Влияние режимов резания на размеры, форму и положение активной части режущей кромки СМП Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.96

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ НА РАЗМЕРЫ, ФОРМУ И ПОЛОЖЕНИЕ АКТИВНОЙ ЧАСТИ РЕЖУЩЕЙ КРОМКИ СМП

М.О. Борискина, С.Я. Хлудов, А.В. Хоменко

Проведено исследование влияния режимов резания на величину и положение активной части режущей кромки сменных многогранных пластин. Установлены закономерности влияния длины активной части режущей кромки на ресурс СМП круглой формы.

Ключевые слова: режимы резания, сменные многогранные пластины, активная часть режущей кромки, радиус вершины, срезание припуска, ресурс.

При стандартном исполнении сменные многогранные пластины (СМП) имеют прямолинейные и криволинейные режущие кромки. Последние очерчены дугой окружности с радиусом R: 0,4; 0,8; 1,2; 1,6; 2,4 мм [1]. Дуга окружности обеспечивает плавное сопряжение главной и вспомогательной режущих кромок и называется радиусом вершины режущей пластины. В зависимости от подачи s и глубины резания t при токарной обработке с использованием сменных многогранных пластин в срезании припуска принимают участие как криволинейные, так и прямолинейные участки режущей кромки. Ту часть режущей кромки, которая непосредственно контактирует с поверхностью резания, принято называть активной. На рис. 1 границы активной части режущей кромки определяют точки А и С. Режущая кромка межу точками С и В выполняет функцию срезания припуска и не участвует в формообразовании микропрофиля обработанной поверхности.

Рис. 1. Активная часть режущей кромки сменной многогранной

пластины

322

Она сформирована из прямолинейного участка СЕ и дуги иЕВ окружности радиусом Я. Участок в форме дуги иАВ, наряду со срезанием припуска, выполняет функцию формообразования микропрофиля обработанной поверхности. В работе [2] предложено условно первый называть режущим, а второй формообразующим.

В зависимости от величины радиуса при вершине Я, глубины резания г, подачи ^ и установочного главного угла в плане фу, активная часть режущей кромки может иметь различную форму, положение и размеры.

Если в срезании припуска участвует только криволинейная часть главной режущей кромки С¥ (рис. 2) выполняется условие [3]:

Я(1 - соБфЭ ) > г, (1)

где Я - радиус при вершине СМП, мм; фэ - действительный главный угол в плане, град.; г - глубина резания, мм.

Участие в срезании припуска только криволинейного участка БЛ вспомогательной режущей кромки определяется следующими условиями:

Я[1 + соб(ф + е)]> г; (2)

2Я Бт(ф + е ) > г, (3)

где е - угол при вершине пластины, град.

а б

Рис. 2. Форма и положение активной части режущей кромки при: а - выполнении условий 1 - 3; б - при не выполнении условий 1 - 3

Если в процессе точения г глубина резания остается постоянной, а подача ^ не изменяет величины и направления, активная часть режущей кромки сохраняет форму, размеры и положение. При уменьшении г глубины резания граница активной части режущей кромки смещается из точки С в точку С1 по часовой стрелке, а при увеличении - против часовой стрелки (рис. 3). При этом правая граница активной части режущей кромки не изменяется.

Изменение величины подачи 8 вызывает изменение положения правой границы и, соответственно, длинны активной части режущей кромки. При увеличении подачи 8 происходит смещение границы по часовой стрелке относительно ее первоначального положения и увеличение длинны активной части режущей кромки.

Рис. 3. Изменение положения границы и размеров активной части режущей кромки при уменьшении глубины резания *

Уменьшение подачи 8 вызывает смещение границы в направлении против часовой стрелки с уменьшением длины активной части режущей кромки. Изменение направления подачи 8, например, при обработке цилиндрической и торцовой поверхностей, способствует изменению положения как правой, так и левой границ активной части режущей кромки. При продольном точении границами активной части режущей кромки являются точки А и С (рис. 4, а), а при торцовом точении той же вершиной режущей пластины ее границы перемещаются в точки Ах и С (рис. 4, б).

а б

Рис. 4. Изменение границы и положения активной части режущей кромки при: а - продольном точении; б - торцовом точении

324

Использование режущей пластины при постоянных глубине резания г и подачи £ в державках с разными установочными главными углами в плане фу при выполнении условия (1) не вызывает изменения длинны активной части режущей кромки, но ее границы при уменьшении угла фу смещаются против часовой стрелки, а при увеличении - по часовой стрелке. В случае, когда условие (1) не выполняется, то есть в срезании припуска принимает участи прямолинейная часть режущей кромки, а действительный главный угол в плане равен установочному, изменение последнего вызывает изменение длины активной части режущей кромки.

