Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
Для схемы 2
где кн - коэффициент, учитывающий влияние на стойкость неоднородной структуры материала резцов (0,5 < ки < 1); Jc^ - коэффициент, учитывающий влияние на стойкость кратковременного резания, с уменьшением времени которого уменьшаются тепловые деформации режущих материалов и повышается стойкость инструмента (1 < Ic1 < 2).
о
- ки кх z 7J1
(3.29)
72
КИНЕМАТИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СПОСОБОВ РЕЗАНИЯ
Меньшие значения ки соответствуют большему числу резцов, а меньшие значения кх - меньшему числу резцов в наладке. Таким образом, увеличение числа резцов оказывает двоякое влияние на стойкость: с одной стороны, увеличивается вероятность выхода всей резцовой наладки из строя вследствие уменьшения надежности отдельных резцов в партии, с другой - увеличивается стойкость за счет сокращения времени работы резцов. Эти факторы находятся не в прямой пропорциональной зависимости друг от друга: при меньшем числе резцов преобладает положительное влияние кратковременности работы, при большем - отрицательное влияние неоднородности материала режущей части.
Влияние на стойкость оказывают специфические особенности схем: характер вступления режущих лезвий в работу, стружкообразование, ширина режущего лезвия. У резцов схемы 2 рабочие функции разделены: первый резец снимает корку, второй - переходный слой, третий - часть чистого металла, четвертый - чистый металл и т.д. Такое разделение припуска благоприятно сказывается на стойкости. Штучная стойкость
инструмента по схеме 3 будет в zl/y~] раз выше, чем по схеме 2:
71IBT3=W1"'"1- (3-30>
Дополнительным преимуществом схемы 3 является уменьшение ширины режущего лезвия в z раз, что значительно повышает надежность каждого резца и всей наладки в целом. Вместе с тем резцы работают как по корке, так и по основному материалу.
Штучная стойкость инструмента по схеме 4 будет наибольшей
^11it4 ~
в ^],у
Гиг. • (3.31)
KkBk4
Подставляя значения коэффициентов кв и ?4 и заменяя отношение
f/? = tgq>/z, получим 7J1n =7^*^, где ки^ = 2,78[cos(p/(l + cos(p)4/3
при ер = 30°, кИ4 =1.
Значение кИ4 = 1 соответствует одинаковому времени обработки
по генераторной и прогрессивной схемам пятью резцами при / / В = 0,1 (см. рис. 3.11, б); девятью резцами при t/B = 0,05 и т.д.
Прогрессивная схема 4 сочетает положительные факторы профильной и генераторной схем - разделение функций режущих лезвий при
СХЕМА СРЕЗАНИЯ ПРИПУСКА
73
уменьшении ширины режущей кромки, повышающее надежность резцов. Поэтому значения коэффициентов кн и Ic1 для схемы 4 по сравнению со схемой 3 увеличиваются, и дополнительно увеличивается штучная стойкость инструмента.
Анализ схем показывает, что при отсутствии разворота резцов (к = 0) наименьшее время обработки будет по генераторной 3 и прогрессивной 4 схемам, причем прогрессивная схема обеспечивает наибольшую производительность при числе резцов до Z = BIt. Время обработки по прогрессивной схеме уменьшается на 40 % при сближении резцов с выравниванием сил без превышения равнодействующей максимальной касательной составляющей силы F1^ (см. штриховые линии на рис. 3.11, б),
при этом коэффициент равномерности распределения силы резания повышается с 0,66 до 0,92.
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.
Сравнение схем срезания припуска по удельным затратам сил и работы резания является ключом для выбора наиболее эффективного способа.
4. РАЗВИТИЕ СПОСОБОВ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ
4.1. КОМПЛЕКСНЫЕ СПОСОБЫ РЕЗАНИЯ НА БАЗЕ СТРОГАНИЯ И ТОЧЕНИЯ
Строгание обеспечивает высокое качество обработанной поверхности, малые остаточные напряжения и микротвердость. Поверхностный слой в результате пластической деформации приобретает направленную текстуру вдоль траекторий резания, что повышает прочность детали. Благодаря высокому качеству обработки строгание конкурирует с фрезерованием и начинает эффективно применяться для обработки цилиндрических поверхностей.
Существенно повысить эффективность строгания позволяют переходные способы с непрерывным движением подачи, а также комплексные способы с соизмеримыми скоростями движений инструмента и заготовки.
Строгание с непрерывным движением подачи. В настоящее время плоские поверхности на строгальных станках обрабатывают с дискретным поперечным движением подачи заготовки на один или двойной ход стола (ползуна). Периодическое движение подачи вызывает повышенные динамические нагрузки, связанные с мгновенным троганием и остановом стола. Упругие отжатия технологической системы при трога-нии стола вызывают затухающие колебания, которые циклически повторяются с частотой двойных ходов. В результате снижается качество и производительность обработки. Кроме того, осуществление дискретного движения подачи требует более сложной кинематической схемы и конструкции станка.
