CC BY
29
УДК 621.96
СХЕМЫ СРЕЗАНИЯ ПРИПУСКА ПРИ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКЕ
С.Я. Хлудов, В. А. Игошина, С.С. Савилкина, А.В. Хоменко
Установлена взаимосвязь схемы резания с выходными параметрами процесса лезвийной обработки. Рассмотрены возможности дискретного исполнения режущей кромки режущей пластины для оснащения резцов для токарной обработки. Приведены зависимости определения количества ступеней многоступенчатой режущей пластины от схемы срезания припуска.
Ключевые слова: схема срезания припуска; форма поперечного сечения, режущая кромка, режущая пластина, стойкость.
Основными функциями режущего инструмента являются формообразование заданной поверхности детали и срезание припуска с заготовки. Последовательность удаления отдельных слоев припуска определенной формы называют схемой срезания припуска или схемой резания.
Параметрами, характеризующими схему срезания припуска, являются: толщина а, ширина b, длина I, площадь f, объем q срезаемого отдельными лезвиями слоя, форма слоев и последовательность их снятия.
При проектировании технологической операции, технолог решает задачу по выбору схемы срезания припуска с поверхности заготовки. При выборе той или иной схемы срезания припуска устанавливается порядок удаления с поверхности заготовки отдельных слоев припуска и для каждого из них определяется форма поперечного сечения (рис. 1).
Последовательность удаления с поверхности заготовки отдельных слоев припуска устанавливает вид обработки: черновая, получистовая и чистовая, а при необходимости получения минимального дефектного слоя (наклепа), финишная. С учетом вида обработки определяются значения режимов резания.
Форма поперечного сечения срезаемого слоя, которая зависит от режимов обработки, определяет форму режущих кромок. Вид обработки и форма режущих кромок устанавливают требования к геометрическим параметрам режущего клина инструмента, количеству режущих элементов и их расположению на корпусе инструмента.
Оптимальная схема срезания припуска должна удовлетворять следующим требованиям:
- максимальной производительности (съем металла в единицу времени);
- заданной точности и шероховатости обработанной поверхности;
- максимальной стойкости инструмента;
- размещению и отводу стружки;
- технологичности конструкции режущего инструмента.
18
Рис. 1. Взаимосвязь схемы резания с выходными параметрами процесса
лезвийной обработки
В работе [1] отмечается, что оптимизация схемы срезания припуска возможна путем изменения расположения режущих кромок за счет наклона передней поверхности резца на угол 1 наклона главной режущей кромки, изменения форм и размеров режущих кромок, расположения режущих кромок по длине и глубине обрабатываемой поверхности.
Проведенный в работе [1] анализ схем срезания припуска подтверждает, что резание с большей толщиной среза выгоднее, чем с большей шириной, и значительно эффективнее срезания малых толщин, порядка нескольких сотых миллиметра при фрезеровании и протягивании. Поэтому значительное увеличение производительности фрезерования или протягивания возможно путем кинематического перераспределения параметров среза.
В работе [2] отмечается, что производительность и себестоимость, например операции протягивания, зависит от схемы срезания припуска, геометрических параметров зубьев и от конструкции протяжки. В свою
19
очередь параметры качества обработки так же определяются схемой срезания припуска, геометрическими параметрами зубьев режущего инструмента и его конструктивным исполнением [3].
При выборе схемы срезания припуска учитывается и характер производства [1].
Большинство зуборезных инструментов работает по схемам срезания припуска, когда приходится разделять работу инструмента на черновую и чистовую. В последнем случае при работе образуется тонкая стружка, жесткость которой не так высока. [4]. При этом удельная энергоемкость способов с меньшей толщиной среза возрастает по экспоненте с увеличивающимся показателем степени. Следовательно, увеличение толщины среза является значительным резервом возрастания производительности обработки. Помимо снижения энергозатрат, увеличивается стойкость инструмента и создаются условия для повышения скорости резания. Выявить условия, снижающие удельные энергозатраты и повышающие производительность обработки, позволяет кинематико-технологический метод, включающий комплексный анализ движений, схемы срезания припуска, механических характеристик материала, стойкости инструмента. [1].
При токарной обработке последовательность удаления припуска определяет вид обработки. При назначении режимов точения исходят из необходимости решения конечных задач при черновом, получистовом и чистовом точении. В первом и втором случаях случае основными являются максимальная производительность минимальная себестоимость операции. При чистовом точении качество обработанной поверхности является приоритетной задачей. Но при этом решается и вопрос с оптимальным периодом стойкости режущего инструмента.
В работе [5] отмечается, что интенсивность влияния скорости резания, подачи и глубины резания на период стойкости инструмента будет такой, какова степень влияния этих факторов на температуру резания. При этом указывается, что наибольшее влияние на температуру резания оказывает скорость резания, затем подача и наименьшее - глубина резания. Таким образом, для того чтобы период стойкости был возможно большим, необходимо при постоянной площади сечения срезаемого слоя увеличивать ширину за счет уменьшения его толщены.
Установленная форма поперечного сечения предопределяет форму режущих кромок и, соответственно, конструкцию токарного резца и его стоимость.
В целом схема срезания припуска определяет производительность обработки, себестоимость операции и качество обработанной поверхности.
В работе [6 - 8] предложена конструкция режущей пластины с дискретным исполнением режущей кромки. При использовании режущей пластины с двумя вершинами предлагается совместить получистовое и чистовое точение, что гарантирует повышение производительности обработки.
