Разработка концепции базового моделирования нестационарных процессов резания, страница 9

,                                                                                                   (2.11)

где - поправочный коэффициент по формуле:

.                                             (2.12)

Часто поправкой  можно пренебречь [[xix]]. В этом случае формула (2.11) примет вид:

,                                                                                                 (2.13)

С другой стороны, в работе [[xx]] предложено толщину среза при  определять по формуле:

,                                                                           ( 2.14)

где -угол трансформации.

Количество оборотов, необходимое для снятия всего припуска равно:

.                                                                                                 ( 2.15)

При этом время обработки составляет:

,                                                                                      ( 2.16)

где n – частота вращения заготовки.

Изменение толщины среза за цикл обработки, вычисленное по формуле (2.10) графически представлено на рисунке 2.20 (зависимость 1). При этом максимальная толщина среза достигается в конце первого оборота заготовки () и при  (теоретически) рассчитывается по формуле:

              (2.17)

Значения углов лезвия в процессе обработки так же являются переменными (рис. 2.20, зависимости 2 и 3). В общем виде (при условии пренебрежения углом подъема циклоидальной траектории движения инструмента относительно заготовки) текущие значения углов резца:

,                                                                                         (2.18)

где a_с и g_с – статические углы резца; y_t = y(w) – текущее значение угла трансформации (рис. 2.18); верхний знак в формулах соответствует попутной подаче, нижний – встречной.

Вследствие указанных кинематических характеристик тангенциальное точение с равномерной попутной подачей характеризуется: кратковременностью контакта инструмента с заготовкой (время цикла обработки, как правило, не превышает нескольких десятых долей секунды) и наличием участков проскальзывания со значительным удельным весом в цикле обработки (см. раздел 4.3) [53, 130, 131, [xxi]]. Это обусловлено тем обстоятельством, что в части цикла «резание» возможны случаи (по аналогии со шлифованием (рис. 2.21 [[xxii]])), когда толщина среза  настолько мала, что резание, как процесс отделения стружки, не происходит. В этом случае материал заготовки, пластически деформируясь, как бы подминается под заднюю поверхность.

Теоретически и экспериментально установлено [150], что для достаточно пластических материалов снятие стружки при повышенных скоростях резания возможно при средних отрицательных передних углах не выше (по модулю) g = -45¸-50°, чему соответствует отношение . Известно [[xxiii]], что процесс резания прекращается при отношении

,                                                                                        (2.19)

где  - прочность на срез связей контактирующих поверхностей в условиях температуры трения, H/м²;  - предел текучести обрабатываемого материала, H/м².

Ермаков Ю. М. отмечает, что в области малых толщин среза, в момент окончания формирования обработанной поверхности, возникают вибрации, повышающие шероховатость и уменьшающие стойкость инструмента [[xxiv]].

Кроме того, непрерывная трансформация углов резания и изменение толщины среза сопровождаются изменением положения условной плоскости сдвига (рис. 2.22) и уровня деформаций в зоне стружкообразования в течение цикла обработки, что приводит к нестационарности процессов в системе резания. Именно эти особенности практически не позволяют использовать при проектировании технологического процесса, оборудования, оснастки и инструментов те рекомендации, которые разработаны для традиционно применяемых схем формообразования методами точения, что потребовало от ученых и производственников дополнительного изучения явлений, сопровождающих процесс деформации и разрушения срезаемого слоя и образования новой поверхности при ТТ.

В 60 – 70-е годы под руководством проф. Г.А. Шаумяна был проведен комплекс научно-исследовательских работ, направленных, главным образом, на создание информационной базы для конструирования оборудования, технологической и инструментальной оснастки с целью практической реализации тангенциальной схемы резания.

Подробному изучению технологических возможностей тангенциального точения одним резцом с прямолинейной подачей посвятил своиработы В.М.Каневцев [85, [xxv]], который исследовал зависимость стойкости резца от скорости резания, подачи и глубинырезания, а также зависимости тангенциальной и радиальной составляющей сил резания от различных  факторов.

Следует отметить работу [[xxvi]] Саркисяна Г.С., в которой рассмотрены кинематика процесса попутного точения, силы резания и тепловые явления, а также уделено внимание износу инструмента и точности обработки при попутном точении.