Изменение длины активной части режущей кромки при определенных условиях эксплуатации СМП влияет на ее ресурс. В процессе работы при достижении определенной величины износа дальнейшая эксплуатация инструмента не возможна. Восстановление работоспособности напайного инструмента достигается путем удаления с изношенных поверхностей части инструментального материала. Ресурс Q токарного резца с напайной режущей пластиной определяется по зависимости:

Q = пТ, (4)

где Т- период стойкости, мин.; п - допустимое число переточек напайной режущей пластины.

Восстановление работоспособности сменной многогранной пластины (СМП) достигается за счет ее поворота в державке на вершину, которая еще не принимала участие в работе. Таким образом, ресурс сменной многогранной пластины определяется так же по формуле (4), где п - количество вершин режущей пластины. Для двух стороннего исполнения СМП, которые используются, как правило, при чистовой или получистовой обработке, их ресурс увеличивается в два раза. Если угол е при вершинах режущей пластины одинаковый, их использование осуществляется в одной державке. Для режущей пластины в форме ромба с углами при вершинах е равных 80 и 100°, использование всех ее вершин достигается за счет использования державок с разными установочными углами.

Восстановление работоспособности режущих пластин с круглой формой осуществляется путем поворота ее в державке. При износе активной части режущей кромки А7С7, режущая пластина поворачивается вокруг точки О1 - ее центра на некоторый угол в (рис. 5), который определяется по зависимости:

г

л

Я

' £ Л

в = агссоБ 1 — + агсБт — , (5)

2Я

где г - глубина резания, мм; Я - радиус окружности круглой платины, мм; £ - подача, мм/об.

При повороте круглой пластины активная часть режущей кромки занимает положение дуги окружности иАСь то есть ее не изношенного участка. Такой поворот осуществляется вокруг точки центра круглой платины. Точка Ог одновременно является и центром дуги иА1С1.

Рис. 5. Активная часть режущей кромки круглой режущей пластины

Количество допустимых поворотов режущей пластины N рассчитывается по формуле:

2Р

N = — -1. (6)

в

В формуле (6) количество допустимых поворотов уменьшено на один с учетом погрешностей установки.

Из зависимостей (5) и (6) видно, что количество допустимых поворотов определяется радиусом Я режущей пластины и глубиной резания Подача £ при этом значительного влияния на длину активной части режущей кромки не оказывает. Так при точении с глубиной резания ? равной 0,5мм круглой пластиной ЯКМО 080600 с радиусом Я равным 8 мм при увеличении подачи £ от 0,15 до 0,3 мм/об, количество допустимых значений поворотов N будет равно 10.

В то же время увеличение радиуса Я в два раза с 8 до 16 мм, например, при использовании режущей пластины ЯКМО 160600 при постоянных глубине резания ? = 0,5 мм и подаче £ = 0,15 мм/об, обеспечивает изменение количества допустимых поворотов N с 10 до 14. Увеличение глубины резания ? в два раза с 0,5 мм до 1мм, при постоянной подаче £ = 0,15 мм/об, позволяет использовать круглую пластину ЯКМО 080600 радиусом Я равным 8 мм с количеством допустимых поворотов N равных, соответственно, 17 и 12.

Список литературы

1. ГОСТ 19049-80 Пластины режущие сменные многогранные твердосплавные квадратной формы. Конструкция и размеры. Введ. с 01.01.82. М.: Изд-во стандартинформ, 2006.

2. Борискина М.О. Хлудов А.С. Универсальная конструкция СМП с дискретной режущей кромкой с многовершинным исполнением. Молодежный вестник политехнического института: сб. статей. Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. С. 16-18.

3. Борискин О.И., Зябрев С.В., Хлудов С.Я. Прогрессивные конструкции сменных многогранных пластин. Тула, Изд-во ТулГУ, 2010. 162 с.

Борискина Маргарита Олеговна, асп., polyteh2010@,mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Хлудов Сергей Яковлевич, д-р техн. наук, проф., polyteh2010@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Хоменко Ангелина Владиславовна, студент, s50000@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

INFLUENCE OF THE CUTTING CONDITIONS TO THE SIZE, SHAPE AND POSITION

OF THE IIS ACTIVE CUTTING EDGE

M.O. Boriskina, S.Y. Khludov, A.V. Homenko

The research of the cutting conditions influence on the size and position of the indexable inserts active cutting edge was made. Influence patterns of the active cutting edge length on the round shape IIs resource was established.

Key words: cutting conditions, indexable inserts, an active part of the cutting edge, a nose radius, a cutting allowance, a resource.

Boriskina Margarita Olegovna, postgraduate, polyteh2010@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Khludov Sergei Yakovlevich, doctor of technical science, professor, poly-teh2010@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University

Homenko Angeline Vladislavovna, student, s50000@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University