РЕЖИМ РЕЗАНИЯ, ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СРЕЗАЕМОГО СЛОЯ, ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ

Под режимом резания понимают совокупность значений скорости главного движения резания, скорости движения подачи и глубины резания.

Скоростью главного движения резания v называют расстояние, пройденное точкой режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении главного движения резания в единицу времени. Скорость главного движения резания имеет размерность м/мин или м/с. Если главное движение резания является вращательным (например, точение), то скорость движения резания (м/мин) v = π∙D₃ n∙10 ^-3, где D₃ — наибольший диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм; n — частота вращения заготовки, мин^-1.

На станках с ЧПУ частота вращения шпинделя п автоматически изменяется в соответствии с задаваемой программой в зависимости от расчетной скорости резания.

Если главное движение резания является возвратно-поступательным, а скорости рабочего и вспомогательного ходов различны, то скорость резания (м/мин) v = Lm (k + 1) ∙10 ^-3, где L — расчетная длина хода инструмента, мм; m — число двойных ходов инструмента, в мин; k — коэффициент, показывающий отношение скоростей рабочего и вспомогательного ходов.

Скоростью движения подачи v_s называют путь точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в единицу времени.

Рис. 1.4. Элементы резания и геометрические параметры срезаемого слоя

На станках с ЧПУ скорость движения подачи может непрерывно изменяться в процессе обработки заготовки в соответствии с задаваемой программой управления. В адаптивных системах ЧПУ движение подачи может автоматически изменяться в зависимости от измеренного параметра шероховатости обработанной поверхности заготовки (самонастраивающиеся системы ЧПУ).

Глубиной резания t (мм) называют расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями заготовки, измеренное перпендикулярно к последней и пройденное за один рабочий ход инструмента.

При точении цилиндрической поверхности глубину резания определяют как полуразность диаметров до и после обработки (см. рис. 1.4): t = 0,5 (D₃ — d), где d — диаметр обработанной цилиндрической поверхности заготовки, мм.

Форму и размеры сечения срезаемого слоя материала рассмотрим на примере обтачивания цилиндрической поверхности на токарно-винторезном станке. На рис. 1.4 показаны два последовательных положения резца относительно заготовки за один полный ее оборот. При обработке резец срезает с заготовки слой площадью f_ABCD называемой номинальной площадью f_н сечения срезаемого слоя.

Форма и размеры номинального сечения срезаемого слоя материала зависят от элементов режима резания (S_np и t), геометрических параметров режущего инструмента (углов φ и φ') и формы режущей кромки. В процессе резания участвуют одновременно два движения, поэтому траекторией движения вершины лезвия резца относительно заготовки будет винтовая линия. Начав резание в точке А. резец вновь встретится с образующей цилиндрической поверхности только в точке В. Следовательно, с заготовки будет срезана не вся площадь сечения среза материала f_ABCD, а только часть ее, так что на обработанной поверхности останутся микронеровности. Остаточное сечение срезаемого слоя f₀ ⁼ f_ABЕ. Действительная площадь сечения срезаемого слоя материала f_д = f _BCDE будет меньше номинальной f_н на величину, равную площади осевого сечения гребешков.

Остаточное сечение срезаемого слоя материала образует на обработанной поверхности микровыступы и микровпадины — шероховатость поверхности. Этим и отличается реальная обработанная поверхность от идеальной геометрической.

Шероховатость поверхности — это совокупность неровностей обработанной поверхности с относительно малыми шагами. Шероховатость — одна из характеристик качества поверхностного слоя обработанной поверхности. Она оценивается несколькими параметрами, в частности параметром шероховатости R_a — средним арифметическим отклонением профиля, т. е. средним арифметическим абсолютных значений отклонений профиля в пределах определенной базовой длины обработанной поверхности.

Допустимый параметр шероховатости обработанных поверхностей деталей машин указывается на чертежах условными обозначениями (ГОСТ 2789—73). Предпочтительные значения параметра шероховатости Ra (мкм) для разных технологических методов обработки следующие: для предварительной черновой обработки 100—12,5; для чистовой обработки 6,3—0,4; для отделочной и доводочной обработки 0,2 — 0,012.

На шероховатость поверхности, обработанной резанием, оказывает влияние большое число факторов, связанных с условиями изготовления детали, например, режим резания, геометрические параметры режущего инструмента, вибрации, физико-механические свойства материала заготовки.