Параметры режима резания

Скорость главного движения резания (V) – скорость перемещения точки режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности в направлении главного движения. Для вращательного движения скорость резания (м/мин):

V = p · D · n ·10^-3.

Скорость движения подачи – скорость перемещения рассматриваемой точки режущей кромки в направлении движения подачи.

Подача (S) – перемещение инструмента в направлении движения подачи за один оборот (мм/об).

Глубина резания (t) – расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, пройденное за один проход инструмента и измеренное перпендикулярно к последней (мм).

Выбор режима резания. Для каждого случая обработки существуют свои оптимальные режимы резания, которые зависят от материала обрабатываемой детали, материала инструмента и его геометрии, особенностей станка, требований к точности и качеству обработанной поверхности. В зависимости от материала детали выбирается и инструментальный материал. Существуют эмпирические формулы для расчета режимов резания. Практически режимы резания определяются по нормативным таблицам, приведенным в справочниках.

Образование нароста при резании. При резании пластичных металлов на передней поверхности инструмента скапливаются частицы обрабатываемого металла – образуется нарост. Металл прочно закрепляется на поверхности когда силы трения между передней поверхностью инструмента и срезанным слоем металла становятся больше сил внутреннего сцепления материала стружки (рис. 14.5, а). Размеры и форма нароста постоянно меняются, нарост периодически скалывается и возникает вновь.

Образование нароста полезно при черновой обработке, когда снимается большой слой металла и сила резания значительно возрастает. Нарост увеличивает угол заострения резца, при этом снижается сила резания и уменьшается износ инструмента. При чистовой обработке он вреден. Шероховатость обработанной поверхности увеличивается, точность обработки снижается, так как размеры и форма нароста постоянно меняются.

Упрочнение при резании. При обычных методах заточки режущая кромка имеет радиус закругления R» 0,02 мм (рис. 14.5, б). Инструмент срезает с заготовки стружку при условии, когда глубина резания больше или соизмерима с радиусом R. В стружку переходит слой металла, лежащий выше линии среза CD. Слой металла, лежащий между линиями AB и CD, будет упруго деформироваться. При работе режущая кромка затупляется и радиус возрастает. Расстояние между линиями AB и CD увеличивается, упругая деформация переходит в пластическую, на обработанной поверхности детали возникает наклеп. Упрочнение проявляется в повышении поверхностной твердости в 1,5–2 раза; глубина наклепанного слоя – 0,02–0,2 мм.

Твердость и толщина упрочненного слоя зависят от способа обработки (максимальные – при сверлении), материала заготовки, геометрии инструмента, режима резания. При перемещении резца происходит упругое восстановление деформированного слоя на величину h _у, в результате образуется контактная площадка шириной Н между обработанной поверхностью и задней поверхностью инструмента. Со стороны обработанной поверхности возникают силы нормального давления N и трения F. Чем больше упругая деформация, тем больше сила трения. Для уменьшения силы трения и предусматривается вспомогательный задний угол на инструменте.

Износ и стойкость инструмента. Износ инструмента (рис. 14.6) происходит по передней поверхности (образуется лунка шириной b) или по главной задней поверхности (образуется ленточка износа шириной h). Образование ленточки уменьшает глубину резания, изменяет вылет резца – точность обработки снижается.

Критерий износа – допустимая ширина ленточки износа h или лунки b. Для токарных резцов из инструментальных сталей h, b = 1,5–2 мм, для резцов с пластинами из твердого сплава h, b = 0,8–1,5 мм.

Период стойкости инструмента (время между переточками) зависит от материала и геометрии инструмента и заготовки, режима резания, условий обработки. Нормативная стойкость токарных резцов – 30–90 мин., фрез – 6–8 час, абразивного инструмента – 1–80 мин. Износ инструмента приводит к росту силы резания, увеличивает деформацию и заготовки и инструмента. Увеличивается глубина наклепанного слоя на заготовке, силы трения на рабочих поверхностях резца, что приводит к дополнительному разогреву инструмента и детали.