ОСНОВНЫЕ СЛУЧАИ ИЗМЕНЕНИЯ УГЛОВ ЛЕЗВИЯ

Рабочие углы лезвия в некоторых случаях отличаются от углов инструмента, рассматриваемого как геометрическое тело. Эти изменения углов необходимо учитывать при заточке и эксплуатации инструмента. Передний и задний углы лезвия могут изменяться:

а) при установке инструмента на станке выше или ниже линии центров (рис. 4.3, а). Углы в этом случае связаны следующими соотношениями:

γ₁ = γ + μ; α₁ = α - μ; γ₂ = γ - μ; α₂ = α + μ.

За счет поворота резца в основной плоскости относительно оси вращения детали также изменяются главный и вспомогательный углы в плане;

б) при переходе от одной координатной системы к другой, например, от статической к кинематической (рис. 4.3, б). Углы связаны между собой соотношениями: γ_к = γ_с + μ; α_к = α_c – μ; tgμ = u_s/u = S₀·n/πDn = S₀/πD;

в) при изменении направления вектора скорости резания в различных точках режущей кромки, например, за счет угла l (рис. 4.3, в);

г) при изменении кривизны режущей кромки или передней и задней поверхностей, например, на долбяке (рис. 4.4).

Рис.4.3. Изменение углов на инструменте:

а – при установке на станке;

б – при переходе от одной координатной системы к другой;

в – при переходе от одной точки режущей кромки к другой (за счет угла λ или кривизны)

РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЛЕЗВИЯ ИНСТРУМЕНТА

Изменения углов лезвия требуют умения рассчитывать их значения в различных плоскостях. При изготовлении в заточке инструмента необходимо знать углы лезвия в осевой или поперечной и радиальной или продольной (по отношению к заготовке или инструменту) плоскостях.

Рассмотрим связь углов лезвия в главной секущей плоскости с углами в осевой и радиальной плоскостях на примере точения (рис. 4.5).

Рис.4.5. Схема к расчету углов лезвия в секущей, осевой и радиальной плоскостях

 

Из Δ ОСс, ОBв, ОАа

, (4.1)

, (4.2)

. (4.3)

Выразим числитель в формулах (4.1) и (4.3) через отрезок bB, угол λ и другие отрезки.

Изm и

В эти соотношения подставим выражения bB из формулы (4.2):

,

,

,

,

или

, (4.4)

. (4.5)

1) Умножим (4.4) на sinj, а (4.5) на cosj и сложим полученные выражения.

2) Умножим (4.4) на cosj, а (4.5) на sinj и вычтем из формулы (4.4) выражение (4.5). В результате этих действий получим:

, (4.6)

. (4.7)

Для расчета заднего угла нужно взять соотношение α = 90⁰ – β – γ или γ = 90⁰ – β – α, принять переднюю поверхность за заднюю, т.е. β = 0⁰ и подставить γ = 90⁰ - α в формулы (4.4)…(4.7).

, (4.8)

, (4.9)

или

, (4.10)

. (4.11)

При эксплуатации ряда инструментов, например, фасонных надо знать значение углов в нормальной плоскости, проходящей через нормаль к поверхности резания n перпендикулярно режущей кромке.

Рассмотрим перерасчет углов лезвия резца из главной секущей плоскости в нормальную плоскость (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Схема к расчету углов лезвия в секущей и нормальной плоскостях

Из DМАа и МВb: и .

Разделим первое выражение на второе:

.

Так как аА = bB, то tga_н = tga · cosl. (4.12)

Для переднего угла можно написать аналогичное (4.12) выражение, приняв во внимание, что α = 90⁰ - β – γ .Если принять переднюю поверхность за заднюю, т.е. β = 0⁰, то α = 90⁰ – γ и

tg γ = tg γ_н· cosl. (4.13)

Полученные соотношения можно использовать для пересчета углов не только при плоских поверхностях лезвия и прямолинейных кромках, но и при криволинейных. В последнем случае расчет справедлив для плоскостей, которые касательны к передней и задней поверхностям в рассматриваемой точке режущей кромки. Эти формулы также справедливы при расчете и других режущих инструментов. В этом случае необходимо только правильно выбрать осевую и радиальную плоскости, а также углы γ ,j и l.
34. Механика стружкообразования, ее объекты исследований, научное и практическое значение. Методы изучения в процессе стружкообразования

Процесс пластической деформации срезаемого слоя является основным процессом при обработке резанием. Большую роль в изучении этого процесса играет стружка – деформированный и отделенный в результате обработки поверхностный слой материала заготовки (рис. 6.1). Раздел теории резания, изучающий закономерности превращения срезаемого слоя в стружку называется механикой стружкообразования.

Рис.6.1. Схема стружкообразования: 1– инструмент; 2 – заготовка; 3 – стружка

При изучении пластического деформирования и стружкообразования используются следующие методы:

1. Визуальный, заключающийся во внешнем осмотре стружки с определением показателей процесса деформирования и стружкообразования по очевидным качествам. Например, виду и форме стружки, цвету стружки, наличию или отсутствию нароста и следов износа и т. п.

2. Скоростной киносъемки, заключающийся в фотографировании срезаемого слоя и стружки скоростной кино- или видеокамерой с частотой до 10000 кадров в секунду. Это позволяет наблюдать быстропротекающий процесс стружкообразования в замедленном виде.

3. Делительной сетки, заключающийся в нанесении на боковую поверхность образца краской, травлением, царапанием и т.п. прямоугольников, квадратов или окружностей, которые при резании теряют правильную форму, и по их искажению на стружке судят о пластической деформации. Для сопоставления нанесенной сетки на образце и искаженной на стружке с помощью специальных приспособлений для "мгновенного" прекращения процесса резания получают так называемый корень стружки. Корень стружки - это фиксированный объем срезаемого слоя с неотделенным участком стружки.

4. Микротвердости, заключающийся в измерении твердости в различных точках корня стружки на приборе ПМТ – 3 с последующим построением изосклер (линий постоянной твердости), по которым судят о пластической деформации и напряжениях.

5. Металлографический, заключающийся в изготовлении шлифов боковой поверхности корня стружки с последующим изучением его структуры под микроскопом.

6. Механический, заключающийся в последовательном удалении с поверхностей образца детали тонких слоев материала и измерении с помощью тензометрических датчиков величин деформации, по которым судят о величине и знаке напряжений первого ряда.

7. Рентгенографический, заключающий в стравливании поверхностного слоя образца детали и съеме рентгенограмм, по которым изучаются напряжения второго рода, действующие внутри кристаллического зерна.

8. Поляризационно-оптический основан на том, что прозрачные изотропные тела при действии на них сил становятся анизотропными, и если их рассматривать в поляризованном свете, то интерференционная картина позволяет определить величину и знак действующих напряжений. Метод дает точные величины напряжений только в упругой области и при резании образцов из оптически активных материалов, например, органического стекла.