Элементы режима резания

Приложение 4
ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ
Элементы режима резания при точении
Сущность
токарной
обработки
состоит
в
формировании
цилиндрической поверхности инструментом с одной режущей кромкой,
при этом, как правило, происходит вращение заготовки и перемещение
резца. В некоторых случаях заготовка остается неподвижной, а инструмент
вращается вокруг нее, но принцип формообразования остается тот же.
Подача инструмента может быть направлена вдоль оси детали
(продольное точение) или перпендикулярно оси (поперечное точение). В
случае, когда инструмент перемещается в поперечном направлении к
центру детали, происходит подрезка торца.
Рис. 4. 1П. Точение и подрезка торца как примеры
осевого и радиального перемещений инструмента
Иногда подача является комбинацией этих двух перемещений: либо
при резьбонарезании, либо при обработке криволинейных поверхностей,
что в настоящее время легко осуществляется на станках с ЧПУ, имеющих
широкие
возможности
программирования
траектории
перемещения
инструмента.
Заготовка вращается на станке с определенной частотой вращения
шпинделя (n), т.е. с определенным количеством оборотов в минуту.
Частота
вращения
обрабатываемой
шпинделя
прямо
соотносится
через
диаметр
Приложение 4
поверхности со скоростью резания Vc, измеряемой в м/мин. Это скорость,
с которой режущая кромка движется по поверхности заготовки.
Рис. 4. 2П. Элементы режима резания при точении
Скорость резания является постоянной величиной лишь до того
момента, пока частота вращения шпинделя или обрабатываемый диаметр
остаются неизменными. При подрезке торца, например, когда подача
инструмента направлена к оси заготовки, скорость резания будет
изменяться при постоянной частоте вращения шпинделя. На современных
станках с ЧПУ для того, чтобы сохранить постоянную скорость резания,
предусмотрена
возможность
соответственного
изменения
частоты
вращения шпинделя.
Подача (fn) в мм/об – это линейное перемещение инструмента за
один оборот детали. Подача оказывает большое влияние на качество
обработанной поверхности, а также на процесс стружкообразования. Она
определяет не только толщину стружки, но и ее форму в соответствии с
геометрией пластины.
Глубина
резания
(ар)
–
это
половина
разности
между
обрабатываемым диаметром и обработанным диаметром, выраженная в
мм. Глубина резания всегда измеряется в направлении перпендикулярном
направлению подачи инструмента.
Приложение 4
Режущая кромка подходит к детали под определенным углом,
который называется главный угол в плане (kr). Он измеряется между
проекцией
главной
режущей
кромки
на
основную
плоскость
и
направлением подачи и является важной величиной, определяющей выбор
токарного инструмента.
Главный угол в плане обычно изменяется в диапазоне от 45 до 95
град.Он влияет на формообразование стружки, на направление сил
резания, на длину контакта режущей кромки с деталью и на возможности
инструмента выполнять те или иные виды обработки.
Таблица 4. 1П
Ед.
Параметр
Обозначение
Обозначение
измерения SANDVIKCoromant
Частота вращения
в России
об/мин
n
n
Скорость резания
м/мин
vc
v
Глубина резания
мм
ар
t
Подача
мм/об
fn
s
шпинделя
Элементы режима резания при сверлении
Сверление – это процесс изготовления цилиндрических отверстий с
помощью металлорежущего инструмента. Сверление, как правило,
предшествует таким операциям как растачивание или развертывание.
Общим для всех этих операций является сочетание вращательного и
поступательного движения инструмента.
большее
значение
ограниченном
эвакуации
пространстве
стружки,
отверстия
При сверлении уделяется
поскольку
накладывает
требования в отношении контроля за стружкообразованием.
обработка
в
определенные
Приложение 4
Скорость резания (Vc) выражается в м/мин и определяет скорость на
периферии сверла. Она может быть вычислена через частоту вращения
шпинделя (n), выраженной в количестве оборотов в минуту. За один
оборот сверла точка на его периферии описывает окружность длиной π·Dc,
где
Dc диаметр инструмента. Скорость резания изменяется вдоль режущей
кромки от максимума на периферии до нуля на оси сверла. Рекомендуемые
значения скорости относятся к скорости на периферии сверла.
Подача на оборот (гn), измеряемая в мм/об, определяет величину
осевого перемещения инструмента за один его оборот и используется для
вычисления скорости осевой подачи сверла.
Скорость подачи или минутная подача (VF), измеряемая в мм/мин,
это подача инструмента по отношению к пройденному им пути в единицу
времени. Скорость, с которой сверло проникает в заготовку, равняется
произведению подачи на оборот и скорости вращения шпинделя.
