Элементы резания

 Элементы резания

Заготовки, предназначенные для изготовления деталей машин, имеют исходные поверхности. В процессе обработки резанием с заготовки слой за слоем срезается припуск на обработку. За первый проход режущего инструмента вместе с поверхностным слоем с заготовки срезается и ее исходная поверхность. При этом на заготовке образуется новая поверхность. За второй проход того же или другого режущего инструмента с заготовки срезается второй слой материала и вместе с ним поверхность, образованная во время первого прохода инструмента. После второго прохода на заготовке опять образуется новая поверхность.

Поверхности заготовок, срезаемые за каждый проход инструмента, называют обрабатываемыми поверхностями 1 (рис.1), а поверхности заготовок, вновь образуемые во время очередного прохода инструмента, – обработанными поверхностями 3. Промежуточную поверхность, временно существующую в процессе резания между обрабатываемой и обработанной поверхностями, принято называть поверхностью резания 2.

Рис.1. Процессы обработки резанием: а – точение: б – фрезерование; 1 – обрабатываемая поверхность; 2 – поверхность резания; 3 – обработанная поверхность; Dr – направление движения резания; DS – направление движения подачи; v – скорость резания; t – глубина резания; α – задний угол; γ – передний угол

Глубина резания. Чтобы срезать слой материала, оставленный на заготовке как припуск на обработку, глубина проникновения лезвий инструмента в материал должна быть равна припуску. В этом случае припуск срезается за один проход инструмента. Если припуск большой, то его срезают за два прохода и более. Глубину проникновения лезвий инструмента в материал заготовки во время каждого прохода называют глубиной резания. Эту величину обозначают буквой t и измеряют в миллиметрах.

В большинстве случаев при обработке материалов резанием глубина резания t определяется как расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеряемое в направлении, перпендикулярном обработанной поверхности (рис.1). Например, при точении глубина резания t = (D – d)/2, где при наружной обточке D и d – соответственно диаметры обрабатываемой и обработанной поверхностей, а при внутренней обработке, наоборот, D и d – соответственно диаметры обработанной и обрабатываемой поверхностей.

Главное движение резания и движение подачи. Процесс резания возможен только при непрерывном относительном перемещении заготовки и режущего инструмента. Эти движения выполняют и сообщают заготовке и инструменту исполнительные механизмы станков. При этом движения могут быть сообщены одновременно, последовательно, а также только одному из элементов – инструменту или заготовке.

Механизмы сообщают исполнительным органам станков только два простейших движения – вращательное и прямолинейное поступательное. Различные сочетания и количественные соотношения этих движений лежат в основе всех видов обработки материалов резанием.

Поступательное или вращательное движение, передаваемое заготовке или инструменту в процессе резания и имеющее наибольшую скорость по сравнению со всеми другими движениями исполнительных органов, называют главным движением резания или главным движением.

Поступательные или вращательные движения остальных органов станка, также передаваемые заготовке или инструменту, определяют движение подачи, необходимое для обеспечения отделения срезаемого с заготовки слоя по всей обрабатываемой поверхности.

В большинстве случаев главное движение резания и движение подачи осуществляются во взаимно-перпендикулярных плоскостях, но в отдельных случаях они происходят и в одной плоскости. Оба движения могут быть непрерывными и прерывистыми. В ряде случаев движение подачи выполняется благодаря конструктивному исполнению инструмента. В этом случае функцию механизма подачи станка выполняют зубья инструмента.

Скорость резания и скорость подачи. Главное движение, скорость которого больше скорости подачи, определяет направление и скорость деформаций в материале срезаемого слоя, а следовательно, направление схода стружки и ее форму. Скорость главного движения называют скоростью резания. Эту величину обозначают буквой v и при лезвийной обработке измеряют в м/мин. Если главное движение является вращательным (точение, фрезерование, сверление), то скорость резания равна линейной скорости точек заготовки или инструмента, находящихся во взаимодействии. Ее можно определить по формуле

где

Для количественной оценки движения подачи используется отношение расстояний, пройденных точками режущего лезвия в направлении движения подачи, к соответствующему числу циклов (или их долей) главного движения, выражаемое численно подачей. Главное движение подачи может выражаться:

– мм/об, если перемещение при подаче соответствует одному обороту инструмента (заготовки), совершающему главное движение резания;

– мм/зуб, если перемещение при подаче соответствует повороту инструмента (например, фрезы) на один угловой шаг его режущих зубьев;

– мм/дв. ход, если перемещение при подаче соответствует одному двойному ходу заготовки или инструмента, или v мм/ход, если ход ординарный.

При выполнении некоторых операций (например, точения) удобно задавать скорость подачи v в мм/мин (перемещение инструмента или заготовки в направлении движения подачи, совершаемое в течение одной минуты). Подачу инструмента или заготовки принято обозначать буквой S с индексом, соответствующим используемым единицам измерения: S_о – подача на один оборот; S_z – подача на зуб; S_2x – подача на двойной ход; S_x – подача на один ход.