В таком случае реализуется принципиально новая схема срезания припуска. Результаты экспериментального исследования работоспособности режущих пластин с дискретным исполнением режущей кромки подтверждают возможность их эксплуатацию при совмещении получистового и чистового, чистового и финишного точения [8].
Анализ, полученных результатов эксплуатации режущих пластин с дискретным исполнение режущей кромки, доказывает возможность дискретного исполнения режущей кромки и для режущих пластин для чернового точения. Режущие пластины для чернового точения с дискретным исполнением режущей кромки в дальнейшем называют многоступенчатыми. Срезание припуска многоступенчатой режущей пластиной разделяет источники образования тепла по количеству ступеней, что априорно позволяет предполагать повышение периода их стойкости.
Количество ступеней п многоступенчатой режущей пластины с дискретным исполнением режущей кромки зависит от выбранной схемы срезания припуска (от габаритных размеров режущей пластины стандартного исполнения и заданной глубины резания). Проектирование режущей кромки осуществляется в зависимости от схемы срезания припуска по следующим вариантам:
1. Схема срезания припуска, когда выполняется условие:
— — — ^п, (1)
при этом все ступени срезают одинаковые по глубине припуски (рис. 2). За один проход режущая пластина срезает припуск с глубиной резания t, рассчитанной по формуле:
I = п£п (2)
2. Схема срезания припуска, когда выполняется условие:
гъФ гп, (3)
а каждая ступень срезает разные по глубине припуски, а глубинка резания t за один проход определяется по формуле:
* = (4)
Рис. 2. Схемы срезания припуска при черновом точении
21
При проектировании режущей кромки многоступенчатой пластины для чернового точения необходимо выполнить следующие условия:
- габаритные размеры многоступенчатой режущей пластины должны не превышать габаритных размеров режущих пластин стандартного исполнения, чтобы иметь возможность использовать стандартные державки токарных резцов;
- форма режущих кромок многоступенчатой режущей пластины должна обеспечивать возможность использования ее как для правых, так и для левых токарных резцов, то есть быть универсальной.
Список литературы
1. Ермаков Ю.М. Комплексные способы эффективной обработки резанием. М.: Машиностроение, 2005.
2. Юликов М.И. Проектирование и производство режущего инструмента / М.И.Юликов, Б. И.Горбунов, Н.В.Колесов // М. «Машиностроение» 1 987.
3. Орлов П.Н. Краткий справочник металлиста. М.: Машиностроение, 9876.
4. Алексеев Г.А. Конструирование инструмента. М.: Машиностроение, 9878.
5. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 9875. 344 с.
6. Хлудов С.Я. Особенности проектирования многовершинной режущей пластины / А.С. Хлудов, М.О. Борискина, С.Я. Хлудов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2097. Вып. 7. Ч. 2. С. 44-48.
7. Хлудов А.С. Прогрессивные конструкции СМП / А.С. Хлудов, М.О. Борискина // VI молодежная научно-практическая конференция Тульского государственного университета «Молодежные инновации» сборник докладов под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. Ядыкина Е.А.: в 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2092. Ч.9. С. 27-28
7. Хлудов В.С. Прогрессивные конструкции сменных многогранных пластин для чистового точения пластичных материалов [Текст]: автореферат дис. к.т.н. Тула: 2008. 22 с.
Хлудов Сергей Яковлевич, д-р техн. наук, профессор, polyteh2010@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Игошина Валерия Александровна, студентка, shelyaeva@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Савилкина Светлана Сергеевна, студентка, savilkina95@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Хоменко Ангелина Владиславовна, студентка, s50000@mail.rH, Россия, Тула, Тульский государственный университет
SCHEMES SREZANIYA PRIPUSKA UNDER LEZVIYNOY PROCESSING S.Y. Khludov, V.A. Igoshina, S.S. Savilkina, A,V. Khomenko
Installed intercoupling the scheme of the cutting with output parameter of the process лезвийной processing. The Considered possibilities of the discrete performance of the cutting edge of the cutting plate for equipping incisor for turning processing. The Broughted dependencies of the determination amount steps of the multistage cutting plate from scheme срезания припуска.
Key words: scheme срезания припуска; the form of the cross-section, cutting edge, cutting plate, stability.
Khludov Sergei Yakovlevich, doctor of technical sciences, professor, poly-teh20l0 a,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Igoshina Valeriya Aleksandrovna, student, shelyaeva@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Savilkina Svetlana Sergeevna, student, savilkina95@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Khomenko Angelina Vladislavovna, student, s50000@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.96
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАЗРУШЕНИЯ ВИТКА СТРУЖКИ
Д.Н. Жарков, Д.С. Зябрева, А.С. Хлудов
На основе анализа процесса разрушения витка стружки при точении материалов групп P дана классификация способов, относящихся к процессам дробления, разделения и ломания. Описаны основные виды реагирования стружки при контакте с препятствиями, ограничивающими ее свободное движение.
Ключевые слова: стружка, разрушение витка, режущая пластина, стружко-образование, стружкозавивание.
Стружколомание - это процесс разрушения уже сформированной стружки [1].
В современном металлообрабатывающем производстве при использовании станков с ЧПУ при обработке пластичных материалов одним из требований, которое предъявляется к режущему инструменту, является обеспечение разрушения витка стружки.
23
