Общие сведения о механической обработке материалов. Абразивные круги и их характеристика

Большие углы заострения β приводят к повышению прочности и стойкости режущего инструмента, но в то же время увеличивают силы резания.

4 Силы резания

Сила резания, приложенная к передней поверхности резца, преодолевает сопротивление металла снятию стружки. Величина силы резания зависит от ряда факторов: рода обрабатываемого материала, размера стружки, углов заточки резца, скорости резания и др.

Сила резания Р может быть разложена на три взаимно перпендикулярные составляющие Р_x, Р_y, Р_z (рис.5). Составляющая P_x действует в направлении продольной подачи и называется осевой силой, или силой подачи. Составляющая Р_yдействует в направлении поперечной подачи и называется радиальной силой. Составляющая Р_z, действует в вертикальной плоскости и называется силой резания. Силу резания Р_z, необходимо знать для расчета резца, деталей коробки скоростей и других узлов станка на прочность, а также для определения мощности и величины крутящего момента на шпинделе.

По силе  рассчитывают, например, детали механизма подачи станка на прочность. Радиальная сила Р_yсоставляет (0,250,5)Р_z. Равнодействующая Р всех сил, действующих на резец, будет равна

.

Сила резания Р_z является наибольшей составляющей и создает на обрабатываемой детали крутящий момент:

, где D—диаметр обрабатываемой детали, мм.

Мощность резания

кВт, где Р_z—сила резания, Н; v—скорость резания, м/мин.

Расчетная мощность электродвигателя станка

кВт, где η_ст – коэффициент полезного действия станка, для современных токарных и фрезерных станков: η_ст=0,75—0,90, для сверлильных — 0,85—0,9, для шлифовальных — 0,8—0,85.

5 Классификация режущего инструмента и область его применения в машиностроении

По характеру выполняемых работ и форме обрабатывающих поверхностей металлорежущий инструмент делят на различные типы, приведенные ниже.

Резцы токарной группы

Резцы токарной группы разделяют на проходные – прямые и отогнутые; подрезные, отрезные, расточные, фасонные резьбовые резцы для тонкого чистового точения, силовые и др.

Проходные токарные резцы разделяют на правые и левые. Способ их определения приведен на рис. 6. В зависимости от конструктивной особенности головок входные резцы разделяют на прямые и отогнутые.

Правыми резцами называются такие, у которых при наложении на них сверху ладони правой руки (так, чтобы четыре пальца были направлены к вершине) главная режущая кромка оказывается расположенной на стороне большого пальца. При работе такими резцами на токарном станке они перемещаются справа налево (от задней бабки к передней).

Левыми резцами называются такие резцы, у которых при наложении, как указано выше, ладони левой руки главная режущая кромка оказывается расположенной на стороне большого пальца.

По форме и расположению головки относительно стержня резцы разделяются на прямые (Рис.7, а), отогнутые (Рис.7, б), изогнутые (Рис.7, в) и с оттянутой головкой (Рис.7, г).

У прямых резцов ось прямая. У отогнутых резцов головка резца в плане отогнута в сторону. У изогнутых резцов ось резца изогнута в боковой проекции. У резцов с оттянутой головкой головка уже тела резца. Она может быть расположена как симметрично относительно оси тела резца, так и смещена по отношению к ней; головка может быть прямой, отогнутой и изогнутой.

Очень широкое распространение в массовом производстве на современном этапе получил метод силового резания – вид обработки металлов резанием с повышенными подачами (до 4 мм) при сохранении повышенных скоростей резания 100, 150 и даже 300 м/мин. При силовом точении можно сократить машинное время на обработку детали в несколько раз по сравнению с обычным скоростным точением, при этом можно получить чистоту обработанной детали порядка 4– 6 класса.

Особенность силовых токарных резцов заключается в том, что они имеют заглаживающую режущую кромку длиной более подачи на 0,1—0,2 мм и угол в плане по отношению обрабатываемой детали, равный нулю.

Силовые токарные резцы могут применяться не только для обработки наружных поверхностей, но и для обработки различных внутренних поверхностей.

Таблица 1. Рекомендуемые марки сплавов для режущих инструментов

В качестве материала для режущего элемента в силовом и скоростном точении применяют пластины твердого сплава, назначение (рекомендация) которых приведена в табл. 1.

Быстрорежущие стали и твердые сплавы используются для резцов в виде пластинок, закрепляемых на державке резца. Наиболее часто пластинки из быстрорежущей стали привариваются