 |
3. Лабораторная работа № 3. Кинематические (рабочие) углы резца. 3. 1 теоретические основы. 3. 1. 1 влияние конфигурации поверхности резания
|
|
|
|
3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ (РАБОЧИЕ) УГЛЫ РЕЗЦА
Цель работы: установление взаимосвязи между кинематическими (рабочими) и статическими углами на операциях продольного точения.
3. 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
В процессе резания под влиянием ряда факторов происходит изменение статических углов (углов заточки) резца. К таким факторам можно отнести:
– изменение положения вершин и оси резца по отношению к оси изделия;
– конструктивные особенности обрабатываемой детали, состояние поверхностного слоя после предыдущей обработки;
– скорость резания и подачу.
Во всех случаях трансформация углов связана с изменением положения плоскости резания, а в ряде случаев – и основной плоскости [2].
В этом случае следует учитывать, что плоскость резания – координатная плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная основной плоскости. Основная плоскость – координатная плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно направлению скорости главного в ССК или результирующего в КСК движения резания в этой точке.
На рис. 3. 1 показан случай, когда ось резца не перпендикулярна к оси изделия и отклоняется от перпендикуляра к ней на угол 
. Тогда действительные (рабочие) углы в плане равны: 
; 
.
На рис. 3. 2, а показан частный случай изменения углов в связи с отклонением вершины резца от линии центров, при 
(например, при обточке бурта или проточке канавки).
При нахождении вершины резца ниже линии центров:
,
.
|
| Рис. 3. 1. Схема процесса продольного точения со смещенными осями |
Величина угла 
определяется из 
OBД:
|
|
|
,
.
При положении вершины выше линии центров (оси детали) изменение углов соответственно противоположно предыдущему варианту:
,
.
Анализ показывает, что при растачивании характер изменения углов противоположен наружному обтачиванию (рис. 3. 2, б).
Практически величина 
находится в пределах (0, 02 
0, 03) D, мм. Этому соответствует угол 
. В таких пределах угол h может заметно снизить задний угол a и несущественно отразиться на переднем g.
В том случае, когда установить вершину резца строго по линии центров затруднительно, предпочтительно сместить его ниже. При установке выше оси происходит ухудшение условий трения заготовки о заднюю поверхность, а также выкрашивание ослабленной за счет увеличения переднего угла кромки.
Случаи установки выше оси применяются, когда нужно уменьшить вибрацию.
а
|
б
|
| Рис. 3. 2. Частные случаи изменения углов в связи с отклонениями вершины резца от оси вращения детали: а – при наружном обтачивании; б – при растачивании |
3. 1. 1 ВЛИЯНИЕ КОНФИГУРАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ РЕЗАНИЯ
На рис. 3. 3 показано изменение углов в зависимости от профиля обрабатываемого изделия на примере обработки кулачка.
а
|
б
|
| Рис. 3. 3. Схемы изменения углов в зависимости от профиля обрабатываемого изделия |
3. 1. 2 ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ НА КИНЕМАТИЧЕСКИЕ
УГЛЫ РЕЗЦА
Траектория движения каждой точки режущей кромки резца в результате суммарного вращательного движения заготовки и поступательного движения представляет собой винтовую линию при продольном обтачивании и архимедову спираль при поперечном точении
|
| а |
|
| б |
| Рис. 3. 4. Изменение углов за счет кинематики обработки: а – продольное точение; б – поперечное точение |
В соответствии со схемами продольного и поперечного точения (рис. 3. 4) для условия использования резцов с углами 
=0 и 
=90° угол поворота плоскости резания из 
ACО определяется соотношением скорости вращения заготовки за время одного оборота ( 
) и подачи ( 
):
|
|
|
.
Если угол 
90°, то 
.
Тогда рабочие кинематические углы резца в процессе резания:
,
.
Пример. Оценить величину изменения углов в процессе резания. Обрабатывается заготовка диаметром 
мм с подачей 
мм/об резцом с =90° и =0.
; 
.
Такое изменение углов незначительно. Однако при нарезании резьбы или при обработке с подачами 
мм/об изменение углов может быть существенным. Это особенно касается работы отрезным резцом, когда плоскость резания будет непрерывно изменяться по мере приближения резца к оси детали. Причина в том, что архимедова спираль становится круче с уменьшением диаметра, что приводит к постоянному уменьшению задних углов.
|
|
|
