Элементы резания при точении.
К элементам резания при точении относятся: скорость резания, глубина резания и подача.
Скоростью резания V называется величина перемещения поверхности резания относительно режущей кромки в единицу времени в процессе осуществления движения резания.
а) продольное точение; б) поперечное точение. Рис.12. Элементы резания или точения.
При токарной обработке, когда обрабатываемая заготовка диаметром D вращается с некоторым числом оборотов n в минуту, скорость резания будет изменяться по длине режущей кромки. Однако в расчетах скорости резания принимается ее максимальное значение, определяемое по формуле
V = πD n / 1000 м/мин. [πD n /1000 • 60 м/с], где D - наибольший диаметр поверхности резания в мм.; n - частота вращения заготовки в об/мин.
При токарной обработке различают продольное точение, когда резец перемещается в направлении, параллельном оси заготовки, и поперечное точение, когда резец перемещается в направлении, перпендикулярном оси вращения заготовки.
В случае поперечного точения, когда резец перемещается к центру или, наоборот, от центра к периферии, скорость резания при постоянном числе оборотов переменна. Она имеет наибольшее значение у периферии и равна нулю
вцентре. Однако и в этом случае в расчет принимается максимальная скорость резания, соответствующая диаметру D.
Величина подачи S при точении определяется перемещением инструмента за один оборот заготовки S мм/ об. В ряде случаев бывает необходимо знать величину минутной подачи SM. Между S и SM существует зависимость S = S • n мм/мин, где n - число оборотов заготовки в минуту.
в
Глубина резания t - величина срезаемого слоя за один проход, измеренная направлении перпендикулярном к обработанной поверхности. Глубина резания при продольном точении представляет собой полуразность между диаметром заготовки и диаметром обработанной поверхности, полученной после одного
прохода инструмента
t = (D-D0)/2 (мм).
При поперечном точении за глубину резания принимается величина срезаемого слоя, измеренная в осевом направлении.
Сечение срезаемого слоя.
Площадь поперечного сечения срезаемого слоя, имеет форму, близкую к параллелограмму (Рис. 13).
Рис. 13. Поперечное сечение срезаемого слоя.
Она является функцией подачи S и глубины резания t
Обе эти величины являются производственными параметрами, посредством которых удобно рассчитывать и назначать режимы резания.
За толщину срезаемого слоя принимается величина α и определяется как расстояние между двумя последующими положения главной режущей кромки, занимаемыми через один оборот заготовки, в направлении, перпендикулярном главной режущей кромке.
Ширина срезаемого слоя обозначается буквой b и определяется как длина
сечения срезаемого слоя вдоль режущей кромки.
Из схемы следует, что толщина срезаемого слоя а = S • sin φ, а ширина
срезаемого слоя b = t/sin φ , где фи главный угол в плане. Площадь поперечного сечения А = а • b = S • t.
Процесс образования стружки.
Основоположниками науки о резании металлов являются русские ученые И.А. Тиме, К.А. Зворыкин и Я.Г. Усачов. И.А. Тиме показал, что процесс образования стружки происходит по элементам.
В начальный момент процесса резания, когда движущийся резец под действием силы резания вдавливается в металл, в срезаемом слое возникают упругие деформации. При движении резца они, накапливаясь по абсолютной величине, переходят в пластические. В плоскости, перпендикулярной к траектории движения резца возникают нормальные напряжения, а в плоскости,
совпадающей с траекторией движения резца - касательные т. Таким образом в
прирезцовом слое материала заготовки возникает сложное упругонапряженное состояние. Срезаемый слой находится под действием давления резца, касательных и нормальных напряжений.
Сложное упругонапряженное состояние металла приводит к пластической деформации, а рост пластической деформации - к сдвиговым деформациям, т.е. к смещению отдельных объемов металла относительно друг друга.
1 - резец; 2 - заготовка.
Когда напряжения превысят силу внутреннего сцепления частиц металла, происходит сдвиг элемента стружки. При дальнейшем движении резца таким же образом отделяются второй и последующие элементы стружки. Плоскость АВ, по которой происходит скалывание отдельных элементов стружки, принято называть
плоскостью скалывания или сдвига. При этом угол θ между направлением движения резца и плоскостью скалывания называют углом скалывания или сдвига. Он равен ≈30° и не зависит от угла резания δ.