Второй случай. Снятие припуска осуществляется только радиусной частью режущей кромки. Сечение остаточной неровности оформляется радиусными боковыми сторонами инструмента (рис. 2,б). Данный случай имеет место при соблюдении следующих соотношений:

Рис. 2. Расчетная схема процесса резания:

а — для первого случая;  б — для второго случая; в — для третьего случая; г — для четвертого   случая

Формулы для расчета a₁ , b ₁  и b имеют вид

               (7)

;                           (8)

                 (9)

Третий случай. Работа проходным    резцом с радиусом    при вершине резца в плане r = 0 (рис. 2,в).

Формулы для расчета a₁ , b ₁  и b имеют вид

                                     (10)    

                                    (11)                                                                       

                                    (12)

где   

Четвертый случай. Работа проходным резцом (рис. 2, г) с режущей кромкой, параллельной оси детали (резцы Колесова для работы с большими подачами).

Формулы для расчета a₁ , b ₁  и b имеют вид

                        (13)

                          (14)

                                     (15)

Анализ приведенных формул показывает, что толщина среза a₁ при несвободном резании возрастает с увеличением подачи s, углов в планеи и уменьшается при увеличении отношения r/t (рис. 3).

Рис.3  Зависимость толщины среза от параметров процесса резания

(1-й случай, = 45^о, r=1*10^-3   м )       

1- s=0.52*10^-3  м; 2- s=0.43*10^-3 м; 3- s=0,30*10^-3 м ; 4- s=0,21*10^-3 м; 5- s=0,15*10^-3 м; 6- s=0.11*10^-3 м; 7- s= 0,07*10^-3 м

Влияние отношения r/t на толщину среза a₁ ,  особенно значительно при малых его значениях и больших подачах.              

Ширина среза  b ₁   возрастает при увеличении глубины резания t, подачи s, радиуса при вершине резца в плане r и уменьшении главного и вспомогательного углов в плане и

Периметр рабочих участков режущих кромок b также возрастает при увеличении t, s, r и при уменьшении | и

Формулы (4), (7), (10) и (13) для расчета толщины среза удобно представить в виде                                            

                                                                               (16)

где  — безразмерный коэффициент.   

Для определения величины т составлены подробные таблицы, которые приведены в работе .

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛА НАКЛОНА УСЛОВНОЙ ПЛОСКОСТИ СДВИГА (УСАДКИ СТРУЖКИ)