Кроме того, в расчетах используются: глубина обрабатываемого
отверстия (L), радиальная глубина резания (ap) и подача на зуб (fz).
Рис. 4. 3П. Элементы режима резания при сверлении
Таблица 4. 2П
Параметр
Частота вращения
Ед.
Обозначение
измерения SANDVIKCoromant
Обозначение
в России
об/мин
n
n
Скорость резания
м/мин
vc
v
Глубина резания
мм
ар
t
Подача минутная
мм/мин
V
sм
Подача оборотная
мм/об
fn
шпинделя
F
s
Элементы режима резания при фрезеровании
В настоящее время фрезерование является универсальным методом
обработки. Фрезерование - это резание материала инструментом,
имеющим главное движение вращение и движение подачи. Наиболее часто
фрезерование применяется для обработки плоских поверхностей. Но также
быстро растет роль фрез при обработке сложных криволинейных
поверхностей на обрабатывающих центрах. Как правило, фрезы являются
многолезвийным инструментом.
а
б
в
Рис. 4. 4П. Основные перемещения в сочетании с вращением фрезы:
а – радиальное; б – периферийное; в - осевое
Приложение 4
Фреза совершает резание в одном или нескольких направлениях:
радиальном,
периферийном
и
осевом.
Например:
при
торцевом
фрезеровании в работе участвует как периферия, так и торец инструмента
(рис. 4.4П, а). Фреза вращается вокруг вертикальной оси в плоскости,
перпендикулярной направлению подачи стола.
Другой
вариант
подачи
реализуется,
если
фрезы
работают
периферийной частью режущих кромок (рис. 4.4П, б). При этом фреза
вращается вокруг оси, параллельной плоскости детали.
Если в работе участвует торцевая часть режущей кромки или торец
концевого инструмента и подача направлена вдоль оси фрезы, обработка
имеет сходство с процессом сверления (рис. 4. 4П, в).
Скорость резания Vc, м/мин - это окружная скорость перемещения
режущих кромок фрезы. Эта величина определяет эффективность
обработки и лежит в рекомендованных для каждого инструментального
материала пределах.
Частота вращения шпинделя n, мм/об, равняется числу оборотов
фрезы в минуту. Вычисляется в соответствии с рекомендованной для
данного типа обработки скоростью резания.
Рис. 4. 5П. Элементы режима резания и среза при фрезеровании
Приложение 4
Минутная подача Vг, мм/мин, или скорость подачи – это скорость
перемещения заготовки и, соответственно, стола станка в минуту. Она
равна произведению подачи на оборот и частоты вращения фрезы.
Максимальная
толщина
стружки
hех,
мм,
является
важным
ограничительным фактором для инструмента в каждом конкретном случае.
Средняя толщина стружки hm необходима для расчета удельной силы
резания, которая в свою очередь участвует в расчете потребной мощности.
Она рассчитывается в соответствии с рабочим углом охвата фрезы.
Подача на зуб fz, мм/зуб, используется для расчета минутной подачи.
Это расстояние между траекториями движения двух смежных зубьев,
измеренное в направлении подачи. Так как фрезы являются многозубным
инструментом необходимо знать толщину срезаемого слоя, приходящуюся
на каждый зуб. Подача на зуб рассчитывается исходя из максимально
рекомендуемой толщины стружки.
Число зубьев фрезы znможет быть различно и влияет на величину
минутной подачи. Выбор числа зубьев определяется обрабатываемым
материалом, шириной фрезерования, условиями обработки, мощностью
оборудования и требуемым качеством поверхности. Также при выборе
числа зубьев необходимо рассчитывать эффективное число зубьев zc,т.е.
число зубьев, одновременно находящихся в резании.
Подача на оборот fn, мм/об, зачастую является определяющим
ограничивающим параметром в отношении чистовой обработки. Она равна
относительному смещению фрезы и заготовки за один оборот фрезы.
Глубина резания ар, мм – это расстояние между обработанной и еще
необработанной поверхностями, измеряемое вдоль оси фрезы.
Ширина фрезерования ae, мм - это величина срезаемого припуска,
измеренная в радиальном направлении или ширина контакта заготовки и
инструмента.
Приложение 4
Средняя толщина стружки hm необходима для расчета удельной силы
резания, которая в свою очередь участвует в расчете потребной мощности.
Она рассчитывается в соответствии с рабочим углом охвата фрезы.
Таблица 4. 3П
Параметр
Частота вращения
Ед.
Обозначение
измерения SANDVIKCoromant
Обозначение
в России
об/мин
n
n
Скорость резания
м/мин
vc
v
Глубина резания
мм
ар
t
Подача минутная
мм/мин
V
F
sм
Подача оборотная
мм/об
fn
S
Подача на зуб
мм/зуб
fz
sz
шпинделя